Effets de l'apport des matières organiques exogènes, d'une fertilisation azotée et d'un inoculum microbien sur le devenir de l'atrazine dans le sol

Formation doctorale : Santé et Environnement
Laboratoires : -  Ecotoxicologie et Toxicologie de l'Environnement - Faculté de Pharmacie - Groupe GEDEXE - Université Joseph Fourier - Grenoble
 -  Sol et Environnement - Unité associée INRA - ENSAIA - Nancy
Doctorant : Salem HAYAR
Responsables : Jean-Louis Benoit-Guyod et Michel Schiavon
Période : Octobre 1994 - Juin 1998
Collaboration : Laboratoire Santé et Environnement - Faculté de Pharmacie - Université de Nancy I (Jean-Claude Block)
Mots-clés : Sol, Pesticide, Résidus non extractibles, Boues, Contamination, Micro-organismes, Inoculum fongique, Dégradation, Bioremediation.

INTRODUCTION

La pollution des eaux par les produits phytosanitaires dépend non seulement de leur transport, assuré par les eaux de ruissellement et/ou de drainage mais aussi de leur persistance dans le sol. Ce dernier apparaît comme un système complexe, une réserve pouvant assurer le stockage de plusieurs kg/ha de ces produits entretenant ainsi une contamination permanente des nappes phréatiques et un risque de phytotoxicité pour des cultures sensibles. La restauration de la microflore indigène du sol par l'apport d'un substrat nutritif (biostimulation) ou par l'introduction de nouveaux micro-organismes à capacités dégradantes (bioaugmentation) pourraient constituer deux technologies de remédiation efficaces et peu coûteuses.

BUT

Notre objectif est de :
- Contrôler la persistance des pesticides et de favoriser leurs mécanismes de dégradation par une intervention directe sur la microflore des sols. Soit en renforçant son efficacité catabolique, soit par l'introduction de nouvelles souches microbiennes pouvant remplir une activité épuratrice vis-à-vis de l’environnement.
- Etudier l'effet d'une fertilisation azotée et d'un apport de boues résiduaires sur le devenir des produits phytosanitaires.

DISPOSITIF EXPERIMENTAL

Différentes modalités d'incubation ont été testées dans des biomètres clos au laboratoire dans le but de décontaminer un sol brun lessivé traité à l'atrazine marquée 14C, avec ou sans apport de substrat nutritif et d'inoculum fongique. Les souches utilisées sont Phanerochæte chrysosporium et Aspergillus parasiticus. Cette étude comporte 2 aspects :
- Aspect microbiologique : (i) étude du comportement de la microflore indigène du sol, (ii) suivi de l'activité minéralisatrice du sol, (iii) isolement de la microflore dégradante de l'atrazine.
- Aspect dynamique : (i) cinétique de dégradation, de formation des métabolites et des résidus d'atrazine, (ii) localisation des résidus d'atrazine dans les compartiments du sol (Acides fulviques, Acides humiques et Humines).

RESULTATS

Les résultats ont montré que les 2 souches fongiques conservent leur capacité de dégradation vis-à-vis du polluant en présence d'un substrat carboné (cellulose) et minéral azoté (sulfate d'ammonium) et renforcent le potentiel dégradant du sol. La biotransformation du pesticide se traduit essentiellement par une déalkylation de la molécule mère.
L'apport d'un substrat nutritif organique, à lui seul, stimule l'activité dégradante de la microflore indigène du sol et favorise la minéralisation du pesticide. L'incorporation de boue résiduaire au sol n'a pas d'effet significatif sur la disparition de la molécule mère. La minéralisation de l'atrazine dans le cas d'une fertilisation azotée ou de l'introduction d'un inoculum fongique est nettement inférieure à celle produite lors d'un apport du substrat nutritif. Cette disparition de la molécule mère résulterait à la fois d'une dégradation, d'une adsorption par les micro-organismes fongiques ainsi que de la formation des résidus non extractibles.

PERSPECTIVES

D'autres techniques de bioremediation peuvent être envisagées ; la phytoremediation et l'intervention au niveau de la microflore rhizosphérique. Appliquer et vérifier ces expérimentations sur d'autres types de sols et de polluants organiques.