Document supplémentaire sur la caractérisation des risques en soutien à l’ébauche d’évaluation préalable du zinc et de ses composés

Titre officiel : Document supplémentaire sur la caractérisation des risques en soutien à l’ébauche d’évaluation préalable du zinc et de ses composés - Exposition due au secteur des pâtes et papiers et caractérisation des risques

Environnement et Changement climatique Canada

2021

Synopsis

L’ébauche de l’évaluation préalable du zinc et de ses composés a été publiée le 29 juin 2019. Le présent document contient des renseignements additionnels et des données identifiées ou produites depuis la publication de l’ébauche pour étayer la finalisation de cette évaluation préalable.

La portée du présent document supplémentaire sur la caractérisation des risques se limite à l’évaluation des inquiétudes potentielles pour l’environnement dues aux rejets de zinc par les usines de pâtes, papiers et cartons au Canada. Au moment du développement de l’ébauche d’évaluation du zinc et de ses composés, il n’y avait que des données limitées sur les rejets de zinc dans l’environnement par ce secteur. Les données et l’analyse du présent document sont publiées afin de fournir une occasion au public de faire des commentaires sur ces nouveaux renseignements avant qu’ils soient pris en compte pour l’évaluation préalable finale et, si cela est approprié, sur le document sur le cadre de gestion des risques correspondant.

Le zinc est un élément naturel et il est essentiel pour les plantes et d’autres formes de vie. Le zinc peut être présent dans la matière première organique utilisée pour les processus de production de pâtes et papiers, dans des sources de combustibles (p. ex. combustibles dérivés de déchets, gaz et huiles) utilisées par les usines de pâtes et papiers ou dans des substances utilisées pour les procédés de pâtes et papiers (agents de blanchiment, matières de charge, additifs, azurants, etc.).

Aucune réponse n’a été reçue suite aux avis publiés en vertu de l’article 71 de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement (1999) (LCPE) pour l’importation ou la production d’une substance visée quelconque contenant du zinc associée au code 3221 du Système de classification des industries de l’Amérique du Nord (SCIAN) (usines de pâtes, papiers et cartons). Des réponses ont toutefois indiqué que des substances contenant du zinc sont présentes dans des produits en papier, des mélanges ou des articles manufacturés.

Il a été montré que les concentrations environnementales estimées dans les eaux de surface à partir de données sur la surveillance de la qualité des effluents excèdent les concentrations estimées sans effet pour certaines usines de pâtes et papiers.

En se basant sur les renseignements disponibles, il a été montré que les quotients de risque d’un nombre limité d’usines de pâtes et papiers sont élevés, indiquant un potentiel d’effets nocifs sur l’environnement dus au zinc.

1. Introduction

En vertu de l’article 68 ou 74 de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement (1999) (LCPE), les ministres de l’Environnement et de la Santé ont réalisé une évaluation préalable du zinc et de ses composés. Une ébauche de cette évaluation préalable a été publiée le 29 juin 2019 (ECCC, SC 2019).

Le présent document contient des renseignements additionnels pour étayer la finalisation de l’évaluation préalable du zinc et de ses composés. Il inclut des données identifiées ou produites depuis la publication de l’ébauche. Des données pertinentes ont été identifiées jusqu’en avril 2020. Une recherche bibliographique ciblée a été réalisée jusqu’en mai 2020.

La portée du présent document supplémentaire sur la caractérisation des risques se limite à l’évaluation des inquiétudes potentielles pour l’environnement dues aux rejets de zinc par les usines de pâtes, papiers et cartons au Canada. Lors du développement de l’ébauche d’évaluation préalable du zinc et de ses composés, il n’y avait que des données limitées sur les rejets de zinc dans l’environnement par ce secteur.

Ces données et leur analyse ont été publiées pour donner l’occasion au public de faire des commentaires sur les nouveaux renseignements avant leur prise en compte pour l’évaluation préalable finale et, si cela est approprié, sur le document sur le cadre de gestion des risques correspondant.

2. Sources et utilisations

Les métaux sont présents naturellement dans l’environnement, et plusieurs sont des éléments essentiels pour les plantes et d’autres formes de vie. Des métaux peuvent donc être présents dans la matière première organique utilisée par les usines de pâtes et papiers (Melanson 2000). Des métaux peuvent aussi être présents dans des sources de combustible (p. ex. combustibles dérivés de déchets, gaz et huiles) utilisées par les usines de pâtes et papiers (ECCC, SC 2017, Statistique Canada 2007) ou dans des substances utilisées intentionnellement pour ces procédés (agents de blanchiment, matières de charge, additifs, azurants, etc.). Les effluents des usines de pâtes et papiers peuvent donc contenir un certain nombre de métaux, dont le zinc.

2.1 Renseignements soumis en réponse à une enquête menée en vertu de l’article 71 de la LCPE

Aucune réponse n’a été reçue suite à des avis publiés en vertu de l’article 71 de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement (1999) (LCPE) pour l’importation ou la production d’une substance visée quelconque contenant du zinc associée au code 3221 du Système de classification des industries de l’Amérique du Nord (SCIAN) (usines de pâtes, papiers et cartons) (Canada 2009, Canada 2012, Canada 2017). Des réponses ont toutefois indiqué que des substances contenant du zinc sont présentes dans des produits en papier, des mélanges ou des articles manufacturés.

3. Rejets dans l’environnement

Les usines de pâtes, papiers et cartons (code 3221 du SCIAN) ont été mentionnées dans l’ébauche d’évaluation préalable en tant que secteur rejetant des quantités relativement importantes de zinc dans l’eau, les plus importantes après celles du secteur des eaux usées (ECCC, SC 2019). Les données de l’INRP pour 2016 et 2017 (INRP 2020) sont devenues disponibles après la publication de l’ébauche d’évaluation préalable et seront prises en compte pour l’évaluation préalable finale. De plus, pour les usines ayant rapporté des rejets directs de substances dans l’eau en 2016 et 2017, déterminés par surveillance continue des émissions, surveillance des émissions estimées ou tests à la source, les concentrations dans les effluents rapportées à l’INRP sont devenues disponibles.  

4. Potentiel d’effets nocifs sur l’environnement

La caractérisation du danger est décrite à la section 7.3 de l’ébauche d’évaluation préalable (ECCC, SC 2019). Brièvement, la recommandation canadienne pour la qualité de l’eau (RCQEau) à long terme pour la protection de la vie aquatique et la recommandation provisoire pour la qualité des sédiments (RPQS) ont respectivement été retenues comme concentrations estimées sans effet (CESE) pour la vie aquatique et pour la caractérisation du danger posé par les sédiments (CCME 2018a, CCME 2018b, CCME 1999). Aucune extrapolation en dehors du domaine établi des facteurs modifiant la toxicité (FMT) de la RCQEau n’a été faite, en accord avec les analyses faites dans l’ébauche d’évaluation préalable pour d’autres secteurs.

5. Évaluation de l’exposition environnementale

L’évaluation de l’exposition environnementale a tenu compte des données sur l’exposition due aux quatre sources décrites ci-après.

Les usines de pâtes, papiers et cartons sont un des principaux secteurs déclarant des rejets de zinc et ses composés à l’INRP et, en particulier, dans le milieu aquatique pour la majorité des usines. Les concentrations moyennes annuelles de zinc total (Zn‑T) dans les effluents étaient disponibles pour 2016 et 2017 auprès de l’INRP pour 11 usines, déterminées au moyen de la méthode du test à la source (INRP 2020).

Le secteur canadien des pâtes et papiers inclut des installations (usines) qui produisent toute une gamme de produits, dont du papier, du carton, du papier journal et de la pâte. Ces usines sont sujettes au Règlement sur les effluents des fabriques de pâtes et papiers (REFPP) en vertu de la Loi sur les pêches (Canada 2018). Toutefois, le zinc ne fait pas partie des paramètres requis pour la surveillance des effluents en vertu de la partie 1(1) de l’Annexe II de ce règlement, et la surveillance de la qualité de l’eau n’est pas non plus requise. Néanmoins, un nombre limité de documents sur la conception d’étude et des rapports interprétatifs d’étude de suivi des effets sur l’environnement (ESEE) contenaient des concentrations de zinc mesurées dans des effluents ou dans des eaux de surface de zones de référence ou d’exposition (p. ex. faisant partie de la caractérisation d’un site plus vaste ou d’une recherche de causes) (ESEE 2020). Les concentrations mesurées de zinc dissous (Zn-D) et de Zn-T dans des zones d’exposition et les zones de référence correspondantes étaient limitées respectivement à 4 et 5 installations, avec des tailles d’échantillon limitées et une disponibilité temporelle limitée. Des concentrations mesurées de Zn-T dans les effluents étaient disponibles pour 14 usines. Les concentrations mesurées de Zn-T dans les sédiments d’une zone d’exposition et de la zone de référence correspondante n’étaient disponibles que pour une seule usine (ESEE 2020).

Des concentrations mensuelles (approximatives) de Zn-T dans les effluents rapportées au ministère de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MELCC) du Québec pour la période 2013-2018 étaient aussi disponibles pour cinq installations d’intérêt identifiées dans l’ensemble de données REFPP-ESEE (MELCC 2020a). Quand des divergences étaient notées entre les concentrations dans les effluents rapportées dans les documents REFPP-ESEE et les concentrations dans les effluents soumise au MELCC, ces dernières ont été jugées les bonnes (communication personnelle, courriel de la Division des produits forestiers et Loi sur les pêches d’ECCC à la Division d’évaluation environnementale d’ECCC, 15 mai 2020; non référencé). Des facteurs modifiant la toxicité (FMT) supplémentaires ont été tirés de la Banque de données sur la qualité du milieu aquatique (BQMA) (disponibles pour le carbone organique dissous (COD) et le pH seulement) en tant que raffinement remplaçant les moyennes géométriques de l’écozone. Les données de la BQMA ont été extraites de l’Atlas interactif de la qualité des eaux et des écosystèmes aquatiques du MELCC pour les stations de surveillance jugées d’une proximité pertinente des installations ou représentant des conditions similaires de la zone d’exposition ou de la zone de référence (c.-à-d. identifiées dans un rapport interprétatif ESEE ou un document de conception d’étude) (MELCC 2020b). Des concentrations annuelles moyennes de zinc dans les effluents (lixiviats) de sites d’enfouissement d’usines de pâtes et papiers étaient aussi disponibles dans l’Atlas des pressions sur le milieu aquatique du MELCC (MELCC 2020c). Des données étaient disponibles pour 13 circuits d’effluent de 11 usines entre 2013 et 2018.

De plus, des données sur l’exposition au zinc ont été fournies par le National Council for Air and Stream Improvement (NCASI), qui a conçu, coordonné et géré une campagne d’échantillonnage (août 2018 à janvier 2019) dans 30 usines représentant deux catégories de procédé (mécanique et chimique), des sources de fibres de bois différentes et couvrant 4 écozones (NCASI 2020). Des concentrations de Zn-T et de Zn‑D dans les effluents et celles de Zn-T, de Zn-D, du pH et de la dureté des eaux ambiantes ou de l’influent étaient disponibles pour 17 usines à procédé chimique et 13 à procédé mécanique. Des CESE ont été calculées en utilisant le pH et la dureté des eaux ambiantes ou de l’influent correspondant, la moyenne géométrique du COD de l’écozone en tant que FMT.

Quand elles étaient disponibles, les concentrations mesurées de zinc dans les zones d’exposition et de référence ont été utilisées directement comme concentrations environnementales estimées (CEE) pour l’évaluation de l’exposition (ESEE 2020). Les concentrations mesurées de Zn-D étaient préférées pour le calcul des CEE, les concentrations mesurées de Zn-T étant utilisées en leur absence. Quand les concentrations mesurées dans l’environnement récepteur (et l’environnement de référence correspondant) n’étaient pas disponibles, les concentrations de zinc ont été modélisées à partir des concentrations de l’effluent. Les concentrations de l’effluent de chaque source de données (INRP 2020, ESEE 2020, MELCC 2020a, MELCC 2020b, NCASI 2020) ont été utilisées pour calculer les CEE modélisées au moyen de l’équation ci-après. Les concentrations « non détectées » ont été remplacées par une valeur égale à la moitié de la limite de détection de la méthode. Ces non-détections prévalaient pour les eaux de surface (> 50 % des échantillons), mais étaient rares dans le cas de la surveillance de la qualité de l’effluent (~1 % des échantillons).

CEE (μg/L) = C_réf (μg/L) + ((C_eff (μg/L) – C_réf (μg/L)) / (R_f (L/j) / R_eff (L/j)))

C_réf est la concentration de référence de zinc. Pour définir les concentrations de référence, les concentrations de zinc dans les eaux réceptrices (en amont du point de rejet final) ont été préférées, suivies de celles dans l’eau de l’influent et de la concentration médiane de référence dans l’écozone. C_eff est la concentration de zinc dans l’effluent. Le terme R_f/R_eff représente la dilution de l’effluent dans les eaux réceptrices, R_eff étant le débit de l’effluent et R_f le 10^ème percentile du débit des eaux réceptrices. Les données collectées pour d’autres évaluations préalables récentes indiquent que le facteur de dilution efficace maximal standard de 10 est appliqué à la vaste majorité des rejets directs des usines de pâtes et papiers. En conséquence, le terme R_f/R_eff a été remplacé par 10 pour calculer les CEE pour ce secteur. Les moyennes géométriques des FMT de l’écozone ont été utilisées pour calculer les CESE correspondantes. La détermination des concentrations ambiantes de zinc et des FMT est décrite à la section 7.4 de l’ébauche d’évaluation préalable (ECCC, SC 2019), ou bien ces concentrations ont été obtenues du MELCC (2020b), tel que susmentionné.

Les gammes de CEE moyennes calculées pour chaque source de données décrites ci‑avant sont rapportées dans le tableau 6-1. Des CEE de Zn-D calculées spécifiques tirées de l’ensemble de données du NCASI sont rapportées à la figure 5-1.

6. Caractérisation des risques pour l’environnement

L’approche suivie pour la caractérisation des risques posés à l’environnement est décrite à la section 7.5 de l’ébauche d’évaluation préalable (ECCC, SC 2019).

6.1 Analyse des quotients de risque

Pour la caractérisation des risques posés à l’environnement par le secteur des pâtes et papiers, il a été tenu compte des données d’exposition pour chacune des quatre sources décrites à la section 5 du présent document : mesures de zinc dans les eaux de surface et concentrations dans les effluents dans des rapports interprétatifs soumis en vertu des dispositions des ESEE du REFPP (ESEE 2020), concentrations moyennes de zinc dans les effluents obtenues par des méthodes de test à la source rapportées à l’INRP (NPRI 2020), concentrations dans les effluents obtenues du Ministère de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MELCC 2020a, 2020c) et une campagne d’échantillonnage et étude organisées par le  NCASI, qui ont  consisté à mesurer les concentrations dans des échantillons d’effluent, des eaux ambiantes et des eaux de captage (NCASI 2020).

Les données sur la surveillance environnementale collectées dans les zones d’exposition des usines de pâtes et papiers se limitaient à celles rapportées en vertu des dispositions des ESEE du REFPP (ESEE 2020). Les concentrations de Zn-D dans les zones d’exposition et les zones de référence correspondantes de quatre usines étaient faibles, le QR médian le plus grand et le QR individuel maximal étant respectivement égaux à 0,09 et 0,23. Les concentrations de Zn-T dans les effluents étaient un peu plus disponibles dans l’ensemble de données des ESEE. Les concentrations dans les effluents tirées des rapports d’ESEE ont été remplacées par des données équivalentes soumises au MELCC pour faire correspondre les dates d’échantillonnage, quand cela était possible, afin de tenir compte de divergences observées pour certaines usines. Les QR calculés à partir d’une modélisation de l’effluent étaient élevés pour 5 des 14 usines pour lesquelles on disposait de données. La fréquence des dépassements de la CESE pour ces cinq usines allait de 38 à 100 %. Toutefois, des usines associées à des QR élevés, seules 2 rejettent leur effluent dans de l’eau douce. Les 3 autres rejettent leurs effluents dans un estuaire fluvial ou des environnements estuariens. Puisqu’« il n’est pas approprié d’appliquer la recommandation pour la qualité des eaux douces pour le zinc à des environnements marins ou estuariens » (CCME 2018), la puissance de l’interférence des QR pour ces usines peut être réduite.

Un raffinement potentiel basé sur des FMT a été pris en compte pour les usines associées à des quotients de risque modélisés élevés REFPP-ESEE en utilisant des médianes de données de surveillance de la Banque de données sur la qualité du milieu aquatique (BQMA) (disponibles pour le COD et le pH seulement) comme raffinement local remplaçant les moyennes géométriques de l’écozone. Toutefois, en termes de fréquence des dépassements de la CESE, le raffinement des FMT en utilisant les données de la BQMA ne change pas significativement les résultats d’une quelconque des 5 usines pour lesquelles les QR sont élevés (c.-à-d. que les QR restent élevés).

Des quotients de risque élevés ont été calculés à partir de concentrations de l’INRP pour l’effluent de 4 des 11 usines en 2016 ou 2017. Néanmoins, 3 de ces usines rejettent leurs effluents dans des environnements d’estuaire fluvial ou estuariens.

La caractérisation des risques posés par le secteur des pâtes et papiers a aussi tenu compte des données de surveillance de  Zn-D, de Zn-T, du pH et de la dureté dans les effluents, les eaux ambiantes et les influents bruts de 30 usines canadiennes, d’août 2018 à janvier 2019 (NCASI 2020). Les CESE spécifiques des usines ont été calculées en utilisant les données sur le pH et la dureté des eaux ambiantes et les valeurs de COD de l’écozone représentative. Les QR pour Zn-D pour les eaux d’exposition modélisées et les eaux ambiantes sont présentées à la figure 6-1 (NCASI 2020).

Les quotients de risque calculés à partir des données du MELCC pour les effluents des sites d’enfouissement d’usines de pâtes et papiers (MELCC 2020c), pour 13 circuits d’effluent de 11 usines, indiquent une faible fréquence des dépassements de la CESE, en particulier au cours des dernières années.

Finalement, des données sur les sédiments ont été rapportées au REFPP-ESEE pour une seule usine (ESEE 2020). Les QR calculés pour les sédiments pour cette usine n’étaient pas élevés et très similaires à ceux pour les zones d’exposition et de référence.

Nous présentons dans le tableau 6-1 un résumé des CEE, des CESE correspondantes et des QR pour toutes les sources de données identifiées pour le secteur des pâtes et papiers. Globalement, un nombre limité d’usines de pâtes et papiers affichent un potentiel d’effets nocifs sur l’environnement dus au zinc, basé sur la modélisation de la concentration de l’effluent et mis en évidence par des quotients de risque élevés pour certaines usines, en particulier ceux de l’ensemble de données du NCASI qui contient la plus grande représentation des usines et rapporte la fraction préférée pour la caractérisation des risques, à savoir Zn-D. Inversement, la quantité limitée de données de surveillance de Zn-D et Zn-T dans les zones d’exposition et de référence correspondante, et l’exposition modélisée à partir des données sur les effluents des sites d’enfouissement, suggèrent un potentiel limité d’effets nocifs sur l’environnement. Pris ensemble, il existe un potentiel d’effets nocifs du zinc sur l’environnement pour un nombre limité d’usines du secteur des pâtes et papiers.

Abréviations : CEE = concentration environnementale estimée; CESE = concentration estimée sans effet; QR = quotient de risque; Zn-D = zinc dissous; Zn-T = zinc total.

^a Pas rapporté explicitement, mais assumé représenter les concentrations de zinc total.

^b L’unité pour ces valeurs est le µg Zn/L

^c L’unité pour ces valeurs est le mg Zn/kg

6.2 Prise en compte des éléments de preuve

Les éléments de preuve clés à l’effet que les rejets de zinc du secteur des pâtes et papiers présentent un potentiel d’effets nocifs sur l’environnement sont présentés dans le tableau 6-2. Le niveau de confiance fait référence à l’influence combinée de la qualité et de la variabilité des données, aux lacunes dans les données, à la causalité, à la plausibilité et à toute extrapolation requise pour l’élément de preuve. La pertinence fait référence à l’impact que l’élément de preuve a sur la détermination du potentiel d’effets nocifs sur l’environnement au Canada. Les qualificateurs utilisés pour l’analyse vont de faible à élevé, avec la pondération assignée conduisant à cinq résultats possibles.

7. Incertitudes de la caractérisation des risques pour l’environnement

La caractérisation du danger du zinc pour l’environnement étant alignée sur des RCQEau récentes et robustes et la RIQS, la plupart des incertitudes de la caractérisation des risques pour l’environnement dus au secteur des pâtes et papiers concernent la caractérisation de l’exposition.

Les données sur la surveillance de la qualité de l’eau tirées des rapports interprétatifs REFPP-ESEE et de documents sur la conception d’études constituent un ensemble de données éparses représentant une très faible proportion du secteur. Cet ensemble de données sur la surveillance de la qualité de l’eau étant très petit, il n’est pas assez robuste pour pouvoir être extrapolé de manière significative à toutes les usines canadiennes, le potentiel de risques pouvant être plus ou moins grand. Les faibles QR ne peuvent pas servir pour une lecture croisée ou être présumés pour des usines pour lesquelles seuls des QR modélisés à partir de données sur l’effluent sont disponibles, dont certains sont élevés (supérieurs à 1). L’absence d’une exigence de déclaration systématique pour le zinc dans le REFPP introduit un biais considérable dans l’ensemble de données disponibles ESEE, qui ne peut pas être facilement quantifié. Une plus grande certitude de cette analyse a été fournie par l’étude du NCASI, non seulement en raison de sa plus grande représentation des usines du secteur, mais aussi en raison des mesures de Zn-D et de Zn-T dans les effluents et des mesures de Zn-D, de Zn-T, du pH et de la dureté dans les eaux ambiantes (influent brut ou circuit récepteur en amont du point de rejet).

Une certaine incertitude de la caractérisation des risques peut être introduite par la comparaison des concentrations de Zn-T aux CESE, qui sont généralement destinées à une comparaison aux concentrations de Zn-D moins fréquemment mesurées. Pour mieux évaluer cette incertitude, les concentrations moyennes de Zn-D et de Zn-T dans l’effluent et les concentrations moyennes ambiantes de Zn-D et de Zn-T pour un même code d’échantillon (NCASI 2020) ont été comparées sous forme de diagrammes en haricot (figure 7-1). Ces diagrammes indiquent que dans la plupart des cas les concentrations moyennes de Zn-D et de Zn-T dans l’effluent étaient similaires, avec un rapport Zn-D/Zn-T dans l’effluent souvent proche de un. Ceci suggère que les calculs de quotient de risque basés sur la concentration de Zn-T dans l’effluent peuvent représenter une approche raisonnable de pire cas pour le calcul du quotient de risque quand les données sur Zn-D sont absentes.

Références

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