一种流域尺度的旱地作物施用农药水生态综合风险评估方法技术

本发明专利技术公开了一种流域尺度的旱地作物施用农药水生态综合风险评估方法，包括以下步骤：暴露场景与暴露模拟平台的整合、农药品清单筛选、农药暴露风险评估、效应评估、风险表征、农药品种筛选方法等。该评估方法具体通过收集试验场景内的作物、土壤等多项参数，并应用PRAESS暴露模拟平台进行旱地作物—地表水模型的构建，并选择场景内种植的不同作物上登记使用常用农药进行水生态综合风险评估，预测这些农药在作物上使用后对水生生物的风险，应用综合生态风险指数，筛选得到流域重点关注农药品种清单，对流域内重点关注的农药品种在不同作物上使用后对水生生物的影响具有指导性的建议，可进一步开展实际监测，明确这些农药在使用后对地表水的污染风险。在使用后对地表水的污染风险。在使用后对地表水的污染风险。

【技术实现步骤摘要】
一种流域尺度的旱地作物施用农药水生态综合风险评估方法


[0001]本专利技术涉及流域旱地作物农药风险评估
，尤其涉及一种流域尺度的旱地作物施用农药水生态综合风险评估方法。

技术介绍

[0002]农药在田间使用后会残留在土壤中，或随地表径流、侵蚀进入地表水，或通过淋溶进入地下水，或通过蒸发蒸腾进入大气中，从而对环境产生污染影响。农药风险评价暴露模拟平台(PRAESS)是一个集旱地作物—地表水、旱地作物—地下水、水稻—地表水、水稻—地下水四种模型场景于一体的暴露模拟平台，可以用于预测农药在旱地作物、水稻上施用后进入邻近地表水体及地下水中的浓度。
[0003]在农药暴露评价中，高层次评价模型如PRZM
‑
EXAMS、MACRO、PRZM_SW、TOXSWA、PRZM_GW等因考虑的因素较多，模拟的过程较为复杂，因此需要较多的输入参数，如多年的气象数据、作物参数、土壤参数、水体参数等。对于不同模型的应用则具有说明手册指导使用，但是在数据采集时是通过人为操作，其所采集的广泛数据存在较大的处理难度，不能获取具有代表性的各项参数，进而影响模拟平台的处理结果，对农药的暴露评估产生较大的偏差，同时在通过模型处理后的农药筛选阶段没有指导性的参考基础，使得最终筛选得出的农药品种不能准确的代表流域的农药暴露指标，对流域进一步开展实际监测，明确这些农药在使用后对地表水的污染风险仍存在较大的难度。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的问题，本专利技术旨在提供一种流域尺度的旱地作物施用农药水生态综合风险评估方法，其能选择场景内种植的不同种作物上登记使用的农药进行模拟，预测这些农药在作物上使用后对水生生物的风险，筛选得到流域重点关注农药品种清单，可进一步开展实际监测，明确这些农药在使用后对地表水的污染风险，提高流域水域环境治理能力。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种流域尺度的旱地作物施用农药水生态综合风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006]暴露场景与暴露模拟平台的整合
[0007]1)选定农药暴露风险评估的试验场景点：
[0008]2)具体收集所述试验场景点中的土壤、作物、气象和水体参数；
[0009]3)场景文件生成
[0010]a、在Excel中将各类气象参数编写成PRZM模型平台的指定格式；
[0011]b、将土壤及作物参数整合至PRZM模型平台中相应的选项内；
[0012]c、将水体参数整合至EXAMS模型平台中相应的选项内；
[0013]4)暴露场景与暴露评估模型及模拟平台的整合；
[0014]将上述生成的多个场景文件共同传递至PRAESS
‑
EXAMS模型平台中，进行文件的关
联整合；
[0015]农药品种清单筛选
[0016]1)根据试验场景点中的主要旱地作物收集所有农药品种清单，并相应的收集农药品理化特性参数、农药在土壤和水体中行为参数和农药施用参数；
[0017]2)构建的小麦场景及暴露模拟平台预测水体中的农药浓度；
[0018]3)查询农药对水生生物的毒性终点值，并计算预测无效应浓度；
[0019]4)用预测水体中的农药浓度除以预测无效应浓度值，得到风险商值进行风险表征，并应用生态风险综合评价法，获得在作物流域需重点关注的使用农药品种的清单；
[0020]农药暴露风险评估
[0021]将筛选的农药品种参数输入至PRAESS
‑
EXAMS模型平台中，模拟得到农药品在作物上使用后在临近地表水中的浓度；
[0022]效应评估
[0023]1)农药使用对水生生态系统的影响：选取分别代表水生脊椎动物、水生无脊椎动物和初级生产者，查询农药对各类水生生物的毒性效应数据；
[0024]2)确定预测无效应浓度：将查询获得的生物毒性终点值与相应的不确定因子相除得到PNEC值，PNEC值计算公式如下：
[0025]PNEC＝EnP/UF
[0026]其中，PNEC—预测无效应浓度、EnP—试验终点、UF—不确定因子；
[0027]急性无脊椎动物类和脊椎动物类UF选择100，慢性无脊椎动物类和脊椎动物类UF选择10，慢性初级生产者UF选择10；
[0028]风险表征
[0029]采用商值法进行风险表征，选择与毒性终点值对应时段的预测浓度值，与效应评估得到的PNEC值相比，得到风险商值(RQ)，RQ>1表示风险不可接受，RQ≤1表示风险可接受，RQ计算公式如下：
[0030]RQ水生无脊椎急性＝预测峰值浓度/无脊椎动物急性PNEC值；
[0031]RQ水生脊椎急性＝预测96h浓度/脊椎动物急性PNEC值；
[0032]RQ水生无脊椎慢性＝预测21d浓度/无脊椎动物慢性PNEC值；
[0033]RQ水生脊椎慢性＝预测21d浓度/脊椎动物慢性PNEC值；
[0034]RQ初级生产者急性＝预测峰值浓度/初级生产者急性PNEC值；
[0035]式中：RQ——风险商值；
[0036]PEC——预测环境浓度，单位为μga.i./L；
[0037]PNEC——预测无效应浓度，单位为μga.i./L
[0038]农药品种筛选方法
[0039]应用综合评价法，对各种类型水生生物的风险类型及风险等级进行加权和赋分，并计算综合生态风险指数。
[0040]进一步的，所述农药品理化特性参数包括分子量、溶解度、蒸汽压、Koc或Kd、不同pH条件下的水解半衰期、水生光解半衰期；
[0041]农药在土壤和水体中行为参数包括土壤降解半衰期、水中需氧/厌氧降解半衰期；
[0042]农药施用参数包括施用量、施用次数、施用时间和施用方法。
[0043]进一步的，在综合生态风险指数计算中，计算时先按重要性确定权重，将急性风险权重设为1，慢性风险权重设为2，当综合生态风险指数CEI≤5时，为低风险；当5<CEI≤7时，为中等风险；当7<CEI≤14时，为高风险。
[0044]进一步的，所述综合生态风险指数计算公式如下：
[0045]CEI＝WA
×
A+WB
×
B+WC
×
C+WD
×
D+WE
×
E
[0046]式中：CEI为综合生态风险指数(ComprehensiveEcological
‑
riskIndex)；WA为水生无脊椎动物急性风险的权重，A为水生无脊椎动物急性风险的风险赋分；WB为水生脊椎动物急性风险的权重，B为水生脊椎动物急性风险的风险赋分；WC为水生无脊椎动物慢性风险的权重，C为水生无脊椎动物慢性风险的风险赋分；WD为水生脊椎动物慢性风险的权重，D为水生脊椎动物慢性风险的风险赋分；WE为水生初级生产者慢性风险本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流域尺度的旱地作物施用农药水生态综合风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：暴露场景与暴露模拟平台的整合1)选定农药暴露风险评估的试验场景点：2)具体收集所述试验场景点中的土壤、作物、气象和水体参数；3)场景文件生成a、在Excel中将各类气象参数编写成PRZM模型平台的指定格式；b、将土壤及作物参数整合至PRZM模型平台中相应的选项内；c、将水体参数整合至EXAMS模型平台中相应的选项内；4)暴露场景与暴露评估模型及模拟平台的整合；将上述生成的多个场景文件共同传递至PRAESS
‑
EXAMS模型平台中，进行文件的关联整合；农药品种清单筛选1)根据试验场景点中的主要旱地作物收集所有农药品种清单，并相应的收集农药品理化特性参数、农药在土壤和水体中行为参数和农药施用参数；2)构建的小麦场景及暴露模拟平台预测水体中的农药浓度；3)查询农药对水生生物的毒性终点值，并计算预测无效应浓度；4)用预测水体中的农药浓度除以预测无效应浓度值，得到风险商值进行风险表征，并应用生态风险综合评价法，获得在作物流域需重点关注的使用农药品种的清单；农药暴露风险评估将筛选的农药品种参数输入至PRAESS
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EXAMS模型平台中，模拟得到农药品在作物上使用后在临近地表水中的浓度；效应评估1)农药使用对水生生态系统的影响：选取分别代表水生脊椎动物、水生无脊椎动物和初级生产者，查询农药对各类水生生物的毒性效应数据；2)确定预测无效应浓度：将查询获得的生物毒性终点值与相应的不确定因子相除得到PNEC值，PNEC值计算公式如下：PNEC＝EnP/UF其中，PNEC—预测无效应浓度、EnP—试验终点、UF—不确定因子；急性无脊椎动物类和脊椎动物类UF选择100，慢性无脊椎动物类和脊椎动物类UF选择10，慢性初级生产者UF选择10；风险表征采用商值法进行风险表征，选择与毒性终点值对应时段的预测浓度值，与效应评估得到的PNEC值相比，得到风险商值(RQ)，RQ>1表示风险不可接受，RQ≤1表示风险可接受，RQ计算公式如下：RQ水生无脊椎急性＝预测峰值浓度/无脊椎动物急性PNEC值；RQ水生脊椎急性＝预测96h浓度/脊椎动物急性PNEC值...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜锦林，刘仁彬，孙克文，陈樯，李勖之，尹爱经，曹少华，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：