ANNEXE 2
Caractéristiques des pesticides dont dépendent les processus de contamination des sols

Les paramétres qui permettent de mettre en évidence les propriétés des pesticides sont:

Dégradation

• persistance
• demi-vie DT₅₀
• biodégradation
• hydrolyse
• photolyse

Mobilité

• solubilité dans l'eau
• coefficient de partage sol-eau K_oc
• coefficient de ralentissement R

Bioaccumulation

• coefficient de partage octanol-eau K_ow

DÉGRADATION

Les composés organiques présents dans le sol subissent de nombreuses transformations: la plupart des pesticides se décomposent ou se dégradent progressivement sous l'effet de nombreuses réactions chimiques et microbiologiques; certains se décomposent à la lumière solaire. Ces processus se traduisent par la dégradation finale du composé en composés minéraux (CO₂,H₂O, HCI, SO₂, etc). Au fur et à mesure de leur dégradation, certains pesticides produisent des substances intermédiaires (métabolites), dont l'activité biologique peut aussi avoir un impact sur l'environnement.

Les composés dont le temps de dégradation est particulièrement long sont appelés persistants. Ces derniers se mélangent dans l'environnement sans subir de transformations.

La dégradation des substances est mesurée par leur demivie DT₅₀. La demi-vie DT₅₀ désigne le temps nécessaire pour que 50 pour cent de la masse de la substance disparaisse du sol ou de l'eau à la suite des transformations. Les processus biologiques (biodégradation) et physico-chimiques (hydrolyse, photolyse, etc) constituent les principaux mécanismes de dégradation.

Les produits de dégradation les plus importants sont indiqués dans l'Annexe 3. Le tableau met aussi en valeur les remarques concernant les produits de dégradation qui peuvent avoir un certain impact sur l'environnement.

Biodégradation

La biodégradation désigne la transformation d'une substance par des micro-organismes. Dans l'environnement, la biodégradation peut être affectée par un certain nombre de facteurs, notamment la présence d'oxygène (conditions aérobie/anaérobie) et d'éléments nutritifs, l'importance de la population des micro-organismes nécessaires et l'adaptation de ces derniers.

Hydrolyse

Lors d'une hydrolyse, un composé est dissocié au contact de l'eau, et subit une réaction chimique par laquelle une partie de la molécule de la substance réagissante est remplacée par un groupe OH. Ce processus dépend dans une large mesure de l'acidité du milieu (pH).

Photolyse

La photolyse est la dissociation d'un composant, directement provoquée par son exposition au rayonnement.

MOBILITÉ

La mobilité d'un pesticide dans l'eau est un signe de solubilité; elle correspond entre autres aux facteurs de sorption du pesticide (K_oc) ou au coefficient de ralentissement. Lorsqu'un pesticide s'introduit dans le sol, une partie adhère aux particules de sol (notamment aux particules de matières organiques) selon un processus appelé sorption, et une partie se dissout et se mélange avec l'eau.

TABLEAU A
Niveau de dégradabilité dans le sol (transformations biologiques et physico-chimiques)

Les composés organiques qui se dissolvent dans les eaux souterraines se déplacent plus lentement que celles-ci, en raison du phénomène de sorption vers les particules de sol. Solubilité et sorption dans le sol d'un pesticide sont en rapport inverse: la solubilité est d'autant plus forte que la sorption est faible.

Solubilité dans l'eau

La solubilité des pesticides est un facteur important à prendre en considération pour l'élimination des déchets. La solubilité peut donner une indication pour la quantité maximale d'un pesticide en solution présente dans une eau accidentellement contaminée. La solubilité d'un composé dans l'eau est exprimée en milligrammes par litre, à 20°C. Les composés de solubilité plus élevée sont normalement plus facilement lixiviables dans les eaux souterraines.

Coefficients de partage sol/eau K_oc

Le coefficient de partage K_oc est défini comme le rapport des concentrations de pesticides dans un état de sorption (collées aux particules de sol) et dans la phase en solution (particules dissoutes dans l'eau du sol). Par conséquent, pour une quantité donnée de pesticides, plus K_oc est faible et plus la concentration du pesticide en solution est élevée. Les pesticides caractérisés par une faible valeur de K_oc sont plus susceptibles de donner lieu à une lixiviation dans les eaux souterraines par rapport à ceux dont le coefficient K_oc est élevé.

La sorption d'un pesticide est plus importante dans les sols à plus forte teneur en matière organique. Si on les compare aux sols dont la teneur en matière organique est plus faible, la lixiviation des pesticides est donc plus lente dans les sols de ce type. En raison de la différence de variation des valeurs K_oc, il convient alors d'utiliser le logarithme de K_oc. Les composés sont classés en fonction de leur mobilité dans le sol (voir tableau C).

Coefficient de ralentissement

La valeur K_oc sert à déterminer le paramètre connu sous le nom de coefficient de ralentissement R. Ce paramètre exprime le retard lié à la différence de vitesse de migration du pesticide par rapport à la vitesse de l'écoulement de l'eau.

TABLEAU B
Niveaux de solubilité dans l'eau

TABLEAU C
Classification selon la mobilité

BIOACCUMULATION

La bioaccumulation désigne la tendance qu'un composé a à s'accumuler dans les organismes. Le coefficient de partage K_ow correspond à l'indicateur de quantification de la bioaccumulation des pesticides le plus utile.

Coefficient de partage octanol-eau K_ow

Le coefficient de partage octanol-eau K_ow correspond au rapport de la concentration de pesticide dans deux liquides non mélangés, l'octanol et l'eau. Les composés à forte valeur de K_ow (c'est-à-dire facilement solubles dans l'octanol et moins dans l'eau) s'accumulent dans les organismes.

TABLEAU D
Catégories de pesticides