Projet ANR DECiSIvE

Démonstration de la dégradation des polluants du sol avec l’analyse isotopique spécifique au composé multi-élémentaire

RESUME DU PROJET

Des sols agricoles et urbains ont été exposés à des polluants organiques (pesticides, polluants industriels) qui polluent aussi les eaux souterraines. La transition à la réduction des pesticides et la production chimique propre vont réduire des nouvelles pollutions, mais la contamination historique des sols doit toujours être gérée. Le projet DECiSIvE propose un nouvel outil pour étudier la dégradation naturelle des produits chimiques : Analyse multi-élémentaire d'Isotope stable Spécifique au composé (ME-CSIA). Cette technique sera utilisée dans des sols agricoles et urbains pour les polluants cibles : des hydrocarbures, des pesticides (isoproturon, atrazine, simazine, et S-metolachlor), en ciblant les isotopes stables du carbone, de l'hydrogène, et de l'azote. La comparaison d'efficacité de biodégradation dans des conditions variées aidera la validation. Les retombées de ce projet sont un outil validé permettant la décision entre l'atténuation naturelle et la remédiation assistée.

 

Wébinaire: Démonstration de la dégradation des polluants du sol avec l’analyse isotopique spécifique au composé multi-élémentaire (2019-2023)
Par les équipes scientifiques : LCE (Aix-Marseille), INRAE (Dijon) et ITES (Strasbourg). Revoir le wébinaire

DELIVRABLES finales du projet ANR

Guideline CSIA: Rapport (Guide) en PDF élaboré par tous les partenaires du projet.

Download Guideline

FICHIER ANNEXE du GUIDE: Banque de données des facteurs de fractionnements isotopiques dans des pesticides

DOWNLOAD Fichier ANNEXE 2 du Guide

Bande dessinée: Comment comprendre la dégradation des pesticides dans les sols:   Télécharger en Français

Cartoon: How can we better understand the degradation of pesticides: Download in English

Historieta: Como entender mejor la degradacion de los plaguicidos en los suelos? Descargar en Espagnol

CONSORTIUM

LABORATOIRE CHIMIE ENVIRONNEMENT - UMR 7376, Aix-Marseille Université-CNRS, Patrick HÖHENER (Coordinateur)

AGROECOLOGIE - UMR 1347, INRA/AGROLAB et Université de Bourgogne, DIJON, Fabrice MARTIN-LAURENT

LABORATOIRE d'HYDROLOGIE et de GEOCHIMIE de STRASBOURG, LHyGeS UMR 7517, Université de Strasbourg-CNRS-ENGEES, Gwenaël IMFELD et Sylvain PAYRAUDEAU. Depuis 2021: LHyGeS est devenu Institut Terre et Environnement de Strasbourg (ITER, UMR 7063)

Participants (de gauche) : Didier GORI, Jérémy MASBOU, Baptiste BAUMLIN, Patrick HÖHENER, Rungroch SUNGTHONG, Fabrice MARTIN-Laurent, Sylvain PAYRAUDEAU, Gwenaël IMFELD. Pas sur la photo : Laure MALLERET, Marion DEVERS, Sara GALLEGO-BLANCO

DUREE

1. 1. 2019 – 30. 9. 2023

PUBLICATIONS

Torabi, E., Wiegert, C., Guyot, B., Vuilleumier, S., Imfeld, G., 2020. Dissipation of S-metolachlor and butachlor in agricultural soils and responses of bacterial communities: Insights from compound-specific isotope and biomolecular analyses. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCES 92, 163-175.

Zamane, S., Gori, D., Höhener, P., 2020. Multistep partitioning causes significant stable carbon and hydrogen isotope effects during volatilization of toluene and propan-2-ol from unsaturated sandy aquifer sediment. CHEMOSPHERE 251, 126345.

Perez-Rodríguez, P., A. D. Schmidt, S. Gangloff, J. Masbou and G. Imfeld, 2020. Plants affect the dissipation and leaching of anilide pesticides in soil mesocosms: Insights from compound-specific isotope analysis (CSIA). Agriculture, Ecosystems and Environment, 308, 107257.

Möhring, Niklas, Karin Ingold, Per Kudsk, Fabrice Martin-Laurent, Urs Niggli, et al.. Pathways for advancing pesticide policies. Nature Food, 2020, 1 (9), pp.535-540. 〈 https://doi.org/10.1038/s43016-020-00141-4〉. 〈hal-03306602〉

Billet, Loren, Marion Devers-Lamrani, Rémy-Félix Serre, Emmanuel Julia, Céline Vandecasteele, et al.. Complete Genome Sequences of Four Atrazine-Degrading Bacterial Strains, Pseudomonas sp. Strain ADPe, Arthrobacter sp. Strain TES, Variovorax sp. Strain 38R, and Chelatobacter sp. Strain SR38. Microbiology Resource Announcements, 2021, 10 (1), art. e01080-20 (3p.). 〈 https://doi.org/10.1128/mra.01080-20〉. 〈hal-03271166〉

Höhener, P. and Imfeld, G. 2021.Quantification of Lambda in multi-elemental compound-specific isotope analysis. CHEMOSPHERE, 267, 129232.

Höhener P, Guers D, Malleret L, Boukaroum O, Martin-Laurent F, Masbou J, Payraudeau S, Imfeld G., 2022. Multi-elemental compound-specific isotope analysis of pesticides for source identification and monitoring of degradation in soil: a review. Environmental Chemistry Letters : doi.org/10.1007/s10311-022-01489-8.

Gilevska, T., C. Wiegert, B. Droz, T. Junginger, M. Prieto Espinoza, A. Borreca, G. Imfeld, 2022. Simple extraction methods for pesticide compound-specific isotope analysis from environmental samples. MethodsX, 9, 101880. 

Masbou, J., S. Payraudeau, B. Guyot and G. Imfeld, 2023. Dimethomorph degradation in vineyards examined by isomeric and isotopic fractionation. Chemosphere, 313, 137341. 

Prieto-Espinoza, M., L. Malleret, S. Ravier and P. Höhener, 2023. A novel multi-ion evaluation scheme to determine stable chlorine isotope ratios (37Cl/35Cl) of chlordecone by LC-QTOF. Journal of the American Society of Mass Spectrometry, https://doi.org/10.1021/jasms.3c00270, 

FINANCEMENT

Aide obtenue de l’ANR : 494 559 €     Coût total  1 234 906 €

OBJECTIF DU PROJET

DECiSIvE a pour objectif le développement et l’application d’une approche innovante pour comprendre et évaluer la nature de la transformation lente des polluants organiques dans le sol : l’analyse isotopique multi-élémentaire spécifique aux composés (ME-CSIA) à ratio d’abondance naturelle. ME-CSIA étudie les enrichissements isotopiques dans les polluants non dégradés restants afin de tirer des conclusions sur le processus qui a agi sur eux et dans quelle mesure la dégradation est atteinte. Le produit final du projet DECiSIvE est un guide méthodologique sur cette approche innovant qui contient des protocoles d’extractions de sols et des protocoles analytiques ainsi que la terminologie et méthodologie d’interprétation.

ACTIVITES HISTORIQUES

24-25 Novembre 2022: Réunion du consortium à Strasbourg.

2 février 2022: Présentation du projet à ANSES et discussion avec O. Yamada.

Fin décembre 2021: Redaction du rapport intermédiaire du projet (36 mois) et transmission à l'ANR.

3 décembre 2021: Réunion du consortium à Dijon en présenciel (8 participants)

Début 2021: le Laboratoire d’HYdrologie et de GEochimie de Strasbourg (LHyGes - UMR 7517) est devenu Institut Terre et Environnement de Strasbourg (ITER, UMR 7063) .

Fin décembre 2020: Redaction du rapport intermédiaire du projet (24 mois) et transmission à l'ANR.

30. Novembre 2020: Réunion du projet en visioconférence de 13h à 17h: Point sur les activités de l'année 2 et coordination.

30. Mai 2020: Terminaison du stage de Delphine GUERS (Université de Grenoble, stage effectué au LCE) : Revue bibliographique : Données isotopiques de produits phytopharmaceutiques et utilité pour la surveillance environnementale. Rapport de stage, 30 mai 2020, 30 pages.