Surveillance des produits phytosanitaires à haute résolution temporelle

En Suisse, environ 36% de l'eau potable provient d'aquifères de roches meubles, 30% d'aquifères fissurés et 18% d'aquifères karstiques [1]. Les gisements d'eaux souterraines karstiques occupent donc une place importante dans l'approvisionnement en eau potable de la Suisse.

La qualité des eaux souterraines suisses est enregistrée par l'Office fédéral de l'environnement (OFEV) en étroite collaboration avec les cantons dans le cadre de l'Observation nationale des eaux souterraines NAQUA. Les substances actives des produits phytosanitaires (PPh) et leurs métabolites sont des contaminants importants des eaux souterraines et sont donc analysés une à quatre fois par an dans les quelque 550 places de mesure des deux réseaux de mesure NAQUA TREND et SPEZ.

Les PPh sont principalement utilisés dans la production végétale intensive, notamment dans les grandes cultures et les cultures spéciales comme la vigne, les baies, les fruits et les légumes. C'est pourquoi les PPh et leurs métabolites sont surtout présents dans les eaux souterraines provenant d'aquifères de roches meubles sur le Plateau suisse où l'agriculture est intensive [2]. En raison des sols bien formés, la plupart des substances actives des PPh sont bien retenues. Ce sont surtout des métabolites très mobiles et à longue durée de vie qui parviennent dans les eaux souterraines.

Les aquifères karstiques sont répandus dans les Alpes et le Jura. En raison de la topographie, de l'altitude ainsi que des sols souvent peu épais, ces régions sont exploitées de manière nettement moins intensive que le Plateau. Pourtant, dans le Jura aussi, un cinquième de la surface agricole est consacré à la culture intensive de plantes, avec l'utilisation correspondante de produits phytosanitaires [3].

Dans les régions karstiques, l'eau de pluie peut s'infiltrer très rapidement ou directement dans l'aquifère par des couches de couverture peu épaisses et des voies d'entrée locales telles que les avaloirs. C'est pourquoi l'eau souterraine karstique est très sensible (vulnérable) aux pollutions. De plus, les concentrations de polluants peuvent varier fortement et être élevées à court terme.

Les données NAQUA montrent que des substances actives de PPh, qui sont généralement retenues et dégradées dans des sols bien formés, sont également présentes dans les lieux de mesure des aquifères karstiques, comme par exemple le chlortoluron, l'éthofumesate, le glyphosate, l'isoproturon, le métaldéhyde ou le métamitron [1]. En raison de la dynamique des eaux souterraines dans les régions karstiques décrite ci-dessus, on peut supposer que le monitoring NAQUA à long terme actuel, avec un maximum de quatre échantillonnages par an, ne peut pas refléter suffisamment la dynamique de la pollution par les PPh et que la stratégie d'échantillonnage devra peut-être être adaptée à l'avenir.

L'étude pilote "Résidus de produits phytosanitaires dans le karst" devrait donc, dans le cadre du plan d'action Produits phytosanitaires [4] (mesure 42), examiner plus précisément à quelle vitesse, pendant combien de temps et à quelles concentrations les substances actives des PPh peuvent être détectées dans les sources karstiques après des événements pluvieux. Ces connaissances devraient permettre d'examiner quelle stratégie d'échantillonnage saisit le plus précisément la dynamique de la pollution. Cet article se concentre sur les résultats concernant les substances actives des PPh. Les résultats concernant les métabolites des PPh sont disponibles dans [5] et [11].

Pour mieux situer les résultats pour le Jura suisse, le risque d'apport de produits phytosanitaires dans le Jura a en outre été grossièrement évalué à l'aide de cartes de vulnérabilité des eaux souterraines et de cartes des surfaces agricoles.

Méthodes d'étude

Campagnes d'échantillonnage

Dans le cadre d'une thèse de doctorat à l'Eawag [5], des échantillons collectifs ont été prélevés de 2020 à 2022 à différentes résolutions temporelles (2 semaines, 42 heures, 2-3 heures) dans certaines places de mesure NAQUA du Jura suisse. Les places de mesure situées dans les régions karstiques alpines n'ont pas été prises en compte, car leurs bassins versants ne sont pas exploités par des cultures et que l'on n'y utilise donc presque pas de PPh [1]. Dans deux des places de mesure du Jura, des mesures ont en outre été effectuées toutes les 20 minutes pendant quelques semaines à l'aide d'un spectromètre de masse mobile (MS2field) [6]. Parallèlement, divers autres paramètres tels que la conductivité électrique, le niveau/débit de l'eau, la température de l'eau, le nombre total de cellules, la turbidité, le pH et les nitrates ont été enregistrés en continu. Dans les bassins versants des deux stations de mesure échantillonnées avec le MS2field, des données sur l'utilisation des PPh ont en outre été collectées avec le soutien du canton et des agriculteurs (substance active, moment, parcelle, quantité).

Dix places de mesure NAQUA ont d'abord été sélectionnées dans l'Arc jurassien, où un nombre important de substances actives et de métabolites de PPh avaient été détectés au cours des années précédentes. En 2020, pendant la période d'utilisation des PPh, du printemps à l'automne, ces sites ont été échantillonnés au moyen de prélèvements bihebdomadaires et analysés pour déterminer la présence de différentes substances actives et métabolites de PPh.

Sur la base des résultats de cette étude préliminaire, trois sites de mesure ont été sélectionnés pour une analyse détaillée au cours des deux années suivantes. Les critères de sélection étaient le nombre et les concentrations des sous-substances détectées, la part de surface de cultures dans le bassin versant, les variations de la conductivité électrique comme indicateur de la mesure dans laquelle les différents sites de mesure réagissent aux événements pluvieux ainsi que des conditions d'espace suffisantes au niveau du site de mesure pour pouvoir installer le MS2field (Fig. 1).

Les campagnes d'échantillonnage suivantes ont été réalisées en 2021 et 2022:

• Prélèvement d'échantillons collectifs sur 42 heures d'avril à octobre 2021 sur 3 sites de mesure.
• Sur l'un des 3 sites de mesure: Mesures toutes les 20 minutes pendant 6 semaines en 2021 avec le MS2field ainsi que, parallèlement, prélèvement d'échantillons de collecte de 2 à 3 heures pendant un épisode pluvieux en mai 2021 et pendant des épisodes pluvieux sélectionnés en automne 2022.
• Sur une deuxième place de mesure: mesures toutes les 20 minutes avec le MS2field pendant huit semaines en 2022 ainsi que, parallèlement, prélèvement d'échantillons collectifs de 2-3 heures pendant des événements pluvieux sélectionnés en mai 2022.

Analytique

Tous les échantillons ont été analysés par chromatographie liquide en phase inverse couplée à une spectrométrie de masse à haute résolution (RPLC-HRMS/MS). Au total, près de 300 substances ont été analysées, dont plus de la moitié étaient des substances actives de PPh [5]. Comme des substances à polarité très élevée et des groupes fonctionnels anioniques peuvent également apparaître dans les eaux souterraines, l'Eawag a en outre développé une méthode de séparation basée sur la chromatographie ionique [7]. Cette méthode a permis de rechercher 5 autres substances actives de PPh, comme le glyphosate, dans les échantillons de 42 heures prélevés en 2021 sur une place de mesure.

Pour l'évaluation des plus de 2000 échantillons MS2field, les données d'analyse enregistrées pendant les épisodes de précipitations ont d'abord été analysées qualitativement pour l'ensemble des quelque 300 substances. 15 substances - dont 11 substances actives de PPh - ont ainsi été détectées qualitativement, puis quantifiées dans tous les autres échantillons.

Les limites de quantification des substances actives de PPh analysées se situaient entre 0,002 et 0,50 µg/l, avec une médiane de 0,01 µg/l.

Résultats Substances actives PPh

Au total, près de 40 substances actives PPh différentes ont été détectées, dont principalement des herbicides. Cela s'explique d'une part par la quantité totale appliquée plus élevée et d'autre part par la mobilité en moyenne plus importante des herbicides par rapport aux fongicides et aux insecticides. Les résultats des relevés de l'utilisation des substances dans les bassins versants des deux places de mesure échantillonnées avec le MS2field montrent un rapport d'environ 4:1 entre la quantité totale d'herbicides appliquée et celle des fongicides/insecticides.

Au total, 11 substances actives de PPh différentes ont dépassé la valeur limite de 0,1 µg/l: les herbicides bentazone, diméthénamide, éthofumesate, flufénacet, MCPA, mésotrione, métamitrone, métolachlore, terbuthylazine et tritosulfuron ainsi que le fongicide tébuconazole.¹

Dans la grande majorité des cas, au maximum une substance active du PPh est apparue par échantillon à des concentrations supérieures à 0,1 µg/l. Rarement (dans deux échantillons de collecte de 42 heures au maximum et plusieurs échantillons MS2field successifs), 2 à 3 substances actives PPh différentes au maximum dépassaient simultanément la valeur limite.

Sauf la bentazone, qui a dépassé la valeur limite chaque année dans une Place de mesure, tous les dépassements de la valeur limite sont dus à l'année 2021. Cela est très probablement dû principalement aux conditions météorologiques plus humides qu'en 2020 et 2022, ainsi qu'au mode d'échantillonnage utilisé en 2020 (échantillonnage global sur 2 semaines). Pendant la campagne de mesure MS2field en 2022, il n'y a pas eu de précipitations intenses. De même, pendant l'échantillonnage de l'automne 2022 au moyen d'échantillons collectifs de 2-3 heures, il n'y a eu qu'un seul événement pluvieux important et aucun dépassement. Dans les échantillons prélevés sur 2 semaines en 2020, la forte dilution a conduit à des concentrations globalement faibles dans les échantillons.

Sauf pour la bentazone et le diméthénamide, les dépassements de la valeur limite ont duré au maximum 42 heures. Pour la bentazone, il avait déjà été constaté dans le cadre du monitoring NAQUA à long terme que la valeur limite était régulièrement dépassée à une place de mesure. Le diméthénamide a été détecté dans cette étude dans un maximum de 4 échantillons collectifs consécutifs de 42 heures, soit 7 jours consécutifs de dépassement de la valeur limite.

La métamitrone (max. 1,0 µg/l, avec le MS2field) et le diméthénamide (max. 0,8 µg/l dans des échantillons collectifs de 42 heures) ont été détectés dans les concentrations les plus élevées. Les concentrations des autres substances actives du PPh détectées au-dessus de la valeur limite de 0,1 µg/l étaient au maximum de 0,3 µg/l.

¹ Le bentazone, le métolachlore et la terbuthylazine ne peuvent pas être utilisés dans les zones karstiques. Le tritosulfuron ne peut pas être utilisé dans la zone de protection des eaux souterraines Sh.

Facteurs d'influence

La présence ou la détection de substances actives du PPh à des concentrations élevées dans une source karstique et les concentrations correspondantes dépendent de nombreux facteurs. En font partie:

• La quantité et l'endroit où les substances sont utilisées dans le bassin versant du site de mesure
• Les propriétés des substances, en particulier la mobilité et la persistance
• Les conditions météorologiques et le lessivage des substances dans le sous-sol par des événements pluvieux
• Le comportement du système hydrogéologique en particulier. La présence de points d'engouffrement et de voies d'écoulement rapides
• la fréquence et le type d'échantillonnage

Ces facteurs d'influence conduisent à une dynamique de concentration des résidus de PPh difficilement prévisible et très locale au niveau des sources karstiques et donc à une grande incertitude quant à l'apparition de résidus de PPh dans le karst. Elles sont expliquées ci-dessous.

Propriétés et utilisation des substances

Un moyen de comparer les propriétés de différentes substances actives de PPh et donc leur comportement environnemental est le Groundwater Ubiquity Score (GUS). Il indique, pour les aquifères de roches meubles, la tendance d'une substance à pénétrer dans les eaux souterraines [8]. La longévité des substances et leur mobilité, exprimée par la tendance de la substance à se sorber dans le sol, sont prises en compte. Si une substance présente une valeur GUS supérieure à 2,8, elle a une forte tendance à pénétrer dans les eaux souterraines. Entre 1,8 et 2,8 environ, la tendance est modérée, et en dessous, elle est faible à très faible. Toutefois, la GUS ne tient pas compte d'un autre paramètre important, à savoir la quantité de substance active appliquée par hectare.

Bien que la GUS ait été développée pour l'apport de PPh dans les aquifères de roches meubles, elle a déjà pu être appliquée avec succès dans le karst [9]. Toutefois, dans les zones karstiques vulnérables, l'importance de la persistance diminue par rapport à celle de la mobilité, de sorte que même les substances qui présentent une valeur GUS plus faible en premier lieu en raison de leur courte durée de vie peuvent atteindre les eaux souterraines en cas de précipitations survenant peu après l'application.

La relation entre la quantité appliquée de substances actives de PPh, leurs propriétés et les détections dans l'une des deux sites de mesure échantillonnées de manière intensive est représentée dans la figure 2. Le bassin versant du site de mesure s'étend sur près de 8 km² et est utilisé à 43% pour les grandes cultures.

A l'exception du mésotrione, tous les PPh détectés à des concentrations supérieures à 0,1 µg/l présentent une valeur GUS supérieure à 1,8. Le mésotrione est peu persistant, mais présente une mobilité assez élevée, de sorte que la valeur GUS développée pour les aquifères de roches meubles (1,5 pour le mésotrione) est ici trop basse pour les conditions particulières des régions karstiques. Le mésotrione a été détecté au site de mesure après un événement pluvieux à des concentrations légèrement supérieures à 0,1 µg/l.

Presque tous les PPh dont la valeur GUS est supérieure à 1,8 et qui ont été utilisés en quantités d'au moins 1 kg dans le bassin versant du site  de mesure ont été détectés dans au moins un échantillon. Les exceptions sont le clomazone et le dicamba. Le clomazone n'a été appliqué que fin août ou début septembre 2021 et n'a probablement pas été détecté, car il n'y a eu que peu d'épisodes de précipitations intenses durant cette période. Pour le dicamba, la non-détection est plus surprenante, car il est relativement mobile (GUS = 1,9) et a également été appliqué pendant la période de comptage MS2field. Une explication pourrait être la dégradation photolytique rapide de cette substance [10].

Les PPh ayant une faible tendance à être lessivés dans les eaux souterraines (GUS < 1,8) n'ont pratiquement pas été détectés, malgré les quantités parfois élevées utilisées, comme par exemple les PPh de l'acide nitrique. 

Evénements pluvieux

Toutes les substances actives des PPh, à l'exception de la bentazone, n'ont été détectées que peu de temps après des événements pluvieux, à des concentrations supérieures à 0,1 µg/l dans les deux sites de mesure intensivement échantillonnés [11]. En l'occurrence, la plupart des substances actives des PPh ne sont apparues dans des concentrations supérieures à 0,1 µg/l que dans un seul échantillon après les épisodes pluvieux. Certaines substances actives de PPh, telles que le diméthénamide, la métamitrone et le tébuconazole, ont été détectées dans plusieurs échantillons successifs à des concentrations supérieures à 0,1 µg/l (jusqu'à 0,8 µg/l, 1,0 µg/l ou 0,2 µg/l au maximum) après des épisodes pluvieux isolés à une place de mesure [11]. Ceci parfois même sans application supplémentaire entre les épisodes pluvieux.

L'intensité, la durée et le lieu des précipitations ainsi que la durée de la phase sèche précédant les précipitations sont d'autres facteurs pouvant avoir une influence sur les pics de concentration de PPh dans les eaux souterraines. Toutefois, les données disponibles n'ont pas permis d'étudier ce point plus en détail.

Comportement du système hydrogéologique

La comparaison des séries temporelles de conductivité électrique sur les sites de mesure étudiés donne des indications sur le comportement différent du système hydrogéologique des nappes phréatiques karstiques. Si la conductivité électrique diminue rapidement après des épisodes pluvieux, cela indique que l'eau de pluie, et donc les polluants, peuvent passer en peu de temps de la surface à la source. En surface, ce comportement s'explique par des points d'avalement (dolines, retrait) et, en sous-sol, par un réseau de tuyaux naturels dans lesquels l'eau peut s'écouler rapidement. Les deux sites de mesure échantillonnés avec une haute résolution temporelle présentent un tel comportement et sont donc considérés comme très vulnérables à l'apport de polluants. Le fait que des concentrations plus faibles aient été mesurées dans l'une des deux sites de mesure échantillonnés avec le MS2field, malgré l'utilisation de PPh dans le bassin versant, était très probablement dû aux conditions météorologiques sèches pendant la période d'échantillonnage.

Le volume de la nappe phréatique joue également un rôle dans le transport ou la dilution des polluants. Un système hydrogéologique avec de nombreux points d'infiltration en surface et un faible volume d'eau souterraine a tendance à augmenter rapidement les concentrations de polluants à la source. Cependant, les concentrations de polluants diminuent également rapidement, car le système se renouvelle rapidement. Inversement, les systèmes hydrogéologiques avec un grand volume d'eau souterraine entraînent une dilution des concentrations de polluants et, par conséquent, des pics de concentration plus faibles à la source. Cependant, le système se renouvelle beaucoup plus lentement et la contamination peut durer plus longtemps.

Type d'échantillonnage

Suivi à haute résolution

En 2021, l'un des sites de mesure a été échantillonné de différentes manières (échantillonnage sur 42 heures, échantillonnage sur 3 heures, échantillonnage toutes les 20 minutes avec le MS2field). Si l'on compare les résultats des mesures effectuées au cours de la même période d'échantillonnage, on constate ce qui suit (Fig. 3):

1. Contrairement aux échantillons collectifs de 42 heures, des concentrations plus élevées ont été mesurées dans les échantillons de 20 minutes (MS2field) et, par conséquent, ont détecté davantage de substances actives PPh dépassant la valeur limite de 0,1 µg/l (éthofumesate, mésotrione, métamitrone, métolachlore, tébuconazole). Seule la métamitrone a également été détectée au-dessus de la valeur limite dans les échantillons collectés sur 42 heures. La concentration maximale est cependant 4 fois plus faible dans l'échantillon global (0,1 µg/l au lieu de 0,4 µg/l).
2. Les résultats des échantillons de 20 minutes (MS2field) et des échantillons globaux de 3 heures sont comparables. Les mêmes substances actives de PPh ont été détectées à des concentrations maximales similaires. Cependant, un seul événement pluvieux a été analysé en parallèle avec ces deux types d'échantillonnage et une seule substance active (métamitrone) a dépassé la valeur limite.

Monitoring à long terme de NAQUA

Que ce soit dans les échantillons du monitoring à long terme (4 par an) ou dans les échantillons collectifs de 2 semaines, on trouve rarement des dépassements de la valeur limite des substances actives de PPh. Cependant, plus la série chronologique est longue ou plus il y a de mesures dans le monitoring à long terme, plus la probabilité est grande que l'échantillonnage tombe peu après un événement pluvieux qui a été précédé par l'utilisation d'une substance active PPh dans le bassin versant. C'est ce que montrent les données du monitoring NAQUA à long terme de 2007 à 2023 sur l'une des deux places de mesure échantillonnées intensivement et la comparaison avec les mesures à haute résolution des années 2020-2022 (tab. 1). Seules ont été prises en compte les substances actives de PPh détectées au moins une fois dans la période considérée à des concentrations supérieures à 0,1 µg/l à la place de mesure.

Les substances actives PPh qui sont analysées depuis de nombreuses années comme paramètres obligatoires dans le cadre du suivi à long terme NAQUA - comme la métamitrone et le métolachlore - ont dépassé la valeur limite au moins une des années analysées, tant dans l'étude pilote que dans le suivi à long terme. D'autres substances actives de PPh comme le diméthénamide, l'éthofumesate, le mésotrione et le tébuconazole n'ont été détectées à des concentrations supérieures à 0,1 µg/l que dans le cadre de cette étude pilote. Ces substances actives du PPh ne font toutefois pas partie des paramètres obligatoires du suivi NAQUA à long terme et n'ont donc pas été analysées chaque année dans le cadre du suivi à long terme.

Le chlortoluron et l'isoproturon ne sont apparus en concentrations élevées supérieures à 0,1 µg/l que dans le cadre du suivi NAQUA à long terme. Dans le cas de l'isoproturon, cela n'a rien d'étonnant puisque cette substance ne peut plus être utilisée comme produit phytosanitaire depuis l'été 2020 et qu'elle n'a donc plus été appliquée pendant les campagnes d'échantillonnage intensives de 2021 et 2022.

Le chlortoluron, quant à lui, est utilisé en automne sur les céréales d'hiver et a été détecté dans le cadre du monitoring à long terme pendant deux années consécutives (2019 et 2020) dans les échantillons de novembre à des concentrations > 0,1 µg/l. Dans le cadre de l'étude pilote, aucune mesure n'a cependant eu lieu durant cette période de l'année.

Représentativité pour l'ensemble de l'Arc jurassien

Les connaissances acquises sur les deux places de mesure NAQUA densément échantillonnées dans le cadre de cette étude ne sont pas facilement transposables aux captages d'eau potable de l'ensemble du karst de l'Arc jurassien en raison des différents facteurs d'influence.

C'est pourquoi le risque d'apport de PPS a été grossièrement évalué à l'aide de cartes de vulnérabilité des eaux souterraines à l'échelle 1:25 000 [12, 13] et d'une carte des surfaces potentiellement concernées par les PPS² [3] à l'aide d'une analyse SIG. Dans l'Arc jurassien, les surfaces pertinentes pour les PPh se situent principalement à basse altitude, entre 300 et 1000 m, et sur des pentes faibles à moyennes (jusqu'à 10° d'inclinaison). En cas de recoupement de ces surfaces pertinentes pour les PPh dans les bassins versants des captages d'eau potable avec des zones de vulnérabilité élevée, il existe un risque que les substances actives des PPh appliquées puissent entraîner un dépassement de la valeur limite de 0,1 µg/l au niveau du captage d'eau potable. Comme de telles cartes de vulnérabilité détaillées n'étaient jusqu'à présent disponibles que dans le Jura bernois et soleurois, la procédure a été appliquée dans ces régions pilotes. Les résultats des régions pilotes ont été appliqués à l'ensemble du Jura suisse - en partant de l'hypothèse que les régions pilotes sont représentatives de la diversité des paysages karstiques de l'ensemble du Jura [14].

Les deux régions pilotes du Jura bernois et soleurois comptent plus de 300 captages d'eau potable. Seuls les bassins versants de sept captages d'eau potable (environ 2,5%) présentent plus de 30% de surfaces potentiellement concernées par les PPh; on peut y supposer une utilisation agricole intensive. En revanche, les bassins versants de 85% des captages d'eau sont peu utilisés par l'agriculture. Pour 12,5% des captages, l'agriculture est pratiquée sur 10 à 30% de la surface du bassin versant.

Potentiellement, 15 captages d'eau potable au total sont exposés à un risque d'apport accru de PPh. Dans ces bassins versants, un aquifère très vulnérable se trouve sous des surfaces concernées par les PPh sur au moins 2% de la surface du bassin versant. Cela correspond à près de 5% de tous les captages d'eau potable karstiques du Jura bernois et soleurois. Dans plus de 70% des bassins versants, il n'y a pas de recoupement entre des surfaces pertinentes pour les PPh et une vulnérabilité élevée.

L'extrapolation à l'ensemble de l'arc jurassien donne un nombre de 15 à 80 captages (sur près de 1400) potentiellement exposés à court terme à un risque accru d'apports de PPh par l'agriculture. Cela correspond à 1-6% des captages d'eau potable. Les concentrations de PPh dans l'eau finalement distribuée au consommateur dépendent de différents facteurs, tels que la dilution dans le réservoir, le mélange avec l'eau d'autres captages ou le rejet de l'eau par le fournisseur d'eau en cas de valeurs de turbidité élevées après des événements pluvieux. Ces chiffres sont également entachés d'une grande incertitude. D'une part, on ne sait pas sur quelles surfaces des PPh sont effectivement utilisés et, d'autre part, les informations sur les captages et les bassins versants sont incomplètes.

² Le jeu de données "Surfaces concernées par les PPh" indique les surfaces agricoles utiles de Suisse sur lesquelles des PPh sont potentiellement utilisés en raison de l'utilisation des sols. Cela concerne en premier lieu les terres arables, y compris les prairies artificielles, la vigne, les fruits, les baies, le vin et autres cultures permanentes ainsi que les cultures maraîchères, horticoles et spéciales. L'ensemble des données n'est pas ventilé par culture.

Conclusions

Le monitoring à haute résolution temporelle montre que les sources karstiques vulnérables dans les bassins versants à vocation agricole de l'Arc jurassien présentent une bonne qualité d'eau en ce qui concerne la contamination par les PPh pendant les écoulements de temps sec.

En revanche, après des précipitations, la valeur limite de 0,1 µg/l de différentes substances actives de PPh peut être dépassée jusqu'à dix fois. De tels pics sont généralement de courte durée, mais peuvent exceptionnellement durer jusqu'à quelques jours.

Une fréquence d'échantillonnage élevée permet de montrer si des substances actives du PPh sont détectées dans les échantillons, en quelle quantité et à quelles concentrations. Des mesures à haute résolution temporelle, telles que des prélèvements de 20 minutes ou de 2 à 3 heures, saisissent très précisément la dynamique de la pollution des sources karstiques vulnérables. Avec une fréquence d'échantillonnage de 20 minutes, il a été possible de mesurer des concentrations jusqu'à quatre fois plus élevées que dans des échantillons collectifs de 42 heures. Les échantillons prélevés toutes les deux semaines ne reflétaient pas suffisamment la dynamique des concentrations; ils ne fournissent guère plus d'informations aux places de mesure karstiques que le monitoring NAQUA à long terme par échantillonnage trimestriel. La raison en est la courte période pendant laquelle les concentrations de PPP sont élevées et la dilution qui en résulte dans les échantillons collectifs de deux semaines.

Pour représenter de manière adéquate la situation de pollution, il serait nécessaire d'échantillonner les sources karstiques vulnérables avec des bassins versants fortement exploités par la culture, en s'adaptant aux événements pluvieux. Cependant, cela est difficile à mettre en œuvre dans la pratique et ne concerne que peu de places de mesure. Ce dernier point a été mis en évidence par l'estimation du risque d'introduction de PPh dans les sources karstiques de l'ensemble du Jura suisse. Bien que les résultats soient entachés de grandes incertitudes, on peut partir du principe qu'environ 1 à 6% de tous les captages d'eau potable situés dans des régions karstiques de l'Arc jurassien sont potentiellement exposés à un risque accru d'apports de PPh provenant de l'agriculture. Les captages les plus concernés sont ceux situés à basse et moyenne altitude (entre 300 m et 1000 m), avec des pentes allant jusqu'à 10°, où l'agriculture est intensive.

Bibliographie

[1] BAFU (2019): Zustand und Entwicklung Grundwasser Schweiz. Ergebnisse der Nationalen Grundwasserbeobachtung NAQUA, Stand 2016. Bundesamt für Umwelt, Bern. Umwelt-Zustand Nr. 1901

[2] BAFU (2025): Pestizide im Grundwasser.

[3] Koch, U.; Prashuhn, V. (2021): Risikokarten für den Eintrag von Pflanzenschutzmitteln in Oberflächengewässer auf Einzugsgebietsebene. Agroscope Science, Nr. 126/21, Zürich

[4] BAFU (2025): Aktionsplan Pflanzenschutzmittel.

[5] Schorr, J. (2024): Holistic tracing of pollutant dynamics in groundwater using high-resolution mass spectrometry coupled to reversed-phase and ion chromatography, Diss. ETH No. 30372

[6] Dax, A. et al. (2020): MS2field: Mikroverunreinigungen mobil messen. Aqua & Gas 12/20

[7] Schorr, J. et al. (2023): Closing the gap: Ion chromatography coupled to high-resolution mass spectrometry to trace highly polar anionic substances in groundwater. Science of The Total Environment, p. 164170

[8] Gustafson, D.I. (1989): Groundwater ubiquity score: A simple method for assessing pesticide leachability. Environmental Toxicology and Chemistry. 8(4): p. 339–357

[9] Oppeltová, P. et al. (2024): Occurrence and path pollution of emerging organic contaminants in mineral water of Hranice hypogenic Karst. Frontiers in Environmental Science, 12

[10] Gruber, K. et al. (1989): Photolysis of the herbicide dicamba in aqueous solutions and on corn (Zea mays) epicuticular waxes. Environmental Science: Processes & Impacts, 2021. 23(5): p. 786–802

[11] Schorr, J. et al. (2024): Tracing pesticide dynamics: High resolution offers new insights to karst groundwater quality. Water Research 267: p. 122412

[12] ISSKA (2020): Aquifères karstiques du canton de soleure – application KARSYS / Karstgrundwasser im Kanton Solothurn – Anwendung KARSYS. Rapport final/Schlussbericht. Amt für Umwelt des Kantons Solothurn

[13] ISSKA (2022): Carte du Karst Jura Bernois. Exécution des cartes du karst 1:25’000 sur le territoire du Jura Bernois. Note technique

[14] ISSKA (2025): Contamination des aquifères karstiques du Jura par les produits phytosanitaires; évaluation du risque