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
Vengono richiesti i seguenti dati:
- Nome chimico o comune, struttura chimica facoltativa
INPUT
- 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
- 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 Name
PCA factor
Crop Name
PCA factor
Crop Name
PCA factor
CORN
0.46
CORN-SOY
0.83
CORN-SOY-WHEAT
0.83
SOY BEANS
0.41
CORN-WHEAT
0.56
CORN-SOY-COTTON
0.83
WHEAT
0.56
CORN-COTTON
0.46
SOY-WHEAT-COTTON
0.58
COTTON
0.20
SOY-WHEAT
0.56
SOYBEANS-COTTON
0.49
WHEAT-COT
0.20
ALL OTHER
0.87
-ENTER THE APPROPRIATE EQUILIBRIUM PARTITION COEFFICIENT FOR
THE CHEMICALla 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 × 3
n = number of half-life values
if n ≥ 2: model input value = µ + t90 × s / √n, where
µ = 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
ed utilizzando
questi ulteriori
dati
- 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.
-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
misurazioni successive sarà sufficiente ripetere
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.