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Sorption of four estrogens by surface soils from 41 cultivated fields in Alberta, Canada

Caron, E., Farenhorst, A., Zvomuya, F., Gaultier, J., Rank, N., Goddard, T.W., et Sheedy, C. (2010). « Sorption of four estrogens by surface soils from 41 cultivated fields in Alberta, Canada. », Geoderma, 155(1-2), p. 19-30. doi : 10.1016/j.geoderma.2009.11.017  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Les composés œstrogéniques que l’on trouve dans le fumier sont aussi présents dans les sols, car le fumier est épandu sur les terres en raison de son importante valeur comme source de nutriments en agriculture. La présente étude est la première à comparer la sorption du 17β œstradiol, de l’œstrone, de l’œstriol et de l’équol dans une grande variété de sols. Plus précisément, pour chacun de ces quatre œstrogènes, le coefficient de sorption du sol (Kd) et le coefficient de sorption par unité de carbone organique (Koc) ont été déterminés dans 121 sols de surface (couche de 0 à 15 cm) prélevés en haut de pente, en milieu de pente et en bas de pente sur des terres agricoles de sept écorégions de l’Alberta, au Canada. La teneur en carbone organique (CO), la texture, le pH, la teneur en carbonates, la conductivité électrique et la capacité d’échange de cations du sol ont aussi été déterminés dans les sols après séchage à l’air et tamisage (couche de 2 mm). Les valeurs de Kd et de Koc ont augmenté de manière significative dans l’ordre suivant : Kd-œstriol (23 L kg-1 de sol et 1 059 L kg-1, respectivement) = Kd 17β œstradiol (23 L kg-1 de sol et 1 082 L kg-1, respectivement) < Kd-œstrone (33 L kg-1 de sol et 1 557 L kg-1, respectivement) < Kd-équol (42 L kg-1 de sol et 2 080 L kg-1, respectivement). Pour chaque œstrogène, la teneur en CO a été le facteur significatif prépondérant permettant d’expliquer la variation des valeurs de Kd entre les sols; des valeurs de Kd particulièrement basses ont été observées lorsque la teneur en CO était inférieure à la valeur seuil de 10 g C kg-1. Quel que soit l’œstrogène considéré, nous avons obtenu des valeurs de Kd plus basses pour l’écorégion Prairies mixtes, caractérisée par un sol chernozémique brun, ainsi que pour les hauts de pente en général en raison de leur teneur réduite en CO; toutefois, les sols à teneur réduite en CO présentaient des valeurs de Koc plus élevées. Pour élaborer les équations servant à prédire le Kd ou le Koc du 17β œstradiol, de l’œstrone, de l’œstriol et de l’équol au niveau régional, nous avons utilisé, soit les propriétés du sol (régression partielle par les moindres carrés), soit un seul œstrogène (régression par les moindres carrés ordinaire). Quels que soient l’œstrogène ou la méthode de régression, la puissance du modèle de prédiction, telle qu’elle a été établie par le coefficient de détermination (r2) et d’autres facteurs, a toujours été plus élevée pour le Kd que pour le Koc. Quelle que soit la méthode de régression utilisée, le r2 des modèles de prédiction a été supérieur à 0,70 pour le Kd-17β-œstradiol et le Kd-œstriol, mais il a été inférieur à 0,52 pour le Kd équol. Pour les valeurs de Kd et de Koc, la prédiction d’après les propriétés du sol (valeurs de r2 comprises entre 0,51 et 0,87 pour le Kd et entre 0,32 et 0,44 pour le Koc) a toujours donné de meilleurs résultats que l’utilisation d’un seul œstrogène (valeurs de r2 comprises entre 0,38 et 0,71 pour le Kd et entre 0,18 et 0,40 pour le Koc). Nous en concluons que les données sur les propriétés de base du sol sont de bons outils pour l’estimation des valeurs de Kd du 17β œstradiol, de l’œstrone et de l’œstriol dans les sols de l’Ouest canadien. Il faudra réaliser d’autres études visant la mise au point de meilleurs modèles de prédiction à l’échelle régionale pour l’estimation du Kd-équol et du Koc des œstrogènes, d’autant plus qu’une telle information pourrait être importante pour l’analyse des politiques agroenvironnementales au Canada et ailleurs.

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