Assessment of Russian regions vulnerability to groundwater pollution with pesticides

Abstract

The predisposition of the region to groundwater pollution by pesticides depends on climatic and soil factors, characteristics of the aquifer system, the type of the territory management, physicochemical properties of used pesticides and timing of their application. The applying of computer models for vulnerability assessment allows to consider the influence of factors affecting the migration of substances through the soil profile. Agricultural districts of Russia were grouped by basic climatic parameters -average annual temperatures and rainfall. 9 large regions with uniform climatic characteristics were obtained. The combination of climatic and soil parameters of each region made up a standard scenario, which was implemented as input files to the pesticide fate model PEARL. As an indicator of the vulnerability of groundwater to pesticide contamination, we used the predicted weighted average annual pesticide concentrations in leachate at a depth of 1 m. Calculations showed the highest vulnerability was in Nizhny Novgorod, Moscow, Pskov, Vladivostok, intermediate one - in Novosibirsk, and the lowest ones - in Kurgan, Saratov, Kursk and Krasnodar.

Ecological assessment of pesticides

“…В сокращенном виде информацию о свойствах действующих веществ пестицидов, утвержденных в Европейском Союзе, можно найти в обзорах Еврокомиссии («Review report»). Информация о пестициде, необходимая персоналу, который обеспечивает его безопасное обращение, содержится в «Паспорте безопасности химической продукции» [28]. Потребители пестицидов при выборе и применении пестицидного препарата руководствуются «Государственным каталогом пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации» [8] и инструкцией по применению пестицида.…”

“…В Российской Федерации ограниченные лизиметрические исследования пестицидов проводятся на больших лизиметрах факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова [27][28][29].…”

“…Как и для почв, основная цель тестирования модели -оценить вариабельность прогнозов концентраций пестицидов в грунтовых водах различных регионов РФ и выявить территории (сценарии) с почвами и климатом, наиболее способствующими загрязнению грунтовых вод. Для тестирования модели PEARL и девяти стандартных почвенно-климатических сценариев России были использованы 4 условных пестицида, имеющих диапазоны DT 50 = 20-100 суток, Кос = 17-172 л/кг с нормой применения 1 кг/га [28]. Наибольшие средневзвешенные ежегодные концентрации этих пестицидов в стоке (в порядке их убывания) спрогнозированы в четырех регионах Российской Федерации -в Псковской области, Приморском крае, Нижегородской и Московской областях, территории которых считаются наиболее уязвимыми для загрязнения грунтовых вод пестицидами.…”

“…Валидация моделей, как правило, включает в себя процесс сравнения расчетов с результатами полевых или лизиметрических экспериментов, ее калибровку (вторичную параметризацию) и последующую проверку работоспособности модели на независимом массиве данных. Для оценки точности прогноза по моделям используют визуальное графическое сравнение экспериментальных и расчетных данных, а также статистические критерии [28]. Способность моделей (в том числе, PEARL) адекватно пред-сказывать концентрации пестицидов в стоке гораздо ниже, чем в почвах.…”