Введение к работе
Актуальность темы. На современном этапе развития химического метода борьбы с сорняками важна не только эффективность применяемых гербицидов, но и в значительной степени их безопасность дпя человека и окружающей среды. Весьма перспективно направление по использованию в смеси применявшихся ранее пестицидов в небольших дозах, что обеспечивает такие же эффект и длительность действия, как и обработка большой дозой более токсичного препарата. К таким препаратам относятся гербициды, применяемые на кукурузе, в состав которых входит широко используемый долгое время атразин. Многолетнее применение этого эффективного и достаточно подвижного вещества привело к его обнаружению в грунтовых и поверхностных водах (Liu, Cibes-Viade, Коо 1971; Spalding, Juuk, Richard, 1978; Pestimer, Stalder, Potter, 1983; Leistra, Boesten, 1989). Поэтому в ряде стран стали проводиться исследования по определению реальной опасности загрязнения атразином природных вод и окружающей среды и разработке регламентов по его применению с целью уменьшения этой опасности. Россия является одной из крупнейших кукурузосеющих стран Европы с разнообразными почвенно-климатичесшми условиями, где применение подобного дешевого и эффективного гербицида весьма оправдано и целесообразно, но при условии исключения возможности загрязнения им окружающей среды.
Данная работа является одним из исследований, проводимых в России на новом этапе изучения атразина.
Цель работы. Основная цель данной работы заключается в оценке потенциальной экологической опасности пестицида для окружающей среды на примере атразина с особым вниманием к прогнозу его поведения в системе почва-грунтовые воды.
Основные задачи испедования.
Для решения поставленной цели были проведены следующие исследования:
характеристика потенциальной экологической опасности гербицидов дпя системы почва-грунтовые воды по величине показателя интегральной оценки;
определение скорости деградации атразина в почвах трех типов в зависимости от гидротермического режима и других факторов внешней среды в контролируемых (в отсутствии массопереноса) и в полевых условиях;
сравнительная оценка миграционной способности и профильного распределения атразина в почвах разных типов;
формализация кинетических закономерностей процессов разложения и миграции атразина в системе почва-грунтовые воды с помощью математических моделей разного уровня сложности, их сравнительная оценка по точности прогноза и чувствительности к качеству вводимых показателей в эти модели.
Научная новизна. Предложен интегральный показатель, который позволяет оценить потенциальную экологическую опасность для окружающей среды гербицидов разных классов, применяемых на кукурузе. Проведены комплексные полевые исследования, включающие сопряженное определение остаточных количеств атразина в почвах и природных водах районов, охватывающих Европейскую часть России. Предложена эмпирическая математическая модель, прогнозирующая длительность сохранения атразина в почве в контролируемых и натурных условиях. Впервые в отечественной практике, проведены комплексные исследования поведения атразина в почвах России, которые позволили верифицировать широко используемые в зарубежных странах математические модели - CMLS, PLM, VARLEACH.
Практическая ценность работы. Полученный в работе фактический материал по поведению атразина в почвах России (константы скорости разложения, миграционные и сорбционные показатели) может быть использован для решения конкретных практических задач, а также в качестве экспериментального материала для обеспечения математических моделей поведения гербицидов в системе почва-грунтовые воды. Предлагаемая нами эмпирическая математическая модель разложения атразина в почвах позволяет, на основании только справочного материала по свойствам и гидротермическому режиму исследуемой почвенно-климатической зоны прогнозировать остаточные количества гербицида и оценивать возможные последствия его применения. Разработаны методические рекомендации пользователю для моделей CMLS, PLM, VARLEACH. При выполнении диссертационной работы были разработаны варианты высокочувствительных методов определения остаточных количеств атразина (газожидкостное и высокоэффективное жидкостное хроматографирование), соответствующие современным уровням предельно-допустимых концентраций гербицида в почве и воде.
Апробация работы. Результаты, изложенные в диссертации, были доложены и обсуждены на заседании ученого совета ВНИИ фитопатологии, на Международной научной конференции молодых ученых по фундаментальным наукам "Ломоносов-95" (Москва, 1996), Межрегиональной конференции "Экологическое образование: опыт; проблемы; перспективы" (Улан-Удэ,1997), Международной студенческой конференции "Кризис почвенного покрова: причины и следствия * (Санкт-Петербург, 1997).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ и 2 находятся в печати.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Материалы диссертации изложены на 125 страницах машинописного текста, список литературы включает 239 названий, из них - 138 зарубежные. Цифровые данные отображены в 18 таблицах, текст иллюстрирован 15 рисунками.