Toxicité des pesticides – Mode d’action

Insecticides

Tout récemment, les insecticides étaient classés selon leur mode de pénétration à l’intérieur du ravageur visé (mode d’action) : soit en insecticides stomacaux (devant être ingérés) ou en insecticides de contact (pénétrant dans la cuticule) ou enfin soit en insecticides fumigènes (absorbés par les trachées). Cependant, avec la venue des insecticides de synthèse, on a regroupé les insecticides en fonction de leur famille chimique car plusieurs de ces produits peuvent utiliser divers modes d’entrée dans l’organisme du ravageur. Il est important de bien comprendre le mode d’action d’un insecticide lors du choix d’un produit car la réussite d’un traitement peut en dépendre (Roy, 2001-2002).
La plupart des insecticides modernes agissent sur le système nerveux. Les poisons nerveux perturbent la transmission de l’influx nerveux par les neurones ou les synapses, soit sur la fonction « mise à disposition », soit sur la fonction « cible » de la synapse. L’activité nerveuse implique la transmission de l’influx nerveux le long de fibres nerveuses (axones) et à travers la synapse jusqu’à une autre cellule nerveuse au moyen d’une substance médiatrice.
Les principales substances médiatrices sont l’adrénaline et l’acétylcholine, lesquelles sont inactivées par des enzymes spécifiques. Toutefois, le mode d’action de la plupart, voire de tous les insecticides, n’est pas parfaitement connu et nécessite des travaux de recherche considérables sur la physiologie des insectes.
Ainsi, chez les insectes, comme chez les mammifères, les influx nerveux sont véhiculés à travers les synapses, et du nerf au muscle par un produit chimique, qui agit comme neurotransmetteur. Chez les animaux normaux, une fois que l’influx nerveux a franchi l’espace nécessaire, grâce à la substance nécessaire, en général, l’acétylcholine, l’enzyme cholinestérasique agit rapidement pour éliminer l’acétylcholine. Normalement, ces réactions se produisent très rapidement (Kumar, 1991).
Les dérivés du pyrèthre, produits naturels ou de synthèse (pyréthrinoïdes) ont une faible toxicité. Ils peuvent être à l’origine d’irritations cutanées, de troubles respiratoires, et d’effets allergiques.
Par contre, la toxicité des organochlorés chez l’homme n’est pas très importante (céphalées, troubles du sommeil, du comportement, etc.). Mais le principal inconvénient est leur accumulation dans les graisses animales et leur faible biodégradabilité (rémanence prolongée dans l’environnement), qui provoque la disparition d’insectes utiles et de petits animaux, avec modification de la faune et des équilibres naturels.
Tandis que les organophosphorés et les carbamates ont une toxicité variable. En effet, leur toxicité concerne le système nerveux central avec une évolution mortelle parfois. Les signes cliniques apparaissent brusquement et associent en général : diarrhée, vomissements, bradycardie, hypersécrétion bronchiale, hypotension, crampes, raideurs musculaires, et éventuellement paralysie, etc.

Herbicides

Les herbicides interviennent dans le mécanisme de croissance de la plante et modifient les processus biologiques. Ces changements entraînent des dommages physiologiques et même la mort. Les herbicides peuvent être classés en trois grands groupes :
 Les herbicides qui perturbent la germination et les stades précoces de la mauvaise herbe ou inhibiteurs de la germination ;
 Les herbicides qui pénètrent dans la mauvaise herbe ou herbicides systémiques ;
 Les herbicides qui brûlent la surface de contact de l’adventice ou herbicides de contact.
Certains produits sont relativement peu toxiques ; on peut citer les azines (ditriazines), les dérivés de l’acide phénoxyacétique ou phytohormone (2,4-D ; 3,4,5-T) dont les impuretés, principalement les dioxines sont des toxiques majeurs pour l’animal et l’homme et pour lesquels il existe des soupçons d’action sur les lignées sanguines.
D’autres produits sont très toxiques :
o les ammoniums quaternaires (le Paraquat), qui à un taux de quelques centaines de milligrammes sont mortels pour l’homme. L’ingestion provoque, successivement, en quelques heures ou jours des lésions caustiques du tube digestif, une anurie, puis une insuffisance respiratoire mortelle dans la plupart des cas. Les intoxications par inhalation professionnelle sont moins sévères mais peuvent être graves. o les dérivés du Dinitrophénol ; ils découplent les phosphorylations oxydatives et l’intoxication se caractérise par une hyperthermie maligne, accompagnée de sueurs très abondantes, fréquemment mortelles.

Fongicides

Le cuivre et dérivées, l’arsenic et dérivés, les organomercuriels sont très toxiques en ingestion.

Rodenticides

La strychnine est très toxique. Les anticoagulants, inhibiteurs de la vitamine K (dérivés de la Coumarine et l’Indanedione), après ingestion accidentelle ne font que rarementbaisser le taux de prothrombine au-dessous de 60 %.

Impacts et risques liés aux pesticides

C’est dans les années 40 que les premiers pesticides sont apparus sur le marché, avec des résultats très positifs quant à l’augmentation des rendements agricoles. Vingt ans plustard, les premières accusations d’atteinte à la santé des gens et à l’environnement se firententendre (Van Der Werf, 1997). Le débat sur les risques encourus et le bénéfices recueillis de la lutte chimique s’est prolongé depuis et l’on a consacré de très nombreux travaux de recherche à mieux connaître l’impact des pesticides sur l’environnement.
On estime que 2,5 millions de tonnes de pesticides sont appliqués chaque année sur les cultures de la planète. La part qui entre en contact avec les organismes indésirables cible ouqu’ils ingèrent est minime. La plus part des chercheurs l’évaluent à moins de 0,3 %, ce quiveut dire que 99,7% des substances déversées s’en vont « ailleurs » (Van Der Werf, 1997). Comme la lutte chimique expose inévitablement aux traitements des organismes non cibles dont l’homme, des effets secondaires indésirables peuvent se manifester sur des espèces, des communautés ou des écosystèmes entiers. L’agriculture est un formidable enjeu économique pour tous. Les pays en voie de développement visent à atteindre l’autosuffisance pour rompre avec des dépendances de plus en plus pesantes. Les pays industrialisés développent des techniques plus sophistiquées (sélection génétique, engrais chimiques, pesticides, motorisation généralisée). Mais ces pays ne maîtrisent pas toujours les problèmes ainsi générés (pollution de l’environnement, etc.). L’usage des pesticides s’accompagne d’une contamination des écosystèmes terrestres et aquatiques.

Dispersion des pesticides dans l’environnement

Les matières actives phytosanitaires sont appliquées le plus souvent sous la forme de liquides pulvérisés sur les plantes et/ou sur le sol. Dans certains cas, elles sont incorporées au sol ou y sont injectées ou sont déposées sous forme de granulés, ou encore les graines en sont enrobées. Le produit de traitement, lors d’une application, se trouve réparti en proportionvariant avec le stade de la culture, la formulation, la cible, la technique d’application et les conditions météorologiques entre le sol, le feuillage de la plante ou les résidus de culture etdes pertes dues à la dérive.
Dès qu’ils ont atteint le sol ou la plante, les pesticides commencent à disparaître : ilssont dégradés ou sont dispersés. Les matières actives peuvent se volatiliser, ruisseler ou êtrelessivées et atteindre les eaux de surface ou souterraines, être absorbées par des plantes ou des organismes du sol ou rester dans le sol.
Les pertes de pesticides dans le sol du fait de microorganismes ou de réactionschimiques sont confondues sous le vocable de dégradation.
La mobilité de la matière active est réduite par son adsorption sur les particules du sol, et ce dans une mesure qui dépend des propriétés physiques et chimiques du sol et des
caractéristiques moléculaires de la matière active. C’est la matière organique du sol qui retientles matières actives non ioniques.
Une proportion importante (20 à 70 %) d’un pesticide (ou de ses métabolites) peut persister dans le sol liée aux colloïdes. Dans cet état, les molécules sont difficiles à extraire età caractériser et elles ont tendance à perdre leur activité biologique.Beaucoup de pesticides qu’on croyait dégradés rapidement ont été retrouvés dans cet état lié.
Cela n’a pu être prouvé, mais on pense que ces composés peuvent être relargués et absorbéspar les plantes ou lixiviés vers les nappes (Van Der Werf, 1997).
L’absorption des pesticides du sol par les plantes est probablement une des voies majeures qui conduisent à leur accumulation le long des chaînes trophiques et, partant, à leurmiseen contact avec l’homme et les animaux. L’absorption foliaire des substancesvolatilisées à partir du sol pourrait plus contribuer à l’accumulation de résidus dans les plantes quel’absorption par les racines (Van Der Werf, 1997).
La volatilisation est l’une des causes principales de fuites de pesticides hors de la zone cible, notamment quand les traitements visent la surface du sol ou celle des végétaux. Cespertes dépassent souvent en importance celles dues à la dégradation chimique, auruissellement et à la lixiviation (Van Der Werf, 1997) ; le transport et le dépôt aériens sont lesprincipaux responsables de la dispersion des pesticides sur la terre. Les pertes par volatilisation, maximales après une application faite sur un sol ou sur du feuillage humide,sont considérablement réduites par l’incorporation du pesticide au sol ; elles dépendent alorsdes remontées à la surface ou par des mouvements de convection de l’eau du sol. On ne saitpas toujours que de très faibles pressions de vapeur et donc de très faibles concentrations atmosphériques peuvent se volatiliser sensiblement dans l’atmosphère, car elles sont aussi très peu solubles dans l’eau.
Dans ce phénomène de volatilisation, le plus important du point de vue environnemental est la capacité à se répandre dans l’atmosphère d’une grande partie du produit phytosanitaire appliqué sur le champ. Le fait que les molécules de pesticide peuventêtre véhiculées fort loin par les courants aériens est compensé par la dilution très rapide dansl’atmosphère. Ceci, ajouté aux effets photochimiques et aux oxydations destructrices réduit les risques d’effets environnementaux aigus.
Cependant, un tel risque existe bel et bien. Pour certains auteurs, le transport aérien de molécules de pesticide consécutif à leur volatilisation est la voie principale de transfert vers les plantes et donc vers les animaux et les hommes. On a, d’autre part, rapporté que les vapeurs pouvaient être reconcentrées dans les gouttelettes de brouillard puis redéposées sur les végétaux.

Pollution des eaux de surfaces, superficielles, souterraines et des sols

Au moment des traitements, il se produit des dérives de brouillards qui transportent les substances loin des zones de culture, contaminent les champs et l’eau à l’entour.
Les pesticides sont incorporés aux sols (infiltration et contamination des eaux souterraines, de surface et superficielles) et soit directement soit par ruissellement et lixiviation, emmenés dans les eaux ; dans un cas comme dans l’autre, ils sont ensuite intégrésaux réseaux trophiques et subissent éventuellement une bioamplification dans les chaînes alimentaires.
La pollution des eaux et des sols par les pesticides atteint de nos jours des dimensions préoccupantes dans diverses régions du monde. On détecte ainsi jusqu’à plusieurs dizaines depesticides différents dans certaines nappes phréatiques tant en France qu’en Amérique du nord.
Le lessivage par les pluies entraîne les produits phytosanitaires vers les eaux superficielles et souterraines ; d’où l’importance de prendre en considération les conditions météorologiques.
Le transfert des pesticides dans les rivières et les nappes est influencé par leur solubilité dans l’eau, leur stabilité chimique, la nature du sol, la pluviométrie, etc.

Toxicité des pesticides

C’est le manque de sélectivité des pesticides vis-à-vis de leur cible qui provoque la plupart des effets nocifs pour l’environnement. Les animaux absorbent les pesticides via la nourriture ou l’eau d’alimentation, via l’air respiré ou au travers de leur peau ou de leur cuticule. Ayant franchi diverses barrières, le toxique atteint les sites du métabolisme ou il est stocké (Van Der Werf, 1997).

Effets écotoxicologiques néfastes sur la faune et la flore

L’utilisation de pesticides en particulier d’insecticides organochlorés (DDT, Heptachlore, etc.), a provoqué entre 1950 et 1980 de véritables catastrophes écotoxicologiques.
En effet, elle a non seulement contaminé les sols et les eaux mais aussi et surtout, elle a par la suite contaminé la chaîne alimentaire de nombreuses espèces d’oiseaux qui ont été presque conduites à l’extinction. Cette extinction serait due à une stérilisation partielle ou totale despopulations exposées, les femelles pondent moins d’œufs, et en plus ces derniers sont plus fragiles à cause d’un amincissement de la coquille. Des malformations ont été observées aussichez les grenouilles.
Les insecticides organochlorés sont absorbés par les animaux, se fixent dans les graisses et passent dans le lait ou les œufs.
Les oiseaux sont certainement un des éléments les plus appréciés de la faune sauvage.
Dès le début des années 50, on a rapporté des mortalités dans les champs traités au DDT ou avec d’autres produits. Il s’agissait d’empoisonnements secondaires, les oiseaux ayant ingérés des insectes handicapés par les effets de l’insecticide. La pratique, à cette époque, dutraitement des graines aux organochlorés a tué des quantités importantes d’oiseaux granivores. Quand la dose ingérée est insuffisante pour causer la mort, il peut apparaître des effets sublétaux. Ainsi le DDT affecte les capacités de reproduction et peut entraîner la ponted’œufs à la coquille très mince : c’est là l’effet adverse des pesticides le plus important sur les oiseaux (Van Der Werf, 1997).
La mort de mammifères imputable aux pesticides est généralement la conséquence de l’ingestion d’une nourriture contaminée. Les prédateurs accumulent des quantités de résidusplus élevées que les herbivores. On a noté des mortalités massives lors de grandes opérationsde lutte menées avec des organochlorés. On a d’autre part, montré que l’exposition péri- ounéonatale de mammifères à des pesticides comme l’Aldrine, l’Atrazine, le Chlordane et la Dieldrine pouvait perturber de diverses façons leur différenciation sexuelle (Van Der Werf, 1997). Les pesticides peuvent provoquer des dégâts importants dans la faune aquatique, les mortalités de poissons étant le plus spectaculaire. Certains auteurs estiment qu’entre 1977 et 1987, aux Etats-Unis, 6 à 14 millions de poissons sont morts, chaque année, à cause des pesticides.

Effets sur la santé humaine

La toxicité, et notamment la toxicité chronique, se manifeste par des effets très divers.
Pour ce qui est de l’impact sur l’homme, on doit prendre en compte, outre la toxicité proprement dite, les effets cancérigènes, immunodépresseurs, mutagènes, neurotoxiques ettératogènes. Il a été récemment montré que les pesticides étaient capables d’endommager le système immunitaire ou de perturber les régulations hormonales, tant chez l’homme que chezl’animal, provoquant des symptômes variés. Parmi les problèmes de santé humaine, on asoupçonné un lien entre la présence de produits chimiques « perturbateurs endocriniens » et un taux accru de cancer du sein, de la prostate, du testicule, d’endométriose, de malformations congénitales de l’appareil reproducteur masculin et de réductions du nombre despermatozoïdes (Van Der Werf, 1997).

Conclusion

Pour le grand public, le problème de la toxicité pour l’homme et l’environnement a été soulevé en 1962 par le livre controversé et bien connu de Rachel Carson, Printempssilencieux, soulignant les problèmes d’empoisonnement des chaînes alimentaires et, d’une manière générale, le problème des résidus et de leur persistance (Dramé, 2003).
Le risque selon Dramé (2003) est fonction de deux paramètres : la toxicité de la substance en cause et l’exposition. En effet une substance très toxique avec une exposition nulle n’entraîne naturellement pas de risque et une substance de toxicité moyenne avec une exposition forte peut être source de danger majeur. Toute la toxicologie se fonde sur ce qu’on appelle la relation « dose-effet », qui s’exprime simplement de la manière suivante :
 Il y a proportionnalité entre effet toxique et la dose ;
 Il existe pour tout effet toxique une dose « seuil » au-dessous de laquelle cet effet toxique ne se manifeste pas. Au total, on peut donc dire que c’est la dose qui fait le poison. Mais le risque est moindre lorsqu’on respecte de manière stricte les recommandations d’emploi des pesticides.
Ainsi s’est progressivement imposée comme prioritaire l’appréciation des risques à moyen terme et à long terme, pour l’homme et l’animal, des substances susceptibles d’être en contact avec eux. Cette évaluation a nécessité d’énormes efforts dans la connaissance des mécanismes d’action des toxiques ; un important travail a été accompli mais beaucoup reste à faire (Dramé, 2003).
Les effets indésirables des pesticides concernent la santé humaine et/ou l’environnement. Les plus dramatiques, chez l’homme, sont des intoxications aiguës accidentelles. Par exemple, on estime à un million par an le nombre d’intoxicationsaccidentelles par les pesticides dans le monde et à 20 000 celui de cas mortels. Si l’on ajoute les cas intentionnels (il s’agit surtout de suicides) on arrive à trois millions d’empoisonnements, dont 20 000 morts (Van Der Werf, 1997).
Au Sénégal plusieurs épisodes d’intoxication ont touché des personnes de différentes régions. Les problèmes liés aux pesticides peuvent se présenter en intoxications alimentaires, pollution des eaux de surface et les autres formes d’intoxication ou de problèmes potentiels liés aux pesticides et aussi des nappes phréatiques (Cissé et al., 2001).
 Intoxications alimentaires : En 1981, des cas d’intoxication au Thimul 35 ou au Héxachlorocyclohéxane (HCH) à Kérécounda (prés de Sédhiou) où neufs personnes ont trouvé la mort ; en 1982, des cas similaires ont été observés à Diohine (dans l’arrondissement de Tattaguine) ; accident sans doute le plus meurtrier avec dix neufsmorts sur les vingt six qui ont été empoisonnés. Ces deux cas sont liés aux problèmes de gestion des pesticides notamment les conditions de stockage et la destruction ou leréutilisation des emballages (Dramé, 2003).
 Pollution des eaux de surface : Cette pollution selon Dramé (2003) a défrayé la chronique notamment les cas signalés à Richard Toll en 1994 avec l’utilisation par la Compagnie Sucrière Sénégalaise (CSS) du Cesapax 500 dans le canal principalentraînant la mort de plusieurs têtes de bétail et de poissons ; et dans le fleuve Sénégal en 1996 avec la contamination à l’Endosulfan sur un rayon de deux kilomètres entraînant la mort de plusieurs milliers de poissons.
 Contamination des nappes phréatiques : Lors des traitements phytosanitaires selon Cissé et al. (2001), une bonne partie des pesticides se dépose sur le sol pouvantatteindre la nappe phréatique. Ce qui a entraîné un niveau de contamination dans la zone des Niayes avec des moyennes très supérieures aux normes. Ces concentrations élevées s’expliquent par une utilisation abusive et fréquente des produitsphytosanitaires pour le traitement des cultures.
 Autres cas : A coté de ces intoxications alimentaires et ces pollutions, d’autres types d’accidents sont notés (Dramé, 2003) comme par exemple la contamination desvégétaux avec des plaintes de mort de bétail causée par les insecticides de traitement du coton dans le sud du pays ; mais aussi l’utilisation par ingestion des pesticides dans le cas de nombreux suicides.

Homologation et réglementation des pesticides

Les organismes officiels prennent de plus en plus en compte les effets environnementaux des traitements pesticides et imposent d’avantage de restrictions et d’interdictions. Même si la plupart des matières actives les plus dommageables à l’environnement ne sont plus sur le marché, l’agriculteur dispose d’une panoplie d’armes chimiques diversement dangereuses.
Depuis la fin des années 70, on s’est beaucoup intéressé à l’agriculture intégrée où l’on s’efforce de réduire les intrants comme les engrais, les combustibles fossiles et les produits phytosanitaires issus de la chimie. En agriculture conventionnelle, l’exploitant choisit tel pesticide essentiellement en fonction de son efficacité attendue sur l’indésirable, de sa phytotoxicité potentielle sur la culture et du coût du traitement ; en agriculture intégrée, un quatrième critère majeur est pris en compte : les effets environnementaux du traitement. Ce n’est que depuis peu qu’on peut aider l’agriculteur à estimer ces effets.
On s’accorde généralement sur le fait que l’impact environnemental d’un pesticide dépend du degré d’exposition (résultant de sa dispersion et de sa concentration dans l’environnement) etde ses caractéristiques toxicologiques (Van Der Werf, 1997).
Ainsi, l’utilisation des produits phytosanitaires est régie dans sa commercialisation et sa distribution selon Cissé et al. (2001) par des textes législatifs et réglementaires au niveau national et, par les accords et conventions au niveau sous régional et international. Dans le but de sécuriser le flux des pesticides, le Sénégal a participé activement à l’élaboration des documents relatifs à la création du Comite Sahélien de Pesticides (CSP) et à la « Réglementation commune sur l’homologation des pesticides aux Etats membres du CILSS ».