Transport et dégradation de pesticides en zones humides : une approche multi-échelles

Transport and degradation of pesticides in wetland systems : a downscaling approach

• Auteur / Autrice : Elodie Maillard
• Direction : Gwenaël Imfeld
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géochimie
• Date : Soutenance le 14/03/2014
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'hydrologie et de géochimie de Strasbourg (1997-2020)
• Jury : Président / Présidente : Maurice Millet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Peter Kuschk, Céline Pallud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Joan García, Ülo Mander

Mots clés

Mots clés contrôlés

Géochimie de l'environnement

Biodégradation

Pesticides

Mécanique des fluides

Zones humides

Eau -- Pollution par les pesticides

Mots clés libres

Zones humides

Pesticides émergents

Molécules chirales

Produits de dégradation

Conditions d’oxydo-réduction

Conditions hydrologiques

Analyses chirales

Analyses isotopiques

Wetland systems

Emerging pesticides

Chiral molecules

Degradation products

Redox conditions

Hydrological conditions

Enantiomeric analyses

Isotope analyses

Résumé

La compréhension des mécanismes de transport et de dégradation des pesticides émergents est primordiale pour prédire leur devenir dans l’environnement. Les zones humides peuvent intercepter des eaux de ruissellement ou des souterraines contaminées par les pesticides et les traiter par le biais de processus de rétention et de dégradation, encore peu connus. Dans une approche multi-échelles, trois zones humides recevant des eaux polluées par les pesticides ont été utilisées comme des « laboratoires naturels » pour étudier le devenir de pesticides couramment utilisés. Cette thèse souligne l’influence des conditions hydrologiques et redox sur la distribution des pesticides au sein des différents compartiments des zones humides ainsi que sur leur potentiel de dégradation. Alors que les études à grande échelle fournissent des informations intégratives sur la dissipation et la rétention des pesticides en lien avec le développement de la végétation, les études à petite échelle utilisant des techniques innovantes telles que les analyses isotopiques et énantiomériques permettent l’exploration des processus moléculaires de dégradation des pesticides.

A mechanistic understanding of transport and degradation processes of modern agricultural pesticides, including chiral pesticides, is critical for predicting their fate in the environment. In agricultural landscapes, wetlands can intercept pesticide-contaminated runoff or groundwater and improve water quality through various retention and degradation processes, which remain unknown. In a downscaling approach, three different wetlands receiving agricultural runoff were used as ‘natural laboratories’ to investigate the fate of widely used pesticides. Overall, our results showed that dynamics of hydrological and redox conditions largely influenced pesticide sorption mechanisms and their distribution over time within wetland compartments, thereby controlling degradation processes. While large-scale studies provide integrative information on pesticide dissipation and distribution patterns with respect to wetland functioning, small-scale investigations using novel methods such as isotope and enantiomer analyses characterize underlying molecular processes governing pesticide degradation.