présence de pesticides dans l’eau souterraine en milieu agricole : Étude pilote du bassin...

This article was downloaded by: [North Dakota State University]On: 17 October 2014, At: 16:18Publisher: Taylor & FrancisInforma Ltd Registered in England and Wales Registered Number: 1072954 Registered office: Mortimer House,37-41 Mortimer Street, London W1T 3JH, UK

Canadian Water Resources Journal / Revue canadiennedes ressources hydriquesPublication details, including instructions for authors and subscription information:http://www.tandfonline.com/loi/tcwr20

Présence de Pesticides dans l’Eau Souterraine en MilieuAgricole : Étude Pilote du Bassin Versant de la RivièreChâteauguayIsabelle Giroux , Nadine Roy & Charles LamontagnePublished online: 23 Jan 2013.

To cite this article: Isabelle Giroux , Nadine Roy & Charles Lamontagne (2010) Présence de Pesticides dans l’Eau Souterraineen Milieu Agricole : Étude Pilote du Bassin Versant de la Rivière Châteauguay , Canadian Water Resources Journal / Revuecanadienne des ressources hydriques, 35:4, 527-542, DOI: 10.4296/cwrj3504527

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Canadian Water Resources Journal Vol. 35(4): 527–542 (2010) © 2010 Canadian Water Resources AssociationRevue canadienne des ressources hydriques

Isabelle Giroux1, Nadine Roy1, et Charles Lamontagne1

1MinistèreduDéveloppementdurabledel’EnvironnementetdesParcs,Québec,QuébecG1R5V7

SubmittedApril2010;acceptedJune2010.WrittencommentsonthispaperwillbeaccepteduntilJune2011.

Présence de Pesticides dans l’Eau Souterraine en Milieu Agricole : Étude Pilote du Bassin Versant de la Rivière Châteauguay

Isabelle Giroux, Nadine Roy, et Charles Lamontagne

Résumé :Laprésencedepesticidesaétéinvestiguéedansl’eausouterrainedubassinversantdelarivièreChâteauguay,l’undestributairesdufleuveSaint-Laurent.Danslecadredeceprojetexploratoiremenéd’aoûtàoctobre2005,57puitsdeproducteursagricolesontétééchantillonnés.Parmiceux-ci,20puitssontsituésprèsdeculturesdemaïsoudesoya,22àproximitédeculturesmaraîchères,et15prèsdevergersdepommiers.DanslebassinversantdelarivièreChâteauguay,lesculturesdemaïsetdesoyasontsurtoutregroupéessurlaplaineargileusedesBasses-TerresduSaint-Laurent,lesculturesmaraîchèressontproduitessur les sédimentsorganiques,et lesvergersse trouventprincipalementdans les sablesetgraviersdupourtourdumontCoveyHill.Lesrésultatsmontrentlaprésencedeconcentrationsdepesticides pour 13des 57puits (23%); dont sept sont situés dans les zones argileuses en culture demaïsetdesoya,etsixdanslessolsorganiquesenculturesmaraîchères.Étonnamment,aucundespuitséchantillonnésdansleszonesvulnérablesdessecteursdevergersnemontraientlaprésencedepesticides.Lespesticidesdétectés sont lesherbicides atrazine,métolachlore, linuron,diuron etmétribuzine, lesinsecticideschlorpyrifosetdiazinon,etlefongicidechlorothalonil.Touteslesconcentrationsmesuréesrespectentlesnormespourl’eaupotable.

Abstract: The occurrence of pesticides in groundwater of the Chateauguay River watershed wasinvestigated. The Chateauguay River is an important tributary of the St. Lawrence River. In thisexploratoryproject,conductedbetweenAugustandOctober2005,watersampleswerecollectedfrom57ruraldomesticwells.Amongthem,15werelocatednearappleorchards,22nearvegetablesproductioncentres, and20near cornor soybeanfields. In theChateauguayRiverwatershed, each typeof cropisrelatedtoaspecifichydrogeologicsetting.Appleorchardsaregrowninsandyandgravellysoilsinareasofmoderate topography.Vegetablesaregrown inorganic-rich soils,whereascornandsoybeanare grownmainly in the clay-rich soils of theSt.Lawrenceplain.Low concentrations of pesticidesweredetected in13of the57wells sampled(23%); seven inclaysoilsnearcornandsoybeancrops,and six in organic soils near vegetables crops. Surprisingly, no pesticides were detected in the wellssituatedinthemostvulnerablezonesnearappleorchards.Detectedpesticidesincludetheherbicidesatrazine,metolachlor,linuron,diuron,andmetribuzin;theinsecticideschlorpyrifosanddiazinon;andthefungicidechlorothalonil.Concentrationsforallpesticidesdetectedinthewellsarebelowdrinkingwaterguidelines.

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©2010CanadianWaterResourcesAssociation

Introduction

Au Québec, plus d’un million de personnes,principalement en milieu rural, s’alimentent en eaupotableàpartirde l’eausouterraine.Depuisquelquesannéesetpourdonnersuiteàsesengagementsdanslecadrede laPolitiquenationalede l’eau, leMinistèredu Développement durable, de l’Environnementet des Parcs du Québec (MDDEP) a entrepris deréaliseruninventairedesgrandsaquifèresduQuébec.Lacaractérisationhydrogéologiquedubassinversantde la rivière Châteauguay fut le premier pas dans laréalisation de cet objectif. Cette caractérisation apermis de cerner la disponibilité de la ressource eausouterraine du bassin, et d’établir l’importance desaquifèresetleurcomportement(recharge,lienavecleréseauhydrique)(Côtéet al.,2006).

Au terme de l’exercice, il semblait opportun decompléter leportraitde laressourcepardesdonnéessur la qualité de l’eau souterraine, notammentsur la présence de pesticides. Quatre campagnesd’échantillonnageantérieuresréaliséesparleMinistèreà proximitéde cultures intensives avaientdéjà révéléla présence de pesticides dans l’eau souterraine dediverses régions agricoles du Québec. En effet, cesétudesindiquaientlaprésencedepesticidesdans20%despuits individuels échantillonnésprèsdes champsen culture de maïs dans les régions du Centre duQuébecetdelaMontérégie(Girouxet al.,1997);dans40%despuitsàproximitédevergersdelaMontérégie(Giroux,1998);dans49%despuitsprèsdeschampsdepommesdeterredesrégionsdeLanaudièreetdePortneuf(Giroux,2003a);etdans40%desprisesd’eaupotable près de bleuetières du Saguenay-Lac-Saint-Jean(Giroux,2003b).

L’objectifdelaprésenteétudeestdedocumenterlaprésencedepesticidesdansl’eausouterraineenmilieuagricole enutilisant comme secteurd’étude lebassinversantdelarivièreChâteauguay(etsesenvirons),quicomptedessuperficiesimportantesdediversesculturesutilisatricesdepesticides.

Description de la Zone d’Étude

LebassindelarivièreChâteauguay(Figure1)couvre2543km2dont43%estensolaméricain(Lamontagneet Nastev, 2010). D’une superficie de 1450 km2, la

portion québécoise du bassin, qui constitue la zoned’étude, présente une légère pente vers le nord. Ellechevauche deux régions physiographiques: au nord,ontrouveunevasteplainequifaitpartiedelarégiondesBasses-TerresduSaint-Laurent,etàl’extrêmesud,près de la frontière américaine, l’altitude augmenterapidementpouratteindresonpointculminantautourde335mètres,aumontCoveyHill,aucontrefortdesAdirondacks(Simoneau,1996).

DanslaportionquébécoisedubassinversantdelarivièreChâteauguay,59%du territoireestenculture.La répartition des superficies en cultures dans lesmunicipalitésdubassinestprésentéeauTableau1.Lescultures de maïs et de soya occupent des superficiesrespectives de 29 600 ha et 10 000 ha. Elles sontprésentes dans toutes les municipalités du bassin àl’étude,maismontrentdessuperficiesparticulièrementimportantes dans les municipalités de Ormstown,Godmanchester, Très-Saint-Sacrement et Sainte-Martine(Figure1).Lesculturesmaraîchères(incluantlapommedeterre)représententenviron10000haetse concentrent surtout à l’est du bassin, soit dans lesmunicipalités de Sainte-Clotilde-de-Châteauguay etdeSaint-Rémi.Lesculturesfruitières,notammentlesvergersdepommiers,yoccupentaussidessuperficiesappréciables (environ 1200 ha). Les vergers sontprincipalementlocaliséssurlepourtourdumontCoveyHill, dans les municipalités de Franklin, Havelock,Hinchinbrooke et Hemmingford. Ces différentesculturesfontunusageintensifdepesticides.Lesautrescultures d’importance du bassin, soit les fourrages(13 543 ha), les céréales (4829 ha), et les pâturages(2610ha)utilisentbeaucoupmoinsdepesticides.

La production de maïs et de soya se faitprincipalement sur la vaste plaine constituée par lesargilesdelamerdeChamplain,quipeuventatteindre45 mètres d’épaisseur et qui recouvrent 36% de laportionquébécoisedubassin versant (Figure2).Lesproductions maraîchères sont surtout associées auxterresnoiresdel’estdubassinquisesontdéveloppéessur les sédiments organiques accumulés dans lesdépressions du till pendant la période post-glaciaire.Enfin, les vergers se trouvent principalement enborduredumontCoveyHill,danslessablesetgravierslittorauxquirésultentduremaniementdutillpar lesvaguesdelamerdeChamplain,etquiconstituentunezonederechargeàl’échellerégionale.

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Figure 1. Localisation du bassin versant de la rivière Châteauguay.

Méthodologie

Danslecadredecetteétude,57puitsindividuelsontétééchantillonnés.Parmiceux-ci,20puitssontsituésprèsdeculturesdemaïsoudesoya,22àproximitédeculturesmaraîchères,et15prèsdevergersdepommiers.La plupart sont des puits de producteurs agricoleset sont utilisés comme source d’alimentation en eaupotable.Troisclubs-conseilsenagroenvironnementontparticipéauprojetafindesélectionnerdesproducteursagricolesdisposantd’unpuitsetintéressésàparticiperàl’étude.Habituellement,lesclubs-conseilsdisposentaussi de précieuses informations sur les pesticidesutilisés par les producteurs. Celles-ci ont permis demieuxciblerlesanalysespertinentesàréaliserdanslecadredel’étude.Vulafaibleproportiondesproducteursagricoles québécois utilisant les services des clubs-conseils (8% à 17%) (Fédération des producteurs

maraîchers du Québec (FPMQ), 2006; Ministèrede l’agriculture,despêcheriesetde l’alimentationduQuébec (MAPAQ), 2007), on peut penser que lesproducteursretenusdanslecadredecetteétudesontparmi les plus sensibilisés aux risques de l’usage despesticides.

Pour les échantillons prélevés à proximité decultures de maïs ou de soya, les analyses effectuéescouvraient 37 pesticides et produits de dégradation.Pour ceux recueillis près de cultures maraîchères oude vergers, 47 pesticides et produits de dégradationétaient analysés. Un seul échantillon a été prélevépour chaque puits. Ces analyses couvrent un grandnombredespesticidesutilisésdanscescultures,maisnelescouvrentpastous.Certainsproduitsutilisésparlesproducteursontdoncpuéchapperàl’examen.Leséchantillonsontétéprélevésaurobinetdelarésidenceoudubâtimentdesserviparlepuits.L’échantillonneur

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laissait l’eau s’écouler environ cinq minutes avant defaire le prélèvement afin de s’assurer d’avoir de l’eaufraîchementpompéeetnondel’eauquiauraitséjournédans les tuyaux.Les échantillons sont recueillis dansdes bouteilles de verre clair deun litre, traitées pourl’échantillonnagedespesticides.Leséchantillonssontconservésaufraisdansdesglacièrespourtouteladuréedeleurtransportverslelaboratoire.Danstouslescas,le délai entre la prise d’échantillon et la réceptionau laboratoire a respecté les délais requis pour laconservationdeséchantillons.

Sur la base d’une entrevue réalisée avec chaqueparticipant, un questionnaire a été complété afind’identifierlescaractéristiquesdupuitsetcellesdulieuéchantillonné. En particulier, les informations sur letypeetlaprofondeurdupuits,surladistancedupuitspar rapport aux cultures traitées par des pesticides,ainsiquesurlespesticidesutilisésontétérecueillies.

Leséchantillonsontétéprélevéssurunepérioded’unmoisetdemi,soitentre le23août2005et le7octobre2005.Cettepériodeaétéretenueparcequ’ellecorrespondhabituellementàunephasederechargedesnappesd’eausouterraineetqu’elleestconsécutiveauxapplicationsestivalesdepesticides.

Les analyses ont été effectuées par le Centred’expertise en analyse environnementale du Québec(CEAEQ).Lebalayageanalytique(OPSTRA),utilisépourleséchantillonsprélevésprèsdesculturesdemaïsetsoya,couvre37pesticidesappartenantàdifférentesfamilles chimiques. Pour cette analyse qui retientessentiellement la phase soluble des pesticides, lessubstancesprésentessontextraitesdel’échantillonparpassageàtraversunecolonnedetypeoctadécyle(C18).Lespesticides retenus sur la colonne sont élués avecune solution d’acétate d’éthyle saturée d’eau. L’éluatestensuiteconcentréàfaiblevolumesousatmosphèred’argon.Lespesticidessontséparéssurunecolonnedechromatographie en phase gazeuse (appareilThermoFinnigan modèle Trace GC; colonne capillaire demarqueAgilentTechnologies,modèleHP-5MS) etdétectésparspectrométriedemasse(appareilThermoFinnigan modèle Trace MS). Les concentrations depesticides contenues dans l’échantillon sont calculéesencomparantlasurfacedespicsduchromatogrammeobtenus pour les produits de l’échantillon avec cellesde solutions-étalons contenant des concentrationsconnues.Uncontrôledequalitédelaméthoded’analyseest effectué sur chaque échantillon à l’aide d’unétalon d’extraction (atrazine-D5 et malathion-D10)

et d’un étalon d’injection (iprodione et terbutryne).Deséchantillonsdecontrôledequalitéprovenantdematériauxderéférencecertifiéssontaussiutiliséspourchaque série d’analyse. Le taux de récupération del’extractionaétéenmoyennede82à88%.

Le second type d’analyse effectué (CPPROP)couvre 47 pesticides, incluant les 37 pesticides del’analyseprécédenteetenplus,unedizainedeproduitsutilisés dans les cultures maraîchères ou les vergers.L’extraction de ces composés est de type liquide-liquide,etimpliquequelespesticidesàlafoisenphasesolubleetadsorbépeuventêtreextraitdel’échantillon.Dans un premier temps, les pesticides sont extraitsde l’échantillon avec 50 mL de dichlorométhane(fortifié de deux étalons d’échantillonnage: propoxuret 2,3,5-trichlorobiphényl) directement au sited’échantillonnage.Parlasuite,deuxautresextractionsavecdudichlorométhanesonteffectuéesenlaboratoire.L’extrait est réduit à un petit volume et est ensuiteconcentrésousjetd’argon.Lespesticidessontséparéssurunecolonnedechromatographieenphasegazeuse(Agilent Technologies, modèle 6890N; colonnecapillaire de marque Agilent Technologies, modèleHP-5MS)etsontdétectésparspectrométriedemasse(Agilent Technologies, modèle 5973). Un contrôlede la qualité est effectué en laboratoire sur chaqueéchantillonàl’aided’étalonsd’extraction(atrazine-D5etmalathion-D10)etd’étalonsd’injection(terbutryne,octachlorobiphényle et iprodion). Le taux derécupérationàl’extractionpourcetteanalyseaétéde89 à 93% en moyenne. Les limites de détection desméthodesOPSTRAetCPPROPpour lespesticidesanalysés sont présentées au Tableau 2. Cette limitededétectioncorrespondàlaplusbasseconcentrationproduisant un signal détectable avec une fiabilitédéfinieetstatistiquementdifférentedusignalproduitpar un blanc dans les mêmes conditions. Elle estcalculée en prenant la concentration équivalente àtroisfoisl’écarttyped’unétalonàbasniveaudansunsolvantapproprié.

Résultats

Parmiles57puitséchantillonnésdanslebassindelarivièreChâteauguay,13(23%)montrentlaprésencedepesticides.LaFigure3indiquelarépartition,danslebassin,despuitséchantillonnésetidentifielespuitsoùdespesticidesontétédécelés.Plusspécifiquement,des

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Tableau 2. Limites de détection pour les pesticides analysés (mg/L).

pesticidesontétédétectésdansseptdes20puits(35%)échantillonnésprèsdesculturesdemaïsetdesoya,etdans six des 22 puits (27%) échantillonnés près desculturesmaraîchères.Dansleszonesdevergers,aucundes15puitséchantillonnésnemontrelaprésencedepesticides.

Lespesticidesdétectéssontlesherbicidesatrazine,métolachlore, diméthénamide, linuron, diuron etmétribuzine, les insecticides chlorpyrifos etdiazinon,et le fongicide chlorothalonil. Les concentrationsmesurées sont faibles et respectent les normesapplicables à l’eaupotable (Tableau3).LeTableau4présentelesrésultatsdétaillésobtenuspourles13puitsoùdespesticidesontétédécelés.

Discussion

Comparaison avec d’Autres Études

De façon générale, pour les cultures de maïs et desoya ainsi que pour les cultures maraîchères, lesproportionsdepuitsprésentantdespesticides(35%et27%,respectivement)sontcohérentesaveclesdonnéesdisponibles dans la littérature et les résultats descampagnesantérieuresmenéesdanslesudduQuébec.

Par exemple, pour l’année 2002, l’InstitutFrançais de l’Environnement (IFEN) indique quesur les 1078 points de mesure échantillonnés, selonunedensitéfixeet répartis sur l’ensembledesgrandsaquifères français,41%étaientaltéréspar laprésencede pesticides, et que 38% des 2603 captages d’eaupotable en eau souterraine échantillonnés étaientaffectésparlaprésencedepesticides(IFEN,2004).Demême, aux États-Unis, dans le cadre du programmeNAWQA (National Water Quality Assessment),le U.S. Geological Survey a relevé la présence depesticides dans 61% des 1500 puits (d’observationoudomestiques)échantillonnésdans les aquifèresdesurfacepour53unitésd’étudesrépartiesdansdiversesrégionsagricolesàtraverslepays(Gilliomet al.,2006).Il est à noter que le programme NAWQA ciblaitspécifiquement lespuitspeuprofonds, soitdemoinsde six mètres, ce qui pourrait expliquer le taux élevédepuitsaffectésparlespesticides.Lesmêmesauteursrapportentlaprésencedepesticidesdans33%de2300puitsdomestiquesetmunicipauxquis’alimententdansdesaquifèresprofonds.

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Chrysostome

Saint-

Franklin

Ormstown

Châteauguay

Athelstan

Huntingdon

Sainte-Clotilde-de-Châteauguay

Ste-Martine

Mercier

Saint-Constant

Howick

Figure 3. Localisation des puits montrant la présence de pesticides.

Tableau 3. Comparaison des concentrations des pesticides détectés avec la norme d’eau potable (mg/L).

PesticidesPuits avec détection Norme pour

l’eau potable 1

Concentration maxmesuréeNombre %

HERBICIDESAtrazine 2 3,5 5 0,03Métolachlore 3 5,2 50 0,13Diméthénamide 3 5,2 - 0,2Métribuzine 1 2 80 0,08Diuron 1 2 150 0,47Linuron 1 2 - 1,1

INSECTICIDESChlorpyrifos 6 10 90 0,09Diazinon 1 2 20 0,03

FONGICIDEChlorothalonil 2 3,5 - 0,19

1GouvernementduQuébec,2007

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Tableau 4. Concentrations des pesticides détectés dans 13 puits en 2005, H: Herbicide; I: Insecticide; F: Fongicide.

Pesticides détectés Concentration mesurée (μg/L)

Puits échantillonnés près de cultures de maïs ou de soya 1 Atrazine(H) 0,02 2 Métolachlore(H) 0,01 3 Métolachlore(H) 0,13 4 Chlorpyrifos(I) 0,08 5 Chlorpyrifos(I) 0,08 6 Chlorpyrifos(I) 0,05 7 Chlorpyrifos(I) 0,09

Puits échantillonnés près de cultures maraîchères 8 Linuron(H) 1,1

Diuron(H) 0,47Métribuzine(H) 0,08Diméthénamide(H) 0,07Chlorpyrifos(I) 0,02Chlorothalonil(F) 0,09

9 Chlorothalonil(F) 0,19 10 Atrazine(H) 0,03

Chlorpyrifos(I) 0,02 11 Diméthénamide(H) 0,04 12 Métolachlore(H) 0,09

Diméthénamide(H) 0,2 13 Diazinon (I) 0,03

Au Québec, dans le cadre du Règlement sur laqualitédel’eaupotable(MDDEP,2007),lesexploitantsderéseauxdedistributiond’eaupotable,quidesserventplus de 5000 personnes, ont l’obligation d’effectuerun contrôle trimestriel pour une série de paramètresincluant25pesticides.Entre2001et2004,213réseauxmunicipauxd’eaupotableontétééchantillonnéspourles pesticides. Plusieurs de ces réseaux, notammentdanslesudduQuébec,sontalimentéspardessourcesinfluencées par les activités agricoles. Parmi cesréseaux,46s’approvisionnenteneausouterraineet13(28%)montraientlaprésencedepesticides(Girouxet al.,2006).

De façon plus spécifique, la campagned’échantillonnage de puits individuels de secteurs enculturedemaïs etde soya, effectuéedansdifférentes

régions du Québec (centre du Québec, Chaudière-Appalaches, Lanaudière, Montérégie) en 1994 et1995,montraitlaprésencedefaiblesconcentrationsdetriazinesdans20%des73puitséchantillonnés(Girouxet al., 1997). Pour cette étude, l’analyse avait portéessentiellementsurlamesuredestriazines,àl’aidedetests immunoenzymatiques (ELISA). La proportionplus élevée d’échantillons contenant des pesticidesdans la présente étude (35%) pourrait s’expliquer enpartieparleplusgrandnombredepesticidesanalysésen2005.

Pour les secteurs de vergers, les résultats sontplus surprenants. Les données antérieures recueilliesde 1994 à 1996 pour 42 puits individuels, répartisdans plusieurs régions du Québec, montraientune proportion de 40% des puits avec présence depesticides (Giroux, 1998). Le produit détecté le plussouventétaitlasimazine,l’herbicideleplusutilisépourledégagementdelabasedespommiersàcetteépoque.Cetteétuderévélaitaussilaprésenceoccasionnelledesinsecticides azinphos-méthyl, carbaryl, diméthoate,phosmet, phosalone et malathion, ainsi que desfongicides captane et myclobutanil. Au contraire, lesdonnéesacquisesen2005,pourlaprésenteétude,n’ontrévélélaprésencedepesticidesdansaucundes15puitséchantillonnésmalgrél’analysede51pesticides,dontplusieurscourammentutilisésdanslesvergers.Unedeshypothèses avancée pour expliquer la divergence derésultatsentrecesdeuxétudesestqueleproduitleplussouventdétecté lorsdelacampagnede1994à1996,soitl’herbicidesimazine,n’estplusutilisé,etque,pourdesraisonsbudgétaires,sonsubstitut,leglyphosate,n’apas été analysé pour l’étude de 2005. Pour les autresproduits autrefois décelés mais non détecté en 2005,certaineshypothèsessontprésentéesplusloin.

Quoiqu’ilensoit,ladétectiondediverspesticidesdans l’eau souterraine dans une proportion de puitspouvant atteindre 30 à 40 % pour certains types deculturejustifiedes’attarderàcomprendrelescausesetlesmécanismesdecettecontamination,d’autantplusqu’uneforteproportiondecespuitssontutiliséspourl’approvisionnementeneaupotable.

Facteurs de Risque

Plusieurs facteurs peuvent influencer la présence oul’absence de pesticides dans les eaux souterraines.Les caractéristiques du milieu, tels le type de sol,

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les conditions hydrogéologiques, la profondeur del’aquifère, etc., sont des facteurs bien connus. Demême,lescaractéristiquesliésàl’usagedespesticides(quantitésappliquées)etauxpropriétésdecesmolécules(solubilité, demi-vie, coefficient d’adsorption au sol,etc.) peuvent avoir une influence (Gustafson, 1989;McRae,1989;Worralet al.,2002).Danslecadredelaprésenteétude,quiciblespécifiquementdessecteursoùilyaépandagedepesticides,d’autresfacteurspeuventaussiavoiruneinfluencedéterminante.

Lespratiquesculturalespropresàchaquetypedeculture amènent des différences dans les risques detransfertdespesticidesversleseauxsouterraines.Ainsi,danslesculturesdemaïsetdesoya,lesherbicidessontdeloinlespesticideslesplusutilisés.Ilssontappliquésau sol au printemps alors que les champs sontrelativement dénudés de végétation pour les retenirdanslescouchessuperficiellesdusol.Ilssontalorsplusàrisqued’êtretransportésvers leseauxdesurfaceousouterraine.Lasituationestunpeusimilairedanslesculturesmaraîchèresoùlesproduitsutiliséssontplusvariés(herbicides,insecticidesetfongicides).Danslesvergers,cesontlesinsecticidesetlesfongicidesquisontlesplusutilisés.Ceux-cisontpulvérisésverslehaut,verslefeuillagedesarbres,oùilssontretenuspendantuncertain temps. Évidemment, une certaine proportiondecespulvérisationsatteintlesolmaissedéposealorssurune surfacehabituellementherbeuse, cequipeutretarder leur transport vers les couchesprofondesdusoletpermettreunecertainedégradation.Larotationdesculturesoudestypesdepesticidesutilisésdemêmequelemomentd’échantillonnagepourraientcontribuerà expliquer, localement, la détection ou l’absence depesticidesdansunéchantillond’eausouterraine.

Deplus,lechoixd’échantillonnerl’eausouterraineparl’entremised’unpuitsexistantajoutedesfacteursquipourraient influencer la composition de l’échantillond’eau:type,aménagement,intégrité,etusagedupuits(utilisationdupuitspourlapréparationdesmélangesde pesticides, pour l’irrigation des cultures, etc.),la distance entre le puits, les cultures traitées par lespesticides, etc. En raison de cette grande quantitéde facteurs à considérer, la détection ou l’absencede pesticides dans un échantillon d’eau souterrainepeut êtredifficile àprévoir ou à expliquer.Toutefois,considérant les résultats de 2005 et les observationsrapportéesdans la littérature, certainsdeces facteursméritentd’êtrecommentésici.

Relation avec les Contextes Hydrogéologiques

Lors de la cartographie hydrogéologique du bassinversant, une cartographie détaillée des sédimentsquaternaires(dépôtsmeubles)aétéréaliséeetaservid’intrantpourlapréparationd’unecartedevulnérabilitéde l’aquifère régional (roc) (indices de vulnérabilitéDRASTICcalculéspourdesmaillesderégulièresde250m)(Alleret al.,1989).Àl’observationdecescartes(sédiments quaternaires et vulnérabilité DRASTIC),lesrésultatsdelacampagned’échantillonnagepourlespesticidesde2005sontsurprenantssurdeuxaspects.Premièrement, la présence de pesticides dans l’eausouterraineétaitanticipéedanslessecteursdevergersenraisondelaforteperméabilitédesdépôtsmeublesetdel’indiceDRASTICélevé(Lavigneet al.,2010).Or,lesanalysesn’ontpasdécelédepesticidesdanscetenvironnement.Deuxièmement,lesanalysesontrévélélaprésencedepesticidesdansl’eausouterrainedespuitsqui s’approvisionnent sous une épaisseur importanted’argiles considérées imperméables, en dépit d’unindiceDRASTICtrèsfaible(Lavigneet al.,2010).

Outre le choix et les méthodes d’applicationdes pesticides dans les vergers, d’autres raisonspourraient expliquer l’absence de pesticides dans lespuits situés en zone vulnérable. La Figure 4 montrela pluviométrie de mai à octobre 2005 pour quatrestationsmétéorologiquesdubassinversantdelarivièreChâteauguay, soit les stations de Hemmingford,Huntingdon, Ormstown et Sainte-Martine. Lepatron particulier des précipitations de l’été 2005pourrait avoir entraîné les pesticides dans les coursd’eau par l’eau de ruissellement avant que ceux–cin’aienteuletempsdes’infiltrerdanslesol jusqu’à lanappe phréatique. En effet, quoique la moyenne desprécipitationsaitétéatteinte,l’été2005aétécaractériséparderaresprécipitationstrèsintenses.Untelpatronde précipitations est plus propice au ruissellementqu’à l’infiltration, particulièrement dans un milieugranulairenonsaturé,telquelessablesetgraviersenbordureduMontCoveyHill.

La présence de pesticides dans des échantillonsprélevés sous une épaisseur de plus de trente mètresd’argilesestplusdifficileàexpliquer.Lesargilesdelarégion sont reconnues pour être quasi-imperméablesetprésententtroppeudefissurespourqu’ilyaitdeschemins naturels d’infiltration préférentielle sur uneépaisseur de plus de trente mètres. Cette épaisseurd’argiles,combinéeàl’utilisationrelativementrécente

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des pesticides (moins de 50 ans) par rapport à l’âgeestimédeseauxsouterrainesdecetterégion(plusieursmilliers d’années) (Blanchette et al., 2010), rend peuprobablel’hypothèsed’untransportdespesticidespardiffusionà travers l’argile.Enraisondecette récenteapparition des pesticides dans l’environnement etde la faible vitesse d’écoulement de l’eau souterraine,l’hypothèse d’une contamination par l’écoulementsouterrain latéral est également peu probable.L’hypothèsed’unecontaminationdupuits lui-même,ou d’une contamination locale de l’eau souterraineparunpuits situé àproximité, sembleplusplausible.Danscecas,lacontaminationpourraitêtrecauséesoitpar infiltration d’eau de surface directement dans unpuits,soitparinfiltrationaupourtourdupuitsdanslazonededépôtsmeublesremaniéeparlesopérationsdeforage.Cesrésultatssoulèventdesinterrogationsquantàl’utilisationdepuitsexistantspourcaractériserl’eausouterrainedesaquifères.

Quoiqu’ilensoit,laprésencedepesticidesdansdespuitssituésdansunenvironnementquiprésentetouslesfacteursnécessairespourprotégerl’eausouterraineetleurabsencedansunenvironnementthéoriquement

vulnérableindiquentqued’autresfacteursdoiventêtreconsidérésdansl’interprétationdecesrésultats.

Relation avec les Caractéristiques des Puits Échantillonnés

En premier lieu, le type de puits apparaît commeun facteur incontournable pour évaluer le risque decontamination de l’eau d’un puits. La majorité desétudesréaliséessurlesujetontobservéuneproportionplusélevéedepuitscontaminéspourlespuitsdesurfaceque pour les puits profonds (MDDEP, 2007). Danslacampagnede2005,48des57puitséchantillonnés(soit84%)étaientdespuitstubulairespuisantleureaugénéralementàplusde20mètresdeprofondeur,septétaientdespuitsdetypeciterne(typiquementencimentouenpierre)alimentésàpartird’unaquifèredesurface(moinsde20mètresdeprofondeur),etdeuxétaientdetype indéterminé (d’après les informations recueilliesauprèsdespropriétairesdepuits).Enparticulier,80%des 15 puits échantillonnés à proximité de vergersétaientdetypetubulaire,alorsquelamajoritédes42

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Figure 4. Précipitations de mai à octobre 2005 pour quatre stations météorologiques du bassin de la rivière Châteauguay.

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puits échantillonnés (69%) lors de la campagne de1994à1996étaientdespuitsdesurface,cequipourraitcontribueràexpliquerl’écartentrelesrésultatsdecesdeuxétudes.Pourl’échantillonnageprèsdeszonesenmaïs,laproportiondespuitstubulairesétaientlamêmequedanslacampagneprécédentede1994-1995,soit70%et71%,respectivement,en2005eten1994-1995.Pour le secteur maraîcher, l’échantillonnage de 2005constitue lapremièrecollected’information.Tous lespuitséchantillonnésprèsdesecteursmaraîchers sontdespuitstubulairesdeplusde20mètresdeprofondeur.

La profondeur du puits et la distance entre lepuitset leschampsenculturesontaussides facteursgénéralement commentés dans les études similaires.Ces caractéristiques, telles que recueillies auprès despropriétaires des puits, sont illustrées à la Figure 5.Globalement,pourlesculturesdemaïsetdesoyaetlesculturesmaraîchères,despesticidesontétédétectéssurtoutl’intervalledesprofondeurséchantillonnées.Pourcesdeuxtypesdecultures,despesticidesontétédétectésàunedistancehorizontalevariantde0à120 mètresdescultures.Toutefois,laprésencedepesticidessembleêtreplusfréquente,lorsquelesculturessontàmoinsde30mètresdupuitsoumoins,danslecasdesculturesmaraîchères,etàmoinsde50mètres,danslecasdesculturesdemaïsetdesoya.

Pour certains des puits échantillonnés en 2005,l’usagedupuitssembleêtreunautrefacteurquipeutexpliquerlacontaminationd’unéchantillon,bienquecet aspect soit peu discuté dans la littérature. Parmiles 57 puits échantillonnés, 17 (soit 30%) servaientauremplissagedupulvérisateurlorsdelapréparationdes mélanges de pesticides, dix étaient utilisés pourl’irrigation des cultures, et huit servaient au lavagedes légumes (cultures maraîchères). Au total, 18 des50 puits utilisés pour l’alimentation en eau potableétaient aussi utilisés pour un usage agricole. Enl’absencededispositifapproprié,laqualitédel’eaudecertainspuitspourraitêtreaffectéeparcesusages.

Malgrétouscesfacteurs,pourcertainséchantillonsles résultats demeurent surprenants. En particulier,aucunusagedechlorpyrifosn’estrapportéàproximitéimmédiatedespuitsvoisinsdeculturesdemaïsoudesoyaoùcepesticideaétédéceléen2005.Deplus,lescaractéristiquesphysicochimiquesduchlorpyrifos,soitsafaiblesolubilitédansl’eau,ousatendanceàs’adsorberfortement aux particules, font que ce pesticide estgénéralement considéré comme peu mobile dansl’environnementetpeu susceptibledecontaminer les

eauxsouterraines(LaverdièreetGrégoire,2002).AuxÉtats-Unis, une situation similaire est rapportée parMaaset al.(1995)pourplusieurspuitsdeproducteursagricoles de la région est de l’état de Caroline duNord où les herbicides atrazine et alachlore ontété détectés sans qu’il n’y ait d’usage récent de cesproduitsàproximitédespuits.Danslesconditionsdevulnérabilité de l’eau souterraine de cette région, lesauteursavancentleshypothèsesd’unusageanciendesproduits,d’unesourcedecontaminationpluséloignée,oudepossiblesrotationsdesculturesprèsdecespuits.

Conclusion

La campagne d’échantillonnage de puits privés,réalisée en septembre et octobre 2005, a révélé laprésencedepesticidesdans35%despuitssituésprèsdeculturesdemaïsoudesoyaetdans27%despuitsà proximité de maraîchers.Toutes les concentrationsmesurées respectent lesnormespour l’eaupotable.Àl’exception des données pour les vergers, les résultatsobservéssontcohérentsavecceuxobtenuesauQuébecparleministèrepourdesétudesantérieuresportantsurdiversesrégionsagricoles.Cependant,aucundespuitséchantillonnésdanslesvergersdepommiersen2005neprésentaitdepesticides,contrairementauxrésultatsde l’étude de 1994-1996 qui révélait la présence depesticides dans 40% des puits. Ce résultat inattendus’expliqueraitnotammentparlepatronparticulierdesprécipitationsaucoursdel’étéetàl’automne2005quiauraitfavorisédavantageleruissellementdesurface,demêmequeparl’échantillonnagedepuitsplusprofondsen2005pourlemêmesecteurd’étude.

La multitude de facteurs pouvant influencerla présence ou l’absence de pesticides dans l’eausouterrainenepermetpasd’expliqueraveccertitudelesrésultatsobtenus.L’étudepiloteréaliséenereflètedoncpas nécessairement l’état général de l’eau souterrainedu bassin de la rivière Châteauguay. Il ressort queles programmes d’échantillonnage à court terme, quifournissentunportraitinstantanédelaqualitédel’eausouterraine, ne sont pas appropriés pour caractériserl’état général des nappes phréatiques. Pour mieuxcomprendre les processus de contamination et pourdéterminer l’impactde l’utilisationdespesticides surl’eausouterraine,descampagnesàpluslongtermeavecdesprélèvementsrépétésaucoursd’unemêmeannée,

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dans des puits d’observation spécifiquement installéspourcetusage,seraientnécessaires.

Toutefoislesdonnéesrecueilliesdanslecadredecette étude fournissent de précieuses indications surl’occurrencedepesticidesdanslespuitsdesproducteursagricoles, et en particulier dans ceux utilisés à desfinsd’eaupotable.Dupointdevueenvironnemental,ce type d’étude, qui implique la participation desproducteurs eux-mêmes et des conseillers agricoles,constitueunoutildesensibilisationimportantauprèsdumondeagricole.Leurportéene se limitepas auxseuls producteurs directement concernés par l’étudemais s’étend à l’ensemble des producteurs agricolesoeuvrantdanscestypesdeproduction.

Ilressortaussideceportraitinstantané,quel’usagedespesticidespeutavoirunimpactaumoinslocalisésurlaressourceeneausouterraine.Danslaperspectiveoù certains producteurs agricoles, en particulier lesmaraîchers,souhaitentdélaisserlescoursd’eausouventcontaminés pour se tourner vers l’eau souterrainecomme source d’alimentation pour l’irrigation descultures, ces nouvelles données indiquent que lesaquifères,mêmeprofonds,nesontpasnécessairementà l’abri de toute contamination. Une plus grandevigilancedans l’utilisationdespesticidesauvoisinagedespuitsestdoncnécessairepourassurerlaprotection

desaquifèresetassurerladurabilitédelaressourceeneausouterraine.

Références

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Figure 5. Présence de pesticides selon la profondeur du puits et la distance des cultures pour les puits échantillonnés.

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présence de pesticides dans l’eau souterraine en milieu agricole : Étude pilote du bassin...

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