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NOM DE L’AUTEUR JOUR / MOIS / ANNEE
Contribution des dépôts atmosphériques gazeux à la contamination des eaux de surface par les pesticides
Bedos C., Loubet B. et Barriuso E.
INRA-AgroParisTech UMR ECOSYS 78850 Thiverval-Grignon
45ième Congrès du GFP, 27-29 mai 2015, Versailles
.02
SOMMAIRE
Bedos C. et al. / GFP, mai 2015, Versailles
Contexte et objectifs
Méthode de développement de l’outil proposé
Résultats
Développements en cours
Contexte et objectifs
_01
.03Bedos C. et al. / GFP, mai 2015, Versailles
.04
Ci,X, g
Ci,X, pluie
Ci,X, p
Puits : dégradation Dépôts (humide et sec)
Partition Gaz/Particules
Transport
Sources
Erosion éolienne
dérive
Volatilisation depuis la plante
Volatilisationdepuis le sol
X (m)
Sources(post-application + dérive)
Contexte
Wittich et Siebers, 2002
.05
Contexte
Groupe de travail FOCUS Air (2008)Etat des lieux des connaissances : processus, modèles existants
Schéma d’évaluation à 3 niveaux pour le dépôt de la fraction de pesticides volatilisée
à une distance <1km de la source (SRT) pour les surfaces aquatiques et terrestres :
1) pression de vapeur, 2) modélisation, 3) expérimentations
Suggestions pour de prochains travaux : manque d’outils d’évaluation
Dépôts secs en fonction de la distance et
pour différentes classes de pression de
vapeur des pesticides
0 10 20
1.4
1.0
0.0
Fent, 2004Distance en aval (m)
% d
ép
ôt
Mesure sur 24h
.06
Projet CEPAG (2010-2011 ; 2014-2015): Contamination des Eaux de surface
par les Pesticides : évaluation de la part des Apports Gazeux aériens
Hypothèse :L’exposition par voie gazeuse peut, dans certains cas, être supérieure à l’exposition
par dérive à l’échelle locale; important à évaluer car leviers d’action différents
Objectif général :Evaluation des niveaux d’exposition de surfaces aquatiques situées à proximité
(moins de 1 km) de parcelles agricoles traitées à des retombées gazeuses de
pesticides en fonction des pratiques, des conditions pédo-climatiques locales et
des produits
Sorties visées:- outil opérationnel d’évaluation de la contamination locale des eaux de
surface par les pesticides gazeux ;
- critères de conception de zones de protection des eaux de surface(scénarios différenciés couplant pratiques, conditions pédoclimatiques, distance entre la
source et la zone aquatique … )
Méthode de développement de
l’outil proposé
_02
.07Bedos C. et al. / GFP, mai 2015, Versailles
.08
Dépôt (ng.m-2.s-1)C (ng.m-3)
Parcelle émettrice
Volatilisation
(ng.m-2.s-1)
Plan d’eau
Sorties
Dépôts en fonction de la distance
Concentrations dans l’air
Emission
Modèle Volt’air
Entrées
Emissions (Volt’Air)
Conditions météorologiques
Propriétés (H) du pesticide
Dispersion et dépôt
Modèle Fides
Méthode de développement
Couplage d’un modèle d’émission par volatilisation (Volt’Air, Génermont etal. 1997; Garcia et al., 2014)et d’un modèle de dispersion/dépôt gazeux à courtes distances (Fides, Loubet et al. 2001)
Couplage
Emissions
ZT
.09
6.16 )10(6001025.1
)(
USc
THR
w
eausurf
*
61.0066.0
1
uScR
g
b
Sameut (2010)
Méthode de développement
Cp
Rsurf
Cc
Rb
C
Cp = 0
C
CL
CsL
Csg
Liquid
Gaszg
zL
Cp
Rsurf
Cc
Rb
C
Cp = 0
C
CL
CsL
Csg
Liquid
Gaszg
zL
Sol nu Conditions homogènes
.010
3 conditions pédo-climato X 26 pesticides X 3 dimensions X 3 périodes
9 ans (2001-2009) (1kg/ha) d’application
1E-11
1E-10
1E-09
1E-08
1E-07
1E-06
1E-05
1E-04
1E-03
1E-02
1E-01
1E+002,4
-DA
clo
nifen
Bro
moxynil
Chlo
roth
alo
nil
Clo
mazone
Cypro
din
ilD
icam
ba
Dic
lofo
p-M
eth
yl
Dim
eth
achlo
reE
poxic
onazole
Fenpro
pid
ine
Fenpro
pim
orp
hF
luoxastr
obin
eH
CH
Gam
aM
ecopro
pM
eta
zachlo
reM
eto
lachlo
reN
apro
pam
idO
xydem
eto
n-
Para
thio
n-E
thyl
Pendim
eth
alin
eP
ropic
onazole
Pyrim
icarb
eS
-meto
lachlo
re
Tebuconazole
Triflura
line
H à
20°C
[-]
1E-01
1E+00
1E+01
1E+02
1E+03
1E+04
1E+05
1E+06
1E+07
Seau
[m
g L
-1]
H [-]Seau [mg L-1]
100 m
300 m
500 m
2 mars
31 mai
31 aout
=> 243 simulations pour la configuration 1 (suivi 30 jours après l’apport)
Méthode de développement 2 configurations en aval
Lac Cours d’eau
source
X 3 dimensions zone tampon
Résultats
_03
.011Bedos C. et al. / GFP, mai 2015, Versailles
.012
)1()()
)2ln((
5050
tDT
oc
Heff eDT
K
KtEf
Résultats
confirmation des premières études ponctuelles :
le dépôt sec de pesticides sur surface aquatiques
essentiellement gouverné par le niveau de l’émission; à
pondérer pour les pesticides à Kh très élevé pour lesquels
les échanges air/eau sont prédominants –Valeur seuil
Interprétation de la classification proposée par EVA
basée sur la pression de vapeur
Dépôt
Volatilisation
Efeff
.013
Résultats
Configuration Lac Configuration Cours d’eau (source 100m, Rsurf=∞)
Effet de la dimension de la source, de la dimension de la ZT, du dépôt
sur la ZTBedos et al., 2013
Dép
ôt
gaze
ux
cum
ulé
et
dér
ive
(kg)
Abaques de dépôt
.014
Comparaison aux courbes de dépôt d’EVA 2 (configuration « Cours d’eau »)
1.E-12
1.E-10
1.E-08
1.E-06
1.E-04
1.E-02
1.E-10 1.E-08 1.E-06 1.E-04 1.E-02
Depo
t cum
ulé
dans
l'ea
u (k
g)Pvap
ZNT50mZNT20mznt5mdrift50drift20mdrift5m
Dimension source =100mRsurf (ZNT)=∞
Négligeable (sol)
Négligeable (plante)
Pour Pvap < 10-4 Pa: Pour Pvap > 10-4 Pa :- EVA : flux négligeable flux _EVA > flux_Outil : Application sol, - Outil : quantifié, variabilité intra classe prise en compte dégradation/adsorption
Résultats
Pvap (Pa)
Dép
ôt
cum
ulé
(kg
)
Limites outil proposé: • Validation jeux de données • Volatilisation depuis un sol nu, zone spatiale homogène
Développements en cours
_04
.015Bedos C. et al. / GFP, mai 2015, Versailles
.016
Extension de l’outil à d’autres configurations spatiales :
une rivière de 1 m de large à 5 m d’une parcelle traitée avec :
Une zone enherbée de 5 m (raygrass ou fétuque)
Une zone avec taillis courte rotation sur les 5 m, de 3 à 5m de haut
et de densité foliaire dense sur tout le profil vertical
Une zone avec une partie enherbée et ripisylves de 5 à 10 m de haut
un plan d’eau avec une ZT de même type que pour le cours d’eau
Développements en cours
Exemples:
.017
Volt’Air Volt’air Veg
Volt’Air Surfatm
Caq Cg
Cs
Θi Tsol ,i
Transfert eau,
Chaleur, solutés
Techniques
culturales
Transfert vers
l’atmosphère Bilan d’énergie
en surface
équilibrestransformations
Une parcelleRa
Rbc
xa
xc
Sol
R2
Cuticule
Rc Stomates
Rs
xi
xsoilSol
Feuille
Atmosphère
= 0
1
Personne et al, 2009 ; Lichiheb et al., 2014
Développements en cours
.018
HypothèsesSeul Qsurf.sus est disponible à la
volatilisation
Qsurf.sus et Qsurf.ads sont disponibles à la
photodégradation & à la pénétration
foliaire
Volt’Air Veg: Devenir sur la feuille, approche de compartimentation
leafsurf.adssurf.sustot Q)QQ(Q
surfowsurf.ads 1.7)Q(0.7logkQ
0.17SW0.3kpen
(Lichiheb et al., accepté)
Développements en cours
.019
Estimation du dépôt des polluants a
proximité des sources (<2km)
Simulation des trajectoires des particules sous l’effet de turbulence
Moddaas-2D
Principe
Entrées
SortiesLimites
Objectif
C(x,z) = Profil deconcentration. dansl’air
D(x) = Dépôt.
Principalement Vitesse du
frottement u*(z=50m)
Longueur de rugosité (z0)
Hauteur de déplacement (d)
Concentration de fond (Cbgd).
Non adapté au changement brusque de rugosité,
Réactions chimiques dans l’atmosphère sont négligées,
Temps de calcul de simulations important (30 min ~ 2h).
• U et W
• σu, σw
• UW
• ε
Thetis
(Chakkour Sara –Stage M2)
Fides Thetis/MODDAS2
Développements en cours
.020
Illustration de premiers résultats: champ de concentration (µg/m3)Cas d’une Prairie (0.5 m)_Ripisylve (10 m)_Lac(50 m) (U= 3.12 m/s)
Volt’Air-Veg
Thetis
Moddaas
(Chakkour Sara –Stage M2)
Développements en cours
Volatilisation (2,4-D)
Champ de vent
Champ de concentration
Construction des abaques en cours
.021
Merci pour votre attention
Remerciements:Onema (N. Domange, C. Billy), Ecophyto
Comité de pilotage du projet (B. Ruelle, G. Le Hénnaf,
A. Boivin, M. Hulin)
Equipe EcoSys (M. Deschamps, MF Rousseau, C. Decuq,
B. Durand, O. Fanucci,
S. Génermont, E. Personne, N. Lichiheb)