Page 5 : Recommandations pour la qualité de l'eau potable au Canada : document technique – benzène
Le benzène, homologue le plus simple de la série des hydrocarbures aromatiques, est une molécule cyclique plane comprenant six atomes de carbone disposés sous forme d'hexagone régulier. La formule moléculaire du benzène est C6H6. Il s'agit d'un liquide volatil, incolore et dégageant une odeur caractéristique; le seuil de perception de l'odeur et du goût du benzène est respectivement de 4,68 ppmNote de bas de page 1 et de 0,5 à 4,5 mg/L (HSDB, 2005). Le benzène se caractérise par une pression de vapeur relativement élevée (10,1-13,2 kPa à 25 °C) et une grande hydrosolubilité (820-2 167 mg/L à 25 °C), et le logarithme de son coefficient de partage octanol-eau est bas (1,56-2,69) (Mackay et coll., 1992).
Le benzène est produit commercialement à partir du pétrole, du gaz naturel ou du charbon. Entre 1988 et 2002, la production canadienne de benzène a augmenté, passant de 827 kt à 1 142 kt par année; les importations ont chuté, passant de 29 kt à 2 kt par année, tandis que les exportations, qui étaient de 92 kt par année, ont atteint 210 kt par année (CPI, 2003). Au Canada, le benzène est produit en Ontario, en Alberta et au Québec. Ce composé est utilisé dans l'industrie comme solvant volatil et comme intermédiaire dans la production de nombreux produits chimiques, y compris l'éthylbenzène/styrène (utilisé dans la fabrication des plastiques), le cumène, l'alkylbenzène linéaire et l'anhydride maléique (Jaques, 1990; CPI, 2003). La majeure partie du benzène produit ou importé au Canada sert à la production d'éthylbenzène/styrène; la quantité de benzène utilisée à cette fin a augmenté entre 1988 et 2002, passant de 582 kt à 737 kt (CPI, 2003). Le benzène est aussi présent dans l'essence : il augmente l'indice d'octane et agit comme antidétonant; toutefois, depuis juillet 1999, les concentrations de benzène dans l'essence ont été réduites à moins de 1 % par volume.
Le benzène est présent naturellement à de très faibles concentrations dans l'environnement; dans les océans Atlantique et Pacifique, des concentrations se situant entre 100 et 200 parties par billion ont été mesurées (Singh et Zimmerman, 1992). Les volcans, le pétrole brut, les feux de forêts et certaines espèces végétales qui produisent des composés volatils comptent parmi les sources naturelles de benzène (Graedel, 1978; CIRC, 1982). Les suintements de pétrole et la météorisation de la roche de surface contenant du charbon peuvent être responsables de la présence de benzène dans l'eau et le sol. Les eaux souterraines peuvent contenir du benzène libéré par des roches pétrolifères. Les volcans, les feux de forêts et certaines espèces végétales qui produisent des composés volatils peuvent causer la libération de benzène dans l'air (Graedel, 1978; Westberg et coll., 1981; Whelan et coll., 1982; Fishbein, 1984; Slaine et Barker, 1990). Cependant, on estime que la proportion du benzène provenant de sources naturelles est généralement faible comparativement à celle provenant de sources anthropiques (Rasmussen et Khalif, 1983; Rudolph et coll., 1984). La libération anthropique de benzène peut survenir à chacune des étapes de la production, du stockage, de l'utilisation et du transport du benzène isolé, du pétrole brut ou de l'essence; elle peut aussi résulter de la combustion des carburants. Les émissions de benzène par les véhicules constituent la principale source de benzène dans l'environnement.
Le benzène de l'environnement aboutit en majeure partie dans l'atmosphère et dans les eaux de surface à cause de sa pression de vapeur relativement élevée, de son hydrosolubilité élevée et de son bas coefficient de partage octanol-eau. Au bout du compte, pratiquement tout le benzène (99,9 %) libéré dans l'environnement est distribué dans l'air (Wallace, 1989a). La volatilisation et la biodégradation constituent les principaux processus d'élimination du benzène de l'eau. La demi-vie du benzène dans 1 mètre d'eau est estimée à 4,8 heures du fait de la volatilisation (ATSDR, 2007); en hiver, la couche de glace peut nuire à la volatilisation du benzène présent dans les eaux de surface. On a fait état, pour le benzène, d'une demi-vie variant de 33 à 384 heures lorsque l'élimination s'effectue par biodégradation aérobie dans les eaux de surface; lorsque l'élimination s'effectue par biodégradation anaérobie, dans les eaux plus profondes ou les eaux souterraines, la demi-vie varie de 28 à 720 jours (Vaishnav et Babeu, 1987; Howard et coll., 1991).
Selon les estimations, chaque année au Canada, 34 kt de benzène sont rejetées dans l'atmosphère (Jaques, 1990); les émissions proviennent principalement de la combustion de l'essence et des carburants diesel, de la production de benzène, de fer primaire et d'acier primaire, de l'emploi de solvants, de l'utilisation de combustibles résidentiels et de la vente de l'essence. La présence de benzène dans l'eau est généralement causée par des effluents industriels et par la pollution atmosphérique.
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