Annexes de l'évaluation préalable finale

Approche pour le secteur pétrolier

Gaz de pétrole et de raffinerie
[restreints aux industries]

Numéros de registre du Chemical Abstracts Service
68131-75-9
68477-33-8
68477-85-0
68527-19-5

Environnement Canada
Santé Canada
Janvier 2014

Table des matières

• Annexe 1 : Groupes de substances pétrolières
• Annexe 2 : Identification des substances et propriétés physiques et chimiques des structures représentatives des gaz de pétrole et de raffinerie faisant l'objet de la présente évaluation préalable
• Annexe 3 : Mesures visant à prévenir, réduire ou gérer les rejets involontaires
• Annexe 4 : Estimation des rejets des gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries pendant le transport
• Annexe 5 : Résultats de la modélisation des caractéristiques environnementales des gaz de pétrole et de raffinerie
• Annexe 6 : Résultats de la modélisation de l'exposition humaine aux rejets potentiels des quatre gaz de pétrole et de raffinerie faisant l'objet de la présente évaluation préalable
• Annexe 7 : Résumé des effets toxicologiques des classes des composants des gaz de pétrole et de raffinerie
• Annexe 8 : Résumé des renseignements sur les effets critiques du 1,3-butadiène sur la santé
• Retour à l'évaluation préalable finale

Annexe 1 : Groupes de substances pétrolières

Annexe 2 : Identification des substances et propriétés physiques et chimiques des structures représentatives des gaz de pétrole et de raffinerie faisant l'objet de la présente évaluation préalable

Annexe 3 : Mesures visant à prévenir, réduire ou gérer les rejets involontaires

Pour l'industrie canadienne du pétrole, les exigences provinciales et territoriales existent généralement pour prévenir et gérer les rejets involontaires des substances et des charges pétrolières dans une installation au moyen de permis d'exploitation (SENES, 2009).

De plus, la législation actuelle sur la santé et la sécurité au travail prévoit des mesures pour minimiser l'exposition professionnelle des employés. Certaines de ces mesures visent également à limiter les rejets involontaires (CanLII, 2009).

Des mesures non réglementaires (p. ex. les lignes directrices, les pratiques exemplaires) sont également prises dans les installations du secteur pétrolier pour réduire les rejets exceptionnels. Ces mesures de contrôle comprennent la sélection du matériel approprié durant l'établissement et la conception des procédés; des inspections et des entretiens réguliers des réservoirs de stockage, des canalisations et des autres équipements liés aux procédés; la mise en place de mesures de détection et de colmatage des fuites, ou d'autres programmes équivalents; l'utilisation de toits flottants dans les réservoirs hors sol afin de réduire la zone gazeuse interne ainsi que la plus faible utilisation possible des réservoirs souterrains, qui peuvent donner lieu à des fuites ou déversements non détectés (SENES, 2009).

Pour les substances contenant des composants hautement volatils (p. ex. naphtes à faible point d'ébullition, essence), un système de récupération de la vapeur est généralement mis en place ou recommandé pour les terminaux de chargement des installations pétrolières canadiennes (SENES, 2009). Un tel système vise à réduire les émissions de gaz d'évaporation pendant les procédures de manipulation.

Annexe 4 : Estimation des rejets des gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries pendant le transport

Processus de calcul générique des quantités de rejet (fuites seulement) du tableau 3 de la présente évaluation :

Pour les rejets involontaires liés à des fuites (kg par fuite) :

MG

PERTEF × MT × VPPG

VPPG

(P/PATM) / (1 + P/PATM)

MSL

MG/NUMS

où :

MG

émissions évaporatives dans l'air en raison de fuites (kg/an)

LOSSF

fraction de perte, obtenue à partir de données historiques sur les fuites déclarées par rapport aux quantités transportées provenant de Statistique Canada et de Transports Canada

MT

quantités transportées, provenant des renseignements fournis en vertu de l'article 71 de la LCPE (1999) [Environnement Canada, 2009]

VPPG

pourcentage réparti dans l'air, estimé à partie de la pression de vapeur seulement (en supposant que les lois de Raoult et de Dalton sont valides)

P

pression de vapeur de la substance à la température de rejet (Pa)

PATM

pression atmosphérique ambiante (Pa)

MSL

émission évaporatives par fuite (kg/an)

NUMS

nombre maximum de fuites par an, selon le tableau A4.1

Comme il a été mentionné dans le texte, le nombre de fuites des pipelines en Alberta a été extrapolé au Canada, en fonction d'une analyse proportionnelle du nombre de fuites par kilomètre de pipelines de l'Alberta, et les kilomètres de pipelines dans chaque province et territoire, peu importe la substance qu'ils transportaient. Les pipelines interprovinciaux n'ont pas été pris en considération, car ils ont un taux de fuite par kilomètre très différent par rapport aux pipelines en Alberta. Les fuites prises en compte ici sont toutes liées à des substances pétrolières et ne sont pas propres aux gaz de pétrole et de raffinerie, car il n'existe aucune donnée propre à ces substances, ni à d'autres substances semblables.

Annexe 5 : Résultats de la modélisation des caractéristiques environnementales des gaz de pétrole et de raffinerie

Tableau A5.1. Résultats de la modélisation de la fugacité de niveau III pour les composants des gaz de pétrole et de raffinerie (EQC, 2003)

Rejet de la substance dans chaque milieu (100 %); Pourcentage de la substance répartie dans chaque milieu

Abréviation : s.o., sans objet.

Tableau A5.3. Données modélisées sur la biodégradation primaire et ultime des structures représentatives des gaz de pétrole et de raffinerie

Dégradation primaire

Dégradation ultime

Annexe 6 : Résultats de la modélisation de l'exposition humaine aux rejets potentiels des quatre gaz de pétrole et de raffinerie faisant l'objet de la présente évaluation préalable

Tableau A6.2. Résultats de la modélisation du profil de dispersion du 1,3-butadiène provenant de rejets involontaires de gaz de pétrole et de raffinerie (restreints aux installations et restreints à l'industrie)^{Note de bas de page Tableau A6.2[a].7}

Annexe 7 : Résumé des effets toxicologiques des classes des composants des gaz de pétrole et de raffinerie^{Note de bas de page[1]}

Alcanes

Chez les humains, on a constaté que les alcanes de faible masse moléculaire (p. ex. méthane) peuvent entraîner le déplacement de l'oxygène en cas d'exposition aiguë à des concentrations élevées, ce qui peut provoquer une asphyxie. Lorsque la masse moléculaire est plus élevée, les substances comme le propane peuvent agir en tant que dépresseurs légers dans le système nerveux central (API, 2001a). Chez les animaux de laboratoire, les valeurs de CL50 des alcanes varient de 658 mg/L (658 000 mg/m³) [butane] à plus de 800 000 ppm (1 440 000 mg/m³) [propane], en fonction de la substance, de la concentration et de la durée de l'exposition aiguë (Shugaev, 1969; Clark et Tinson, 1982). Des rats ont été exposés à des mélanges d'alcanes (50 % butane/50 % pentane; 50 % isobutane/50 % isopentane) par inhalation pendant 90 jours dans le cadre d'une étude visant à déterminer les effets sur les reins; une concentration sans effet observé (CSEO) de 4 489 ppm (11 943 mg/m³)^{Note de bas de page[2]}, (la concentration testée la plus élevée) a été relevée (Aranyi et al., 1986). Des résultats négatifs ont été observés lors des essais de mutagénicité (test d'Ames) concernant divers alcanes (propane, n-butane, isobutane, n-pentane et isopentane), même si trois des gaz (n-pentane, isopentane et isobutane) se sont révélés toxiques à différentes concentrations (Kirwin et Thomas, 1980). La Commission européenne a classé le butane et l'isobutane d'après leur cancérogénicité, lorsque ces substances contiennent du 1,3-butadiène (comme sous-produit du raffinage) à une concentration supérieure ou égale à 0,1 % en poids (Commission européenne, 2001; ESIS, 2008).

Alcènes

Chez les animaux de laboratoire exposés par inhalation, des concentrations pouvant aller de 25 à 70 % pour le propène et de 15 à 40 % pour le butène ont induit un état anesthésique chez les rats, les chats et les souris (Brown, 1924; Riggs, 1925; Virtue, 1950), tandis qu'un état de narcose a été observé chez les souris exposées à une concentration jusqu'à 70 % d'isobutène par inhalation (Von Oettingen, 1940). Les valeurs de toxicité aiguë (CL50) relevées varient de plus de 65 000 ppm (111 736 mg/m³) (propène; masse moléculaire = 42,03 g/mol) à 620 mg/L (620 000 mg/m³) (isobutène) (Shugaev, 1969; Conolly et Osimitz, 1981).

Les études de la toxicité à court terme montrent que l'exposition par voie orale à l'isobutène résulte en une dose sans effet nocif observé de 150 mg/kg du poids corporel par jour, en dépit d'importants changements biochimiques observés, mais comparables aux valeurs témoins historiques (Hazleton Laboratories, 1986). L'exposition à court terme par inhalation a entraîné des changements hématologiques chez des rats exposés pendant quelques jours à des concentrations d'éthène de 60 % (environ 690 000 mg/m³) (Fink, 1968), ainsi que des changements cliniques et biochimiques chez des rats exposés pendant une période de 70 jours à des concentrations d'éthène de 100 ppm (115 mg/m³; masse moléculaire de l'éthène = 28,02 g/mol) [Krasovitskaya et Malyarova, 1968]. L'exposition au propène a entraîné une plus faible valeur CSEO à 10 000 ppm (17 190 mg/m³) pendant 28 jours d'exposition à des concentrations multiples de propène (masse moléculaire = 42,03 g/mol) jusqu'à 17 190 mg/m³(DuPont, 2002).

La concentration minimale avec effet observé identifiée pour la toxicité sous-chronique est de 500 ppm (1 146 mg/m³) dans le cadre d'une étude de 14 semaines, dans laquelle les rats mâles et femelles B6C3F1 et des rats F344/N ont été exposés par inhalation à l'isobutène (masse moléculaire = 56,10 g/mol) à des concentrations allant jusqu'à 8 000 ppm (18 336 mg/m³) entraînant des augmentations importantes du poids absolu et relatif du rein droit chez les souris femelles. Chez les souris mâles, le poids absolu du rein droit a augmenté aux concentrations de 1 000 et de 8 000 ppm (2292 et 18 336 mg/m³). Chez les rats femelles, on a observé une augmentation significative du poids relatif du foie à partir de 500 ppm (1 146 mg/m³) et du poids absolu du foie à partir de 1 000 ppm (2 292 mg/m³). Chez les rats mâles, on a observé une augmentation importante du poids relatif du rein droit à partir de 500 ppm (1 146 mg/m³) avec une augmentation du poids absolu du rein droit à 4 000 ppm (9 168 mg/m³) (NTP, 1998). De plus, une étude de 90 jours consécutifs sur l'inhalation chez les rats nouveaux nés a causé des retards de développement du pelage, de la dentition et de l'ouverture de l'œil, ainsi que de l'hypertension, l'inhibition de l'activité de la cholinestérase et des modifications du comportement, à une concentration d'éthène (masse moléculaire = 28,02 g/mol) de 2,62 ppm (3 mg/m³) [Krasovitskaya et Malyarova, 1968].

En ce qui concerne la toxicité pour le développement, les valeurs de CSEO sont de 5 000 ppm (5 750 mg/m³) pour l'éthène (masse moléculaire = 28,02 g/mol), de 10 000 ppm (17 190 mg/m³) pour le propène (masse moléculaire = 42,03 g/mol) et de 5 000 ppm (11 460 mg/m³) pour le 2-butène (masse moléculaire = 54,04 g/mol) ont été identifiées chez les rats exposés par inhalation (Waalkens-Berendsen et Arts, 1992; Aveyard, 1996; BASF, 2002). Des effets sur les organes reproducteurs ont été observés chez les rats mâles exposés à l'isobutène par inhalation sur une période de 14 semaines; parmi ces effets, on cite notamment une augmentation importante du poids du tissu adipeux épididymal gauche et une diminution de la motilité des spermatozoïdes de l'épididyme à 8 000 ppm (18 336 mg/m³). En outre, une augmentation de la durée de l'œstrus chez les rats femelles a été signalée en conséquence de la diminution de la durée du dioestrus. Toutefois, on n'a pas observé de changement dans la durée du cycle œstral (NTP, 1998).

Le propène et l'éthène ont été classés comme étant cancérogènes du groupe 3 (inclassables quant à leur cancérogénicité pour l'homme) par le CIRC (1994a,b). En ce qui concerne le propène, une étude de deux ans sur l'exposition par inhalation à des concentrations allant jusqu'à 10 000 ppm (17 190 mg/3; masse moléculaire = 42,03 g/mol) a révélé l'occurrence des cas d'hémangiosarcome chez les souris mâles et femelles ainsi que des tumeurs aux poumons (tendance négative avec l'augmentation de la concentration) chez les souris mâles. Aucune tumeur n'a été constatée dans le cadre du même protocole chez les rats (Quest et al., 1984; NTP, 1985). Une autre étude sur l'exposition par inhalation chez les souris (78 semaines) et les rats (104 semaines), réalisée avec des concentrations de propylène allant jusqu'à 5 000 ppm (à 8 600 mg/m³), n'a pas constaté d'écarts de l'incidence de tumeurs par rapport aux groupes témoins (Ciliberti et al., 1988). Pour l'éthène, les résultats d'une étude de deux ans chez les rats n'a pas montré une augmentation de l'incidence de tumeurs à des concentrations allant jusqu'à 3 000 ppm (3 438 mg/m³; masse moléculaire de l'éthène = 28,02 g/mol) [Hamm et al., 1984]. On a observé que l'exposition chronique des rats F344 et des souris B6C3F1, mâles et femelles, à des concentrations d'isobutène allant jusqu'à 8 000 ppm (18 336 mg/m³; masse moléculaire de l'isobutène = 54,04 g/mol) pendant 104 semaines entraînait une augmentation de l'incidence de carcinome dans les cellules folliculaires de thyroïde chez les rats mâles (NTP, 1998). En outre, on a observé l'incidence accrue d'une dégénérescence hyaline dans les museaux des rats et des souris (NTP, 1998).

Il a été observé que l'éthène, le propène et le 1,2-butylène causaient tous une augmentation de l'incidence des adduits à l'ADN in vivo (Segerback, 1983; Tornqvist et al., 1989; Filser et al., 1992; Eide et al., 1995; Wu et al., 1995; Zhao et al., 1999; Rusyn et al., 2005; Pottenger et al.,2007). Cependant, aucune formation de micronoyaux n'a été induite lorsque les rats et les souris y étaient exposés à l'éthène, au propène ou à l'isobutene (Exxon Biomedical Sciences Inc. 1990; Vergnes et Pritts, 1994; NTP, 1998; Pottenger et al.,2007). Lorsque l'éthène, le 1-butène, le 2-butène ou l'isobutène ont été administrés dans les essais in vitro, on a obtenu des résultats négatifs pour la mutagénicité chez les bactéries (Landry et Fuerst, 1968; Hamm et al., 1984; Hughes et al., 1984; Staab et Sarginson, 1984; Shimizu et al., 1985; Victorin et Stahlberg, 1988; Thompson et al., 1992; Wagner et al., 1992; Araki et al., 1994; NTP, 1998; Japan Chemical Industry Ecology-Toxicology and Information Centre, 2000), cellules de lymphomes de souris avec et sans activation (Staab et Sarginson, 1984), à l'induction de micronoyaux sans activation (Jorritsma et al., 1995), aberrations chromosomiques, avec et sans activation (Riley, 1996; Wright, 1992) et transformation cellulaire avec et sans activation (Staab et Sarginson, 1984).

Autres composants

On a constaté que les gaz de raffinerie (dans le cadre du regroupement de l'American Petroleum Institute de regrouper des gaz de pétrole) contiennent des alcadiènes, des alcynes, des hydrocarbures aromatiques, des composés inorganiques et thioliques en plus des alcanes et des alcènes, bien que ces derniers soient en plus petite quantité dans la composition de la charge pétrolière (API, 2001a). Bon nombre de ces composants sont présentés ci-dessous.

Alcadiènes

Comme il est indiqué à la section de l'évaluation préalable consacrée aux effets sur la santé, le 1,3-butadiène, du groupe des alcadiènes, a été classé cancérogène et mutagène par plusieurs organismes nationaux et internationaux (Canada, 2000b; EURAR, 2002; USEPA, 2002; CIRC, 2008; NTP, 2011a). Un examen complet des effets sur la santé humaine du 1,3-butadiène a été réalisé précédemment dans le cadre de la deuxième évaluation de la Liste des substances d'intérêt prioritaire (Canada, 2000b). Le 1,3-butadiène a été par la suite ajoutée à la Liste des substances toxiques de l'annexe 1 de la LCPE (1999). Les études ont montré que, à des fortes concentrations, les alcadiènes avaient des propriétés narcotiques, mais une faible toxicité générale (Sandmeyer, 1981).

Une autre substance appartenant au groupe des alcadiènes (2-méthyl-1,3-butadiène ou isoprène) est également classée comme substance cancérogène (groupe 2B : possiblement cancérogène pour l'homme [CIRC, 1999]; catégorie 2 : cancérogène présumé pour l'homme, peut causer le cancer [Commission européenne, 2004] et « dont on peut raisonnablement présumer qu'elle soit cancérogène pour l'homme » [NTP, 2011b], et comme mutagène (Commission européenne, 2004; ESIS, 2008). Il a été observé que l'isoprène a des effets sur la reproduction des souris (atrophie testiculaire semblable à celle observée après l'exposition au 1,3-butadiène) ainsi que des effets sur le développement (diminution du poids corporel des fœtus et augmentation des côtes surnuméraires) [Mast et al., 1989, 1990]. En outre, une étude sur les souris a signalé que l'isoprène aurait des répercussions sur le taux de mortalité, le poids corporel, le poids des organes, l'hématologie et l'histopathologie (hyperplasie de l'estomac, dégénérescence de l'épithélium olfactif, atrophie du thymus, foyers modifiés au niveau du foie, hyperplasie alvéolaire, dégénérescence de la moelle épinière) après une exposition par inhalation à court et à long terme (Melnick et al., 1990, 1994, 1996). En raison de la cancérogénicité, selon laquelle il pourrait exister une possibilité d'effets nocifs à tout niveau d'exposition, le gouvernement Canada a conclu que l'isoprène devrait être considéré comme une substance pouvant pénétrer dans l'environnement en une quantité, à une concentration ou dans des conditions qui constituent ou peuvent constituer un danger pour la vie et la santé de la population canadienne (Canada, 2008).

Alcynes

On a déclaré l'éthyne, ou acétylène, simple agent asphyxiant (HSDB, 2008) dont les effets observés chez les humains exposés par inhalation comprennent l'intoxication, l'agressivité et la perte de conscience à des concentrations élevées (USEPA, 2008c). L'acétylène est reconnu pour accroître la mortalité chez différentes espèces d'animaux de laboratoire, ainsi que causer l'intoxication ou l'anesthésie. Ses effets sur le foie (CMENO = 266,3 mg/L [266 300 mg/m³], les reins et la rate des rats exposés par inhalation de façon répétée. Aucun effet génotoxique n'a été observé in vitro (USEPA, 2008c).

Aromatiques

Le benzène a été classé cancérogène par le gouvernement du Canada (cancérogène pour l'homme; Liste des substances toxiques de l'annexe 1 de la LCPE de 1999) [Canada, 1993]; par le CIRC (1987) [Groupe 1 : cancérogène pour les humains]; par la Commission européenne (cancérogène de catégorie 1 : peut causer le cancer) [ESIS, 2008]; par le NTP des États-Unis (2011c) [cancérogène humain reconnu] et l'USEPA (2008d) [groupe A]. De plus, le benzène a été classé comme substance mutagène (catégorie 2 : peut causer des dommages génétiques héréditaires) [Commission européenne, 2004; ESIS, 2008].

Inorganiques

Le sulfure d'hydrogène a été évalué par le Programme international sur la sécurité des substances chimiques (PISSC) dans une monographie Critère d'hygiène de l'environnement (PISSC, 1981) et dans un Résumé succinct international sur l'évaluation des risques chimiques (PISSC, 2003). Par ailleurs, l'Agency for Toxic Substances and Disease Registry des États-Unis (ATSDR, 2006) a établi un profil toxicologique sur le sulfure d'hydrogène. À l'heure actuelle, le gouvernement du Canada évalue les effets potentiels du sulfure d'hydrogène sur la santé humaine à partir de différentes utilisations et sources.

L'ammoniac a été évalué par le PISSC (1986), l'ATSDR (2004) et l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) dans le cadre du programme du Screening information dataset (SIDS) [OCDE, 2007]. En outre, à la suite de l'évaluation réalisée par le gouvernement du Canada, l'ammoniac est une substance visée par le Programme d'évaluation des substances d'intérêt prioritaire pour sa présence dans le milieu aquatique. Dans ce rapport d'évaluation, « les conclusions basées sur un ensemble plus exhaustif de données sur les effets environnementaux assurent également la protection de la santé humaine » (Environnement Canada, 2001a).

L'azote et le dioxyde de carbone sont tous deux déclarés ingrédients inertes dans des pesticides par l'USEPA (2004b). La Commission européenne a classé le monoxyde de carbone agent toxique pour la reproduction de catégorie 1 (ESIS, 2008) et l'IPCS en a lui aussi fait l'analyse (1999).

Thiols

Deux substances thioliques considérées comme étant des composants des gaz de pétrole et de raffinerie ont été évaluées ou examinées par plusieurs organismes nationaux ou internationaux; toutefois, dans le cadre de la présente évaluation, une évaluation de ces composants ne sera pas prise en compte.

Le méthanethiol (ou méthylmercaptan) a été examiné par l'ATSDR (1992) et a été inclus dans un examen des sulfures aliphatiques et aromatiques et des thiols réalisé par le Comité mixte d'experts des additifs alimentaires (CMEAA) de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) et de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) [OMS, 2000]. De plus, aussi bien le méthanethiol que l'éthanethiol sont des substances qui devraient être évaluées dans le cadre du programme du Screening information dataset, mais un examen final n'était pas possible au moment de l'élaboration de la présente évaluation (OCDE, 2000).

Annexe 8 : Résumé des renseignements sur les effets critiques du 1,3-butadiène sur la santé