Intégration de pics de contamination d’intensité et de durée variables par le « Polar Organic Chemical Integrative Sampler »

Abstract

Compte tenu de l’efficacité des produits phytosanitaires face aux parasites animaux et végétaux, une augmentation croissante de l’utilisation de ces composés s’est fait ressentir à partir des années cinquante. Cette utilisation massive provoque une contamination des trois compartiments de l’environnement (eau, air, sol) avec des conséquences préoccupantes pour l’homme et son écosystème. Ainsi, la pollution quasi généralisée des masses d’eau françaises et européennes a conduit l’Union Européen a adopté en 2000, la Directive Cadre sur l’Eau (DCE, 2000/60/EC), dans le but de préserver et restaurer l’état des milieux aquatiques. Dans cette optique, des institutions telles que les Agences de l’Eau sont chargées d’assurer la surveillance de la qualité des eaux au moyen de prélèvements d’eau 4 à 12 fois par an. Seulement, il se pose la question de la représentativité spatiale et temporelle de ce type d’échantillonnage. Pour cause, le niveau de contamination d’un cours d’eau peut varier brutalement en fonction de la saisonnalité des applications et de l’hydrologie du moment. Ainsi, des pics de contamination peuvent passer inaperçus aux regards des réseaux de mesure, ce qui engendrerait une image partielle de la qualité des milieux aquatiques. Pour remédier à ce manque de représentativité, notamment dans le but d’estimer de façon plus robuste une concentration moyenne dans le temps, intégrant l’ensemble des évènements dont les pics de contamination, des techniques d’échantillonnage passif, ont été développées. Dans cette étude, seul le Polar Organic Chemical Integrative Sampler (POCIS) a été considéré. Cet outil, largement utilisé pour l’échantillonnage des pesticides polaires (0 < log Kow < 4) (Alvarez et al. 2004), permet la pré-concentration in-situ des analytes, et dispose d’une capacité intégrative sur plusieurs semaines. Son domaine d’application, ainsi que ses limitations techniques sont maintenant assez bien documentées (Mazzella et al. 2010, Lissalde et al. 2011). De plus, il a été démontré que ce dispositif était capable d’échantillonner convenablement des pics de contaminations relativement long (3 jours) pour des composés modérément polaires (log Kow = 2-3) (Mazzella et al. 2008). Toutefois, des interrogations demeurent sur sa réactivité face à des pics de contamination plus brefs (quelques heures à quelques jours), ce qui peut être le cas lors de pollutions ponctuelles ou d'un apport brutal dans un cours d'eau (lessivage des sols et crue succédant un épisode de pluie par exemple). C'est dans ce contexte qu’a été réalisée une expérimentation en laboratoire, ayant pour objectif, d’étudier la réactivité du POCIS face à trois typologies de pics de contamination, d’intensité et de durée variables sur une période d’exposition totale de 14 jours. Pour ce faire quinze pesticides, couvrant différentes polarités (log Kow=0-5) et familles (herbicides, fongicides et insecticides) ont été sélectionnés. Au terme de celle-ci, les données acquises montrent des profils de cinétiques d’accumulation différents en fonction des caractéristiques physico-chimiques des substances et de la durée d’exposition. En effet, pour certains composés des phénomènes de retard à l’accumulation (« lag effect ») ou au contraire d’accumulation trop rapide (« burst effect ») apparaissent au cours des premiers jours d’exposition. Malgré cela, pour sept composés de l’étude, le POCIS intègre correctement les pics de contamination simulés, ce qui montre que cet outil est capable de prendre en compte des événements parfois assez fugaces.