Цель: разработка универсальной интегрированной методологии и статистико-имитационной модели для долгосрочного прогноза содержания токсичных химических элементов в урожаях зерновых культур. 
Объекты. Исследование основано на системном подходе и проведено на примере пшеницы, выращиваемой в Алтайском крае – одном из основных зернопроизводящих регионов России. Образцы пшеницы были отобраны в 10 районах, несколько различающихся по климатическим условиям. Всего было изучено содержание 19 химических элементов (Pb, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Zn, Al, As, Ba, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, P). Показано, что концентрации Pb (свинец), Cr (хром), Cu (медь) и Na (натрий) в зерне пшеницы зависят от климатических особенностей района возделывания. 
Методы. Установлены регрессионные зависимости содержания элементов от среднемноголетних месячных значений температуры воздуха и осадков. На основе регионального векового климатического цикла, нормализации и пространственного обобщения температуры воздуха и осадков, обеспечивающих единообразную динамику их относительных месячных значений (в процентах) по всему исследуемому региону, был составлен прогноз их изменений к 2030 г. 
Результаты. Процедура отбора проб зерна, ГИС-технологии для обработки метеорологических и картографических данных, методы прогнозирования изменений климата и определения количественных взаимосвязей содержания химических элементов в зерне с климатическими характеристиками – все вместе составляют методологию, позволившую разработать прогностическую модель содержания токсичных веществ в пшенице. Модель использована для оценки изменений Pb, Cr, Cu и Na в зерне пшеницы к 2030 г. Содержание других элементов в пшенице слабо коррелирует с многолетними изменениями температуры воздуха и осадков, поэтому оно вряд ли может существенно измениться. После 2030 г. концентрации Pb, Co (кобальт) и Cr в пшенице, поставляемой на элеваторы из некоторых муниципальных районов, превысят их допустимые уровни для продовольственного зерна.