Characterization of spatialized environmental exposure to a pyrethroid in Picardy, France
Caractérisation de l’exposition environnementale spatialisée à un pyréthrinoïde en Picardie
Résumé
Pesticides are present in all areas of the environment and absorbed via many pathways (food, water, soil, and air). To characterize environmental exposures in detail, it is first necessary to combine within the same analysis data on the population’s lifestyles and on the local contamination of environmental media at appropriate resolutions and over large areas. As part of this pilot study,the objective of the CartoExpo project was to test the feasibility of an integrated methodology to map exposure indicators for small-area resolutions and short time intervals. To illustrate the approach, contamination of the general population was studied for a pyrethroid (cypermethrin) in the Picardy region (Northern France). For atmospheric dispersion, an innovative statistical meta-model method was developed, based on a machine learning technique that used a large database of simulations on a representative parcel. The meta-model was then applied to cypermethrin application at three-hourly intervals on all agricultural parcels in the Picardy region. Multimedia exposure models are needed to: 1) estimate emissions from soil and plant volatilization phenomena on agricultural land, 2) quantify contamination of local food products (excluding home vegetable gardens) due to proximity to agricultural land,a nd3)combine external exposures. Characterizing exposure involves numerous uncertainties, primarily about the assumptions underlying the different modeling approaches, and the representativeness and accuracy of the integrated data. Further measured and modeled data are therefore needed to validate the different approaches.
Les expositions aux pesticides se caractérisent par la multiplicité des voies d’exposition (alimentation, eau, sol, air) liée à leur présence dans l’ensemble des milieux environnementaux. Pour une caractérisation fine des expositions environnementales, un premier verrou réside dans la capacité à rassembler au sein d’un même système d’analyse un ensemble de données combinant le mode de vie des populations et la contamination locale des milieux environnementaux sur des résolutions spatiales appropriées et des territoires étendus (échelles régionales ou nationales). Dans le cadre de cette étude pilote, l’objectif du projet CartoExpo était de tester la faisabilité d’une méthodologie intégrée pour la cartographie d’indicateurs d’exposition sur des résolutions spatiales et temporelles fines. Pour illustrer la démarche, la contamination de la population générale est étudiée pour un pyréthrinoïde (la cyperméthrine) sur la Picardie en considérant les voies d’ingestion (eau, sol, aliments) et d’inhalation (gaz et aérosol). Pour la dispersion atmosphérique, une méthode innovante de métamodèle statistique a été développée. Elle repose sur une technique d’apprentissage automatique à partir d’une vaste base de données de simulations sur une parcelle élémentaire. Le métamodèle est dans un deuxième temps appliqué aux épandages relevés à une fréquence tri-horaire sur l’ensemble des parcelles agricoles en région Picardie. Des modèles d’exposition multimédia sont nécessaires pour 1) estimer les flux d’émission liés aux phénomènes de volatilisation du sol et des plantes au niveau des parcelles agricoles, 2) quantifier la contamination des produits alimentaires locaux (hors champ : jardin potager) liée à la proximité des parcelles agricoles et 3) combiner l’exposition externe. L’exercice de caractérisation de l’exposition comporte cependant de nombreux manques et incertitudes dont l’impact, dans un sens ou dans l’autre, est à ce stade difficile à quantifier. Le besoin de valider les approches mises en œuvre nécessite de mobiliser des données (mesurées ou modélisées) supplémentaires.