Методы изучения миграции пестицидов: анализ, сравнение, рекомендации по использованию при оценке риска воздействия на грунтовые воды

В.Н. Колупаева

Аннотация


Загрязнение грунтовых вод пестицидами затронуло все страны на всех континентах. Важной задачей исследователей и регулирующих органов всех стран является разработка методов и инструментов, позволяющих прогнозировать риски применения пестицидов для грунтовых вод. В настоящей статье рассмотрены общепринятые методы изучения миграции пестицидов, проведен их анализ с точки зрения применимости для оценки риска воздействия пестицидов на грунтовые воды. На примерах показано, что имеющиеся методы можно разделить на две категории – прямые и косвенные. Косвенные методы (индексы подвижности или полевые исследования транспорта пестицидов) позволяют сравнивать миграционную способность молекулы пестицида или определять глубину проникновения пестицида в почве. Прямые методы (моделирование, лизиметрические исследования и мониторинг) разрешают определять концентрации пестицида в стоке грунтовых вод или грунтовых водах, что делает их полезными при оценке риска применения пестицидов. Так, сравнивая полученные концентрации в воде с допустимыми пороговыми значениями можно определить уровень риска пестицида. Примеры расчета индексов подвижности говорят о том, что их оценки различаются между собой. Недостатки полевых опытов миграции связаны с аналитическими проблемами и краткосрочностью исследования. Моделирование миграции пестицидов является эффективным инструментом, позволяющим в краткие сроки получить концентрации пестицидов в водном стоке и определить пестициды, способные в изучаемых условиях загрязнять грунтовые воды. Расчеты показали, что для 40 пестицидов из 180 разрешенных к применению в РФ прогнозные концентрации составляют более 1 мкг/л. Вторым методом, позволяющим прямое определение концентраций в стоке, являются лизиметрические опыты. Многолетнее изучение миграции 4-х пестицидов показало, что все токсиканты мигрируют за пределы почвенного профиля. Третьим пригодным инструментом является мониторинг пестицидов в грунтовых водах. Развитие и распространение этого способа контроля пестицидов в грунтовых водах является важной задачей регулирующих органов и научного сообщества РФ на ближайшее время.

Ключевые слова


пестициды, грунтовые воды, миграция, сорбция, модели поведения пестицидов, лизиметр, мониторинг

Полный текст:

PDF

Литература


Adielsson S, Törnquist M, Kreuger J. Pesticide monitoring at the catchment scale in Sweden. In: Del Re AAM, Capri E, Fragoulis G, Trevisan M, eds. Environmental Fate and Ecological Effects of Pesticides. Proc. XIII Symp. Pesticide Chem. Piacenza; 2007. P. 743-9.

Törnquist M, Kreuger J, Adielsson S. Occurrence of pesticides in Swedish water resources against a background of national risk-reduction programmes - results from 20 years of monitoring. In: Del Re AAM, Capri E, Fragoulis G, Trevisan M, ed.s. Environmental Fate and Ecological Effects of Pesticides. Proc. XIII Symp. Pesticide Chem. Piacenza; 2007. P. 770-7.

Steffens K, Jarvis N, Lewan E, Lindström B, Kreuger J, Kjellström E, Moeys J. Direct and indirect effects of climate change on herbicide leaching — A regional scale assessment in Sweden. Sci Total Environ. 2015;514:239-49.

Швыряев АА, Меньшиков ВВ. Оценка риска воздействия загрязнения атмосферы в исследуемом регионе. М.: Изд-во МГУ, 2004.

Горбатов ВС, Матвеев ЮМ, Кононова ТВ. Экологическая оценка пестицидов: источники и формы информации. АГРО XXI. 2008;1:7-9.

Потапов ИС, Горбатов ВС. Количественные закономерности сорбции имидаклоприда почвами. Агрохимический вестник. 2010;3:35-7.

Gustafson D. Hazards assessment; Groundwater ubiquity score: a simple method for assessing pesticide leachability. Environ Toxicol Chem. 1989;8:339-57.

Estes TL, Pai N, Winchell MF. Comparison of predicted pesticide concentrations in groundwater from SCI-GROW and PRZM-GW models with historical monitoring data. Pest Manag Sci. 2016;72:1187-201.

Belik A, Kokoreva A, Kolupaeva V. Migration of cyantraniliprole in fractured soils: calibration of pesticide leaching model by using experimental data. E3S Web of Conferences. 2020;169:01008.

Сметник АА, Спиридонов ЮЯ, Шеин ЕВ. Миграция пестицидов в почвах. М.; 2005.

Колупаева ВН. Формирование перечня пестицидов для их мониторинга в грунтовых водах. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2018;29(3):93-106.

Синицына ОО, Хамидулина ХХ, Турбинский ВВ, Трухина ГМ, Башкетова НС, Гильденскиольд ОА, Амплеева ГП. Гигиеническое нормирование различных видов вод на современном этапе. Гигиена и санитария. 2022;101(10):1151-7.

Kolupaeva V, Gorbatov V, Nukhina I. Ecological zoning and assessment of the vulnerability of agricultural regions of the Russian Federation to groundwater pollution by pesticides. IOP Conf Ser: Earth Environ Sci. 2020;578:012037.

Умарова АБ. Преимущественные потоки влаги в почвах: закономерности формирования и значение в функционировании почв. Автореферат дисс…докт. биол.наук. М.ж 2008.

Kolupaeva VN, Kokoreva AА, Belik AA, Pletenev PA. Study of the behavior of the new insecticide cyantraniliprole in large lysimeters of the Moscow State University. Open Agriculture. 2019;4(1):599-607.

Kolupaeva V, Kokoreva A, Bondareva T. The study of metribuzin migration in lysimeters. E3S Web of Conferences. 2020;175.

Kolupaeva VN, Belik AA, Kokoreva AA, Astaikina AA. Risk assessment of pesticide leaching into groundwater based on the results of a lysimetric experiment. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Conference on Key Concepts of Soil Physics: Development, Future Prospects and Current Applications. 2019; 012023.

Черногаева ГМ, Малеванов ЮА, Журавлева ЛР. Мониторинг загрязнения окружающей среды в Российской едерации: организация наблюдений, обобщение и распространение информации. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2015;26(2):129-38.

Кузьмич ВН, Пономарева ЛС, Скурлатов ЮИ. Проблемы химической безопасности водных экосистем и новые подходы к оценке качества воды. Химическая и биологическая безопасность. 2015;(1-2):95-102.

Adielsson S, Törnquist M, Kreuger J. Pesticide monitoring at the catchment scale in Sweden. In: Del Re AAM, Capri E, Fragoulis G, Trevisan M, eds. Environmental Fate and Ecological Effects of Pesticides. Proc. XIII Symp. Pesticide Chem. Piacenza; 2007. P. 743-9.

Törnquist M, Kreuger J, Adielsson S. Occurrence of pesticides in Swedish water resources against a background of national risk-reduction programmes - results from 20 years of monitoring. In: Del Re AAM, Capri E, Fragoulis G, Trevisan M, eds. Environmental Fate and Ecological Effects of Pesticides. Proc. XIII Symp. Pesticide Chem. Piacenza; 2007. P. 770-7.

Steffens K, Jarvis N, Lewan E, Lindström B, Kreuger J, Kjellström E, Moeys J. Direct and indirect effects of climate change on herbicide leaching — A regional scale assessment in Sweden. Sci Total Environ. 2015;514:239-49.

Shvyriayev AA, Menshikov VV. Otsenka Riska Vozdeystviya Zagryazneniya Atmosfery v Issleduemom Regione. Moscow: MGU; 2004. (In Russ.)

Gorbatov VS, Matveev YUM, Kononova TV. [Ecological assessment of pesticides: Information sources and forms]. AGRO XXI. 2008;1:7-9. (In Russ.)

Potapov IS, Gorbatov VS. [Quantitative regularities in imidacloprid sorption by soils]. Agrohimicheskiy Vestnik. 2010;3:35-7. (In Russ.)

Gustafson D. Hazards assessment; Groundwater ubiquity score: a simple method for assessing pesticide leachability. Environ Toxicol Chem. 1989;8:339-57.

Estes TL, Pai N, Winchell MF. Comparison of predicted pesticide concentrations in groundwater from SCI-GROW and PRZM-GW models with historical monitoring data. Pest Manag Sci. 2016;72:1187-201.

Belik A, Kokoreva A, Kolupaeva V. Migration of cyantraniliprole in fractured soils: calibration of pesticide leaching model by using experimental data. E3S Web of Conferences. 2020;169:01008.

Smetnik AA, Spiridonov YuYa, Shein YeV. Migratsiya Pestitsidov v Pochvkah. Moscow; 2005. (In Russ.)

Kolupaeva VN. [Compilation of an inventory of pesticides for their monitoring in groundwaters]. Problemy Ekologicheskogo Monitoringa i Modelirovaniya Ekosistem. 2018;29(3):93-106. (In Russ.)

Sinitsyna OO, Khamidulina KhKh, Turbinskiy VV, Trukhina GM, Bashketova NS, Gildenskiold OA, Ampleyeva GP. [Current hygienic norm setting for different water types]. Gigiyena i Sanitariya. 2022;101(10):1151-7. (In Russ.)

Kolupaeva V, Gorbatov V, Nukhina I. Ecological zoning and assessment of the vulnerability of agricultural regions of the Russian Federation to groundwater pollution by pesticides. IOP Conf Ser: Earth Environ Sci. 2020;578:012037.

Umarova AB. Preimushchestvennye Potoki Vlagi v Pochvakh: Zakonomernosti Formirovaniya i Znachenie v Funktsionirovanii Pochv. PhD Theses. Moscow; 2008. (In Russ.)

Kolupaeva VN, Kokoreva AА, Belik AA, Pletenev PA. Study of the behavior of the new insecticide cyantraniliprole in large lysimeters of the Moscow State University. Open Agriculture. 2019;4(1):599-607.

Kolupaeva V, Kokoreva A, Bondareva T. The study of metribuzin migration in lysimeters. E3S Web of Conferences. 2020;175.

Kolupaeva VN, Belik AA, Kokoreva AA, Astaikina AA. Risk assessment of pesticide leaching into groundwater based on the results of a lysimetric experiment. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Conference on Key Concepts of Soil Physics: Development, Future Prospects and Current Applications. 2019; 012023.

Chernogayeva GM, Malevanov YuA, Zhuravleva LP. [Monitoring of environmental pollution in the Russian Federation: the organization of surveillance and the synthesis and dissemination of information]. Problemy Ekologicheskogo Monitoringa i Modelirovaniya Ekosistem. 2015;26(2):129-38. (In Russ.)

Kuz’mich VN, Onomareva LS, Skurlatov YuI. [The problems of the chemical safety of aqueous ecosystems and the novel approaches to water quality assessment]. Khimicheskaya i Biologicheskaya Bezopasnost’. 2015;(1-2):95-102. (In Russ.)




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v14i3.692

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"