Étangs et qualité des cours d’eau de têtes de bassins versants agricoles : impact sur le devenir des pesticides et leurs produits de transformation - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2021

Ponds and agricultural headwater streams quality : impact on the fate of pesticides and their transformation products

Étangs et qualité des cours d’eau de têtes de bassins versants agricoles : impact sur le devenir des pesticides et leurs produits de transformation

Abstract

In Lorraine, many fishponds are located at the head of the watershed. These fishponds have the direct effect of breaking the ecological continuum. Their impact on water quality has been shortly studied and remains largely unknown. studies on this matter has shown that, according to fish farming practices, emptying can be an important export phase for nutrients while retention can be expected during the fish production phase. As a result of this work, good management practices (eg not removing water during the passage of the nets, not leaving the sediments exposed during heavy rainfall) have been recommended to producers. In the same way, it was observed during the periods of pesticide application on the upstream watershed, a reduction of the concentrations (dissolved transport) in mother molecules in the stream downstream of the ponds. In view of these results, it is necessary: - to quantify the impact of ponds on dissolved but also particulate fluxes of pesticides; - to evaluate whether the reduction of concentrations downstream of the ponds results in the rejection of metabolites or a true retention / degradation of pesticides within the water bodies; - to assess the retention of phytosanitary products in the sedimentary compartment (in order to anticipate and quantify potential phytosanitary discharges during oil changes and to recommend management practices favorable to the preservation of downstream watercourses); - to appreciate the accumulation in the flesh of the fish to determine the piscicultural practices favorable to the production of fish of quality (even labeled 'Bio') and the preservation of the masses of water. Based on the previous work and supported by bibliographic data, we have established a list of potential pesticides and potentially formed metabolites. After having finalized the development of the analytical methods necessary for the monitoring of water, particulate, sedimentary and fish matrices, the inflow and outflow of ponds will be studied during the whole of an annual cycle of fish exploitation. The sediments will be sampled to determine the periods of accumulation or release by the sedimentary matrix. In order to ensure the safety of the fish produced and to appreciate the links between the quality of the environment and the biota, the accumulation in the fish flesh will be monitored. All the results obtained should allow: - to determine the occurrence of pesticides and their metabolites at the head of agricultural catchment; To appreciate the dissolved and particulate fluxes of these molecules during an annual cycle; - to assess the accumulation of phytosanitary products in sedimentary matrices in order to anticipate the risks of downstream discharges and to recommend management practices that minimize downstream impact; - to evaluate the accumulation of pesticides in fish in order to determine the practices favorable to a good sanitary quality of the fish and the preservation of the environment; - establish in water bodies the links between contaminations of abiotic matrices (ie water, sediments, particles) and biotic matrices (fish).
En Lorraine, de nombreux étangs piscicoles de barrage sont localisés en tête de BV. Ces plans d’eau ont pour effet direct de rompre le continuum écologique. Leur impact sur la qualité de l’eau a fait l’objet de peu d’étude et demeure largement mal connu. Les travaux réalisés à ce jour ont mis en évidence que selon les pratiques piscicoles, la vidange peut constituer une phase d’exportation importante de nutriments alors qu’une rétention peut être espérée au cours de la phase de production de poisson. Suite à ces travaux, de bonnes pratiques de gestion (ex. ne pas évacuer l’eau durant le passage des filets, ne pas laisser les sédiments exondés lors de fortes précipitations) ont été recommandées aux producteurs. De la même manière, il a été observé durant les périodes d’épandage de pesticides sur le BV amont, une réduction des concentrations (transport dissous) en molécules mères dans le cours d’eau en aval des étangs. Au regard de ces résultats, il s’avère nécessaire : – de quantifier l’impact des étangs sur les flux dissous mais aussi particulaires de pesticides ; – d’évaluer si la réduction des concentrations en aval des étangs se traduit par le rejet de métabolites ou une véritable rétention/dégradation des pesticides au sein des plans d’eau ; – d’apprécier la rétention de phytosanitaires dans le compartiment sédimentaire (afin d’anticiper et quantifier les rejets potentiels de phytosanitaires durant les vidanges et de préconiser les pratiques de gestion favorables à la préservation des cours d’eau en aval) ; – d’apprécier l’accumulation dans la chair du poisson afin de déterminer les pratiques piscicoles favorables à la production de poisson de qualité (voire labélisé « Bio ») et la préservation des masses d’eau. A partir des précédents travaux et appuyé sur les données bibliographiques, nous avons ainsi établi une liste de pesticides d’intérêt et de métabolites potentiellement formés. Après avoir finalisé le développement des méthodes analytiques nécessaires au suivi des matrices eaux, particulaires, sédimentaires et poissons, les flux entrants et sortants d’étangs seront étudiés durant la totalité d’un cycle annuel d’exploitation piscicole. Les sédiments seront échantillonnés afin de déterminer les périodes d’accumulation ou de relargage par la matrice sédimentaire. Afin de s’assurer de la sécurité sanitaire du poisson produit et d’apprécier les liens entre qualité du milieu et du biote, l’accumulation dans la chair de poisson sera suivie. L’ensemble des résultats obtenus devrait permettre : – de déterminer l’occurrence de pesticides et de leur métabolites en tête de bassin versant agricole ; – d’apprécier les flux dissous et particulaires de ces molécules au cours d’un cycle annuel ; – d’apprécier l’accumulation de produits phytosanitaires dans les matrices sédimentaires afin d’anticiper les risques de rejets vers l’aval et de préconiser des pratiques de gestion minimisant l’impact sur l’aval ; – d’évaluer l’accumulation de pesticides dans le poisson afin de déterminer les pratiques favorables à une bonne qualité sanitaire du poisson et à la préservation du milieu ; – établir en plans d’eau les liens entre contaminations des matrices abiotiques (c.-à-d. eau, sédiments, particules) et matrices biotiques (poisson).
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Dates and versions

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  • HAL Id : tel-03633053 , version 1

Cite

François Le Cor. Étangs et qualité des cours d’eau de têtes de bassins versants agricoles : impact sur le devenir des pesticides et leurs produits de transformation. Sciences de l'environnement. Université de Lorraine, 2021. Français. ⟨NNT : 2021LORR0195⟩. ⟨tel-03633053⟩
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