La «dérive du dicamba» – le mouvement de l’herbicide dicamba hors des cultures dans l’atmosphère – peut entraîner des dommages involontaires aux plantes voisines. Pour empêcher la dérive du dicamba, d’autres produits chimiques, généralement des amines, sont mélangés avec du dicamba pour le « verrouiller » en place et l’empêcher de se volatiliser ou de se transformer en une vapeur qui se déplace plus facilement dans l’atmosphère.
Maintenant, de nouvelles recherches du laboratoire de Kimberly Parker, professeure adjointe d’ingénierie énergétique, environnementale et chimique à l’Université de Washington à la McKelvey School of Engineering de St. Louis, ont jeté un nouvel éclairage sur cette histoire en démontrant pour la première fois que ces amines se volatilisent, souvent plus que le dicamba lui-même.
Leurs conclusions ont été publiées le 23 septembre dans la revue Sciences et technologies de l’environnement.
La volatilisation des amines lorsqu’elles sont appliquées avec du dicamba peut aider à expliquer les processus qui provoquent la dérive du dicamba. Cependant, les amines sont également utilisées dans d’autres herbicides, notamment le glyphosate, l’herbicide le plus utilisé au monde. Quel que soit l’herbicide, les chercheurs ont constaté que les amines se volatilisent toujours.
Si les amines elles-mêmes sont rejetées dans l’atmosphère, elles peuvent avoir un impact négatif sur la santé humaine car elles peuvent former des substances favorisant le cancer. Ils affectent également le climat et la chimie atmosphérique. En raison de leur danger potentiel et de leur prévalence, la littérature scientifique regorge de recherches sur la manière dont ils sont rejetés dans l’atmosphère, sauf en ce qui concerne leur utilisation dans les formulations d’herbicides et d’amines.
« Les amines subissent également des réactions pour former des particules – de minuscules particules qui peuvent pénétrer dans le corps lorsqu’elles sont inhalées », a déclaré Parker. « Ces particules sont également toxiques et cancérigènes », et elles ont des conséquences sur la chimie atmosphérique en affectant le climat.
« Les chercheurs se sont penchés sur les applications industrielles, les exploitations animales et les sources environnementales d’amines, mais personne n’a du tout examiné les herbicides, d’après ce que nous avons vu, malgré le fait que de grandes quantités de mélanges herbicide-amine sont pulvérisées sur les cultures à travers le pays », a déclaré Parker.
« Nous avons été vraiment surpris de voir que cette source avait été négligée. »
Son laboratoire a effectué des recherches sur l’utilisation des amines avec des herbicides en agriculture. Dans ces scénarios, les amines ont été ajoutées pour empêcher l’herbicide dicamba de se volatiliser. Cependant, la technique était souvent inefficace et le dicamba finissait par dériver vers les cultures voisines.
Premier auteur Stephen Sharkey, un Ph.D. étudiant du laboratoire de Parker, a mené cette recherche antérieure sur la volatilisation du dicamba à partir de mélanges dicamba-amine et s’est demandé : « Si le dicamba se volatilise, qu’arrive-t-il à l’amine qui est censée être là pour arrêter le processus de volatilisation ? »
Pour le savoir, Sharkey a mesuré l’évolution de la quantité d’amines présentes au fil du temps lorsqu’elles sont mélangées à différents herbicides. Les résultats? Dans tous les mélanges, les amines se sont volatilisées à partir des mélanges herbicide-amine. Sharkey a également travaillé avec le laboratoire de Brent Williams, professeur agrégé de génie énergétique, environnemental et chimique, pour confirmer que les amines entraient dans la phase gazeuse à partir de mélanges herbicide-amine en capturant les amines de l’air pour les mesurer.
Dans les milieux agricoles, a souligné Parker, les amines ne sont pas seulement mélangées au dicamba, mais également à d’autres herbicides, notamment le 2,4D et le glyphosate largement utilisé.
En plus de l’expérimentation, Sharkey a également quantifié la quantité d’amines qui pénétraient réellement dans l’atmosphère, ce qui a nécessité un peu de travail de détective. Il a utilisé deux ensembles de données distincts – des taux estimés d’applications d’herbicides et des données d’enquête auprès d’agriculteurs américains qui montraient quelles amines spécifiques étaient utilisées avec différents herbicides.
Sharkey a conclu que l’utilisation d’herbicides est responsable de la libération d’environ 4 gigagrammes (4 000 tonnes métriques) d’amines par an aux États-Unis.
Les découvertes ont quelque peu surpris Parker, non seulement parce que la chimie ne suggère pas immédiatement que les amines se volatilisent de cette manière, mais aussi pour une raison plus pratique.
« Il y a eu des travaux approfondis sur les différentes façons dont les amines pénètrent dans l’atmosphère », a-t-elle déclaré. « De nombreux efforts ont été déployés pour comprendre d’où viennent les amines, mais la recherche sur son utilisation avec des herbicides n’était tout simplement pas envisagée auparavant. »
Stephen M. Sharkey et al, Volatilisation des amines à partir de sels d’herbicides : Implications pour les formulations d’herbicides et la chimie atmosphérique, Sciences et technologie de l’environnement (2022). DOI : 10.1021/acs.est.2c03740