Évaluation de la contamination des eaux souterraines … · contamination de l'environnement...
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Chbib Chaza1,2 , Net Sopheak1, Dumoulin David1, Ouddane Baghdad1, Baroudi Moomen2
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46E Congrès du groupe français des pesticides
Évaluation de la contamination des eaux souterraines par les pesticides organochlorés
dans la zone d’Akkar – Nord du Liban.
1Universite Lille 1, Equipe Physico-Chimie de l’Environnement, LASIR UMR CNRS 8516, Bâtiment C8, 59655 Villeneuve d'Ascq Cedex, France
2Université Libanaise, Faculté de santé publique section III, Laboratoire des Sciences de l’Eau et de l’Environnement (L.S.E.E),
Tripoli, Lebanon
Pest cides
Pests : insectes, champignons, herbes … Tuer et éliminer
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Introduction Materiels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
- Assure le pouvoir et la propriété de solubilité des pesticides - Responsable de l’effet toxique
Matière active + Diluant + Adjuvants
Pesticides
• Composés synthétiques, chimiques
• Augmentation de la productivité agricole
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Devenir des pesticides dans l’environnement
Eau souterraine Eau de surface
0.3% des substances utilisées atteignent la cible, 99.7 % se retrouvent dans l'environnement
Introduction Materiels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
Contamination de l'environnement (sol, air, eau )
Recommendations DCE: C < 0.1 μg.L-1 pour un pesticide C < 0.5 μg.L-1 : ∑ pesticides C< 0.03 μg.L-1 : Aldrin, Dieldrin, Heptachlor et Heptachlor époxyde
Toxicité
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Introduction Materiels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
Famille des pesticides • Organochlorés, • Organoazotés,
• Organophosphorés, • Carbamates
• Urées substituées • Triazines…
Eau souterraine ( Liban)
• Eau souterraine : Une des plus importantes sources d'eau potable
• 61 % de l'eau souterraine dans le Liban est utilisée pour l'irrigation 26,66% dans le Nord
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• Le gouvernement Libanais a signé la convention de Stockholm en mai 2001,
• Des mesures actuelles au Liban sont inadéquates , normes sont rarement appliquées
• Eau polluée : Nitrate+ pesticides
• Utilisation fréquente des pesticides (OCP…)
Introduction Materiels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
• Cette ressource est actuellement très vulnérable due à des diverses activités humaines (activité agricole)
Objectif: Déterminer la concentration des pesticides dans l’eau souterraine dans la
zone d’Akkar afin d’évaluer la qualité d’eau.
1- Koubet Al Choumra 2- Mqaitaa 3- Qaabarine 4- Qlaiaat 5- Tal Mehyen
11- Tal Biri 12- Tal Abbas El Gharbi 13- Kouikhat 14- Tal Abbas El Charki 15- Al Mhamra
6- Ballanet Al Hissa 7- Hissa 8- Masoudiye 9- Tal Andi 10- Al Chaykh Ayach
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Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
I- Akkar Nord du Liban: • Deuxième zone agricole du Liban, avec une superficie de 788 km2
• Plaine côtière avec de haute montagne à l'Est
Syrie
Akkar
Liban
II- Traitement des échantillons
Préconcentration : Rotavap, Azote Vfinal =100 μL
• Condition: 5 ml MeOH/AcOEt (1/1 v/v) puis 5 mL MeOH et 10 mL d’eau ultra pure • Percolation: débit 2-5 mL/ min • Lavage : 5 mL d’eau ultra pure puis 5 mL H2O/MeOH (95/5 v/v), • Séchage sous flux d’azote (5min)
• Elution: mélange MeOH/ AcOEt :2 x 5 mL (1/1 v/v).
Extraction par SPE : (El OSMANI el al, Analytical Methods,6, 6514-6521, 2014)
Purification: colonne de silice 20 mL Hexane 15 mL Hexane/DCM 3/1 v/v 10 mL Hexane/DCM 1/1 v/v 15 mL ACN
Analyse: GC/MS
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Préconcentration :V=1-2mL
Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
En France
Au Liban
Identification des molécules : TR, m/z
III-Analyse: (GC)
Lindane
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Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
• Méthode: SIS, MRM….
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Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
Pesticides Organochlorés :
• Toxiques • Persistants • Résistants aux dégradations
chimiques et biologiques • Interdits par la convention de
Stockholm
OCPs
Toxaphène
Les cyclodiènes sont les plus dominants: Représentent plus que 57% de ΣOCPs
10%
32% 58%
∑ HCHs ∑DDTs ∑ cyclodienes
10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
α-HCH 1.3 0.02 0.02 1.42 5.76 0.04 2.36 0.52 2.21 1.6 2.85 1.46 2.16 1.62 3.28
β-HCH 0.16 0.03 0.06 0.22 0.04 0.36 0.21 0.16 0.14 0.19 0.24 0.15 0.18 0.22 0.04
γ-HCH 1.91 0.1 0.19 0.53 0.72 1.63 1.61 3.16 1.33 1.33 1.17 1.14 1.91 2.27 0.56
δ-HCH 0.07 n.d 0.02 n.d 0.01 0.01 0.016
0.03 0.01 0.02 0.01 0.01 0.02 0.03 n.d
α/ γ HCH 0.68 0.18 0.11 2.69 7.98 0.02 1.46 0.16 1.67 1.21 2.44 1.28 1.13 0.71 5.88
∑ HCHs 3.44 0.15 0.29 2.17 6.53 2.04 4.2 3.87 3.69 3.14 4.27 2.76 4.27 4.14 3.88
i. HCH et ses métabolites
• α-HCH,β-HCH : plus toxiques et stables dans l’eau que le Lindane
• α-HCH, β-HCH & γ-HCH sont classés dans le groupe 2B selon IARC (International Agency for Research on Cancer ) + Stockholm.
Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
α-HCH / γ HCH : proche de 1 ( 0.1 à 5.58) Source récente de lindane Mhamra, Tal Mehyen : dégradation de γ-HCH en α-HCH photolytique, biologiques ou sous des conditions anaérobiques dans le sol.
Sites Molécules
Concentration en μg/L
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Kobbet Al C
houmra
Mqaitaa
Qaabarine
Qlaiaat
Tal Mehyen
Ballanet EL Hisa
Al Hisa
Massoudieh
Tal Andi
Al Chaykh Ayach
Tal Biri
Tal Abbas Gharbi
Al Kwaikhat
Tal Abbas EL Charki
Al Mhamra
0
20
40
60
80
100
Alpha-Lindane Beta- LindaneGamma- Lindane Delta- Lindane
comp
ositio
n of H
CHs (
%)
α-HCH > γ- HCH > β-HCH > δ-HCH 45.8; 45.6; 7.6 et 1%
Kobbet Al Choumra : 3.44 μg/L, 0.23 μg/L Tal Mehyen : 6.53 μg/L, 7.86 μg/L Masoudieh : 3.87 μg/L n.d μg/L Tal Abbas Gharbi : 2.76 μg/L 0.4 μg/L
Notre Etude El-Osmani et al, 2014
Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
HCHs :
• Solubles dans l’eau • Très lipophiles • Persistants • Coût faible
α-HCH γ-HCH β-HCH δ-HCH
60-70%
10-15%
HCH-Technique
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Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
ii. DDT et ses dérivés
Molecules 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2,4‘-DDD 15.77 n.d 0.06 9.45 12.48 n.d 19.17 0.74 15.77 18.26 16.11 16.79 14.44 12.64 15.01
4,4‘-DDE 0.07 0.01 0.01 0.06 0.08 0.03 0.08 0 0.03 0.01 0.05 0.02 0.02 0.02 0.01 4,4‘-DDT 0.39 0.27 0.31 0.28 0.28 0.28 0.29 0.42 0.27 0.28 0.29 0.28 0.27 0.27 0.37 2,4‘-DDT 0.9 0.33 0.33 0.47 0.33 0.33 0.44 0.34 0.38 0.33 0.39 0.33 0.33 0.33 0.33 4,4' -DDD 0.25 0.09 0.1 n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d
p,p'-DDE+p,p' DDD)/DDTs
0.02 0.23 0.21 0.01 0.01 0.08 0 0 0.0 0 0.0 0 0 0 0.96
2,4’-DDT/4,4’-DDT
2.31 1.22 1.06 1.68 1.18 1.18 1.52 0.81 1.41 1.18 1.34 1.18 1.22 1.22 0.9
∑DDTs 17.13 0.61 0.71 10.26 13.17 0.64 19.98 1.5 16.45 18.88 16.84 17.42 15.06 13.26 15.72
• Très stable dans l’environnement 75–100% (dégradation entre 4-30 ans)
(p,p'-DDE + p,p’-DDD)/DDTs < 0.5
• Entrées illégales • Autres pesticides contenant DDTs
• [4,4’DDT] notre étude > [4,4’DDT] dès 2ans
Concentration en μg/L
Sites
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Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
2,4’-DDD > 2,4’-DDT > 4,4’-DDT > 4,4’-DDD > 4,4’-DDE 73.44% , 12.81% , 11.34 , 1.78 , 0.6%
Kobbet A
l Choumra Mqait
aa
QaabarineQlaiaa
t
Tal Mehye
n
Ballanet E
L Hisa Al Hisa
Massoudie
hTal A
ndi
Al Chaykh Ayach Tal B
iri
Tal Abba
s Gharbi
Al Kwaikhat
Tal Abba
s EL Chark
iAl Mham
ra0
20
40
60
80
100
24' DDD
44' DDE
44' DDT
24' DDT
44' DDD
comp
ositio
n of D
DTs (
%)
2,4’-DDD est absent à Mqaitaa et Ballanet El Hisa et le % de DDTs > 85%.
Transformation de DDTs en DDD sous des conditions anaérobiques
75%
15%
5% 5% 4,4' DDT 2,4' DDD 4,4' DDE Autres
Théoriquement
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Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
iii. Cyclodiènes
• Insecticides largement utilisés après la 2ème guerre mondiale. • Se transporte à des longues distances
Cyclodiène : Endouslfans + Heptachlors + Aldrin + Edrin + Chlordanes
Molécules 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
∑ Cyclodiènes (μg/L) 24.03 1.76 4.55 33.72 39.17 4.72 20.948 26.65 18.48 15.15 15.65 17.2 18.36 11.82 24.28
Tal Mehyen : 39.17 μg/L
Mqaitaa : 1.76 μg/L Moyenne : 18.43 μg/L
Kobbet Al C
houmra
Mqaitaa
Qaabari
ne
Al Qlai
aat
Tal Meh
yen
Ballan
et EL Hisa
Al Hisa
Massa
oudiye
Tal Andi
Al Chay
kh Aya
ch
Tal Biri
Tal Abbas
Gharb
i
Al Kwaik
hat
Tal Abbas
EL Charki
Al Mham
ra0
50
100 Aldrin
Heptachlor Epoxide
Dieldrin
Endosulfan
Endrin
Endrin aldehyde
Endosulfan sulfate
Endrin ketone
Metoxychlor
Heptachlor
cycl
odie
ne c
ompo
sitio
n(%
)
15
iii.a- Endosulfans
Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
Endosulfan sulfate : plus toxique et plus persistant
[Endosulfan sulfate] > [Endosulfan]
Dans le sol Dégrade par les bactéries
Endosulfan = α-Endosulfan (70%) + β-Endosulfan (30%).
60 jours 200 jours
Molecules 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Endosulfan (μg/L) 0.07 0.0
2 n.d 0.04 0.07 0.03 0.07 0.05 0.05 0.04 0.04 0.08 0.074 0.06 0.03
Endosulfan sulfate (μg/L)
0.56 0.15
0.19 0.45 0.89 0.47 0.85 n.d 0.64 0.54 0.25 0.72 0.81 0.71 1.65
Concentrations plus faibles que celles détectées en 2013
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Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
Molécules
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Heptachlor Epoxide
7.04 1.39 4.2 14.66 25.12 2.96 7.48 24.63 7.27 5.82 5.84 6.66 4.01 2.5 15.5
Métoxychlor 0.11 n.d n.d 0.06 0.12 n.d 0.25 0.15 n.d 0.06 n.d n.d n.d n.d n.d Heptachlor 6.13 n.d n.d 5.83 4.51 n.d 5.7 0.41 4.74 4.13 2.55 4.28 4.84 3.87 3.63
∑ Heptachlors 13.17 1.39 4.2 20.49 29.63 2.96 13.18 25.04 12.01 9.95 8.39 10.94 8.85 6.37 19.13
Heptachlor/Heptachlor Epoxide
0.871 n.d n.d 0.398 0.18 n.d 0.762 0.017 0.65 0.71 0.44 0.643 1.207 1.54 0.23
iii.b- Heptachlors, Metoxychlor
Heptachlor : produit de synthèse des autres OCPs.
Possiblement cancérigène pour l’homme selon EPA
Insecticide efficace 3 à 5 fois plus que le chlordane
Heptachlor Epoxide : Concentration la plus élevée des OCPs Cmax= 25.12 μg/L
Heptachlor/ Heptachlor Epoxide <1.55
source récente d’Heptachlor.
• Détectées dans tous les sites à l’exception de sites 2 , 3 et 6 (Mqiataa, Qaabarine et Ballanet Al Hisa) • concentration maximale à Kobbet Al Choumra, Qlaiaat and Al Hisa
Sites
Concentration en μg/L
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iii.c- Aldrin, Dieldrin, Endrins
Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
Molécules 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Aldrin(μg/L) 9.33 0.04 0.07 2.57 3.52 1 2.038 1.08 2.11 1.25 2.32 2.06 3.79 1.96 1.43 Dieldrin (μg/L) 0.72 0.08 0.05 9.56 4.46 0.22 4.09 0.17 3.19 2.76 3.96 2.85 4.37 2.54 1.8 Endrin (μg/L) 0.02 0.02 0.02 0.41 0.29 0.02 0.4 0.07 0.41 0.52 0.64 0.53 0.47 0.18 0.22 Endrin aldehyde (μg/L)
0.05 0.06 0.02 0.14 0.19 0.02 0.07 0.09 0.07 0.03 0.05 0.02 n.d n.d 0.024
Endrin ketone (μg/L)
n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d n.d
Aldrin Dieldrin
• Concentrations (Dieldrin + Endrin) < Concentrations en 2013
Nouvelles expositions à ces pesticides
n.d< limites de détection (n’est plus utilisé à Akkar )
Endrin Endrin Aldéhyde
Endrin Ketone
Dégradation
>
n.d -0.2 μg/L
0.02 - 0.64 μg/L
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Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
• L’eau souterraine d’Akkar des 15 villages étudiés est contaminée par les pesticides
• Concentration des OCPs dépassant les limites recommandées par la directive cadre européenne sur
l’eau.
• Utilisation intensive des OCPs surtout des cyclodiènes (contaminants majeurs des POCs dans tous les
sites, valeur maximale de 39.17 µg/L à Tal Mehyen)
• Concentrations modérées des POCs toxiques interdits par la convention de Stockholm tel que: DDTs,
HCHs
• Heptachlor époxide (molécule la plus fréquemment détectée)
• Utilisation permanente (Concentrations des POCs augmentent avec le temps)
{valeurs plus élevées qu’en 2013}
• Entrée récente de Lindane technique basant sur le rapport α-HCH/δ-HCH, et sur la composition de
lindane
• Le rapport des DDTs a montré l’utilisation récente des DDTs résultant de l’utilisation de dicofol
contenant des impuretés de DDTs
Dans notre étude:
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• Les POC sont très toxiques.
• A long terme, la consommation d’une eau de cette qualité peut provoquer des effets néfastes sur la santé de la population (en particulier chez les agriculteurs )
Maladies
• Dégradation de la qualité de l’eau souterraine = consommation sans aucun traitement au préalable
Introduction Matériels et Méthodes
Résultats Conclusion et perspectives
Etudes épidémiologiques (une enquête sur 1278 familles a été réalisée et les données sont en cours d’analyse)
Faire le lien entre la contamination des eaux par les pesticides et de nouvelles maladies
apparues dans la région.