Dépôt numérique
RECHERCHER

Étude du potentiel toxique et génotoxique d'un microcosme agricole: sol, eau de ruissellement, fraction S9 de plants de maïs, après épandage de lisier de porc et d'herbicide atrazine en condition de ruissellement

Lafond, Martine (1992). Étude du potentiel toxique et génotoxique d'un microcosme agricole: sol, eau de ruissellement, fraction S9 de plants de maïs, après épandage de lisier de porc et d'herbicide atrazine en condition de ruissellement Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 236 p.

[img]
Prévisualisation
PDF
Télécharger (27MB) | Prévisualisation

Résumé

L'impact toxique et génotoxique sur l'environnement et la santé publique de l'épandage de lisier de porc et de l'herbicide atrazine n'est que très peu connu. La présence du lisier à la surface du sol a pour effet de modifier les conditions de ruissellement pour ainsi engendrer des conditions plus propices à la pollution des eaux. Elle influence également les caractéristiques physiques, chimiques et biologiques du sol qui, à leur tour, affectent le taux de dégradation des pesticides. L'atrazine, herbicide de base dans la production du maïs est toxique envers certains organismes photosynthétiques et serait une substance promutagène biotransformée par les tissus du maïs en produits secondaires mutagènes. L'étude temporelle du potentiel toxique et génotoxique du fertilisant lisier de porc et de l'herbicide atrazine (formulation commerciale) a été réalisée en 2 parties à l'aide de trois bioessais: le microtox, le potentiel de fertilité avec l'algue Selenastrum capricornutum et le SOS Chromotest, à l'intérieur d'un microcosme agricole du type sols-eaux-plants de maïs. Dans la première partie, une incubation sur une période de 7 mois de sols agricoles a été effectuée en laboratoire, après application de lisier au taux de 150 kg N/ha selon 2 modes (surface, enfoui), et d'atrazine aux taux de 2 et 4 kg/ha; les processus impliqués dans la dissipation (adsorption, dégradation, écoulement) du lisier et de l'atrazine affectant le potentiel toxique et génotoxique de l'eau de ruissellement et du sol sont étudiés en simulant des pluies provoquant le ruissellement. La présence de lisier et d'atrazine en surface a modifié les conditions d'écoulement et a occasionné davantage de pertes d'atrazine par rapport au sol traité seulement à l'atrazine ou au sol traité au lisier enfoui et atrazine lorsque la pluie de plus faible intensité, 11 mm/h durant 142 minutes a été simulée, comparativement à la pluie de 22 mm/h durant 90 minutes. Des trois bioessais ayant servi à mesurer le potentiel toxique et génotoxique des eaux de ruissellement et de lixiviats de sol, seul le bioessai mesurant le potentiel de fertilité a fourni des réponses positives. Une semaine après épandage, la pluie de 22 mm/h sur les mini-parcelles a occasionné, à la dilution 10X, sur les eaux de ruissellement filtrées (traitement 2 et 4 kg/ha d'atrazine), une toxicité significativement différente du témoin (non traité). Des baisses de 34.5 et 30.5% des rapports biomasse mesurée/biomasse contrôlée (Bx/Bt) ont été mesurées. Des baisses de rapport Bx/Bt de 10 et 56% ont été enregistrées pour l'eau des traitements lisier et atrazine 2 et 4 Kg/ha, comparativement au témoin (lisier), malgré une plus grande concentration d'atrazine dans l'eau non filtrée pour ces traitements. Après le délai d'une semaine entre l'épandage et la simulation d'une pluie de 11 mm/h sur les mini-parcelles, l'atrazine et le lisier résiduels, de même que leurs produits de dégradation dans les lixiviats de sol filtrés, non-dilués, ont occasionné, au début de la période d'incubation, une toxicité algale s'exprimant par de fortes diminutions de biomasses de 43 et 100% (traitements à l'atrazine) et de 64 et 100% (traitements lisier et atrazine 2 et 4 kg/ha). Après 3 mois d'incubation, une baisse de concentration de 30% en atrazine survient dans les carottes de sol de presque tous les traitements et parallèlement à cette baisse, on note à la fois l'absence et la présence de toxicité algale dans les lixiviats non dilués par une diminution des rapports Bx/Bt de 0% et 65% (traitement 2 kg/ha d'atrazine), de 25 et 65% (traitement 4 kg/ha d'atrazine), alors que l'on ne note aucune baisse, (traitement lisier et 2 kg/ha d'atrazine) du rapport Bx/Bt et une hausse de biomasse pour le traitement lisier et 4 kg/ha d'atrazine. Après 7 mois d'incubation, une dégradation presque totale de l'atrazine est notée et ses produits de dégradation au sol n'entraînent aucune toxicité ou baisse de croissance algale pour les lixiviats de chaque traitement. La matière organique lisier a eu pour effet dans certains échantillons d'adsorber l'atrazine et de la rendre moins biodisponible et toxique aux algues et l'effet toxique de l'atrazine après dilution a été remplacé par un effet auxénique sur la croissance algale dans l'eau de ruissellement. Les pertes considérables de lisier avec l'atrazine par ruissellement ont rendu difficile l'observation d'un effet de stimulation de la dégradation de l'atrazine au sol par le lisier. Dans la deuxième partie, le potentiel génotoxique des fractions S1 et S9 de plants de maïs soumis en champ, à des doses de lisier et d'atrazine équivalentes aux essais de laboratoire pendant une saison de croissance a été testé pour la première fois à l'aide du S.O.S. Chromotest afin d'étudier si les métabolites formés "in vivo" dans les plants de maïs sont génotoxiques. Tous les extraits ou fractions S1 et S9 de maïs ont été génotoxiques, y compris les témoins (non traités), fournissant l'indication que des substances naturellement présentes chez le maïs sont responsables d'une partie de la génotoxicité mesurée. Cependant, une génotoxicité plus marquée des extraits de plants traités par rapport aux plants non traités corrobore les résultats de Plewa & Gentile, stipulant l'influence du métabolisme des plantes sur la génotoxicité de l'atrazine. Des facteurs d'induction significativement différents des témoins ont été mesurés avec certains des extraits ayant activé le contrôle positif 4-nitro-o-phenylenediamire (NOP), lors des essais d'activation "in vitro" de l'atrazine commerciale par le système S9 de plants de maïs. Ces résultats indiquent que l'atrazine commerciale est biotransformée en substances secondaires génotoxiques par les enzymes contenus dans la fraction S9. Ce système d'activation de plantes était utilisé pour la première fois avec le SOS Chromotest.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Couillard, Denis
Co-directeurs de mémoire/thèse: Couture, Pierre
Mots-clés libres: toxique; génotoxique; microcosme agricole; sol; eau de ruissellement; maïs; épandage; lisier de porc; herbicide
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 06 févr. 2014 20:42
Dernière modification: 20 nov. 2015 20:55
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1803

Actions (Identification requise)

Modifier la notice Modifier la notice