2019-2022 CORTEA 2019 PTR4Pest

MESURE DES PESTICIDES DANS L’AIR EN TEMPS RÉEL

Développer la métrologie au champ de la concentration gazeuse d’herbicides par spectrométrie de masse

Acteurs du projet : LOUBET Benjamin, BSAIBES Sandy, LAFOUGE Florence, DECUQ Céline, BUYSSE Pauline, DURAND Brigitte, BEDOS Carole, ESNAULT Baptiste, TRUONG François, CIURARU Raluca, GROS Valérie.

La contamination de l’atmosphère par les pesticides utilisés en agriculture pour protéger les cultures des ravageurs, adventices et maladies est reconnue. Cette contamination vient en partie de la volatilisation des pesticides après application. Toutefois, les mesures de volatilisation sont peu nombreuses et concernent quasi-exclusivement les grandes cultures. Quant aux mesures des concentrations dans l’air, elles reposent le plus souvent sur des techniques de piégeage sur adsorbant solide, nécessitant le plus souvent des périodes de prélèvement de quelques heures. Lourdes et relativement onéreuses, ces campagnes ne sont en général menées que sur quelques jours.

Il existe donc un fort besoin de développer des méthodes permettant de mesurer la concentration gazeuse des pesticides en continu dans l’air ambiant et leurs émissions sur une durée suffisante pour capter toute la période de volatilisation. Il faut aussi acquérir des jeux de données dans des situations peu explorées, soit en termes de composés, soit de pratiques comme les pratiques viticoles. Le projet PTR-4-PEST avait pour objectif de mettre au point la mesure de concentration et de volatilisation des pesticides par spectrométrie de masse à transfert de proton (PTR-MS).

Trois pesticides ont été sélectionnés, il s’agit de la Prosulfocarbe et de la Pendiméthaline, deux herbicides très utilisés en grandes cultures, et de la Cyflufénamide, un fongicide de la vigne. La chaine analytique du TD-GC-MS a été adaptée avec succès pour ces trois pesticides. La mesure des deux herbicides a été quant-à-elle validée pour le PTR-Qi-TOF-MS de haute sensibilité.

La calibration en phase gaz est un point clé dans le développement des mesures avec un PTR-MS. Un système de calibration par perméation pour la Prosulfocarbe et la Pendiméthaline a été développé et testé avec succès. Ce dispositif a permis, de calibrer le PTR-MS dans une gamme de concentration allant de 3 ppt à 10 ppb pour la Prosulfocarbe et de 1 ppt à 3 ppb pour la Pendiméthaline.

En revanche, le développement d’un pré-concentrateur sur le principe du piégeage à froid et de l’extraction à chaud n’a pas permis d’aboutir à un facteur de préconcentration supérieur à environ 2 à 3. Une des difficultés principales identifiées est l’interférence avec l’humidité accumulée dans le pré-concentrateur pendant la phase de piégeage.

Une campagne de mesures de terrain de trois semaines a été réalisée à l’unité Bioecoagro de l’INRAE de Mons, sur blé, au cours de laquelle les concentrations dans l’air en Proculfocarbe et Pendimethaline ont pu être quantifiées avec les deux chaînes analytiques.  Ces concentrations en Prosulfocarbe et Pendiméthaline variaient entre 0 et 15 µg m^‑3 et 0 et 3 µg m^‑3, respectivement. La volatilisation de Prosulfocarbe estimée par différentes méthodes était environ dix fois plus forte que celle de Pendiméthaline sur les premiers jours de mesures.

Enfin, le modèle Volt’air-Veg de volatilisation des pesticides a été testé dans les conditions de ces expérimentations et une version vigne a été développée qui montre des résultats très encourageants.