NAWA SPEZ

Études sur la pollution par les pesticides dans les eaux de surface

La pollution de nos eaux par des micropolluants organiques constitue un défi pour la protection des eaux. L'Office fédéral de l'environnement (OFEV) et les cantons ont mis en place un programme de mesure, l'Observation nationale de la qualité des eaux de surface (NAWA), afin de pouvoir évaluer l'état et l'évolution des eaux de surface suisses. Dans le cadre de ce programme de mesure, des études spéciales sont également menées sur différents aspects. En 2012, 2015 et 2017, trois campagnes de mesure ont permis d'analyser et d'évaluer le type et l'ampleur de la pollution des eaux par les biocides et les produits phytosanitaires (PPh).

Des études nationales et internationales récentes ont montré que les insecticides pyréthrinoïdes et organophosphorés, en particulier, qui sont toxiques pour les organismes aquatiques, peuvent avoir un impact négatif sur la qualité des eaux, même à de très faibles concentrations. C'est pourquoi la Confédération et les cantons ont intensifié les mesures de ces insecticides dans les eaux suisses au cours des dernières années. Cependant, il n’est pas encore complètement connu dans quelle mesure d'autres substances actives d'insecticides, qui n'ont guère été étudiées jusqu'à présent, sont également présentes dans les cours d'eau suisses. En outre, il est encore inconnu si les eaux usées épurées constituent une voie d'introduction importante pour ces substances dans les eaux. C'est la raison pour laquelle une étude spéciale à grande échelle doit être menée en 2023 sur cinq sites en Suisse (cf. carte récapitulative) afin d'analyser un spectre aussi complet que possible de PPh et de biocides dans les bassins versants à vocation agricole et urbaine sur toute la période d'application. Outre les mesures dans les cours d'eau, des analyses seront également effectuées dans les eaux usées épurées des stations d'épuration qui déversent leurs eaux usées dans les cours d'eau à analyser.

Sites NAWA Spez23

carte: Bundesamt für Landestopographie
bassin versants: BAFU 2019: Teileinzugsgebiete 2 km2
utilisation des sols: BAFU 2013: Gewässerabschnittsbasierte Einzugsgebietsgliederung der Schweiz (GAB-EZGG-CH)
Information sur les stations d’épuration: Kennzahlenerhebung Abwasserreinigung des Bundes, 2021

L'objectif de la campagne spéciale NAWA 2023 est donc de

  • de déterminer de manière aussi exhaustive que possible la pollution des cours d'eau de petite et moyenne taille par les produits phytosanitaires (PPh) et les biocides, notamment les insecticides, et
  • de recenser les eaux usées épurées, en plus des apports diffus provenant des surfaces agricoles, comme voie d'apport possible de PPh et de biocides

Il est ainsi possible d'obtenir des indications sur l'utilisation des PPh et des biocides dans l'agriculture et les zones urbaines. L'accent mis sur les substances actives d’insecticides doit permettre de combler les lacunes d'observation dans le domaine des substances particulièrement toxiques. Pour ce faire, des échantillonnages complets des cours d'eau et des stations d'épuration sélectionnés seront réalisés sur l'ensemble de la période d'application avec des échantillons mixtes bihebdomadaires. D'autre part, les méthodes de détection les plus récentes, basées sur l'analyse des résidus, sont utilisées pour une détection sensible et complète. Les méthodes d'analyse utilisées permettent une quantification dans le domaine des concentrations basses (pg/L) et permettent ainsi de détecter des substances actives qui ont déjà un effet toxique sur les organismes aquatiques à des concentrations très basses.

Le tableau ci-dessous résume les points forts de toutes les études spéciales NAWA réalisées jusqu'à présent dans le domaine des PPh et des biocides. Ces études ont été réalisées en étroite collaboration entre l'Eawag, les cantons (cf. services cantonaux de protection des eaux), le VSA, le Centre Ecotox et l'OFEV et sont uniques en leur genre par leur ampleur et leur profondeur. L'évaluation des résultats de mesure a toujours été effectuée sur la base des dispositions légales en vigueur et de critères de qualité (CQ) dérivés de l'écotoxicologie.

Campagnes de mesure et focus principal

Publications

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         hans, M.; Holmes, B.
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         logisches Risiko, diffuse Eintragspfade vs. Einträge aus ARA
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Schorr, J.; Ganz, V.; Luong, K.; Ceppi, E.; Longree, P.; Beck, B.; Singer, H.; Barth, S.; Doppler, T.; Junghans, M.; Holmes, B. (2025) Pestizideinträge in Fliessgewässer. NAWA Spez 2023: Wirkstoffe, Ökotoxikologisches Risiko, diffuse Eintragspfade vs. Einträge aus ARA, Aqua & Gas, 105(10), 70-78, Institutional Repository
Barth, S.; Doppler, T. (2025) Ursachen der Pestizid-Verunreinigung. Mögliche Quellen und Eintragswege in Fliessgewässer eingrenzen, Aqua & Gas, 105(10), 80-88, Institutional Repository
Barth, S.; Doppler, T.; Ganz, V.; Luong, K.; Singer, H. (2025) Fipronil belastet die Fliessgewässer. Antiparasitäre Tierarzneimittel für Heimtiere als wahrscheinlichste Quelle, Aqua & Gas, 105(10), 90-95, Institutional Repository

NAWA Spez 2017 : Petits cours d'eau - méthodes chimiques et écotoxicologiques

NAWA SPEZ 2017 se concentre une fois de plus sur la pollution des petits cours d'eau par les produits phytosanitaires dans des zones fortement agricoles. Deux bassins versants sur cinq font l'objet de nouveaux échantillonnages après 2015, permettant ainsi pour la première fois des comparaisons entre les années sur lesquelles porte l’enquête. Sur la base des expériences acquises dans les deux études précédentes, la durée de mesure a été prolongée de deux mois, de sorte que les mesures sont maintenant effectuées de début mars à fin octobre. Des échantillons composites de 3.5 jours sont prélevés et analysés afin de détecter les produits phytosanitaires. L'objectif de NAWA SPEZ 2017 sera d'évaluer l'utilisation complémentaire de méthodes chimiques et biologiques.

NAWA Spez 2015 : Petits cours d'eau - Aperçu de la pollution par les pesticides

Une évaluation antérieure des données sur la concentration en pesticides collectées jusqu'à présent en Suisse a révélé que seulement 20 % des valeurs mesurées proviennent de petites rivières, bien que celles-ci représentent 75 % du réseau hydrographique suisse (Munz et al. 2012). En outre, la couverture temporelle des campagnes de mesure était souvent limitée ou réduite à des échantillons aléatoires. L'objectif de la deuxième étude NAWA SPEZ était donc de combler cette lacune.

Cinq petits cours d'eau en zone d’exploitation agricole furent soumis à un dépistage de 213 substances entrant dans la composition des PPh. Les mesures furent effectuées avec une résolution temporelle variable, ainsi en cas de pluie, on analysait des échantillons composites d'une demi-journée et en période de sécheresse, des échantillons composites plus longs (24 heures à un maximum de 24 jours). Les analyses utilisées ont permis de mesurer 70 % des PPh autorisés en 2015. En outre, il a été procédé à la mesure d'un certain nombre de PPh qui ne sont plus autorisés, mais qui sont toujours détectables en raison de leur dégradabilité lente.

128 PPh furent détectés au total. Les critères de qualité chroniques ont été dépassés dans tous les bassins versants et les critères de qualité aigus ont été dépassés dans quatre bassins versants. La comparaison avec NAWA SPEZ 2012 a montré que les pics de polluants dans les petits cours d'eau ont certes une durée plus courte, mais que les concentrations sont par contre plus élevées. Les dépassements des critères de qualité aigus sont dus en grande partie à cet effet.

Les zones étudiées étaient des régions de culture relativement intensive. Sur la base d'estimations, il a pu être démontré que dans les zones moins intensivement utilisées, la pollution peut certes être moindre, mais que des impacts sur les organismes aquatiques sensibles qui y vivent ne peuvent pas non plus être exclus. Concernant les recommandations pour le contrôle de routine, il a été démontré qu'il est possible de recenser une partie substantielle de la pollution avec une charge de travail réduite. À titre d’exemple, avec les 41 substances actives de PPh proposées dans le concept d'évaluation pour les apports diffus, il est possible de détecter 72 % des dépassements des CQ chroniques et 87 % des dépassements des CQ aigus causés par les PPh. Il est important que les mesures couvrent une période de temps suffisante, car dans certains bassins versants, des concentrations encore en augmentation ont été mesurées à la fin de la campagne de mesure.

Publications

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      authors => protected'Spycher, S.; Mangold, S.; Doppler, T.; Junghans, M.; Wit
         tmer, I.; Stamm, C.; Singer, H.
' (122 chars) title => protected'Pesticide risks in small streams - how to get as close as possible to the st
         ress imposed on aquatic organisms
' (109 chars) journal => protected'Environmental Science and Technology' (36 chars) year => protected2018 (integer) volume => protected52 (integer) issue => protected'8' (1 chars) startpage => protected'4526' (4 chars) otherpage => protected'4535' (4 chars) categories => protected'' (0 chars) description => protected'The risks associated with pesticides in small streams remain poorly characte
         rized. The challenges reside in understanding the complexities of (1) the hi
         ghly dynamic concentration profiles of (2) several hundred active substances
          with (3) differing seasonality. The present study addressed these three cha
         llenges simultaneously. Five small streams in catchments under intensive agr
         icultural land use were sampled using half-day composite samples from March
         to August 2015. Of 213 active substances quantified using liquid chromatogra
         phy–high resolution mass spectrometry, a total of 128 was detected at leas
         t at one of the sites. Ecotoxicological acute and/or chronic quality criteri
         a were exceeded for a total of 32 different active substances. The evaluatio
         n of risks over time revealed the necessity to evaluate the sequences of dif
         ferent active substances that are imposed on aquatic organisms. In contrast,
          a substance-specific perspective provides only a very limited assessment. S
         cenarios for reduction of either temporal resolution, number of substances o
         r seasonal coverage were defined. It could be shown that risks can be undere
         stimated by more than a factor of 10 in vulnerable catchments and that an in
         creased temporal resolution is essential to cover acute risks but that a foc
         used selection of substances is a possibility to reduce expenditures.
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1 => Snowflake\Publications\Domain\Model\Publicationprototypepersistent entity (uid=14175, pid=124) originalId => protected14175 (integer) authors => protected'Langer, M.; Junghans, M.; Spycher, S.; Koster, M.; Baumg
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         ebieten mit intensiver landwirtschaftlicher Nutzung
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         emisch analysierte Pflanzenschutzmittelmischungen durchgeführt. An vier der
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Spycher, S.; Mangold, S.; Doppler, T.; Junghans, M.; Wittmer, I.; Stamm, C.; Singer, H. (2018) Pesticide risks in small streams - how to get as close as possible to the stress imposed on aquatic organisms, Environmental Science and Technology, 52(8), 4526-4535, doi:10.1021/acs.est.8b00077, Institutional Repository
Langer, M.; Junghans, M.; Spycher, S.; Koster, M.; Baumgartner, C.; Vermeissen, E.; Werner, I. (2017) Hohe ökotoxikologische Risiken in Bächen. NAWA SPEZ untersucht Bäche in Gebieten mit intensiver landwirtschaftlicher Nutzung, Aqua & Gas, 97(4), 58-68, Institutional Repository

NAWA Spez 2012 : Rivières moyennes - Aperçu de la pollution par les pesticides

L'objectif de la première étude NAWA SPEZ était d'obtenir un premier aperçu des substances qui contribuent le plus à la charge polluante. Un dépistage a été effectué sur cinq rivières moyennes avec des échantillons composites de deux semaines pour la détection de biocides et PPh. Des analyses complètes ont permis de mesurer 81 % de tous les biocides organiques de synthèse polaires et 91 % de tous les PPh organiques de synthèse polaires.

104 pesticides furent détectés au total. 82 substances actives étaient des PPh purs, 20 étaient des substances actives doublement autorisées (à la fois en tant que PPh et en tant que biocide), et 2 étaient des biocides purs. Les critères de qualité chroniques étaient dépassés dans tous les bassins versants. Les résultats de l'étude ont souligné le rôle important joué par les PPh dans la pollution des eaux de surface. Les informations obtenues ont été cruciales pour le Concept d'évaluation des micropollutions développé par l'Eawag et le Centre Ecotox, dans lequel sont définies les substances à examiner en priorité pour la surveillance de routine.

Publications

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         zzoli, A.; Singer, H.; Stamm, C.; Leu, C.; Hollender,&nb
         sp;J.
' (157 chars) title => protected'How a complete pesticide screening changes the assessment of surface water q
         uality
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         e to the large number of potential contaminants. Most scientific studies and
          routine monitoring programs include only 15–40 pesticides, which leads to
          error-prone interpretations. In the present study, an extensive analytical
         screening was carried out using liquid chromatography–high-resolution mass
          spectrometry, covering 86% of all polar organic pesticides sold in Switzerl
         and and applied to agricultural or urban land (in total 249 compounds), plus
          134 transformation products; each of which could be quantified in the low n
         g/L range. Five medium-sized rivers, containing large areas of diverse crops
          and urban settlements within the respective catchments, were sampled betwee
         n March and July 2012. More than 100 parent compounds and 40 transformation
         products were detected in total, between 30 and 50 parent compounds in each
         two-week composite sample in concentrations up to 1500 ng/L. The sum of pest
         icide concentrations was above 1000 ng/L in 78% of samples. The chronic envi
         ronmental quality standard was exceeded for 19 single substances; using a mi
         xture toxicity approach, exceedances occurred over the whole measurement per
         iod in all rivers. With scenario calculations including only 30–40 frequen
         tly measured pesticides, the number of detected substances and the mixture t
         oxicity would be underestimated on average by a factor of 2. Thus, selecting
          a subset of substances to assess the surface water quality may be sufficien
         t, but a comprehensive screening yields substantially more confidence.
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         erli, H.; Hollender, J.
' (109 chars) title => protected'Picogram per liter detections of pyrethroids and organophosphates in surface
          waters using passive sampling
' (106 chars) journal => protected'Water Research' (14 chars) year => protected2014 (integer) volume => protected66 (integer) issue => protected'' (0 chars) startpage => protected'411' (3 chars) otherpage => protected'422' (3 chars) categories => protected'insecticides; gas chromatography mass spectrometry; silicone rubber; analyti
         cs; surface water; monitoring
' (105 chars) description => protected'Pyrethroids and organophosphates are among the most toxic insecticides for a
         quatic organisms, leading to annual-average environmental quality standards
         (AA-EQS) in the picogram per liter range in surface waters. For monitoring p
         urposes, it is therefore crucial to develop very sensitive analytical method
         s. Until now, it is very difficult to reach detection limits at or below giv
         en AA-EQSs. Here, we present a passive sampling method using silicone rubber
          (SR) sheets for the sampling of ten pyrethroids and two organophosphates in
          surface waters. An analytical method was developed, optimized and validated
          for the extraction of the insecticides from the SR sheets by accelerated so
         lvent extraction followed by clean-up on C18 and silica gel and detection wi
         th GC–MS/MS in positive ionization mode. Good precision (<20%) and absolut
         e recovery (>50%) was observed for all substances, accuracy was between 66%
         and 139%. Limits of detection between 6 and 200 pg/L were achieved for all
         substances in surface waters using average sampling rates for PCBs and PAHs.
          The lack of substance-specific sampling rates and missing performance refer
         ence compounds led to an uncertainty in the concentration estimation of fact
         or three in both directions. In a large field study, comprising 40 environme
         ntal samples from nine Swiss rivers, eight out of 12 substances were detecte
         d (most frequently: chlorpyrifos, cypermethrin). Most of the estimated organ
         ophosphate concentrations were between 0.1 and 1 ng/L, most pyrethroid dete
         ctions below 0.1 ng/L. Four substances (chlorpyrifos-methyl, cypermethrin,
         deltamethrin and lambda-cyhalothrin) showed exceedances of their respective
         AA-EQS in multiple samples, also when the uncertainties in the concentration
          estimation were considered. As pyrethroid and organophosphate detection by
         SR passive sampling is very practicable and allows sensitive analysis, it ha
         s the potential to become a new tool in the monitoring of non-polar pesticid
         es.
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         ,&nbsp;C.; Hollender,&nbsp;J.; Junghans,&nbsp;M.; Leu,&nbsp;C.
' (138 chars) title => protected'Über 100 Pestizide in Fliessgewässern. Programm NAWA Spez zeigt die hohe P
         estizidbelastung der Schweizer Fliessgewässer auf
' (126 chars) journal => protected'Aqua & Gas' (10 chars) year => protected2014 (integer) volume => protected94 (integer) issue => protected'3' (1 chars) startpage => protected'32' (2 chars) otherpage => protected'43' (2 chars) categories => protected'' (0 chars) description => protected'Fünf mittelgrosse Fliessgewasser wurden in Zusammenarbeit zwischen Eawag, B
         AFU und fünf Kantonen (AG, SO, TG, VD, ZH) auf möglichst alle polaren orga
         nisch-synthetischen Pflanzenschutzmittel und Biozide (ca. 300 Wirkstoffe) un
         tersucht. lnsgesamt konnten 104 verschiedene Pestizide, hauptsachlich Pflanz
         enschutzmittel, nachgewiesen werden. Die Konzentrationssumme war in 78% der
         Proben grosser als 1000 ng/l. Die numerische Anforderung der Gewässerschutz
         verordnung und ökotoxikologische Qualitatskriterien wurden von 31 bzw. 19 P
         estiziden überschritten.
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         kroverunreinigungen
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         er auch in mittleren und zum Teil sogar in grossen Fliessgewässern zu Spitz
         enkonzentrationen, die teilweise massiv über den gesetzlichen Anforderungen
          und auch über ökotoxikologischen Qualitätskriterien liegen. Der hier vor
         liegende Bericht hat zum Ziel, praxistaugliche Empfehlungen für die Beurtei
         lung des Zustandes eines Fliessgewässers in Bezug auf die Belastung durch d
         iffuse Einträge von Mikroverunreinigungen zur Verfügung zu stellen. Der Be
         richt ist folgendermassen gegliedert:<br />1. Einleitung sowie Zielsetzung u
         nd rechtliche Grundlagen zur Beurteilung von diffusen Einträgen von Mikrove
         runreinigungen in Oberflächengewässern.<br />2. Hintergrundinformationen u
         nd bestehendes Fachwissen zu diffusen Einträgen von Mikroverunreinigungen.<
         br />3. Konzept zur Auswahl von Stoffen, sowie ein Vorschlag von 48 organisc
         hen, schweizspezifischen Mikroverunreinigungen aus diffusen Einträgen.<br /
         >4. Konzept zur Erhebung von diffusen Einträgen (Standortauswahl und Proben
         ahmekonzept).<br />5. Konzept zur Beurteilung der erhobenen Messresultate mi
         t ökotoxikologischen Qualitätskriterien. [...]
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Moschet, C.; Wittmer, I.; Simovic, J.; Junghans, M.; Piazzoli, A.; Singer, H.; Stamm, C.; Leu, C.; Hollender, J. (2014) How a complete pesticide screening changes the assessment of surface water quality, Environmental Science and Technology, 48(10), 5423-5432, doi:10.1021/es500371t, Institutional Repository
Moschet, C.; Vermeirssen, E. L. M.; Seiz, R.; Pfefferli, H.; Hollender, J. (2014) Picogram per liter detections of pyrethroids and organophosphates in surface waters using passive sampling, Water Research, 66, 411-422, doi:10.1016/j.watres.2014.08.032, Institutional Repository
Wittmer, I.; Moschet, C.; Simovic, J.; Singer, H.; Stamm, C.; Hollender, J.; Junghans, M.; Leu, C. (2014) Über 100 Pestizide in Fliessgewässern. Programm NAWA Spez zeigt die hohe Pestizidbelastung der Schweizer Fliessgewässer auf, Aqua & Gas, 94(3), 32-43, Institutional Repository
Wittmer, I.; Stamm, C.; Singer, H.; Junghans, M. (2014) Beurteilungskonzept für organische Spurenstoffe aus diffusen Einträgen. Mikroverunreinigungen, 105 p, Institutional Repository

Équipe de projet

Heinz Singer Chef de groupes Tel. +41 58 765 5577 Envoyez un message
Birgit Beck Technicienne Tel. +41 58 765 5316 Envoyez un message
Kim Luong Collaboratrice scientifique Tel. +41 58 765 5918 Envoyez un message
Dr. Tobias Doppler VSA-Plateforme "Qualité de l'eau" Tel. +41 58 765 5407 Envoyez un message