thumb|Usage de pesticides en agriculture traditionnelle Les effets des pesticides sur l'environnement comprennent essentiellement des effets sur les espèces non-ciblées. Parce qu'ils sont pulvérisés ou épandus globalement sur les parcelles cultivées, plus de 98 % des insecticides pulvérisés sur les cultures et 95 % des herbicides atteignent une destination autre que leurs cibles.. En outre, les eaux de ruissellement peuvent transporter les pesticides vers les milieux aquatiques, tandis que le vent peut les transporter vers d'autres parcelles, vers des pâturages, des établissements humains et des zones non aménagées, affectant potentiellement d'autres espèces. D'autres problèmes sont liés à de mauvaises pratiques en matière de production, de transport et de stockage.. Au fil du temps, l'application répétée de pesticides augmente la résistance des ravageurs, tandis que leurs effets nocifs sur d'autres espèces peuvent faciliter la résurgence des ravageurs..

Chaque pesticide, ou classe de pesticides, est associé à un ensemble spécifique de préoccupations environnementales. Ces effets indésirables ont conduit à l'interdiction de nombreux pesticides, tandis que des règlements ont limité ou réduit l'utilisation des pesticides autorisés. Au fil du temps, les pesticides sont généralement devenus moins persistants et plus spécifiques aux espèces, réduisant leur empreinte environnementale. En outre, les volumes de pesticides appliqués par hectare ont diminué, dans certains cas jusqu'à 99 %. Cependant, la diffusion mondiale de l'utilisation des pesticides, y compris celle de pesticides plus anciens ou obsolètes qui ont été interdits dans certains pays, a globalement augmenté..

Histoire

Alors que les préoccupations au sujet de l'écotoxicologie sont apparues avec des cas d'intoxication aiguë intervenus à la fin du , le public a commencé à s'inquiéter des effets indésirables des produits chimiques sur l'environnement dans les années 1960 à la suite de la publication du livre de Rachel Carson, Silent Spring (Le printemps silencieux). Peu de temps après, on a montré que le DDT, utilisé à l'origine pour combattre le paludisme, et ses métabolites affectaient la population des rapaces. Dans les pays industrialisés, les premières études ont porté sur les effets de mortalité aiguë impliquant principalement les oiseaux et les poissons..

Les données sur l'utilisation des pesticides restent dispersées ou non accessibles au public (3). La pratique courante de l'enregistrement des incidents est insuffisante pour comprendre l'ensemble des effets.

Depuis 1990, l'intérêt de la recherche est passé de la documentation des incidents et de la quantification de l'exposition aux produits chimiques à des études visant à relier les expériences de laboratoire ou en mésocosmes et celles faites sur le terrain. La proportion de publications traitant des effets a augmenté. Les études sur les espèces animales se concentrent principalement sur les poissons, les insectes, les oiseaux, les amphibiens et les arachnides.

Depuis 1993, les États-Unis et l'Union européenne ont mis à jour l'évaluation des risques induits par les pesticides, mettant fin à l'utilisation des insecticides à toxicité aiguë des familles des organophosphorés et des carbamates. Les pesticides plus récents visent à améliorer l'efficacité sur les cibles et à minimiser les effets secondaires sur les organismes non-ciblés. La proximité phylogénétique des espèces bénéfiques et nuisibles complique le projet.

L'un des principaux défis est de lier les résultats des études cellulaires aux écosystèmes à travers de nombreux niveaux de complexité croissante.

Effets spécifiques des pesticides

+ Effets des pesticides sur l'environnement Pesticide / classes Effets Organochlorés DDT / DDE Amincissement de la coquille de l'œuf chez les oiseaux de proie.. Perturbateur endocrinien.. Propriétés de perturbation de la thyroïde chez les rongeurs, les oiseaux, les amphibiens et les poissons. Mortalité aiguë attribuée à l'inhibition de l'activité de l'acétylcholinestérase.. DDT Cancérogène. Perturbateur endocrinien. DDT / Dicofol, Dieldrine et Toxaphène Déclin de la population juvénile et mortalité des adultes chez les reptiles sauvages. DDT / Toxaphène / Parathion Sensibilité aux infections fongiques. Triazine Infection des vers de terre par des grégarines monocystidées. Chlordane Interaction avec le système immunitaire des vertébrés.. Carbamates, herbicide phénoxy 2,4-D et atrazine Interaction avec le système immunitaire des vertébrés. Anticholinestérase Intoxication des oiseaux. Infections, épidémies et mortalité plus élevée des animaux.. Organophosphate Propriétés de perturbation de la thyroïde chez les rongeurs, les oiseaux, les amphibiens et les poissons. Mortalité aiguë attribuée à l'inhibition de l'activité de l'acétylcholinestérase. Immunotoxicité, principalement causée par l'inhibition des hydrolases de sérine ou des estérases.. Dégâts oxydatifs. Modulation des voies de transduction de signal. Dégradation de fonctions métaboliques tels que la thermorégulation, la consommation d'eau ou de nourriture, troubles du développement, diminution du taux d'éclosion et de la reproduction chez les vertébrés.. Carbamate Propriétés de perturbation de la thyroïde chez les rongeurs, les oiseaux, les amphibiens et les poissons. Dégradation de fonctions métaboliques tels que la thermorégulation, la consommation d'eau ou de nourriture, troubles du développement, diminution du taux d'éclosion et de la reproduction chez les vertébrés. Interaction avec le système immunitaire des vertébrés. Mortalité aiguë attribuée à l'inhibition de l'activité de l'acétylcholinestérase. herbicide Phenoxy 2,4-D Interaction avec le système immunitaire des vertébrés. Atrazine Interaction avec le système immunitaire des vertébrés. Réduction des populations de grenouilles léopard (Rana pipiens) parce que l'atrazine tue le phytoplancton, permettant ainsi à la lumière de pénétrer dans le colonne d'eau et au périphyton d'assimiler les nutriments libérés par le plancton. La croissance du périphyton fournit plus de nourriture aux brouteurs, accroissant les populations d'escargots, qui servent d'hôtes intermédiaires aux trématodes.. Pyréthrinoïde Propriétés de perturbation de la thyroïde chez les rongeurs, les oiseaux, les amphibiens et les poissons. Thiocarbamate Propriétés de perturbation de la thyroïde chez les rongeurs, les oiseaux, les amphibiens et les poissons. Triazine Propriétés de perturbation de la thyroïde chez les rongeurs, les oiseaux, les amphibiens et les poissons. Triazole Propriétés de perturbation de la thyroïde chez les rongeurs, les oiseaux, les amphibiens et les poissons. Dégradation de fonctions métaboliques tels que la thermorégulation, la consommation d'eau ou de nourriture, troubles du développement, diminution du taux d'éclosion et de la reproduction chez les vertébrés. Nicotinoïdes Toxicité respiratoires, cardiovasculaire, neurologique et immunologique chez le rat et chez l'homme.. perturbe les signaux des amines biogènes et provoque un dysfonctionnement olfactif ultérieur, en affectant également le comportement alimentaire, l'apprentissage et la mémoire. Imidaclopride, Imidaclopride / Pyréthrinoïde λ-cyhalothrine Troubles du butinage, du développement du couvain, et de la réussite de la colonie en termes de taux de croissance et de production de nouvelles reines.. Thiaméthoxame Forte mortalité des abeilles à miel ouvrières en raison de l'échec du retour à la ruche. (le risque d'effondrement des colonies est controversé).. Spinosynes Altération de divers traits physiologiques et comportementaux des arthropode auxiliaires, en particulier des hyménoptères.

Altération de divers traits physiologiques et comportementaux des arthropode auxiliaires, en particulier des hyménoptères.. Maïs Bt / Cry Réduction de l'abondance de certains taxons d'insectes, principalement les lépidoptères herbivores sensibles ainsi que leurs prédateurs et parasitoïdes. Herbicide Réduction de la disponibilité en nourriture et effets secondaires indésirables sur les invertébrés du sol et les papillons.. Diminution de l'abondance et de la diversité des espèces chez les petits mammifères. Bénomyl Altération de l'exposition florale au niveau des parcelles et ensuite réduction des deux tiers du nombre total de visites d'abeilles et changement des espèces visiteuses, les grandes abeilles étant remplacée par de petites abeilles et mouches.. Herbicide et cycles de plantation Réduction des taux de survie et de reproduction chez les oiseaux granivores ou carnivores..

Effets sur l'air

vignette|gauche|Pulvérisation aérienne d'insecticide contre les moustiques en zone urbaine.

Les pesticides peuvent contribuer à la pollution de l'air. La dérive des pesticides se produit lorsque des pesticides en suspension dans l'air sous forme de particules sont transportées par le vent vers d'autres zones, pouvant potentiellement les contaminer.. Les pesticides qui sont appliqués que les cultures peuvent se volatiliser et être soufflés par les vents vers les régions voisines, ce qui présente une menace potentielle pour la faune et la flore sauvage..

Les conditions météorologiques au moment de l'application ainsi que la température et l'humidité relative influencent la propagation du pesticide dans l'air. La dérive de pulvérisation et l'exposition augmentent lorsque la vitesse du vent s'accroit. Une faible humidité relative et une température élevée provoquent une augmentation de l'évaporation des produits pulvérisés. La quantité de pesticides inhalables dans l'environnement extérieur est donc souvent dépendante de la saison..

En outre, des gouttelettes de pesticides pulvérisées ou des particules de pesticides appliqués sous forme de poudres peuvent se déplacer avec le vent et atteindre d'autres zones., ou bien des pesticides peuvent adhérer aux particules balayées par le vent, telles que des particules de poussière.. La pulvérisation au sol produit moins de dérive de pesticides que la pulvérisation aérienne.. Les agriculteurs peuvent prévoir autour de leurs parcelles cultivées une zone tampon, constituée de friches ou de plantes non-cultivées telles que des arbres à feuilles persistantes, pour servir de brise-vent et absorber les pesticides, prévenant ainsi la dérive dans d'autres zones.. Ces brise-vent sont légalement obligatoires aux Pays-Bas.

Les pesticides qui sont pulvérisés sur les champs et utilisés pour la fumigation des sols peuvent dégager des substances chimiques appelées composés organiques volatils, qui peuvent réagir avec d'autres produits chimiques et former un polluant appelé ozone troposphérique. L'utilisation des pesticides représente environ 6 pour cent du total des niveaux d'ozone troposphérique..

Effets sur l'eau

vignette|upright=1.8|Processus de pollution environnementale par les pesticides.

Aux États-Unis, on a constaté que les pesticides polluent tous les cours d'eau et plus de 90 % des puits échantillonnés dans une étude de lUS Geological Survey.. Des résidus de pesticides ont également été trouvés dans la pluie et dans les eaux souterraines.. Des études menées par le gouvernement du Royaume-Uni ont montré que le taux de pesticides excédait les valeurs admissibles pour l'eau potable dans certains échantillons d'eau de rivière et de nappes souterraines..

Les effets des pesticides sur les systèmes aquatiques sont souvent analysés à l'aide de modèles de transport hydrologique pour étudier les mouvements et le devenir des produits chimiques dans les rivières et les ruisseaux. Dès les années 1970, des analyses quantitatives de ruissellement de pesticides ont été menées afin de prévoir les quantités de pesticides susceptibles d'atteindre les eaux de surface Hogan CM, Patmore L, Latshaw, G, Seidman, H, et al (1973) Computer modeling of pesticide transport in soil for five instrumented watersheds, United States Environmental Protection Agency - Southeast Water laboratory, Athens (Californie)..