Les milieux aquatiques sont les réceptacles finaux des pesticides organiques et inorganiques. Ainsi, des textes réglementaires fixant des objectifs afin de préserver et restaurer l’état des milieux aquatiques ont été établis (ex. Directive Cadre sur l’Eau). Ces textes réglementaires ou les programmes d'actions s'accompagnent de la mise en place de réseaux de suivi de la qualité des eaux. Ces suivis sont effectués via la réalisation de prélèvements ponctuels d'eau, fournissant une donnée souvent sujette à un manque de représentativité temporelle. Pour estimer de façon plus robuste une concentration moyenne dans le temps, des techniques d’échantillonnage passif ont été développées. Celles-ci permettent la pré-concentration in situ des contaminants et disposent d’une capacité intégrative sur plusieurs semaines. Ces travaux de thèse sont axés sur le Polar Organic Chemical Integrative Sampler (POCIS), largement utilisé pour l’échantillonnage des pesticides moyennement polaires et non ionisables (0<log Kow<4).Le premier volet de ces travaux de thèse avait pour objectif de tester la capacité du POCIS à intégrer de brèves variations de concentration en pesticides. Pour ce faire, une expérimentation simulant des pics de contamination d’intensités et de durées variables a été menée dans des conditions contrôlées de laboratoire. Cette expérimentation a démontré que la réactivité du POCIS face à de tels événements était dépendante des propriétés physico-chimiques des pesticides ciblés (notamment du log Kow) et de la durée d’exposition. Des profils d’accumulation différents ont été observés, avec deux phénomènes opposés survenus en début d’exposition, soit le « burst effect » ou le « lag effect ». Malgré ces deux phénomènes, le domaine d’applicabilité du POCIS a été mieux défini puisqu’il a été démontré que pour des pesticides caractérisés par un log Kow entre 2 et 4, les pics de contamination étaient bien pris en compte dans la concentration moyennée obtenue.Le second volet de ces travaux devait définir à large échelle l’apport du POCIS en complément des réseaux de suivi basés sur les prélèvements ponctuels. Dans ce contexte, 51 sites du réseau de contrôle DCE localisés sur les cours d’eau du bassin Adour-Garonne ont été échantillonnés 6 fois en 2016 via ces deux techniques. L’exploitation des données acquises pendant cette année de terrain s’est découpée en deux axes. Le premier avait pour objectif de comparer les informations fournis via les deux techniques. L’apport des caractéristiques intégratives du POCIS y a été démontré. En effet, le POCIS permet d’améliorer significativement le nombre de pesticides quantifiés ainsi que leur fréquence de quantification. De plus, il fournit une meilleure représentativité temporelle des niveaux de contamination mesurés, puisqu’il permet d’avoir une image plus réaliste des variations annuelles des concentrations en lien avec les usages des pesticides ciblés (saisonnalité). Ainsi, la combinaison de ces deux techniques a permis une meilleure caractérisation de la pression « pesticides » subie par le bassin Adour-Garonne.Le second axe visait à proposer une méthodologie d’exploitation automatisée permettant une interprétation visuelle et simple d’un jeu de données conséquent (> 10 000 données). Les données acquises avec les POCIS ont été utilisées pour réaliser des analyses multivariées, type « principal component analysis » et « hierarchical cluster analysis » afin de démontrer des liens entre occupation du sol et pesticides quantifiés. De plus, l’empreinte « pesticides » de chaque site a été établie. Ainsi, ce dernier axe a permis une meilleure caractérisation des zones les plus à risques ainsi qu’une identification rapide des sources potentielles.Ces travaux de thèse ont donc démontré des aspects fondamentaux et appliqués qui confirment l’intérêt du POCIS pour évaluer la qualité des eaux superficielles vis-à-vis des pesticides. / The aquatic environments are considered as the final receptacles of organic or inorganic pesticides. Thus, regulatory texts were established in order to preserve and restore the good status for the aquatic environments (e.g. Water Framework Directive). Currently, the conventional method for freshwater analysis is grab sampling several times per year with a lack of temporal representativeness. To overcome this issue, and in the aim of estimating a robust average concentration over time, passive sampling strategies have been developed. These samplers allow an in situ pre-concentration of contaminants and offer an integrative capacity of several weeks. This thesis focuses on the Polar Organic Chemical Integrative Sampler (POCIS), which is widely used for the sampling of moderately polar or no-ionizable pesticides (0<log Kow<4).The first part of this thesis aimed to test the POCIS capacity to integrate short pesticides contamination peaks. In this way, a laboratory controlled-conditions experiment which included pesticides contamination peaks of variable intensity and duration was performed over 14 days. This experiment proved that POCIS response depends on physico-chemical properties of the studied pesticides and also on the exposure duration. During the first part of the exposure period two different phenomena were observed, which were a “burst effect” or a “lag effect”. Despite these, short contamination peaks were well integrated in the time weighted average concentration, for pesticides with log Kow between 2 and 4.The second part of this thesis was to define, at a large scale, the contribution of POCIS as a complement to the monitoring networks based on grab samples. In this context, 51 monitoring stations located in the Adour-Garonne basin were sampled with these two techniques during 6 periods in 2016. The analysis of the large amount of data collected during this 1-year monitoring was divided into two axes. Firstly, information provided with POCIS and grab samples was compared. The contribution of the integrative capacity of POCIS was demonstrated; this capacity allowed us to obtain additional and complementary information to those of the monitoring networks. Indeed, POCIS improved significantly the number of quantified pesticides as well as their quantification frequency. Moreover, POCIS brought a better temporal representativeness of contamination levels, since it provided a more realistic picture of the annual variations in concentration levels related to the seasonality in the use of some pesticides. Thus, the combination of grab samples and POCIS provided a better assessment of pesticide contamination levels in the Adour-Garonne basin.The second axis aimed to propose an automated methodology allowing a visual and simple interpretation of a large dataset (> 10,000 data). Data acquired with POCIS were used to demonstrate correlations between land use and quantified pesticides. In this context, multivariate analyses, such as hierarchical clustering and principal component analyses, confirmed the relationship between land use in the watershed and the major pesticides quantified. Then, the "pesticide" fingerprint of each site was established. Finally, this last axis has made it possible to better characterize the sites most at risk and to quickly identify potential sources.This thesis work demonstrated fundamental and applied aspects, which confirm the interest of the POCIS in assessing the freshwater quality for pesticides.

La pollution de l'eau est l'une des menaces écologiques les plus sérieuses au niveau des pays industrialisés et des pays en cours de développement. Les polluants sont rejetés directement ou indirectement dans les ressources en eau telles que les rivières, les lacs, les aquifères et les eaux côtières sans prétraitement approprié ; transformant ainsi nos systèmes aquatiques en un dépotoir fortement pollué par des contaminants toxiques et persistants tels que les contaminants organiques. Les hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAPs) et les pesticides sont parmi les polluants organiques les plus périlleux que l'on retrouve à l’état de traces dans les milieux aquatiques. Pour cette raison, leur analyse nécessite une procédure d'extraction suivie de méthodes analytiques très sensibles et spécifiques. Dans ce contexte, le travail de cette thèse a porté en premier lieu sur le développement de deux méthodes analytiques distinctes. La première a été consacrée à l'extraction et à l'analyse des 16 HAPs prioritaires classés par l’agence de protection de l’environnement (EPA) dans. Dans cette méthode, nous nous sommes concentrés sur l'optimisation et la validation des paramètres de la spectrométrie de masse en tandem (MS / MS) afin de réduire le bruit de fond. La deuxième méthode était dédiée à l'analyse de quarante-huit pesticides dans l'eau. Dans cette méthode, les paramètres de la micro-extraction sur phase solide (SPME) et de la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse en tandem GC-MS / MS ont été optimisés et validés. Les deux méthodes se sont révélées très sensibles, précises et sélectives pour l'analyse de ces deux familles de contaminants organiques. La deuxième partie de cette thèse était dirigée sur l'évaluation de la qualité de l'eau le long du bassin versant de la rivière Abou Ali en termes de contamination par les HAPs et les pesticides. Pour ce faire, les méthodes précédemment développées et optimisées ont été utilisées pour l'analyse. Les résultats obtenus pour les échantillons d'eau de surface ont révélés une contamination considérable par les HAPs et les pesticides à différents endroits le long du bassin versant. Cependant, pour les échantillons d'eau souterraine, aucune ou très faible concentration de HAPs et de pesticides n'a été détectée. Cette étude est la première de son genre concernant l'analyse des HAPs et des pesticides dans la zone étudiée. Elle donne un aperçu global de la qualité de l'eau le long du bassin versant et insiste sur l'importance de réaliser des mesures continues afin d'avoir une base de données complète non seulement pour la zone d'étude ou le Liban nord mais pour toutes les régions du territoire libanais. / Water pollution is one of the most thoughtful ecological threat imperiling the industrial and developing countries. Pollutants are released directly or indirectly into water resources such as rivers, lakes, aquifers and coastline waters without any suitable pre-treatment; thus transforming our aquatic systems into a dumpsite heavily polluted with toxic and persistent contaminants such as organic contaminants. Polycyclic Aromatics Hydrocarbons (PAHs) and pesticides are among the most perilous organic pollutants that are found in trace levels in aquatic environments. For this reason, their analysis requires an extraction procedure followed by highly sensitive and specific analytical methods. In this context, this work has focused, as a first step, on the development of two separate analytical methods. The first one was dedicated to the extraction and analysis of the 16 priority PAHs in water, listed by the environmental protection agency (EPA). In this method, we have focused on the optimization and validation of tandem mass spectrometry (MS/MS) parameters in order to reduce background noise. The second method was for the analysis of 48 pesticides in water where the solid-phase micro-extraction (SPME) and gas chromatography tandem mass-spectrometry GC-MS/MS parameters were optimized and validated. Both methods were found to be highly sensitive, precise and selective for the analysis of these two families of organic contaminants. As for the second part of this work, the assessment of the water quality along the watershed of Abou Ali River, in terms of its contamination by PAHs and pesticides, was performed. For this aim, the previously developed and optimized methods were used for the analysis. The results obtained for surface water samples revealed a considerable contamination by PAHs and pesticides in different locations along the watershed. However, for groundwater samples no or very low concentrations of PAHs and pesticides were detected. This study is the first of its kind concerning the analysis of PAHs and pesticides in the studied area. It provided an overview of the water quality along the watershed and stressed on the importance to do ongoing measurements in order to have a complete database not only for the studied area or the North of Lebanon, but for all the regions in the Lebanese territory.

Les modifications de structure et de diversité des communautés biologiques au sein d’un écosystème soumis à une perturbation, se traduisent généralement par la raréfaction, la disparition d’espèces sensibles et/ou l’apparition de nouvelles espèces tolérantes ou par la prolifération d’autres espèces tolérantes déjà présentes mais à une faible densité. Dans le cas d’une perturbation d’origine toxique, ceci a pour conséquence une diminution de la sensibilité globale de la communauté par rapport à la (aux) substance(s) responsable(s) de cette modification de structure et de diversité. L’évaluation de la tolérance vis-à-vis d’un toxique peut donc nous permettre de révéler a posteriori l’exposition d’une communauté biologique à ce toxique, en mettant en évidence le lien entre pression et impact sur le compartiment biotique d’un écosystème. Malgré de nombreux travaux en ce domaine, il reste cependant de nombreuses lacunes scientifiques dans la compréhension de cette tolérance induite par les pollutions (PICT). Le modèle d’étude retenu est le biofilm aquatique (ou périphyton), dont les spécificités biologiques et écologiques en font un outil d’étude très intéressant. Ce travail a permis de montrer que l’intégration du concept PICT comme un outil complémentaire dans les systèmes d'évaluation environnementale donnerait plus de pertinence écologique et de spécificité écotoxicologique à la batterie actuelle des bioindicateurs utilisés. Par ailleurs, le PICT est aussi une approche conceptuelle, à l’échelle des communautés, très riche et qui confirme l’intérêt d’aborder l’écotoxicologie avec le regard de l’écologue plus holistique que celui du toxicologue. En effet, les mesures de tolérance-induite qui prennent en compte la diversité fonctionnelle du biofilm, ainsi que les analyses taxonomiques associées, nous ont permis une meilleure compréhension de la résistance et de la résilience de cet écosystème suite à des perturbations d’origine chimique. Nos travaux nous ont aussi permis d’aborder le concept des seuils de résistance et de résilience écologiques, et de mettre en évidence le fait qu’une acquisition de tolérance à un stress donné, pourrait se traduire par le déplacement des communautés d’un état initial vers un état « alternatif » stable, même après le retrait du stress. Ces seuils écologiques ainsi que cet état alternatif stable signifient que la disparition des espèces les plus sensibles (comme l'un des processus expliquant le PICT) n'affecte donc pas les fonctions de la communauté dans son ensemble au début et ce seulement jusqu’à un certain seuil de résistance. Le PICT pourrait ainsi se traduire par une réduction de la diversité ou avec des modifications dans la composition spécifique, sans pour autant qu’il y ait un effet négatif sur le fonctionnement de la communauté. Cependant, la capacité des communautés à devenir tolérantes à une perturbation peut avoir des conséquences négatives sur les capacités de résilience et de résistance des écosystèmes. Nous avons donc abordé dans nos travaux le concept de « co-tolérance négative entre espèces » et de coût de la tolérance. / Changes in structure and diversity of biological communities within ecosystems subjected to disturbances are generally synonymous of the scarcity, loss and/or the emergence of new tolerant species or by the proliferation of other species already present but at low density. This leads to a decrease in the overall sensitivity of the community toward the substance(s) responsible for this change of community structure and diversity. The evaluation (and if possible the quantification) of tolerance towards a toxicant may therefore enable us to reveal a posteriori the exposure of a biological community to this toxicant (its exposure history), and demonstrate the specific link between pressure and impact on the biotic compartment of an ecosystem and, more generally, on the ecosystem. Despite numerous studies in this area, there are still many gaps in scientific understanding of the pollution induced-tolerance. The biological model that we used is the lotic biofilm (or periphyton) whose biological and ecological characteristics make it a very interesting tool for study. This work has shown firstly that the integration of the acquired tolerance concept as a complementary tool in the environmental assessment systems would allow more ecological relevance and ecotoxicological specificity to the current set of used bio-indicators. Furthermore, the PICT is also a conceptual approach at the community level, which confirms the interest to address ecotoxicology from the viewpoint of the ecologist that is more holistic than the toxicologist one. Indeed, measures of pollution-induced tolerance, by taking into account the functional diversity of biofilms, and the associated taxonomic analysis, allowed to have a better understanding of resistance and resilience of the ecosystem submitted to chemical perturbations. Our works enabled us to tackle the concept of ecological thresholds of resistance and resilience, and to highlight the fact that enhanced tolerance to a given stress, could result in the displacement of communities from an initial state to an « alternative » stable state, even after the stress removal. These ecological thresholds and the alternative stable state mean that the disappearance of the most sensitive species (as a process explaining the PICT) does not affect the functions of the community until reaching a threshold of resistance. Thus the PICT could correspond to a reduction in diversity or changes in species composition, without having a negative effect on the functioning of the community. However, the ability of communities to be tolerant toward disturbance can have negative consequences on the resilience and resistance of ecosystems. Consequently, we addressed in our work the concept of "negative co-tolerance between species" and costs of tolerance.

Les pesticides sont aujourd’hui reconnus comme ayant des effets néfastes sur l’environnement et sur la santé humaine. La surveillance du niveau de pollution par les pesticides dans les écosystèmes aquatiques implique la mise en place d’une stratégie d’échantillonnage basée sur des prélèvements ponctuels, suivi d’une étape de traitement et d’analyse des échantillons. Par ailleurs, la concentration de ces polluants est sujette à de nombreuses fluctuations et par conséquent une faible fréquence d’échantillonnage ne donne pas une image représentative du réel niveau de pollution et de l’évolution de la qualité des masses d’eau.Ainsi, ce travail de recherche porte sur une méthode alternative d’échantillonnage basée sur l’utilisation d’échantillonneurs passifs, afin de suivre le niveau de contamination des eaux de surface et souterraines par les pesticides. Deux types d’échantillonneurs passifs, les Chemcatchers (version polaire) et les POCIS (Polar Organic Chemical Intégrative Sampler), ont été étudiés afin de comparer leurs efficacités comme outils de diagnostic et de surveillance de la pollution des milieux aquatiques par les pesticides polaires. La première phase de l’étude concerne la validation de ces outils, basée sur la calibration en laboratoire et in-situ des POCIS et des Chemcatchers, afin de permettre leurs utilisations en tant qu’outils d’analyse quantitative pour l’évaluation de la concentration moyenne des pesticides dans les masses d’eau. La deuxième partie du travail est plus orientée sur l’applicabilité de ces échantillonneurs passifs pour l’étude de la distribution spatiale des pesticides, de l’identification des sources de pollution et du transfert des polluants (eau de surface/eau souterraine). / Nowadays, pesticides are recognized as having adverse effects on the environment and human health. Monitoring the level of pesticides pollution in aquatic ecosystems involves the establishment of a sampling strategy based on a water spot sampling, followed by a stage of processing and analysis of samples. Furthermore, the concentration of these pollutants can fluctuate over time and therefore a low sampling frequency does not give a representative picture of the real level of pollution and cannot describe faithfully the changing of the quality of the water bodies.Thus, this work focuses on an alternative sampling method based on the use of passive samplers to monitor the level of contamination of surface and groundwater by pesticides. Two types of passive samplers, the polar Chemcatcher and the POCIS (Polar Organic Chemical Intégrative Sampler) were studied in order to compare the effectiveness of these tools for the diagnosis and the monitoring of aquatic pollution by polar pesticides.The first step of the study consists the validation of these two passive samplers, which is based on the laboratory and in-situ calibration of POCIS and polar Chemcatcher, to allow their use as tools for quantitative analysis for the assessment of the average concentration of pesticides in water bodies. The second part of the work is more focused on the applicability of these passive samplers for the study of the spatial distribution of pesticides, the identification of pollution sources and the assessment of pollutants transfer (surface water/groundwater).

Résumé : Cette thèse porte sur le rôle de deux expositions environnementales encore peu étudiées et pouvant influer sur l’incidence des hémopathies malignes (HME) de l’enfant : les rayons ultraviolets (UV) et les pesticides liés aux activités agricoles.Les leucémies (LA) et lymphomes de l’enfant sont les deux types principaux de HME et représentent respectivement environ 470 et 200 nouveaux cas par an en France. Leur prise en charge thérapeutique et leur survie ont fait d’immenses progrès, cependant la connaissance de leurs facteurs de risque est encore très partielle.Les études sur les effets des UV dans les cancers de l’enfant sont peu développées. Plusieurs méta-analyses récentes concluent à une augmentation du risque de LA chez l’enfant lors d’une exposition professionnelle ou domestique de la mère aux pesticides pendant la grossesse. L’exposition aux pesticides d’origine agricole a été moins étudiée, et les résultats sont hétérogènes.La première partie, écologique, de ce travail s’intéresse à l’exposition résidentielle aux UV. Une étude a été réalisée à partir des observations du Registre National des Hémopathies malignes de l’Enfant (RNHE) faites sur une longue période, entre 1990-2009 et sur l’ensemble de la France métropolitaine (9 082 cas de LA et 3 563 cas de lymphomes). Les données de l’exposition aux UV résidentiels étaient issues de la base EUROSUN. Une moyenne quotidienne d’exposition aux UV résidentiels sur l’ensemble de la période 1988-2007 à l’échelle communale a été considérée. Une augmentation significative de l’incidence des leucémies aiguës lymphoblastiques à précurseurs B (LAL-Pré B) chez les moins de 5 ans a été observée avec l’exposition aux UV résidentiels au moment du diagnostic. L’association n’était pas modifiée après une stratification par périodes ; par tranches d’unités urbaines ; par grandes régions, et par un indice de défaveur français. Une deuxième étude, individuelle, sur les UV ne trouvait pas de modification de l’association en prenant en compte le rôle de facteurs individuels soupçonnés d’être associés aux LAL et en regardant l’exposition à la naissance. Les données individuelles de ces facteurs provenaient de deux études cas-témoins en population générale, l’enquête ESCALE (2003-2004) et l’enquête ESTELLE (2010-2011).La dernière partie de la thèse se penche sur l’exposition résidentielle aux pesticides liés aux activités agricoles. Cette étude s’appuie sur les données du RNHE, recueillant 10 994 cas de LA et 4 301 cas de lymphomes sur la période 1990-2013. L’intensité de l’activité agricole dans le canton de résidence au moment du diagnostic a été choisie comme proxy de l’exposition aux pesticides. Cette intensité a été à partir des données cantonales du Recensement général Agricole de 2000. Dans cette première approche aucune association n’a été mise en évidence entre les HME et la part de Surface Agricole Utile (SAU) totale. Les analyses par grands types de cultures montrent, dans cette première approche, une association positive et significative entre l’intensité de cultures en oléagineux et l’incidence des LAL Pré-B et des lymphomes de Burkitt. Des analyses de sensibilité montraient des résultats hétérogènes par période d’étude. / Abstract: This thesis deals with the role of two environmental exposures not much studied and that could have an impact on the incidence of childhood hematological malignancies (CHM): ultraviolet radiation (UV) and agricultural pesticides.The two major diagnostic groups are acute leukemia (AL) and lymphomas and represent respectively around 470 and 200 new cases per year in France. Despite the progress made in improving therapeutic caring and survival, the etiology of these cancers remains largely unknown.There are very few studies on the association between UV and these cancers. Meta-analyses found a coherent association between childhood AL and parental professional or domestic pesticides exposure during pregnancy. However the association with residential exposure to agricultural pesticides has been less studied and results are heterogeneous.The first, ecological, part of the thesis addressed the associations between residential UV exposure at diagnosis and the incidence of types and subtypes of CHM in France. The 9,082 cases of acute leukemia (AL) and 3,563 cases of lymphoma diagnosed before the age of 15 years from 1990 to 2009 were provided by the French National Registry of Childhood Hematological Malignancies. UV data from 1988 to 2007 were extracted from the EUROSUN database. The annual daily average UV exposure of the children estimated at the municipalities of residence was considered. There was a significant increase in precursor B-cell acute lymphoblastic leukemia (PBC-ALL) in children aged less than 5 years with residential exposure to UV. The results remained stable in analyses stratifying by deprivation index or degree of urbanization of the municipalities.A second, individual, study found no change in the association between UV and PBC-ALL after taking into account the influence of suspected individual risk factors for ALL, and evaluated this association at birth. Individual data were collected by interviews in the ESCALE (2003-2004) and ESTELLE (2010-2011) nationwide case-control studies.The last part of this work focused on the residential exposure to agricultural pesticides. The 10,994 cases of AL and the 4,301 cases of lymphomas diagnosed among children less than 15 years old were obtained from the French National Registry of Childhood Hematological Malignancies over the period 1990-2013. Intensity of agricultural activities by Canton was used as a proxy of residential agricultural pesticides exposure. This proxy was estimated from the 2000 French agricultural census data. At this first step of the analysis, no associations were found between total agricultural area and incidence of CHM. Analyses by types of crops showed, at this first step, a significant association between oilseeds and PBC-ALL and Burkitt lymphoma. Sensitivity analyses evidenced heterogeneous results by time period.

Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2001. / ENGLISH ABSTRACT: Runoff is generally regarded as one of the most important routes of nonpoint source pesticide pollution in agricultural surface waters. Of major concern is the fact that low, sub-lethal levels of pesticide exposure are responsible for negative ecotoxicological effects, stressing the need for methods capable of identifying problem areas where populations could be at risk. Predicted average losses of three pesticides in tributaries of nine sub-catchments of the Lourens River were calculated through use of a GIS-based runoff model. There was a significant (p < 0.005) positive correlation between the predicted average loss and mean measured concentrations of the insecticides both in water and suspended sediments (R2 between 0.75 and 0.9), indicating that the model could serve as a powerful tool for the risk assessment and management of surface waters in South African orchard areas. Based on field relevant exposure scenanos, the potential effects of azinphos-methyl on macroinvertebrate communities were evaluated in a combined microcosm and field approach. Microcosms were contaminated for 1 h with AZP (control, 0.2; 1,5and 20 ug/L; three replicates each) and acute effects on survival were evaluated 6 days after exposure. The sensitivity or tolerance of 12 core taxa was determined based on their response to the exposure scenarios and compared to field tolerance/sensitivity as was established by a field investigation at a control and contaminated site of the Lourens River. The sensitivity/tolerance of ten of the 12 taxa corresponded to that which was found in the field. Thus microcosm studies employing a field relevant design can be successfully linked to field studies and indicate that transient pesticide contamination affects the aquatic communities of the Lourens River. / AFRIKAANSE OPSOMMING Afloop word oor die algemeen beskou as een van die belangrikste roetes van niepuntbron pestisiedbesoedeling in landbou oppervlakwaters. Die feit dat lae, sub-letale vlakke van pestisiedblootstelling negatiewe ektoksikologiese gevolge kan hê, is van groot belang. Dit beklemtoon die behoefte aan metodes om probleemgebiede te kan identifiseer waar bevolkings aan risiko onderhewig is. 'n GIS-gebaseerde afloopmodel is gebruik om die gemidddelde verlies van drie pestisiede in die sytakke van nege sub-opvangsgebiede van die Lourensrivier te voorspel. Daar was 'n beduidende (p < 0.005) positiewe korrelasie tussen die voorspelde gemiddelde verlies en gemete konsentrasies van insektisiede in beide die water en sediment (R2 between 0.75 and 0.9) fases, wat aandui dat die model as 'n kragtige hulpmiddel vir risikobestuur van oppervlakwaters in Suid Afrikaanse boord-gebiede kan dien. Die potensiële gevolge van azinfos-rnetiel (AZP) op makroinvertebraat gemeenskappe is deur middel van 'n gekombineerde mikrokosmos (wat op veldrelevante blootstellings gebaseer is) en veldbenadering bepaal. Mikrokosmosse is vir 1 h met AZP gekontamineer (kontrole; 1; 0.2; 1; 5 en 20 ~g1L; drie replikate elk), en die akute gevolge op oorlewing is ge-evalueer na ses dae van blootstelling. Die sensitiwiteit of toleransie van 12 sleutel taksa is deur middel van hulle respons op die blootstellingsreeks bepaal, en met hulle veldtoleransie/sensitiwiteit vergelyk wat in 'n veldstudie by 'n kontrole- en gekontamineerde gebied in die Lourensrivier bepaal is. Die sensitiwiteit/toleransie van 10 van die 12 taksa in die mikrokosmos eksperimente het ooreengestem met die wat in die veld gevind is. Mikrokosmosstudies wat op 'n veldrelevante ontwerp gebaseer is, kan dus suksesvol aan veldstudies gekoppel word, en dui aan dat oorgedraagde pestisiedkontaminasie die akwatiese gemeenskap van die Lourensrivier beinvloed.

Introduction : La présente étude explore pour la première fois en Afrique, l'association entre l'exposition aux pesticides organochlorés (POC) et le risque de diabète de type 2. L’étude se déroule dans la région du Borgou, au nord du Bénin, où l’utilisation intense de pesticides pour la culture du coton coïncide avec une prévalence élevée du diabète par rapport aux autres régions du pays. Objectifs: 1) Décrire le niveau d’exposition de la population des diabétiques et non diabétiques du Borgou par le taux sérique de certains pesticides organochlorés ; 2) Explorer la relation entre le risque de diabète de type 2 et les concentrations sériques des POC; 3) Examiner l’association entre l’obésité globale, le pourcentage de masse grasse et l’obésité abdominale avec les concentrations sériques des POC; 4) Explorer la contribution de certaines sources d’exposition alimentaire et non-alimentaire aux concentrations sériques des POC. Méthodes : Il s'agit d'une étude cas-témoin qui concerne 258 adultes de 18 à 65 ans identifiés par deux valeurs glycémiques capillaire et veineuse au seuil de 7 mmol/l pour les diabétiques et 5,6mmol/l pour les témoins non diabétiques. Les 129 témoins ont été appariés aux 129 cas selon les critères suivants : l’ethnie, l’âge ± 5ans, le sexe et la localité de résidence. Les informations personnelles et celles portant sur les modes d’exposition ont été recueillies par questionnaire. Les concentrations sériques des POC ont été obtenues par chromatographie gazeuse couplée d’une spectrométrie de masse. L’obésité globale est déterminée par l’IMC ≥ 30 kg/m2. L’obésité abdominale est obtenue par le tour de taille selon les critères consensuels d’Alberti et al. pour la définition du syndrome métabolique. Le pourcentage de masse corporelle a été mesuré par bio-impédance électrique et été considéré comme élevé au seuil de 33% chez les femmes et 25% chez les hommes. Résultats: En comparant les 3ème et premier terciles des concentrations de p,p’-DDE et p,p’-DDT, les sujets du 3e tercile étaient deux à trois fois plus susceptibles de présenter du diabète que ceux du 1er tercile. La probabilité d’obésité abdominale ou de l’obésité générale (en contrôlant pour le statut diabétique) était accrue de trois à cinq fois dans le dernier tercile pour trois des quatre POC qui étaient détectables soit p,p’-DDT, β-HCH et trans-Nonachlore. Les facteurs socioéconomiques associés aux POC sériques sont le niveau d’éducation élevé, un meilleur revenu et la résidence en milieu urbain. Les sources d’exposition non alimentaire significativement associées aux concentrations sériques de POC étaient l’exposition professionnelle mixte (primaire et secondaire) aux pesticides et la consommation de tabac local. L’achat en opposition à l’autoproduction de plusieurs groupes de denrées alimentaire était associé à de plus fortes teneurs de POC. La fréquence de consommation hebdomadaire du poisson, des légumes, du fromage, de l’igname séchée ainsi que du mil, de l’huile de palme et de certaines légumineuses comme le soya, le néré, le niébé et le voandzou était significativement associées aux POC sériques. Conclusion : L’étude a mis en évidence la relation entre le niveau sérique de pesticides organochlorés d’une part, du diabète ou de l’obésité d’autre part. Les concentrations de POC observées au Borgou sont assez élevées et méritent d’être suivies et comparées à celles d’autres régions du pays. Les facteurs contribuant à ces teneurs élevées sont le niveau d’éducation élevé, un meilleur revenu, la résidence en milieu urbain, l’achat et la fréquence de consommation de plusieurs aliments. La contribution du mélange des polluants auxquels les habitants de cette région sont exposés à la prévalence croissante du diabète mérite d’être examinée, notamment les pesticides utilisés actuellement dans la région pour les productions de rente et autres polluants persistants. Ces résultats contribuent à accroître les connaissances sur les facteurs de risque émergents pour le diabète que sont des polluants environnementaux comme les pesticides. Les implications pour la santé publique sont importantes tant pour la prévention des maladies chroniques que pour la sensibilisation des autorités politiques du pays pour une politique agricole et sanitaire adéquate visant la réduction de l’exposition aux pesticides. / Background: The present study examines for the first time in sub-Saharan Africa, the association between exposure to organochlorine pesticides (OCPs) and the risk of type 2 diabetes. The study took place in the Borgou area in the northern part of Benin, where the intensive use of pesticides for cotton production coincides with a high prevalence of diabetes compared to other areas of the country. Objectives: 1) To describe in a sample of subjects with diabetes and in non-diabetic control subjects of Borgou serum levels of some OCPs; 2) To assess the relationship between the risk of type 2 diabetes and serum concentrations of OCPs; 3) To examine the association between overall obesity, the percentage of body fat and abdominal obesity with serum concentrations of OCPs; 4) To explore the contribution of some potential sources of exposure to serum concentrations of OCPs. Methods: This is a case-control study of 258 adults aged 18 to 65 years, identified on the basis of a diabetes prevalence study. Subjects were detected by capillary and venous fasting blood glucose at the threshold of 7mmol /l for diabetic subjects and 5.6mmol / l for the controls. The 129 controls were matched with 129 cases for ethnic group, age ± 5 years, sex and residence location. Personal data and information on potential sources of pesticide exposure were collected by questionnaire. Serum OCPs were determined by gas chromatography coupled with mass spectrometry. Overall obesity was determined by a BMI ≥ 30kg/m2. Abdominal obesity was defined according to waist circumference using the Alberti et al. consensual criteria for metabolic syndrome. The percentage of body fat was measured by bioelectrical impedance and was higher at the threshold of 33% in women and 25% in men. Results: Comparing the third and first tertiles of p,p'-DDE and p,p'-DDT serum concentrations, we observed a two to threefold higher odds ratio for diabetes. The likelihood of abdominal obesity or general obesity was three to five times higher in the upper compared to lower tertile for three of the four detected OCPs, that is: p,p'-DDT, β-HCH and trans-Nonachlor. The socioeconomic factors associated with serum OCPs are high level of education, high income and residence in urban area. The non-food sources of exposure were mixed occupational exposure (primary and secondary) and consumption of local tobacco. The food sources of exposure were purchased foods that are greater source of exposure to pesticide than self-production. The frequency of weekly consumption of fish, vegetables, cheese, dried yam as well as millet, oil palm and some legumes such as soybeans, locust bean, cowpea and Bambara groundnut was significantly associated with serum concentrations of OCPs. Conclusion: The study highlighted the relationship between the serum level of organochlorine pesticides on the one hand, diabetes or obesity on the other. Levels of OCPs observed in Borgou are high enough and need to be monitored and compared to others areas in the country. Factors associated with high levels of OCP in Borgou are high levels of education, high income, residence in urban area, purchase and consumption frequency of several foods. The contribution of the mixture of pollutants, to the increasing prevalence of diabetes in Borgou need to be examined, especially pesticides used currently for commercial productions in agriculture and other persistent pollutants. These results contribute to increase the knowledge on emerging risk factors for diabetes that are environmental pollutants such as pesticides. The implications for public health are important in terms of chronic diseases prevention and sensitization of national policies makers, for proper agricultural and health policy aimed at reducing exposure to pesticides.

On s’intéresse aux impacts des pesticides sur la microflore des plantes surtout dans le contexte des légumes contaminés par des agents pathogènes. Le but de cette étude est d'évaluer l'impact de certains pesticides sur la persistance de micro-organismes indicateurs et pathogènes. En laboratoire, la persistance d’E. coli et de Salmonella en présence de quatre pesticides (Ripcord 400EC, Copper 53W, Bioprotec CAF, Serenade MAX) a été étudiée. Les plaques de Pétrifilm et le milieu sélectif XLD sont utilisés pour énumérer les populations d’E. coli et de Salmonella. Il a été démontré que le Serenade MAX favorisait la croissance microbienne, le Bioprotec CAF et le Ripcord 400EC soutenaient la survie microbienne et le Copper 53W inhibait la croissance, à la fois d’E. coli et de Salmonella. En conditions terrain, Ripcord 400EC, Copper 53W, Bioprotec CAF ont été étudiés sur une culture de brocoli irriguée avec de l'eau expérimentalement contaminée par E. coli. Dans tous les traitements, un impact de l’irrigation a été observé sur les populations de levures et de moisissures (diminution) et les bactéries aérobies totales (augmentation). Une prévalence supérieure d’E. coli a été observée dans les parcelles traitées avec le Bioprotec CAF comparativement aux traitements au Copper 53W, ce qui est en accord avec les résultats observés lors de l'essai en laboratoire. Cependant, l'analyse statistique n'a montré aucune différence significative entre les traitements appliqués. Les effets directs des pesticides sur les micro-organismes sont confirmés dans des conditions de laboratoire mais demeurent méconnus dans les conditions expérimentales au champ. / There is a concern about the impact of pesticide on plant microflora, especially in the context of vegetables contaminated with pathogens. The aim of this study was to evaluate the impact of various pesticides on indicator and pathogenic microorganisms’ persistence. In laboratory, survival of E. coli and Salmonella in four pesticides (Ripcord 400EC, Copper 53W, Bioprotec CAF, Serenade MAX) was evaluated. Petrifilm count plates and XLD agar were used to enumerate E. coli and Salmonella counts. Results showed a direct effect of various pesticides on microorganisms: Serenade MAX promoted microbial growth; Bioprotec CAF and Ripcord 400EC supported microbial survival; and Copper 53W inhibited both E. coli and Salmonella growth. In field conditions, three pesticides (Ripcord 400EC, Copper 53W, Bioprotec CAF) were studied on broccoli irrigated with E. coli - contaminated water. Broccoli samples were analyzed to determine E. coli, mold and yeast, and total aerobic counts. Irrigation resulted in mold and yeast counts decline but aerobic bacteria populations increased slightly in all treatments. Higher E. coli prevalence in Bioprotec CAF treatments compared to Copper 53W treatments was consistent with results observed during the laboratory assay. However, statistical analysis showed no significant difference between treatments. The direct effect of pesticides on microorganisms under laboratory conditions was demonstrated but it is still unclear under experimental field conditions.

Compte-tenu de l’importance des populations exposées, les effets à long terme des pesticides sont un enjeu de santé publique majeur. Leur étude pose néanmoins des problèmes méthodologiques complexes. Notre objectif était de contribuer à la connaissance des effets chroniques des pesticides sur le système nerveux central en explorant par une approche épidémiologique innovante le rôle des insecticides organophosphorés dans l’apparition de troubles cognitifs. Nous avons développé et utilisé deux outils de mesure de l’exposition (une matrice culture-exposition : PESTIMAT, et des algorithmes basés sur des études de terrain : PESTEXPO) afin d’estimer l’exposition à 34 insecticides organophosphorés utilisés en vigne, en considérant pour chaque individu l’ensemble des tâches viticoles exposant aux pesticides (préparation, application, nettoyage, réentrée) réalisées au cours de sa vie. Ces outils ont été appliqués dans le cadre du premier suivi (2001-2003) de la cohorte PHYTONER constituée en 1997 par l’inclusion de 925 affiliés à la Mutualité Sociale Agricole de Gironde. L’exposition aux organophosphorés définie par des index cumulés à l’aide de nos deux outils était associée à une baisse des performances cognitives, de manière plus marquée pour les tests explorant la mémoire de travail visuelle et la vitesse de traitement de l’information. Les niveaux de risque variaient en fonction des organophosphorés et étaient plus marqués pour le mévinphos. Cette thèse a confirmé le risque de troubles cognitifs chez les utilisateurs professionnels de pesticides et pose la question d’une évolution ultérieure vers une démence. Elle a également démontré la faisabilité et la pertinence d’une approche s’attachant à établir des scores d’exposition à des matières actives pesticides spécifiques pour en analyser les effets de santé. / Given the number of exposed persons, long term effects of pesticides are a foremost Public Health concern. However their study raises complex methodological issues. Our objective was to contribute to the knowledge of the pesticide chronic effects on the central nervous system by exploring the role of organophosphate insecticides in occurence of cognitive disorders by an innovative epidemiological approach. Two exposure assessment tools were developed (a crop exposure matrix: PESTIMAT and algorithms based on field studies: PESTEXPO) to estimate the lifetime cumulated exposure to 34 organophosphate insecticides used in vineyards, taking into account pesticide exposure during tasks (mixing, spraying, cleaning, re-entry) performed by wine-growers. These tools were used in the framework of the first follow-up (2001-2003) of the PHYTONER cohort, initiated in 1997 by the enrollment of 925 workers affiliated to the farmer health insurance system in Gironde, France. Cumulative organophosphate exposure defined by an index using the two tools was associated with poor cognitive performances, particularly for tests exploring the visual working memory and the processing speed. Risk level varied depending on the organophosphate, and was more pronounced for mevinphos. This thesis supports the hypothesis that cognitive impairment may be associated with pesticide occupational use and raises the question of a further evolution towards dementia. It also demonstrated the feasibility and the relevance of an approach based on chemical specific exposure scores to analyze health effects.

Les Polluants Organiques Persistants (POPs), largement présents dans l'environnement via les stations d'épuration des eaux usées (STEP) et l'activité anthropique de l'Homme constituent une source de contamination du milieu aquatique. L'évaluation du risque environnemental de ces composés implique leur analyse chimique quantitative et spécifique et l'estimation de leur origine vis-à-vis des zones contaminées. Cette étude consiste en une analyse qualitative et quantitative, à l'échelle internationale, pour une trentaine de composés organiques représentatifs en termes d'utilisation et pertinents en termes d'impact environnemental. L'approche mise en œuvre intègre une étape de détection et une étape d'évaluation de la toxicité des composés ciblés afin d'estimer leur niveau de risque écotoxicologique. La détection de ces composés dans les matrices sédiments a nécessité la mise au point d'une méthode d'extraction Soxhlet et le développement d'une méthode de détection par GC-MS. La validation de cette méthode a permis de mener à bien une campagne d'échantillonnage de 54 stations répartis sur 4 bassins versants (l'Arc, l'Huveaune, la Durance, l'étang de Berre et le Oued Medjerda), afin d'évaluer le niveau de contamination par les POPs. Ce travail se propose d'effectuer un échantillonnage orienté (avant et après des ouvrages majeurs tels que STEP, Industries …) de sédiments des différents cours d'eaux de la zone Méditerranée et d'étudier à la fois les taux de contamination ainsi que l'origine des POPs. Sur le plan régional et international, ce sujet répond à une demande sociétale forte. / Persistent Organic Pollutants (POPs), largely present in the environment via sewage wastewater (WWTP) and anthropogenic activities are a source of contamination of the aquatic environment. The environmental risk assessment of these compounds involves their specific and quantitative chemical analysis and estimation of their origin next to the contaminated areas. This study was a qualitative and quantitative analysis, internationally, for about thirty organic compounds representative in terms of use and relevant in terms of environmental impact. The approach used incorporates a detection step and a step for evaluating the toxicity of the compounds targeted to estimate their level of ecological risk. The detection of these compounds in the sediment matrix required the development of a Soxhlet extraction method and the development of a method of detection by GC-MS. Validation of this method allowed to carry out a sampling campaign of 54 stations spread over four watersheds (Arc, Huveaune, the Durance, the Etang de Berre and Oued Medjerda), to assess the level of contamination by POPs. This work intends to carry out a guided sampling (before and after major works such as STEP, industries ...) sediments of different rivers in the Mediterranean area and study both infection rates and the origin of POPs. At the regional and international levels, the subject responds to a strong societal demand. Indeed, it is essential to characterize the quality of streams and to estimate their contamination. This work has allowed a consistent inventory level of contamination. The PAH analysis is done by gas chromatography-mass spectrometry (GC / MS).