Etude de la distribution des produits de protection des plantes entre les trois phases atmosphériques : Incidences sur la contamination des écosystèmes

• Auteur / Autrice : Nathalie Sauret
• Direction : Philippe Mirabel, Henri Wortham
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Strasbourg 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chromatographie en phase gazeuse

Spectrométrie de masse

Chimie physique et théorique

Chimie de l'atmosphère

Polluants atmosphériques

Pesticides

Résumé

Il est communément admis que l'atmosphère joue un rôle important dans la dissémination des produits phytosanitaires aux échelles locales, régionales et même globales. Il est donc nécessaire d'observer et de comprendre le comportement de ces substances actives afin d'évaluer la contribution de l'atmosphère à la contamination des écosystèmes. C'est pourquoi notre étude s'est déclinée en trois objectifs : évaluer le niveau de contamination annuelle de l'atmosphère urbaine par les produits phytosanitaires à Strasbourg, étudier la distribution de ces molécules entre les phases liquide, gazeuse et particulaire et évaluer les dépôts atmosphériques. Pour mener à bien cette étude, nous avons mis en place une méthodologie d'échantillonnage et d'analyse utilisant des techniques de pointe telles que la Micro-Extraction sur Phase Solide (SPME) et la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse en tandem (CPG-MS/MS). D'après les résultats obtenus, les concentrations analysées dans les différentes phases atmosphériques présentent un profil saisonnier avec des maximums pendant les périodes d'application. L'étude approfondie de la répartition gaz/particules a permis de montrer que le comportement global d'une molécule s'explique par une combinaison de ses propriétés physico-chimiques. Pourtant, on observe que, pour une molécule donnée, le coefficient de répartition Kp varie d'un échantillon à l'autre. Nous avons donc étudié l'influence de paramètres environnementaux tels que la température atmosphérique, l'humidité relative, la quantité totale de particules en suspension (TSP) et le pourcentage de carbone organique présent dans les aérosols sur la répartition gaz/particules. Cette étude nous a permis de proposer une équation de répartition intégrant tous ces paramètres. Enfin, l'évaluation des dépôts atmosphériques a permis de montrer que le dépôt des substances actives associées aux aérosols (dépôt sec) peut contribuer de façon non négligeable aux dépôts totaux.

It is commonly allowed that the atmosphere plays an important role in the dispersion of pesticides at local, regional and even global scales. Understanding the behaviour of pesticides in the atmosphere is essential to predict their overall transport and fate in the environment. The objectives of this study were firstly to assess the pesticide contamination levels in the atmosphere of Strasbourg, to study the partition of pesticides between the three atmospheric phases (gaseous, particulate and liquid) and to evaluate the atmospheric deposition. To carry out this study, we set up a sampling and an analytical method using advanced techniques like Solid Phase Micro-Extraction (SPME) and gas chromatography coupled to tandem mass spectrometry (GC-MS/MS). According to the results obtained, air and rain concentrations show seasonal patterns with maximums during application periods. The thorough study of gas/particle partitioning showed that the global behaviour of a molecule is controlled by a combination of their physico-chemical properties. However, we observed that the partitioning coefficient Kp depends on the considered sample. Therefore, we studied the influence of environmental parameters, such as ambient temperature, atmospheric humidity, concentration of total suspended particulate matter (TSP) and organic carbon concentration on the gas/particle partitioning. The results allowed us to propose a partitioning equation, which integrates all of these parameters. Finally, the evaluation of the atmospheric deposition of pesticides allowed to show that the deposition of pesticides associated with aerosols, "dry deposition", could strongly contribute to the total deposition.