FIRST

Dionisio Chiara 727019

AUTORE

Il modello in esame nasce da un progetto di collaborazione tra USEPA Office of Pesticide Programs’ Environmental Fate and Effects Division (OPP/EFED) e USEPA Office of Research and Development (ORD)

Il programma è scaricabile all’indirizzo: http://www.epa.gov/oppefed1/models/water/index.htm#first

FINALITA’ DEL PROGRAMMA

FIRST è un programma ideato allo scopo di valutare pericoli e rischi ai quali potrebbe essere esposta la salute della popolazione a causa della presenza continuata di fitofarmaci ed antiparassitari nell’acqua potabile. Tutte le indagini previste sono condotte sulla base di parametri elaborati dal FQPA ( Food Quality Protection Act ).

First intende, infatti, valutare l’incidenza a livello sia di possibili patologie acute che croniche di potenziali concentrazioni di fitofarmaci e/o antiparassitari nell’acqua potabile non trattata. Questo prendendo in considerazione la concentrazione di tali prodotti in relazione alla percentuale di superficie coltivata, all’assorbimento degli stessi nel suolo ed alla loro degradazione nel corpo idrico.

Il programma di simulazione è strutturato su più livelli ed intende ridurre al minimo il numero di analisi cui deve essere sottoposto ogni preparato . Ogni livello è, infatti, progettato per individuare quei fitofarmaci che richiedono più alti e complessi livelli di investigazione.

Ogni “livello” stima le concentrazioni secondo parametri chimici di base. Il passaggio ad un “livello” successivo non esclude tuttavia la possibilità di basso rischio per la salute umana.

SPECIFICHE HARDWARE E SOFTWARE

• Sistema operativo: Windows 95, 98, NT, XP, 2000

• Linguaggio programmazione: Fortran/ Winteracter

• Versione 1.1.0

• Il programma può essere eseguito in Windows o in ambiente DOS. con la creazione della sottocartella “FIRST” su hard disk e copiando poi il programma “FIRST.EXE” in quella stessa sottocartella.

•Per eseguire FIRST in Windows si passa al programma e si fa clic su FIRST.EXE.

• Per eseguirlo sotto DOS si passa alla sottocartella “FIRST” dove si trova il programma, si digita FIRST e si preme “INVIO”.

• Entrambe le procedure portano alla schermata di apertura.

DATI NECESSARI PER IL FUNZIONAMENTO

- Nome chimico o comune, struttura chimica facoltativa

- Nome della coltivazione

- Tasso di applicazione (in libbre per acro)

- Numero massimo di applicazioni autorizzate per anno

- Intervallo tra le applicazioni (solo se n° applicazioni > 1 )

- Fattore PCA appropriato ( decimale )

- Coefficiente di partizione di equilibrio ( KD o KOC [ml/g] )

- Aerobic Soil Metabolic Half-life (giorni)

PCA= percent cropped area

INPUTVengono richiesti i seguenti dati:

- Aerobic Aquatic Metabolic Half-life ( giorni )

- Metodo di applicazione ( aerial spray, ground spray, orchard-vinyard airblast spray, granular )

- Profondità di incorporazione ( pollici )

- Solubilità ( ppm = mg/l )

- pH 7 idrolisi half-life ( giorni )

- Half-life fotolisi ( giorni )

1 pollice = 2,54 centimetri

OUTPUT

Il programma determinerà due valori di output:

-il valore del picco della concentrazione giornaliera fornisce una stima da utilizzare in una valutazione di esposizione ed incidenza acuta (causa di patologie acute )

- il valore della concentrazione annua media fornisce una stima da utilizzare in una valutazione di esposizione ed incidenza cronica ( causa di patologie croniche tra cui il cancro )

ANALISI PROCEDURA

-ENTER A RUN NUMBER TO CONTINUE inserire un numero che consenta all’utente di tener traccia delle varie esecuzioni.

-ENTER AN OUTPUT FILE NAME nome scelto dall’utente da scriversi in formato DOS con un massimo di 8 caratteri alfanumerici seguiti da un punto e da altri 3 caratteri alfanumerici. Per evitare che i file si sovrappongano ad ogni file dovrà essere dato un nome diverso.

-ENTER THE CHEMICAL NAME nome chimico o comune, la struttura è facoltativa. Farà parte del file di output.

-ENTER THE CROP NAME nome della coltivazione in analisi

- ENTER APPLICATION RATE indicare tasso massimo consentito dall’etichetta di applicazioni consentite.

-ENTER MAXIMUM NUMBER OF APPLICATIONS PERMITTED PER YEAR specificare massimo numero di applicazione consentite nell’arco di un anno.

-ENTER INTERVAL BETWEEN APPLICATIONS precisare intervallo tra successive applicazioni solo se il numero di applicazioni è maggiore di 1.

-ENTER THE APPROPRIATE PCA FACTOR indicare la percentuale di area coltivata su un totale di 427 acri, percentuale rilevabile da questa tabella:

Crop NameCrop Name PCA factorPCA factor Crop NameCrop NamePCA PCA

factofactorr

Crop NameCrop Name PCA factorPCA factor

CORNCORN 0.460.46 CORN-SOYCORN-SOY 0.830.83 CORN-SOY-WHEATCORN-SOY-WHEAT 0.830.83

SOY BEANSSOY BEANS 0.410.41 CORN-WHEATCORN-WHEAT 0.560.56 CORN-SOY-COTTONCORN-SOY-COTTON 0.830.83

WHEATWHEAT 0.560.56 CORN-CORN-COTTONCOTTON 0.460.46 SOY-WHEAT-COTTONSOY-WHEAT-COTTON 0.580.58

COTTONCOTTON 0.200.20 SOY-WHEATSOY-WHEAT 0.560.56 SOYBEANS-COTTONSOYBEANS-COTTON 0.490.49

WHEAT-COTWHEAT-COT 0.200.20            

ALL OTHERALL OTHER 0.870.87            

-ENTER THE APPROPRIATE EQUILIBRIUM PARTITION COEFFICIENT FOR THE CHEMICALla concentrazione di pesticida disciolto è stimata usando KD ( coefficiente di partizione di equilibrio suolo/acqua) o KOC (coefficiente di ripartizione di equilibrio tra carbonio organico del suolo e acqua).

-ENTER SOIL AEROBIC METABOLIC HALFLIFE spesso , dalle prove condotte sui vari tipi di suolo, risultano più valori dei tempi di assimilazione. Al fine di non sottovalutare l’effettivo valore la politica EFED usa un limite superiore del 90% sul valor medio. Il tempo di assimilazione sarà calcolato seguendo questa formula:

if n=1: model input value = laboratory value × 3n = number of half-life values

if n ≥ 2: model input value = µ + t90 × s / √n, whereµ = mean of the n laboratory half-life values

t90 single tail student's "t", α = 0.1 (Table 1 below, n-1 d.o.f.)

s = sample standard deviation of the n laboratory half-life values

- IS THIS PESTICIDE TO BE WITTED IN? (Y or N) alcuni fitofarmaci vengono attivati dall’acqua, si dovrà indicare se è il caso del prodotto in analisi.

ed utilizzando questi ulteriori

dati

-METHOD OF APPLICATION si seleziona la lettera corrispondente al metodo di applicazione seguito

A: AERIAL SPRAY (DRIFT=16.0%; APPLICATION EFFICIENCY=95%)B: GROUND SPRAY (DRIFT=6.4%; APPLICATION EFFICIENCY=99%)C: ORCHARD-VINYARD AIRBLAST SPRAY (DRIFT=6.3%; APP EFF=99%)D: GRANULAR (DRIFT=0.0%; APPL. EFFICIENCY=100%)

- ENTER DEPTH OF INCORPORATION indicare la profondità di attivazione. Il programma limita la profondità di incorporazione a 6 pollici.

-ENTER THE SOLUBILITY determinare la massima quantità di pesticida disciolto in acqua. Nel caso questo valore non sia disponibile o nel caso la sostanza in esame sia stabile si immette “zero”.

- ENTER AEROBIC AQUATIC METABOLIC HALFLIFE Di solito viene indicato il valore maggiore di esposizione massima.

-ENTER pH7 HYDROLYSIS HALFLIFE valore richiesto solo se il valore di AEROBIC AQUATIC METABOLIC HALFLIFE inserito è “zero”.

-ENTER PHOTOLYSIS HALFLIFE solitamente il valore indicato è di nuovo il maggiore alla massima esposizione.

Esempio schermata finale di output dei dati ottenuti utilizzando come sostanza chimica il FORCHLORFENURON (1-(2-chloro-4-pyridyl)-3-phenylurea )

Per inserire ulteriori dati di confronto in Per inserire ulteriori dati di confronto in misurazioni successive sarà sufficiente misurazioni successive sarà sufficiente ripetere l’intero procedimentoripetere l’intero procedimento

(Dati utilizzati per il funzionamento del programma tratti da : http://www.epa.gov/scipoly/sap/meetings/2008/october/express.pdf )

SEMPLICITA’ DI UTILIZZO

Benché destinato ad addetti ai lavori ( ingegneri, biologi, etc. ) il programma è facilmente comprensibile e di semplice utilizzo.

Ogni operazione in sequenza è guidata e, utilizzando tutti i parametri relativi all’ambiente considerato, permette di ottenere la stima delle concentrazione necessarie e la possibilità di mettere a confronto diverse misurazioni in successione.

L’output verrà salvato automaticamente con il nome del file specificato e questo file potrà essere recuperato e stampato con qualsiasi editor di testo o con un programma di elaborazione di testi (WordPerfect) ed inserito direttamente in studi specifici.