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Mesure des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)des
polychlorodibenzo-p-dioxines (PCDD) et les polychlorodibenzofuranes
(PCDF) dans l'air ambiant du Canada (1987-1997)
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Sommaire
La Division de l’analyse et de la qualité de l’air (Protection de
l’environnement, Environnement Canada) fait partie du Réseau national de
surveillance de la pollution atmosphérique (RNSPA) et, à ce titre, s’occupe de
mesurer les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les polychlorodibenzo-p-dioxines (PCDD)
et les polychlorodibenzofuranes (PCDF) dans l’air ambiant. Avec la collaboration
des services environnementaux provinciaux et municipaux et des bureaux régionaux
d’Environnement Canada, nous avons fait des échantillonnages dans 39 stations
de surveillance situées en zone urbaine et en zone rurale dans les diverses régions du
Canada. Le rapport présenté ici résume les résultats concernant la période qui va
de 1987 à 1997 (la plupart des données ont été recueillies
entre 1995 et 1997).
Depuis une trentaine d’années, le groupe des HAP a suscité passablement
d’intérêt, car certains de ces composés sont cancéri gènes pour l’humain. Comme les HAP résultent de la combustion
incomplète des combustibles fossiles, ils sont présents partout dans l’atmosphère.
Dans l’inventaire des émissions de HAP relevées au Canada en 1990, les alumineries,
le chauffage au bois des habitations, les feux à ciel ouvert et les véhicules à moteur
diesel sont les principales sources anthropiques de HAP. Les HAP émis au cours des
incendies forestiers représentent 46 % des émissions totales inventoriées, mais
leur contribution à la concentration moyenne de HAP dans l’air ambiant est
généralement modeste. Certains HAP figurent sur la liste des substances d’intérêt
prioritaire de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement (LCPE);
5 composés de ce groupe (benzo(a)pyrène, benzo(b)fluoranthène,
benzo(j)fluoranthène, benzo(k)fluoranthène et indéno(1,2,3-cd)pyrène) sont dits
« toxiques » au sens défini à l’article 11c (substances qui
constituent un danger pour la vie ou la santé humaine). Par ailleurs, neuf HAP
(acénaphtène, fluorène, phénanthrène, anthracène, fluoranthène, pyrène,
benz(a)anthracène, benzo(a)pyrène et naphtalène) ont été désignés toxiques au sens
défini à l’article 11a (substances qui ont un effet nocif sur
l’environnement).
Dans de nombreuses études, on signale que les PCDD et les PCDF, en raison de leur
toxicité pour les animaux, de leur persistance et de leur bioaccumulation, présentent un
danger important pour la santé humaine et pour l’environnement. Sur 210 PCDD et
PCDF, ce sont les dérivés de substitution en 2,3,7,8 qu’il y a surtout lieu de
surveiller en raison de leurs effets sur la santé et sur l’environnement. Parmi les
composés formant ce sous-groupe, l’isomère 2,3,7,8-TCDD s’est révélé le
plus toxique pour les mammifères. Les PCDD et les PCDF ne sont ni produits ni utilisés
intentionnellement : ce sont des contaminants ou des sous-produits de la
fabrication et de la combustion des substances organochlorées. Dans l’inventaire des
émissions de dioxine, furane et hexachlorobenzène que le Comité consultatif
fédéral-provincial de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement
a récemment produit, l’incinération était à l’origine de 60 % des
émissions de PCDD et de PCDF en 1990.
Les données dont nous disposons concernent quelque 2 200 échantillons de
HAP obtenus par des prélèvements de 24 heures effectués dans 35 stations
d’échantillonnage. On constate que les concentrations moyennes de HAP varient de
plus de trois unités de grandeur entre les stations éloignées ou de zone rurale du parc
Jasper et celle de la zone d’influence industrielle de Jonquière (la plage des
moyennes va de 0,9 à 801 ng/m3 et les valeurs du 90e percentile
vont de 4,8 à 2 650 ng/m3). Pour ce qui est des stations situées en
zone urbaine (pour lesquelles on compte plus de 10 jours d’échantillonnage),
les concentrations moyennes de HAP totaux varient de 10 à 65 ng/m3, et
les valeurs du 90e percentile vont de 14 à 115 ng/m3.
En général, c’est dans les zones les plus populeuses qu’on trouve les moyennes
les plus élevées avec les concentrations de HAP les plus fortes dans le 90e percentile.
Les maximums, tant pour les concentrations moyennes que pour les valeurs du 90e percentile,
ont été mesurés dans les stations situées à proximité de sources d’émissions
industrielles (ou de fumée de combustion de bois, dans le cas de la station de
Whitehorse). Avec une fréquence de détection allant de 94 % à 99,9 %, le
phénanthrène, le fluoranthène, le pyrène, le benzo(b)fluoranthène, le
benzo(k)fluoranthène et le benzo(j)fluoranthène sont les composés les plus abondants.
Le 3-Mé-cholanthrène et le 7-Mé-benz(a)anthracène ont eu la fréquence de détection
la plus faible. Globalement, les composés à l’état gazeux représentent
l’essentiel de la masse de HAP, les formes à l’état de particules étant
beaucoup moins abondantes.
Pour les stations sur lesquelles les données remontaient le plus loin (Jonquière,
Montréal, Toronto, Hamilton et Windsor) nous avons déterminé les variations annuelles
de l’ensemble des HAP toxiques (dangereux pour la santé) au sens de la Loi
canadienne sur la protection de l’environnement. À Jonquière, les
concentrations moyennes ont baissé dans une mesure considérable durant la période
d’étude, les valeurs des 75e et 90e percentiles diminuant
dans une proportion moindre. À Hamilton, on a constaté une variation substantielle
d’une année à l’autre, mais la concentration moyenne de 1996 est la même
que celle de 1989. À Montréal, la tendance semble à la hausse, tandis qu’à
Toronto, les concentrations moyennes ont sensiblement baissé de 1994 à 1996.
Pour la recherche des PCDD et des PCDF, plus de 500 échantillons ont été
obtenus par des prélèvements de 24 heures dans 34 stations de surveillance,
dont 344 de 1994 à 1997. Dans bien des cas, toutefois, les données concernant
une station ne portent que sur 2 ou 3 jours. Les seules stations pour lesquelles les
données concernent une longue période sont celles de Windsor-University Av. (1989-1995),
de Windsor-College (1990-1997) et de l’île Walpole (1989-1995). Globalement,
les concentrations moyennes d’équivalent toxique (TEQ) (avec substitution 0,5-DL)
varient de 105 fg/m3 (station de Toronto) à 10 fg/m3
(station de St. Andrews, au Nouveau-Brunswick). Dans le cas des stations où
l’on a fait plus de 10 jours d’échantillonnage, les valeurs de TEQ dans le
90e percentile vont de 326 fg/m3 (station de Jonquière)
à 16 fg/m3 (station de Kejimkujik). L’octa-PCDD, mis en évidence
dans tous les échantillons, est l’isomère le plus abondant; il est suivi de
l’hepta-PCDD, de l’hepta-PCDF et de l’octa-PCDF. Les concentrations
maximales mesurées au cours du programme sont les suivantes : PCDD total,
73 pg/m3; PCDF total, 37 pg/m3; TEQ, 1,95 pg/m3.
L’isomère 2,3,7,8-T4CDD a été détecté dans 28 % des
échantillons; sa concentration moyenne est de 3 fg/m3 et sa concentration
maximale, de 61 fg/m3. Les composés octa et hepta, très abondants,
sont les moins toxiques, si bien qu’ils ne contribuent que dans une faible mesure à
l’équivalent toxique. Quatre isomères, soit le 2,3,4,7,8-P5CDF, le
2,3,7,8-T4CDF, le 1,2,3,7,8-P5CDD et le 1,2,3,4,7,8-H8CDF,
sont à l’origine de 65 % de l’équivalent toxique.
On a trouvé des hydrocarbures aromatiques polycycliques, des polychlorodibenzo-p-dioxines
et des polychlorodibenzofuranes partout dans les stations rurales et urbaines. Les
concentrations moyennes de HAP totaux varient de presque trois ordres de grandeur entre
les stations éloignées de zone rurale et celles des régions urbaines situées dans la
zone d’influence de sources d’émissions; quant aux concentrations moyennes de
PCDD et de PCDF (exprimées en équivalents toxiques de 2,3,7,8-T4CDD), elles
varient d’un facteur de 20. Les concentrations de ces substances toxiques semblent
avoir baissé ces dix dernières années, mais il ne fait aucun doute que les sources
restent nombreuses au Canada. Par ailleurs, ces émissions exercent leurs effets autant
dans les environs immédiats qu’à grande distance. Il faudra encore du travail pour
caractériser et quantifier les émissions de HAP, de PCDD et de PCDF et pour mesurer leur
impact de certaines des sources dans les lieux surveillés. Vu les nombreux effets
nocifs de ces substances, la prudence conseille d’accélérer la mise en oeuvre des
mesures visant à réduire les risques d’exposition environnementale.
e-mail: Tom Dann
Tél.: (613) 991-9459.
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