L'utilisation de pesticides peut entraîner une accumulation de résidus toxiques et écologiquement nocifs dans le sol. Jusque récemment, il n'a pas été possible de déterminer en détail à quels pesticides cela s'applique et dans quelle mesure. Maintenant, des chercheurs du Helmholtz Center for Environmental Research (UFZ), travailler en partenariat avec des collègues de l'Université technique du Danemark (DTU), ont développé un modèle qui permet de prédire avec plus de précision la formation de résidus potentiellement toxiques. Le modèle pourrait être utilisé pour l'évaluation future des dangers dans le processus d'approbation des pesticides de l'Agence européenne des produits chimiques (ECHA). L'étude apparaît dans l'édition actuelle de Sciences et technologies de l'environnement .

À mesure que les pesticides se décomposent, des substances appelées résidus non extractibles (NER) s'accumulent dans le sol. Lié aux particules du sol, ceux-ci peuvent être constitués de biomasse bactérienne inoffensive (résidus biogéniques), le pesticide lui-même, ou des produits de transformation ayant un effet toxique et représentant un problème environnemental (résidus toxiques). La proportion de résidus toxicologiquement pertinents varie d'un pesticide à l'autre, et les méthodes précédentes ne permettaient pas de le déterminer. "Mais il est important de le savoir pour rendre l'évaluation des dangers aussi réaliste que possible, " déclare le professeur Matthias Kästner, biotechnologiste de l'environnement à l'UFZ.

En collaboration avec des collègues de l'Université technique du Danemark, Les chercheurs de l'UFZ ont maintenant développé un modèle avec lequel ils peuvent initialement calculer la quantité de résidus biogéniques qui peuvent être formés par les processus de dégradation bactérienne. Lorsque les résidus biogéniques modélisés sont ensuite soustraits de la quantité totale de résidus non extractibles (NER) - qui est mesurée pour tous les pesticides dans le processus d'approbation - le résultat est la proportion de résidus toxicologiquement pertinents. "Ce sont les résidus qui comptent vraiment, " dit Kästner. " Souvent, ils ne peuvent plus être dégradés par les micro-organismes, ils peuvent donc être toxiques et nocifs pour le sol.

Le modèle est basé sur une analyse de la structure chimique du pesticide respectif, qui est examiné en détail pour déterminer s'il peut être utilisé par des bactéries. "Parce que les micro-organismes peuvent en principe se nourrir de tout ce qui leur donne de l'énergie, même les polluants comme les pesticides peuvent leur fournir une source de nourriture, " explique Kästner. " La liaison chimique et les propriétés énergétiques d'une substance déterminent la facilité avec laquelle les bactéries peuvent la décomposer et la quantité d'énergie qu'elles peuvent en extraire. " Les chercheurs ont utilisé les résultats de l'analyse pour calculer la quantité de biomasse microbienne qui peut potentiellement être produit à partir de la dégradation du pesticide, et qui reste dans le sol sous forme de résidus biogéniques inoffensifs.

Pour l'étude, les scientifiques ont modélisé les résidus biogéniques de 40 pesticides différents et les ont comparés à des valeurs mesurées à partir d'analyses de sol réalisées dans le cadre du processus d'approbation chimique, dans lequel les quantités de résidus biogéniques de ces pesticides ont été déterminées. « C'était très satisfaisant de voir que les calculs de notre modèle sont en grande partie en corrélation avec les valeurs réelles mesurées, " dit Kästner. " Cela signifie que, sur la base des propriétés moléculaires, nous pouvons maintenant évaluer à l'avance quels pesticides sont potentiellement biodégradables et quelle est la quantité probable de résidus toxiques. Il n'y aura plus besoin de longues séries de tests. » Les chercheurs prévoient que le nouveau modèle améliorera l'évaluation future des dangers des pesticides. Il y a de fortes chances qu'il soit utilisé dans le processus d'approbation de l'Agence européenne des produits chimiques ( ECHA).