Dissipation des pesticides à l’interface eau-sédiment par une approche couplée analyse isotopique composé spécifique (AICS) et modélisation de transport réactif

Micropollutant dissipation at the sediment-water interface by coupling modelling and compound-specific isotope analysis

• Auteur / Autrice : Guillaume Drouin
• Direction : Gwenaël Imfeld, Sylvain Payraudeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géochimie
• Date : Soutenance le 16/11/2020
• 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 : Elodie Passeport
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jens Lange, Marwan Fahs
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Elodie Passeport, Sabine Simeoni-Sauvage

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dynamique hydro-sédimentaire

Qualité de l'eau

Analyse par dilution isotopique

Eau -- Pollution par les pesticides

Mots clés libres

Devenir des pesticides

Interface eau-sédiments

Aics

Modélisation de transport réactif

Pesticide fate

Sediment-water interface

Csia

Reactive transport modeling

Résumé

La contamination des rivières par les pesticides à l’échelle de la planète impacte la biodiversité et la production d’eau potable. L’interface eau–sédiment des rivières joue un rôle clé dans la dissipation des pesticides mais son fonctionnement reste méconnu. Cette thèse a ciblé les processus de dégradation à cette interface en développant l’analyse isotopique composé-spécifique (AICS) d’un panel de pesticides, de l’échelle du laboratoire jusqu’aux rivières. Les résultats ont permis d’identifier les signatures isotopiques en carbone et azote spécifiques pour différents processus de dégradation (photolyse, biodégradation, hydrolyse) pour interpréter des signatures en rivière. Le rôle clé des écoulements en rivière sur la persistance et la dégradation des pesticides a été identifié. Des pistes d’amélioration de l’AICS sont proposées pour évaluer plus systématiquement la persistance des pesticides dans les rivières.

River contamination by pesticides on a global scale impacts biodiversity and the production of drinking water. The water – sediment interface in these environments plays a key role in the dissipation of pesticides, although its functioning remains poorly understood. This thesis targeted degradation processes at this interface by developing Compound-Specific Isotope Analysis (AICS) for a panel of pesticides, from the laboratory scale to rivers. The results made it possible to identify the specific carbon and nitrogen isotopic signatures for different degradation processes (photolysis, biodegradation, hydrolysis) in order to interpret the signatures in rivers. The key role of river discharge on the persistence and degradation of pesticides has been identified. Ways to improve the AICS are proposed to more systematically assess the persistence of pesticides in rivers.