Qualité de l'air et pesticides : du déterminisme des émissions à leur contribution à l'exposition des populations et des écosystèmes
Abstract
Les activités de recherche présentées dans ce document s’inscrivent dans la problématique générale de la contamination de l’atmosphère par les pesticides utilisés en agriculture, les produits phytopharmaceutiques (PPP), dont les usages peinent à diminuer. Or, leur utilisation génère une contamination de l’ensemble des compartiments environnementaux dont l’atmosphère via des transferts pendant l’application par dérive des gouttelettes de pulvérisation et en post-application par volatilisation depuis la surface traitée. Ces deux voies de transfert peuvent être du même ordre de grandeur selon les composés et leur durée de volatilisation. L’objectif général des travaux porte sur la compréhension du déterminisme de la volatilisation des pesticides depuis la surface traitée (via une approche complémentaire : expérimentation de laboratoire et de terrain / modélisation), l’évaluation de sa contribution à l’exposition des populations et des écosystèmes via l’atmosphère et l’identification de mesures de gestion appropriées pour protéger les populations et les écosystèmes.
Les jeux de données acquis en conditions réelles pour des applications sur sol nu et sur couvert végétal en grandes cultures ou récemment en vigne illustrent des gammes de flux de volatilisation et des dynamiques différentes selon les composés et les conditions. Un suivi sur des durées suffisamment longues est nécessaire pour expliquer la contamination de l’atmosphère. Ont également été développés des dispositifs de laboratoire originaux pour générer des paramétrisations empiriques concernant les interactions composés / feuilles et valider la paramétrisation du dépôt gazeux sur les eaux de surface. Le modèle de volatilisation Volt’Air-Veg proposé permet de reproduire les observations. Toutefois, certaines études complémentaires restent à mener pour mieux comprendre les interactions des composés avec la surface (feuilles ou résidus de cultures), ainsi que sur un sol nu en conditions d’assèchement. Un verrou majeur subsiste quant à l’effet de la formulation sur les interactions des composés avec les feuilles. Ainsi, au vu de la complexité du déterminisme du processus de volatilisation et des incertitudes actuelles, les leviers pour limiter la volatilisation restent difficiles à identifier de manière générique.
L’étude de l’exposition des écosystèmes ou des populations mobilise le modèle Volt’Air-Veg pour prédire les émissions par volatilisation et une gamme d’outils de dispersion atmosphérique pour prédire les champs de concentrations atmosphériques et les dépôts secs, outils mis en œuvre grâce à plusieurs collaborations. À l’échelle locale, des abaques de dépôts secs sur des surfaces aquatiques ont été générées, dont les atouts par rapport au modèle empirique actuellement proposé en réglementation sont discutés. À l’échelle territoriale, l’outil MIPP, sur lequel des modules de Volt’Air-Veg ont été portés, prend en compte les transferts latéraux au sein d’un territoire via les transferts hydrologiques et atmosphériques. Cet outil est adapté à l’analyse de la contribution des différentes voies de transfert à l’exposition des écosystèmes et des riverains au sein d’un bassin versant et à l’identification des mesures de gestion au sein du territoire. Aux échelles régionales et nationale - échelles auxquelles l’exposition de la population générale peut être évaluée- les prédictions du modèle de chimie-transport CHIMERE adapté aux pesticides avec une description de l’émission par volatilisation depuis le couvert végétal inspirée de celle de Volt’Air-Veg, ont montré un bon accord avec les mesures réalisées par les Associations Agréées pour la Surveillance de la Qualité de l’Air. Des tests sur une plus large gamme de situations seraient à présent nécessaire.
Les perspectives de ce travail vont porter à court terme sur la mobilisation des différents outils développés pour analyser les contributions relatives de la dérive de pulvérisation et de la volatilisation à la contamination de l’atmosphère, l’exposition des riverains et des écosystèmes, et ce, afin d’identifier les mesures de gestion appropriées. Il s’agira ensuite de participer à une meilleure caractérisation de l’exposition des populations et des écosystèmes par la voie atmosphérique, afin d’en évaluer la contribution par rapport aux autres voies d’exposition. Pour ce faire, une approche intégrative est nécessaire pour parcourir la chaîne Pratiques – Contamination – Exposition – Impacts, les outils développés constituant des briques élémentaires de la relation Pratiques agricoles – Contamination du milieu. Cela doit s’accompagner d’une évaluation approfondie des domaines de validité des outils développés. Cet axe de recherche s’intègre dans le cadre du concept de santé globale et reposera sur un réseau de collaborations élargi afin d’aborder l’intégralité de la chaîne depuis les pratiques aux Impacts (expologues, épidémiologistes, toxicologues, …).
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