農(nóng)藥風險評估可為農(nóng)藥登記和農(nóng)藥的環(huán)境安全管理提供重要的科學依據(jù)。水稻生產(chǎn)過程中病蟲草害嚴重,農(nóng)藥使用品種多、頻次高,田水存留時間長,對地下水污染風險高。開展農(nóng)藥在稻田使用對地下水的風險評估研究具有重要的現(xiàn)實意義。
文章詳細介紹了歐盟和美國的水稻-地下水風險評估研究進展,包括風險評估程序、暴露評估模型及暴露場景等??偨Y了我國農(nóng)藥在稻田使用對地下水風險評估的研究現(xiàn)狀,并分析了我國研究的不足之處。在此基礎上,提出了加強我國農(nóng)藥在稻田使用對地下水風險評估的建議。
背景
農(nóng)藥的多年廣泛使用已經(jīng)并正在使許多寶貴的地下水源被污染。在1992-2001年之間,美國調查發(fā)現(xiàn),在全國范圍內(nèi),超過50%的井水中檢測出一種或多種農(nóng)藥殘留;同時在約1/3提供水源的深層井水中檢測出一種或多種農(nóng)藥殘留。從2001年起,Tariq等在巴基斯坦的4個區(qū)域內(nèi)檢測了37個開放井水中的農(nóng)藥殘留,8種常用農(nóng)藥有6種均在水樣中檢出。2007年,Goncalves等檢測了葡萄牙農(nóng)田區(qū)域地下水中42種農(nóng)藥,結果發(fā)現(xiàn),9%的地下水樣中莠去津的濃度超過0.1μg·L-1,6%的地下水樣中異丙甲草胺濃度超過0.1μg·L-1。2013年,孔德洋等在我國江蘇通州地區(qū)采集了50份地下水水樣,對有機氯農(nóng)藥進行檢測,其中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的檢出率分別為6%和44%。2014年,張光貴等在湖南岳陽市地下水中,檢測出有機氯農(nóng)藥殘留,其中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的檢出率分別為72.2%和22.2%。
水稻生產(chǎn)不同于旱地作物,水稻生產(chǎn)過程中病蟲草害嚴重,農(nóng)藥使用品種多、頻次高。水稻生產(chǎn)過程中還存在頻繁的灌溉排水和較高的季節(jié)性降水。農(nóng)藥施用到稻田后,只有約30%左右能夠被利用,一部分會通過淋溶進入到地下水體中,對地下水體造成較大的污染風險。李炳華等采集并分析太湖流域農(nóng)業(yè)區(qū)56個淺層地下水水樣,發(fā)現(xiàn)水樣中14種待測的有機氯農(nóng)藥,狄氏劑的檢出率為39.29%,六氯苯的檢出率為33.93%,γ-六六六和異狄氏劑的檢出率為8.93%。顯示出該農(nóng)業(yè)區(qū)已受到有機氯農(nóng)藥的污染,且水稻田附近淺層地下水中總六六六和總滴滴涕檢出率約是果園菜地淺層地下水相應組分的2倍。
風險評估在農(nóng)藥環(huán)境安全管理中發(fā)揮著重要作用。世界上部分發(fā)達國家和地區(qū)建立了農(nóng)藥在稻田使用對地下水風險評估技術,開發(fā)出了各具特色的水稻-地下水暴露評估模型,并建立了相應的暴露場景。相比而言,我國農(nóng)藥生態(tài)風險評估工作整體起步較晚,農(nóng)藥在稻田使用對地下水風險評估方面的研究更是不足。在此背景下,本文總結分析了歐盟和美國水稻-地下水生態(tài)風險評估程序、暴露評估模型及暴露場景的最新研究進展,旨在為我國建立農(nóng)藥在稻田使用對地下水的風險評估技術提供有益借鑒,從而提高我國農(nóng)藥環(huán)境安全管理水平。
1 歐盟稻田地下水農(nóng)藥污染風險評估研究進展
歐盟水稻種植區(qū)主要集中于南歐的5個國家:意大利、西班牙、希臘、法國和葡萄牙。在水稻-地下水風險評估方面,歐盟在世界處于領先水平,專門成立了地中海水稻(Mediterranean Rice,Med-Rice)工作組,建立了稻田地下水農(nóng)藥污染風險評估程序、第I層次和第II層次暴露評估模型及第I層次標準暴露場景。
1.1稻田地下水農(nóng)藥污染風險評估程序
在農(nóng)藥地下水風險評估程序的基礎上歐盟專門建立了稻田地下水農(nóng)藥污染風險評估程序:首先利用第I層次簡單公式計算農(nóng)藥在稻田使用在地下水中的預測環(huán)境濃度值(PECpgw),將PECpgw的計算結果與規(guī)定限值0.1μg·L-1進行比較,若計算結果小于0.1μg·L-1,則認為對地下水無風險;否則進入第II層次,使用高層次的暴露評估模型SWAGW計算PECpgw值,若結果小于0.1μg·L-1,則認為對地下水無風險;否則進入第III層次,針對目標區(qū)域更精細的模型計算PECpgw值,若結果小于0.1μg·L-1,則認為對地下水無風險;否則進入第IV層次,進行實際監(jiān)測研究。具體程序見圖1。
1.2 暴露評估模型
為進行農(nóng)藥在稻田使用對地下水的風險評估,需要暴露評估模型模擬的支持。水稻-地下水暴露評估需要模擬2個過程,一個是模擬農(nóng)藥在稻田系統(tǒng)中的行為,另一個是模擬農(nóng)藥在地下水中的行為。在實際的模型開發(fā)中,可以分別開發(fā)出模擬2個過程的模型,再將2個模型聯(lián)用,也可以開發(fā)包含2個過程的整體模型。歐盟開發(fā)出了第I層次和第II層次的整體模型。
(1)第I層次模型
Med-Rice專家組開發(fā)了一個簡單的第I層次的模型,以計算農(nóng)藥在稻田使用后在地下水中的年均農(nóng)藥殘留量(PECpgw)。該模型為整體模型,可直接給出地下水中農(nóng)藥含量。
該模型假設農(nóng)藥使用后在田土和田水中的分配是自發(fā)進行的,只有田水中溶解態(tài)的部分能夠遷移和轉化。在整個水稻種植期,農(nóng)藥淋溶發(fā)生在以下2個時間段:第一階段是封閉期,此階段稻田處于封閉狀態(tài),保持田水在一定的高度,淋溶前的農(nóng)藥質量為Mleak,field;第二階段是漬水期,此階段灌溉及排水同時進行,稻田中保持漬水狀態(tài),淋溶前的農(nóng)藥質量為Mleak,flood。兩部分之和為田水中淋溶前的農(nóng)藥總質量Mleak。
式中: Mleak,field 為農(nóng)藥在稻田使用后封閉期內(nèi)淋溶前的農(nóng)藥質量(g·ha-1),封閉期(tclose)一般按照5 d 計算。Mleak,flood為農(nóng)藥在稻田使用后漬水期淋溶前的農(nóng)藥質量(g·ha-1),漬水期(tflood)一般按照90 d 計算。
該模型中地下水指地表以下超過1000 mm 的飽和帶水,將土壤層以地表向下300、600、1000 mm 分層。每層不同的土壤特性使得對農(nóng)藥的吸附和降解作用不同,依次計算農(nóng)藥淋溶到300 mm、600 mm 和1000 mm 土壤層后的農(nóng)藥殘留質量,最終得到淋溶到地下水中的農(nóng)藥質量Mleak(>1000)。計算進入到地下水中的年均農(nóng)藥殘留量PECpgw。地下水中的年均農(nóng)藥殘留量的計算公式為:
式中:PECpgw 為地下水中的年均農(nóng)藥殘留量(μg·L-1),Mleak ( >1000 ) 為淋溶到地下水中的農(nóng)藥總質量(g·ha-1)leakage 為滲透速率,是指滲透水流單位時間通過單位過水斷面的水量,單位為mm·d-1。
Med-Rice 第 I 層次模型是簡單模型,輸入變量少。各國在氣象、土壤、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式等多方面均存在巨大差異,該簡單計算公式輸出值保守,適用于篩選水平的評估。
(2)第 II 層次模型
Med-Rice 專家組開發(fā)了用于第 II 層次模擬的地表水/地下水模型(Surface Water And Groundwater Model,SWAGW),可以計算稻田使用農(nóng)藥后稻田田水、田土和地下水系統(tǒng)中的農(nóng)藥含量(包括峰值濃度和平均濃度)。
該模型假設與Med-Rice 第 I 層次模型的假設相同,同樣把整個水稻種植期分為封閉期和漬水期2 個時間段。在封閉期內(nèi),稻田為封閉系統(tǒng),封田主要考慮農(nóng)藥的淋溶、吸附和降解等過程;在漬水期內(nèi),稻田為開放系統(tǒng),除了要考慮封閉期內(nèi)的各因素,還需考慮農(nóng)藥從稻田流入地表水體的部分。
該模型使用的方程可以計算不同時間下各土壤深度的預測環(huán)境濃度值(Predicted Environmental Concentrations,PECs),計算公式如下:
式中:c 為農(nóng)藥含量(μg·L-1),Disp 為農(nóng)藥在土壤水中的分散系數(shù)(cm2·d-1),x 為土壤深度(cm),v 為水流速率(cm·d-1),k 為降解速率常數(shù)(d-1)。
SWAGW 模型需要的參數(shù)中,標準場景中默認的參數(shù)值有:農(nóng)藥在稻田使用后的封田時間(封閉期)為5 d,稻田漬水期為120 d,滲透速率為1 cm·d-1,稻田中的田土深度默認為1 m,施藥時農(nóng)藥漂移的百分比為2.77%,此外,還需要其他的水力系數(shù)。Med-Rice 第 II 層次模型SWAGW 沒有考慮田水深度的變化、土壤水分蒸騰和土壤質地,也未考慮氣候因素。但與第 I 層次的簡單計算公式相比,SWAGW 考慮的因素更多,因此其模擬的農(nóng)藥在田水和田土之間的分配更接近現(xiàn)實。
1.3 暴露場景
場景需要選擇更脆弱、更利于淋溶至地下水的的條件參數(shù),歐盟定義“現(xiàn)實中最壞條件”作為暴露場景區(qū)的選擇原則。Med-Rice 工作組收集了南歐的5 個成員國水稻種植主要參數(shù)(表 1),構建了一個適用于歐盟的水稻-地下水標準暴露場景,用于第 I 層次的評估,場景主要參數(shù)值如表2。
Med-Rice 工作組將第 I 層次標準暴露場景應用于Med-Rice 第 I 層次模型和Med-Rice 第 II 層次模型SWAGW 中,用以計算農(nóng)藥的暴露濃度。歐盟整體雖未建立更高層次的標準暴露場景,但南歐的4 個成員國,包括希臘、意大利、西班牙和法國均建立了適用于高層次地下水風險評估的場景。希臘超過77% 的水稻種植在阿克西奧斯流域(Axios river basin),因此只在該流域建立了1 個場景。意大利建立了3 個場景:第1 個在曼圖亞(Mantova),代表粘粒含量較高的地區(qū);第2 個在帕維亞(Pavia),代表砂粒含量較高的地區(qū);第3 個在克里內(nèi)(Corine),代表意大利水稻種植區(qū)256 個采樣點土壤平均情況的地區(qū)。西班牙在其主要水稻種植區(qū)塞維利亞(Sevil-la) ,埃斯特雷馬杜拉(Extremadura),塔拉貢那埃布羅河三角洲(Taragona-Ebro Delta)和巴倫西亞(Valencia)建立了高層次水稻-地下水場景。法國在卡馬格(Camargue)地區(qū)建立了3 個場景,該地區(qū)靠近地中海,法國75%的水稻種植在該地區(qū)。
總之,歐盟建立了稻田地下水農(nóng)藥污染風險評估程序、暴露評估模型及相應的標準暴露場景,在較高層次暴露評估中能模擬農(nóng)藥實際暴露情況,稻田地下水農(nóng)藥污染風險評估體系較為完善。
2 美國稻田地下水農(nóng)藥污染風險評估研究進展
美國水稻種植主要分布在阿肯色州、路易斯安那州、密西西比河三角洲、墨西哥灣和加利福利亞州。其中阿肯色州種植面積最廣,達近54 萬公頃,但總體來說,美國水稻種植面積并不大。
2.1 稻田地下水農(nóng)藥污染風險評估程序
美國是世界上農(nóng)藥生態(tài)風險評估發(fā)展較早的國家,形成了較完備的生態(tài)風險評估程序、風險評估技術及風險評估標準。但由于水稻生產(chǎn)在美國農(nóng)業(yè)中占比重較小,因此沒有專門形成針對農(nóng)藥在稻田使用后對地下水的風險評估程序,也沒有建立水稻-地下水場景體系。但在評估模型方面,美國開發(fā)了針對稻田環(huán)境和地下水環(huán)境的一系列模型,主要模型如下。
2.2 暴露評估模型
美國開發(fā)了專門模擬農(nóng)藥在稻田行為的稻田模型,如稻田水質量模型(RICE Water Quality,RICEWQ),用來模擬農(nóng)藥在田水和作物根區(qū)的遷移和運轉;還開發(fā)了模擬農(nóng)藥在地下水中行為的模型,如非飽和帶流動轉運模型(Vadose Zone Flow and Transport Model,VADOFT)、蓄水層稀釋/水平對流模型(Aquifer Dilution /Advection Model,ADAM),模型簡單,可預測農(nóng)藥在地下水的含量。
2.2.1 稻田模型
稻田模型用來模擬農(nóng)藥在稻田系統(tǒng)(田水以及作物根區(qū))中的行為。目前美國開發(fā)的與稻田有關的模型包括RICEWQ 和漬水條件下施用的農(nóng)藥模擬模型(Pesticides in Flooded Applications Model,PFAM)。PFAM 是模擬農(nóng)藥在稻田使用后進入地表水的過程,是1 個整體模型,無法用于地下水評估。RICEWQ 可以和其他地下水模型聯(lián)用模擬農(nóng)藥在稻田使用后進入地下水的過程。因此本文重點介紹RICEWQ。
RICEWQ 是由美國Waterborne 環(huán)境咨詢公司開發(fā)的,用來評估農(nóng)藥在稻田系統(tǒng)中的行為、預測農(nóng)藥的徑流流失量和模擬水稻種植的灌溉、溢流、排水等過程中水和農(nóng)藥量的平衡。RICEWQ 模型模擬過程示意圖見圖 2。
該模型假設在整個稻田系統(tǒng)中,農(nóng)藥在水稻植株、田水和沉積物中滿足質量守恒定律。該模型可以計算在稻田系統(tǒng)中不同時間下的農(nóng)藥含量,計算公式如下:
式中:?c 是隨時間(?t)而變化的農(nóng)藥含量(μg·L-1),ΣMinflux 和ΣMoutflux 為農(nóng)藥在一定體積V 下的累計流入和流出量(μg),ΣMreact 為農(nóng)藥在整個過程中的累計轉換量(μg)。稻田模型RICEWQ 可分別通過該公式計算農(nóng)藥在水稻植株、田水和沉積物中的含量。
RICEWQ 模型所需的輸入?yún)?shù)包括3 類:第1 類是農(nóng)藥特性參數(shù),包括農(nóng)藥施用次數(shù)、施用日期、施用量、淋洗系數(shù)、水/沉積物分配系數(shù)、在水中的降解速率、在沉積物中的降解速率、混合速率、揮發(fā)速率等;第2 類是沉積物特性參數(shù),包括初始的懸浮物濃度、沉淀速率、重懸速率、沉積物的孔隙度和容重等;第3 類是氣候參數(shù),包括每天的降雨量及每天的蒸發(fā)量。
該模型模擬輸出水力和農(nóng)藥2 個方面的文件:第一是水力方面的文件,包括水平衡方面的信息,即每天的降雨、揮發(fā)、滲濾、灌溉、溢流等;第二是農(nóng)藥方面的文件,包括農(nóng)藥物量平衡方面的信息,即農(nóng)藥的施用、溢流、在水中降解、揮發(fā)、沉淀、重懸、在水和沉積物之間擴散和在沉積物中降解等。
RICEWQ 模型輸入?yún)?shù)較多,模型較復雜,用于高層次風險評估。該模型大部分參數(shù)來自野外調查,在缺乏測量數(shù)據(jù)的情況下,采用專家判斷的方式得到參數(shù)值。
RICEWQ 的應用較為廣泛,歐盟在進行水稻-地表水風險評估時也使用RICEWQ 與其他模型聯(lián)用模擬農(nóng)藥在稻田使用后在地表水中的行為。該模型也在其他國家,如中國、希臘和澳大利亞等國家得到應用。該模型可以單獨評估農(nóng)藥在田水中的遷移和運轉。在進行地下水風險評估工作時,需將RICWQ 模型與地下水模型聯(lián)用。
2.2.2 地下水模型
地下水廣義上是指埋藏在地表以下各種形式的重力水,狹義上是指含水層中飽和帶的水。農(nóng)藥風險評估主要研究的是狹義上的地下水。地下水模型是用來模擬農(nóng)藥從作物根區(qū)到地下水過程中的遷移與轉化。地下水模型包括模擬土壤中非飽和帶及飽和帶中農(nóng)藥的遷移和轉化的模型。美國目前開發(fā)的地下水模型有非飽和帶流動轉運模型(Vadose Zone Flow and Transport Model,VADOFT)、蓄水層稀釋/水平對流模型(Aquifer Dilution/Advection Model,ADAM)以及農(nóng)藥根際區(qū)帶-地下水暴露分析模型(Pesticide Root Zone Model-Ground Water,PRZM-GW)。但PRZM-GW 目前應用在農(nóng)藥在旱地使用對地下水的風險評估研究中,不適用稻田場景下的模型模擬。因此本文著重介紹VADOFT 和ADAM 模型。
(1)VADOFT
VADOFT 用來預測農(nóng)藥在作物根區(qū)以下非飽和帶的遷移和轉化。該模型近似模擬非飽和帶中水分的運動和溶質的轉運,是PRZM3 模型的第2 組成部分,可以預測農(nóng)藥在作物根區(qū)以下的非飽和帶的運動繼而評估后繼的地下水污染。轉運過程包括水力分散、水平對流、線性平衡吸附和一級衰減。VADOFT 模型模擬過程示意圖見圖 3。
VADOFT 使用Richard 方程來計算水分的一維單相運動和溶質在飽和多孔介質的運轉。其中,水分的一維單相運動中達西流速的計算方程為:
式中:V 為達西流速(L·T-1),ψ 為負壓水頭(L),K 為飽和導水率(L·T-1),krw 為相對滲透率,z 為垂直坐標值(L)。
溶質的轉運中流速的計算方程為:
Vsol 為溶質的流速(L·T-1),V 為達西流速(L·T-1),θ 為土壤含水量,R 為延遲系數(shù)。
VADOFT 輸入?yún)?shù)包含2 個方面的數(shù)據(jù):第一是土壤特性數(shù)據(jù),包括飽和滲透系數(shù)、單位儲水量、有效孔隙度等;第二是水力參數(shù),包括達西流速、延遲系數(shù)等。該模型可單獨應用,也可與RICEWQ 聯(lián)用,模擬農(nóng)藥在作物根區(qū)以下的非飽和帶的運動。
(2)ADAM
蓄水層可被視作一個持續(xù)混合的反應器,ADAM 可預測化學物質在其中的稀釋、分配、持留及轉運。ADAM 可模擬一個母體化合物以及4 個以下的降解產(chǎn)物的轉運行為。ADAM 模型模擬過程示意圖 4。
ADAM 模型以化學物質平衡法則為基礎,模擬農(nóng)藥等化學物質的揮發(fā)、降解以及在土壤孔隙水和蓄水層介質之間的分配。其計算方程為:
式中:?M 為隨時間(?t)而變化的農(nóng)藥質量,Min 為淋溶到含水層的農(nóng)藥質量,Mform 為化學轉化過程中代謝量,Mdeg 為降解的農(nóng)藥質量,Mvolat 為揮發(fā)的農(nóng)藥質量,Mout 為農(nóng)藥流出量。
該模型以水平衡法則計算水的回流和橫向流,其中的橫向流用達西法則計算:
Qlat = Kh × I × A
式中:Qlat 為側向水流量(m3·d-1),Kh 為蓄水層滲透速率(m·d-1),I 為水利梯度(m·m-1),A 為控制體積下的橫向斷面面積(m2) 。
ADAM 模型的輸入文件包括含水層特性參數(shù)、農(nóng)藥特性參數(shù)和水管理時間等數(shù)據(jù)。VADOFT 作為溝通稻田模型與飽和帶模型的橋梁,模擬非飽和帶中水分的運動和溶質的轉移之后,可再使用ADAM 預測地下蓄水層中農(nóng)藥的殘留量。將RICEWQ、VADOFT 和ADAM 聯(lián)用,可以用于預測農(nóng)藥在稻田使用后在地下水蓄水層中農(nóng)藥的殘留量。
3 我國稻田地下水農(nóng)藥污染風險評估研究進展
我國是世界上的稻谷生產(chǎn)大國,水稻種植面積約占世界水稻種植總面積的25%。水稻也是我國種植面積最大的糧食作物,種植面積約占糧食作物面積的30%。我國亦是農(nóng)藥生產(chǎn)與使用大國,農(nóng)藥的生產(chǎn)量自2007 年以來,超越了美國的農(nóng)藥生產(chǎn)量,位居世界第一,農(nóng)藥使用量近年來一直位居世界首位。
水稻一般生長在多雨、高溫的季節(jié),病蟲草害嚴重,相對于其他作物,水稻上使用的農(nóng)藥種類和數(shù)量均較多。目前,國內(nèi)水稻消耗農(nóng)藥量占總消耗量的60%左右。據(jù)統(tǒng)計,截至2010 年7 月,在我國水稻上登記的農(nóng)藥有效成分有214 種,其中:殺菌劑有83 種;殺蟲劑有58 種;除草劑49 種;植物生長調節(jié)劑19 種;其他,如殺螺劑等5 種。2015 年《江西省主要農(nóng)作物病蟲害防治安全科學用藥指南》中,在水稻上推薦使用的農(nóng)藥種類為53 種,其中水稻殺蟲劑25 種,水稻殺菌劑28 種。在水稻生長周期中,農(nóng)藥使用次數(shù)很多,通常都在4~5 次,多的可達7~8 次。因此,開展我國稻田用藥對地下水風險評估非常重要。我國已相繼開展了一些重要項目的研究,也取得了一定的成果??偨Y如下:
3.1 地下水農(nóng)藥污染風險評估程序
我國風險評估起步較晚,地下水風險評估方面的工作較少,借鑒歐盟地下水農(nóng)藥污染風險評估程序,建立了我國地下水農(nóng)藥污染風險評估程序。但目前還未建立針對農(nóng)藥在稻田使用后對地下水的風險評估程序。
我國將農(nóng)藥對地下水的污染評估分為4 個層次:第 I 層次評估使用簡單模型進行預測,如果模型預測濃度大于農(nóng)藥在地下水中的限值標準,需進入第 II 層次評估;第 II 層次評估選擇高層次的暴露評估模型作為評估模型,如果模型預測濃度仍大于限值標準,則首先選擇風險減少措施,確定是否能將風險降低至可接受水平,如不能,需進入第 III 層次評估;第 III 層次評估采用淋溶試驗,將淋溶濃度與農(nóng)藥在地下水中的限值進行比較,如果模擬淋溶濃度仍大于限值標準,則選擇風險減少措施,確定是否能將風險降低至可接受水平,如不能,需進入第 IV 層次評估;第 IV 層次評估采用實際監(jiān)測研究,將實際監(jiān)測數(shù)據(jù)與農(nóng)藥在地下水中的限值進行比較,對風險作出表征。
3.2 稻田地下水農(nóng)藥污染風險評估模擬平臺構建
近年來,農(nóng)藥登記及環(huán)境安全管理部門已逐漸認識到風險評估的重要性,相繼開展了一些重要項目的研究。如農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所與荷蘭瓦赫寧根大學阿爾特拉研究所(Alterra)合作開展了“中荷合作農(nóng)藥環(huán)境風險評估項目”,開發(fā)了TOP-RICE 暴露平臺,構建了2 個水稻-地下水暴露場景;環(huán)境保護部南京環(huán)境科學研究所與美國Waterborne 環(huán)境咨詢公司合作開展了“農(nóng)藥生態(tài)風險評估及風險管理技術研究項目”,構建了農(nóng)藥環(huán)境風險評估暴露模擬平臺(Pesticide Risk Assessment Exposure Simulation Shell,PRAESS)。PRAESS 包含PRZM-EXAMS、RICEWQ-EXAMS、PRZM-ADAM 3 套模型系統(tǒng),可以分別模擬旱地作物-地表水、水稻-地表水和旱地作物-地下水3 類場景體系,目前,該平臺正在增補水稻-地下水模型的部分。
3.3 暴露場景
針對農(nóng)藥在稻田使用對地下水的風險評估,我國尚未公開發(fā)布的完整的水稻-地下水暴露場景體系。農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所構建了,2 個適用于中國南方的地下水暴露場景。環(huán)保部南京環(huán)境科學研究所構建的PRAESS 中,共整合了6 個暴露場景,包含旱地作物-地表水、水稻-地表水和旱地作物-地下水3 類場景體系,還缺少水稻-地下水場景體系。我國幅員遼闊,各地區(qū)水稻種植、氣象、土壤和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況各不相同,為進行更為精確的高層次暴露評估,需對全國的水稻種植區(qū)域進行一個全面的、詳細的劃分。總之,建立完整的我國水稻-地下水暴露場景體系成為當務之急。
4 加強我國稻田地下水農(nóng)藥污染風險評估工作的建議
歐盟的稻田地下水農(nóng)藥污染風險評估程序和方法較為成熟,美國開發(fā)了多個稻田模型和地下水模型,而我國水稻地下水農(nóng)藥污染風險評價研究則剛剛起步,還需加強以下幾個方面的工作:
(1)建立稻田地下水農(nóng)藥污染風險評估程序
我國亟需根據(jù)農(nóng)藥環(huán)境安全管理的實際需求和現(xiàn)有土地利用情況,并借鑒歐盟較為成熟的地下水風險評估程序與方法,開展我國農(nóng)藥在稻田使用對地下水風險評估程序研究,建立有針對性的農(nóng)藥在稻田使用對地下水污染風險評估程序。
(2)篩選與開發(fā)適用的水稻-地下水暴露評估模型
近年來國內(nèi)學者進行的一些地下水風險評估工作是以國外開發(fā)的地下水模型為基礎的。今后在進行水稻-地下水風險評估研究時,應篩選與開發(fā)適合我國實際情況的稻田暴露評估模型與地下水暴露評估模型。
(3)構建我國水稻-地下水暴露場景體系
中國氣候多樣、土壤類型復雜、地形多變,不同地區(qū)水稻種植制度差異較大。因此,在借鑒歐盟水稻-地下水暴露場景體系構建方法的同時,需根據(jù)各地區(qū)不同的種植制度、農(nóng)業(yè)結構、氣候和土壤特性等因素,建立我國水稻-地下水暴露場景體系構建方法,構建我國水稻-地下水暴露場景體系,以滿足不同地區(qū)風險評估工作的需求。
(4)進一步完善農(nóng)藥風險評估暴露模擬平臺
近年來,我國開展的相關研究項目在農(nóng)藥暴露評估方面取得了突破性的進展,開發(fā)構建了一系列暴露評估工具。但我國農(nóng)藥風險評估暴露模擬平臺還不夠完善,應當加大農(nóng)藥在稻田使用對地下水的風險評估方面的工作力度,為完善我國農(nóng)藥風險評估技術和方法,推動風險評估技術的早日應用奠定基礎。
作者單位:南京信息工程大學江蘇省大氣環(huán)境與裝備技術協(xié)同創(chuàng)新中心,環(huán)境保護部南京環(huán)境科學研究所
來源:《生態(tài)毒理學報》2016年第1期
中國鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)網(wǎng)轉自:微信號 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學
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