Agronomie 23 (2003) 67-74
DOI: 10.1051/agro:2002074

p-EMA (I): simulating the environmental fate of pesticides for a farm-level risk assessment system

Colin D. Brown^a, Andy Hart^b, Kathy A. Lewis^c and Igor G. Dubus<sup>a

a</sup>  Cranfield Centre for EcoChemistry, Cranfield University, Silsoe, Bedford, MK45 4DT, UK
^b  Central Science Laboratory, Sand Hutton,York, YO41 1LZ, UK
^c  Agriculture & Environment Research Unit, Department of Environmental Sciences, University of Hertfordshire, Hatfield, Herts, AL10 9AB, UK

(Received 7 February 2002; accepted 23 May 2002)

Abstract
A computer-based decision support tool (p-EMA) has been developed to support UK Government policy of optimising agricultural pesticide use. The system estimates risks to a wide range of taxonomic groups and environmental compartments using methods consistent with current regulatory assessments, but also allows adjustments to reflect formulation, the local conditions and the environmental costs and benefits of varying management practices. Simple models of the dispersion pathways of the pesticide in the local environment are used to estimate predicted environmental concentrations in the field and margin soil, surface water and groundwater. Exposure estimates are then combined with the toxicological properties of the pesticide in the form of toxicity:exposure ratios. Concentrations in groundwater are calculated on the basis of a meta-version of the MACRO model linked to environmental and pesticide databases. Surface water concentrations are taken as the maximum of those arising from inputs via spray drift and drainflow.

Résumé
p-EMA : Simulation de l'évolution des pesticides dans l'environnement pour un système d'évaluation du risque au niveau de l'exploitation. Un système expert d'aide à la décision (p-EMA) a été développé afin d'assister la démarche britannique d'optimisation de l'utilisation agricole de pesticides. Le système estime le risque d'impact environnemental sur un grand nombre d'organismes sur la base des mêmes méthodes utilisées dans l'homologation des produits de protection des plantes. Le système tient compte du type de formulation utilisé, des conditions environnementales locales et applique une approche perte-bénéfice vis-à-vis de l'environnement dans l'application de différentes alternatives de gestion de traitement. Des modèles simples de transfert de pesticides dans l'environnement sont utilisés pour estimer les concentrations dans le sol et les eaux de surface et souterraines. Ces concentrations sont comparées aux données écotoxicologiques sur la base d'un quotient toxicité/exposition. Les concentrations dans les eaux souterraines sont estimées à l'aide d'un émulateur du modèle de transfert MACRO combiné à des bases de données contenant les caractéristiques de l'environnement et des produits. Les concentrations dans les eaux de surface sont prises comme les valeurs maximales provenant du drainage et de la dérive des pulvérisations.

Key words: exposure / software / model / pesticide / ecological risk assessment

Mots clés : exposition / logiciel / modèle / pesticide / estimation du risque

Correspondence and reprints: Colin D. Brown
    e-mail: c.brown@cranfield.ac.uk

Communicated by Marco Trevisan (Piacenza, Italy)

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