Etude analytique par voie fluorimetrique des residus de pesticides

L’utilisation des pesticides dans les cultures remonte de l’antiquité. L’usage des composés du soufre paraît remonter depuis 1000 ans avant J.C. [1]. Cependant les dérivés d’arsenic ont été utilisés en tant qu’insecticides depuis le 16 ième siècle en Chine [2]. C’est vers la fin de ce siècle que sont signalés le tabac, les racines de Derris et de Lonchocarpus comme insecticides .

L’utilisation généralisée des pesticides a progressé en même temps que la Chimie, particulièrement la Chimie minérale. C’est ainsi qu’au 19 ième siècle, les dérivés de sulfate de cuivre et du mercure ont été utilisés comme fongicides alors que l’arsénite de cuivre, l’acétoarsénite de cuivre et l’arséniate de plomb ont apparu comme insecticides [2]. Egalement, la fabrication de pesticides a largement profité au développement de la Chimie organique avant la guerre 1939-45. C’est surtout après la guerre que naît un nombre élevé de pesticides. En plus les gaz de combat fabriqués par les militaires qui n’ont pas été largués durant les hostilités, le furent contre les insectes. De même durant les années 1950le dichlorodiphényldichloroéthane (DDD) et le dichlorodiphényltrichloroéthane (DDT) ont été utilisés en grande quantité en médecine préventive pour détruire les moustiques responsables de la malaria. Ils ont été également utilisés en agriculture pour éliminer les doryphores . Dans les mêmes années, des biocides ont été mis au point pour protéger l’industrie textile et du bois. L’usage de ces pesticides a connu donc un très fort développement au cours des décennies passées, les rendant quasiment indispensables à la plupart des pratiques agricoles, quel que soit le niveau de développement économique des pays.

Les études statistiques ont montré que la consommation de pesticides a doublé tous les dix ans du moins entre 1945 et 1985 .

Les pesticides que les professionnels appellent produits phytopharmaceutiques, sont des préparations contenant une ou plusieurs substances destinées à protéger les végétaux contre les organismes nuisibles, à détruire les mauvaises herbes et à assurer la bonne conservation des produits végétaux. Les pesticides se répartissent en plusieurs familles dont principalement : les fongicides qui agissent contre les champignons pathogènes, les herbicides qui agissent contre les mauvaises herbes et les insecticides qui agissent contre les insectes.

De nos jours, des centaines de millions de personnes souffrent de la faim. Pour assurer à la population mondiale une grande production de nourriture à un prix abordable, il fallait développer des stratégies de cultures novatrices et autoriser de nouveaux produits chimiques, comme les engrais, les insecticides, les fongicides et les herbicides. En effet, l’utilisation d’insecticides dans la lutte contre les vecteurs de maladies ont permis une amélioration des indicateurs de santé.

Durant le traitement, de grandes quantités de pesticides utilisées n’atteignent pas totalement le ravageur visé. En plus, l’essentiel des produits phytosanitaires aboutissent dans les sols où ils subissent des phénomènes de dispersion. Les risques pour l’environnement sont d’autant plus grands que ces produits sont toxiques. Ils sont persistants et mobiles dans les sols quand on les utilise sur des surfaces à des doses et fréquences élevées. Le sol comporte des éléments minéraux et organiques ainsi que des organismes vivants. C’est pourquoi dans le sol, les pesticides sont soumis à l’action simultanée des phénomènes de dégradation, de transferts ou d’immobilisation.
♦ Les phénomènes de dégradation sont assurés principalement par des processus physiques ou chimiques tels que la photodécomposition. Il existe également des organismes biologiques de la microflore du sol (bactéries, actinomycètes, champignons, algues, levures), dont leurs actions sur les produits s’exercent surtout dans les premiers centimètres du sol. Ces actions contribuent à diminuer la quantité de matière active dans le sol et à réduire donc les risques de pollution. La cinétique de dégradation d’une molécule donnée est déterminée en estimant la persistance du produit. Pour cela, on détermine sa demi-vie qui est le temps au bout duquel sa concentration initiale dans le sol est réduite de moitié. Cette demi vie peut varier avec les propriétés du pesticide, de la température, du type de sol, de l’ensoleillement, etc.
♦ Les phénomènes de transfert au niveau du sol contribuent à la pollution des eaux de surface lorsque les pesticides y sont entraînés à l’état dissous oubien retenus sur des particules de terre. Les transferts dans le sol sont les plus importants. Les pesticides y sont entraînés par l’eau de pluie et s’y déplacent selon la circulation de l’eau. Ces déplacements varient beaucoup selon la nature du produit, le régime hydrique et la perméabilité des sols.
♦ Les phénomènes d’immobilisation sont dus à l’adsorption, qui résulte de l’attraction des molécules de matière active par les surfaces des constituants minéraux et organiques du sol. De nombreux facteurs influent sur la capacité d’adsorption ou désorption du sol. Ces facteurs sont liés soit aux caractéristiques de la molécule, soit à celles du sol (composants minéraux et organiques, pH, quantité d’eau). Ainsi, les pesticides sont en majorité adsorbés rapidement par les matières humiques du sol (colloïdes minéraux et organiques). Une molécule adsorbée n’est plus en solution dans la phase liquide ou gazeuse. Elle n’a plus les mêmes propriétés que celles en solutions : ses effets biologiques sont supprimés; elle n’est plus dégradée par les micro-organismes du sol et ceci augmente sa persistance [4]. N’étant plus entraînée par l’eau, son risque de pollution diminue fortement mais sa désorption lui rend toutes ses capacités biotoxiques. En général, les pesticides sont fortement retenus dans les sols argileux ou riches en matières organiques.

PESTICIDES ET ENVIRONNEMENT 

Généralités

L’étymologie du mot pesticide s’est construite sur le modèle des mots se terminant par le suffixe «-cide » qui a pour origine le verbe latin « caedo, cadere » et qui signifie « tuer ». On lui a adjoint la racine anglaise pest (animal, insecte ou plante nuisible) ou le mot français peste (fléau, chose pernicieuse qui corrompt, maladie), provenant tous deux du latin Pestis qui désignait le fléau en général, et une maladie dangereuse en particulier [4B].

Définition

On appelle pesticide « toute substance ou association de substance (naturelles ou synthétiques) destinée à repousser, détruire ou combattre les ravageurs y compris les vecteurs de maladies humaines ou animales, les espèces indésirables de plantes ou d’animaux causant des dommages ou se montrant autrement nuisibles durant la production, la transformation, le stockage, le transport ou la commercialisation des denrées alimentaires, des produits agricoles, du bois et des aliments pour animaux ». Les pesticides peuvent être également des produits qui sont administrés aux animaux pour combattre les insectes et autres endo ou ecto parasites [5,6]. Le terme pesticide comprend aussi les substances destinées à être utilisées comme régulateurs de croissance des plantes, défoliants, agents de dessiccation, agent d’éclaircissage des fruits ou pour empêcher la chute prématurée de ceux-ci.

Le terme est également employé pour les substances appliquées sur les cultures, soit avant, soit après la récolte, pour protéger les produits contre la détérioration durant l’entreposage ou le transport. Le mot pesticide englobe donc, tous les produits destinés à lutter contre tout ravageur, y compris les médicaments vétérinaires destinés à protéger les animaux domestiques. Ce mot couvre donc aussi un champ plus vaste que les expressions « produit phytosanitaire » ou « produit phytopharmaceutique » .

Principes de la formulation des pesticides 

La formulation d’un pesticide vise a présenter la matière active (souvent hautement toxique) sous une forme permettant son application en ajoutant des substances destinées à améliorer et à faciliter son action. Ce sont les adjuvants. Ils comprennent des tensio-actifs, des adhésifs, des émulsionnants, des stabilisants, des antitranspirants, des colorants, des matières répulsives, des émétiques (vomitifs) et parfois des antidotes.

Types de formulations liquide

Les concentrés huileux
Il est souhaitable que la teneur de ces concentrés en principes actifs soit élevée. Ils sont employés tels quels pour des applications dans un petit volume ou bien après dilution considérable en vue d’obtenir la faible concentration désirée dans un solvant organique.

Les concentrés émulsifiables
Ces concentrés sont semblables aux concentrés huileux, sauf qu’ils contiennent un agent tensioactif ou émulsifiant permettant de diluer le concentré dans l’eau en vue de son application pratique.

Les concentrés aqueux
Les concentrés aqueux sont des concentrés de pesticides dissous dans l’eau. Ils se trouvent le plus souvent sous forme de sels d’acides. Ces sels étant considérés comme principes actifs, les concentrations sont en général exprimées en quantités d’équivalentes d’acide par unité de volume.

Les solutions huileuses
Ces solutions sont des formulations prêtes à l’emploi. Elles contiennent en général un solvant incolore et presque inodore tel que le kérosène et un pesticide à faible concentration, d’habitude moins de 5% en poids : les solutions huileuses sont en général utilisées pour lutter contre les insectes.

Les concentrés émulsifiables inverses
Ils sont différents des concentrés émulsifiables ordinaires en ce que leur dilution produit une émulsion du type eau dans l’huile, et non huile dans l’eau. On les emploie surtout dans la formation des esters comme herbicides solubles dans les huiles (le solvant est en général une huile à assez faible tension de vapeur).

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE PESTICIDES ET ENVIRONNEMENT
I- Généralités
I-1 Définition
I- 3 Principes de la formulation des pesticides
I- 3-1 Types de formulations liquide
I- 3-2 Types de formulations pour poudrage
I-4 Classification des pesticides
I-5 Mode d’action des pesticides
II- Comportement et devenir des pesticides dans l’environnement
DEUXIEME PARTIE PRINCIPE DE LA METHODE DE LA FLUORESCENCE
I- Rappels théoriques sur les processus photophysiques
I- 1. Etat fondamental
I- 2. Absorption UV-visible
I- 3. Transitions électroniques
I- 4. Nature de l’état fondamental
I- 5. Nature de l’état excité
I- 6 Processus de désactivation des états excités
II- Etude de la fluorescence
II-1 Spectre d’excitation et émission de fluorescence
II- 2 Choix de la méthode fluorimétrique
II-3 Méthodes de dérivatisation fluorimétriques
II-3 Facteurs affectant le signal de fluorescence
II- 4 Méthode de fluorescence induite photochimiquement (méthode FIP)
II- 4-1 – Avantage de la FIP
II -4-2 – Inconvénients de La fluorescence induite photochimiquement (FIP)
MATERIELS ET TECHNIQUES EXPERIMENTAUX
I- PRODUITS ET SOLVANTS
II- CARACTERISTIQUES DES PESTICIDES
II – 1 Maneb
Noms commerciaux
Statut de normalisation
Utilisations
Effets toxicologiques
a) Toxicité aiguë
b) Toxicité chronique
Effets cancérogènes
Directives
II- 2 Propanil
Noms commerciaux
Statut de normalisation
Utilisations
EFFETS TOXICOLOGIQUES
a) Toxicité aiguë
b) Toxicité chronique
Effets cancérogènes
PROPRIÉTÉS PHYSIQUES ET DIRECTIVES
III-APPAREILLAGE
III.1- Spectrophotométrie UV
III.2- Spectrofluorimètrie de fluorescence
III.3- Réacteur Photochimique
III.4- Balance de précision
III.5- Ultrason
IV- Procedures experimentales
IV.1- Préparation des solutions
IV.2-Détermination de la constante de vitesse et du temps de demi-reaction des pesticides
Cinétique d’ordre 0
Cinétique d’ordre 1
Cinétique d’ordre 2
CONCLUSION

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