Variabilité de la capacité de sorption du glyphosate et diuron des fonds de fossés évaluée à l'aide de nouveaux indicateurs
Résumé
Les réseaux de fossés jouent un rôle clé dans la gestion des flux hydriques et sédimentaires au sein des bassins versants agricoles ce qui leur confère une importance particulière dans le devenir des pesticides (Dollinger et al., 2015). En effet, bien que constituant des voies de dispersion, par la collecte et l’acheminement des flux de ruissellement ou de drainage potentiellement chargés en pesticides, les fossés ont été décrits comme des zones tampons efficaces pouvant limiter la pollution des masses d’eau (Dollinger et al., 2015; Needelman et al., 2007). Le pouvoir tampon des fossés vis-à-vis des pollutions par les pesticides résulte essentiellement de processus de sorption sur les différents matériaux des fonds de fossés (e.g., Stehle et al., 2011). La capacité de sorption de pesticides est d onc étroitement liée à l a nature et à l’abondance des différents matériaux constituant les fonds de f ossés tels que le sol, la végétation et les litières (Dollinger et al., 2015). L’entretien des réseaux de fossés, i.e. curage, désherbage chimique, fauche ou brûlis, réalisé pour
optimiser leur efficience hydraulique, modifie les propriétés des fossés et notamment l ’abondance des différents matériaux. Par exemple, le curage élimine la plupart des matériaux, or, la fauche et le brûlis, apportent de matériaux supplémentaires possédant un fort pouvoir de sorption tels que le foin et les cendres (e.g., Dollinger et al., 2015; Pappas and Smith, 2007) . Une gestion adéquate des réseaux de fossés peut donc être un levier d’action efficace pour la protection de la qualité de l’eau dans les bassins versants agricoles. Réaliser un diagnostic des réseaux et concevoir des stratégies de gestion adaptées requièrent une bonne connaissance des facteurs modulant la capacité de sorption de pesticides dans les fonds de fossés. Cette capacité de sorption dépend notamment de l’abondance et des caractéristiques des matériaux, de l’affinité des pesticides pour ces matériaux et du régime hydraulique (e.g., Stehle et al., 2 011). Les coefficients d’adsorption et de désorption, mesurés au laboratoire, sont essentiels mais insuffisants pour caractériser la capacité de sorption des pesticides dans les fonds de fossés car ils renseignent uniquement sur l’affinité relative d’un pesticide pour les différents matériaux. Seules quelques études renseignent des coefficients de sorption de pesticides sur les sols, végétation et litières de fond de fossés (e.g., Rogers and Stringfellow, 2009; Vallée et al., 2014). Cependant aucune étude n’a, à ce jour, estimé la capacité de sorption globale des pesticides dans les fonds de fossés liée à la composition hétérogène des matériaux. En effet, il n’existe pas de méthodologie adaptée à l’évaluation de cette capacité de sorption globale pour des fossés aux propriétés contrastées et des régimes hydrauliques fluctuants dérivée d’observations peu coûteuses et facilement répétables des propriétés des fossés. Dans ce contexte, nous avons cherché à
évaluer la variation de capacité de sorption du glyphosate et du diuron dans les fonds de fossés de trois bassins versants en France caractérisés par différents contextes agricoles et pédoclimatiques. Les objectifs de ces travaux sont i) d’identifier les facteurs principaux induisant une variabilité de capacité de sorption et ii) de développer une méthode adaptée à l’étude de la sorption globale des fonds de fossés pour des propriétés et régimes hydrauliques contrastés. Nous avons dans un premier temps développé une méthode permettant de calculer un coefficient de sorption global des fonds
de fossés (Kd fossé ) ainsi qu’un indicateur permettant d’estimer la proportion de pesticides retenue par sorption lors d’un évènement de crue (SPRI). Les calculs du Kd fossé et du SPRI sont basés sur un bilan de masse et intègrent les coefficients de sorption d’un pesticide sur les divers matériaux de fond de fossé, la masse relative des matériaux et les caractéristiques de la crue. Nous avons ensuite mesuré les coefficients de sorption du glyphosate et diuron sur des sols, litières, plantes et
cendres provenant de 12 f ossés des bassins versants de Roujan (34), du Ruiné (16) et de la Morcille (69) ; fossés dont nous avons par ailleurs caractérisé les propriétés de manière qualitative (Bailly et al., 2015) afin d’en dériver une estimation de la masse des différents matériaux. Nous avons alors calculé les Kd fossé et de SPRI pour 8 fossés contrastés du bassin versant de Roujan, pour des crues de 3h avec des hauteurs d’eau variant de 0.5 à 15 cm. Pour une hauteur d’eau moyenne de 5 cm, SPRI varie de 25 à 51% et de 7 à 35% pour le glyphosate et diuron respectivement selon les fossés. Une augmentation du niveau d’ eau de 0. 5 à 15 c m provoque une diminution d’environ 90% du SPRI pour les deux herbicides. La variabilité de SPRI entre les fossés est principalement liée à l a nature et l’abondance des sols et des cendres. En effet, les coefficients de sorption du glyphosate sont non seulement plus élevés pour les sols que pour les autres matériaux mais les sols représentent plus de 85% de la masse totale des différents matériaux. Par ailleurs, le diuron a une affinité très élevée pour les cendres. Ainsi, bien que leur masse soit très faible, l es cendres contribuent à plus de 70% à la capacité de sorption du diuron. La végétation et les litières ne représentent qu’une faible proportion de la masse des matériaux de fond de fossés, ainsi, bien que présentant un pouvoir de sorption parfois élevé, ces matériaux ne participent que marginalement à la capacité de sorption des deux herbicides.
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte
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