Прогноз концентраций действующих веществ и их основных метаболитов в почве
Данные о концентрациях пестицидов в почве нужны, прежде всего, при оценке риска проявления их токсичности для почвенных организмов, например, дождевых червей. В Российской Федерации для регистрационных целей используются простые аналитические модели и имитационная модель PEARL и российские стандартные сценарии входных данных (почва–климат–культура) для 9-ти сельскохозяйственных регионов России. Стандартный сценарий PEARL и других аналогичных моделей – это совокупность почвенно-климатических условий и сельскохозяйственных культур, характеризующих определенный регион, и являющийся фиксированным набором входных данных математической модели. Стандартные сценарии позволяют унифицировать почвенно-климатические параметры модели и свести к минимуму влияние субъективных факторов на прогноз концентраций пестицидов в почве и сопредельных средах.
При выборе модели для прогноза концентраций пестицидов в почве рекомендуется пошаговый подход: если уровень риска пестицида для почвенных организмов оказывается низким, то достаточно прогноза с использованием аналитических моделей с ограниченным количеством исходных данных. При высоких рисках рекомендуется переход на более сложную и точную имитационную модель PEARL. Исходными переменными данными для базовых расчетов являются максимальные рекомендуемые норма применения пестицида и количество обработок, минимальные временные интервалы между обработками, период полуразложения в почве DT50 в лабораторных условиях. Значения остальных показателей фиксированы и приведены выше. Для расчетов вышеуказанных концентраций пестицидов рекомендуется использовать электронные таблицы EXCEL. Необходимо отметить, что за исключением прогноза концентраций сразу после применения пестицида (С0), остальные расчеты концентраций (Ct, Сt,n, СΔt) весьма консервативны и обычно завышают результаты остаточных количеств пестицидов по сравнению с измеренными данными.
Прогноз концентраций пестицидов в почве по модели PEARL
Более адекватными и реалистичными являются прогнозы с использованием имитационных математических моделей, которые позволяют учитывать как влияние внешних факторов на скорость разложения пестицида (свойства почв, температура, влажность), так и другие процессы (испарение, вымывание, поглощение растениями), приводящие к его исчезновению из почвы. Для прогноза остаточных количеств пестицидов в почве наиболее часто применяется модель PEARL. Она имеет европейский, российский, китайский и бразильский опыт использования и показала удовлетворительное качество прогноза. Модель PEARL основана на:
1) уравнении конвективно/дисперсионного транспорта пестицида, включающего его диффузию в газовой фазе;
2) учете двух одновременно протекающих процессов сорбции – мгновенного равновесного и неравновесного, описываемых уравнением Фрейндлиха;
3) механизме разложения пестицида, подчиняющегося кинетике 1-го порядка и зависящего от температуры и влажности почвы;
4) вычислении испарения пестицида из почвы, исходя из предположения о ламинарности воздушного слоя на поверхности почвы;
5) механизме пассивного транспирационного поглощения пестицида корнями растений.
Интерфейс моделей
