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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

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Table des matières

Sommaire

Les ministres de l'Environnement et de la Santé ont procédé à une évaluation préalable des gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries suivants :

Substances de gaz de pétrole et de raffinerie [restreints aux industries]
No CASNote de bas de page[a] Nom dans la LISNote de bas de page[b]
68131-75-9 Gaz en C3-4 (pétrole)
68477-33-8 Gaz en C3-4 (pétrole), riches en isobutane
68477-85-0 Gaz (pétrole), riches en C4
68527-19-5 Hydrocarbures en C1-4, fraction débutaniséeNote de bas de page[c]

Une priorité élevée a été accordée à la prise de mesures à l'égard de ces substances durant la catégorisation visant la Liste intérieure (LI), car il a été établi qu'elles présentent un risque d'exposition intermédiaire pour les particuliers au Canada et que leur risque pour la santé humaine est élevé. Elles ne satisfont pas aux critères de catégorisation écologique relatifs à la persistance, au potentiel de bioaccumulation et à la toxicité intrinsèque pour les organismes non humains. Ces substances ont été incluses dans l'approche pour le secteur pétrolier parce qu'elles sont liées au secteur pétrolier et qu'il s'agit de combinaisons complexes d'hydrocarbures pétroliers.

Les gaz de pétrole et de raffinerie, produits par les installations pétrolières (c.-à-d. les raffineries, les usines de valorisation ou les usines de traitement du gaz naturel), sont une catégorie d'hydrocarbures légers, saturés et non saturés. La composition des gaz de pétrole et de raffinerie varie en fonction de la source de pétrole brut, du bitume ou du gaz naturel, ainsi que des conditions du processus de transformation et des unités de traitement utilisées. De ce fait, ces gaz de pétrole et de raffinerie sont considérés comme des substances de composition inconnue ou variable, des produits de réaction complexes ou des matières biologiques (UVCB). Des structures représentatives de chaque classe chimique des substances ont été choisies pour prévoir le comportement général de ces substances complexes et évaluer les effets potentiels sur l'environnement.

Trois gaz de pétrole et de raffinerie (nos CAS 68131-75-9, 68477-33-8 et 68477-85-0) faisant l'objet de la présente évaluation préalable sont restreints aux industries, c'est-à-dire qu'ils constituent un sous-ensemble de gaz de pétrole et de raffinerie qui peuvent quitter une installation du secteur pétrolier et être transportés dans d'autres installations industrielles. Les gaz de pétrole et de raffinerie peuvent être utilisés sur place ou transportés vers d'autres installations industrielles pour utilisation comme matière première ou combustible, ou mélangés à d'autres substances qui quittent le site avec des nos CAS différents. Les renseignements mis à jour du secteur industriel indiquent que la substance portant le n° CAS 68527-19-5 n'est pas transportée vers d'autres installations industrielles actuellement. Malgré cela, ce n° CAS a été inclus dans la présente évaluation, puisqu'il a été établi que son inclusion ne modifiait pas les conclusions de l'évaluation, que ce soit pour les gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux installations ou pour ceux restreints aux industries.

Selon les renseignements soumis en vertu de l'article 71 de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement(1999) [LCPE (1999)] et d'autres sources d'information, les gaz de pétrole et de raffinerie sont transportés à partir des raffineries, des usines de valorisation et des usines de traitement du gaz naturel à d'autres installations par pipeline ou dans des contenants sous pression par train. Compte tenu des propriétés physiques et chimiques de ces gaz (p. ex. la forte pression de vapeur), les rejets de gaz de pétrole et de raffinerie dans l'atmosphère sont possibles.

D'après les renseignements disponibles, on considère qu'il est peu probable que ces gaz de pétrole et de raffinerie causent des effets écologiques nocifs au Canada. L'un des composants des gaz de pétrole et de raffinerie, l'éthène, est actuellement étudié dans une évaluation préalable, et ses effets nocifs potentiels ne sont pas pris en compte dans la présente évaluation. Il sera ainsi possible d'étudier les rejets d'éthène des activités industrielles dans leur ensemble au lieu d'essayer de relier ces rejets aux substances précises considérées dans la présente évaluation.

D'après les renseignements contenus dans le présent rapport, on conclut que ces gaz de pétrole et de raffinerie (nosCAS 68131-75-9, 68477-33-8, 68477-85-0 et 68527-19-5) ne satisfont pas aux critères énoncés aux alinéas 64a) et b) de la LCPE (1999) car ils ne pénètrent pas dans l'environnement en une quantité ou concentration ou dans des conditions de nature à avoir, immédiatement ou à long terme, un effet nocif sur l'environnement ou sur la diversité biologique, ou à mettre en danger l'environnement essentiel pour la vie.

Il est reconnu qu'une petite partie de la population générale peut être exposée à ces gaz de pétrole et de raffinerie dans les environs des installations pétrolières. L'exposition de la population générale durant la manutention (chargement et déchargement) et le transport de ces gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries est peu probable, compte tenu de la nature des systèmes de transport et des règlements adoptés afin de prévenir ou limiter les rejets liés aux activités de manutention et de transport.

Un effet critique constituant un risque pour la santé identifié par la catégorisation initiale des gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries est leur cancérogénicité, selon la classification des organismes internationaux. L'Union européenne a défini les gaz de pétrole et de raffinerie contenant plus de 0,1 % en poids de 1,3-butadiène comme des substances cancérogènes. De plus, le 1,3-butadiène a été désigné par Santé Canada et plusieurs organismes de réglementation internationaux comme une substance cancérogène et a été ajouté à la Liste des substances toxiques de l'annexe 1 de la LCPE (1999). On a observé que le 1,3-butadiène était un cancérogène multisite chez les rongeurs par inhalation, responsable de l'augmentation des cas de tumeurs à toutes les concentrations testées. Selon les résultats des essais in vitro et in vivo,le 1,3-butadiènes'est également révélé génotoxique, et la plausibilité de son mode d'action dans l'induction de tumeurs implique une interaction directe avec le matériel génétique.

Sur la base des renseignements disponibles, le 1,3-butadiène est considéré présent dans les gaz de pétrole et de raffinerie du Groupe 2. Par conséquent, et conformément à l'approche utilisée pour évaluer les gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux installations (Groupe 1), le 1,3-butadiène a été choisi comme un composant très dangereux afin de définir l'exposition potentielle de la population générale. Il est reconnu que les émissions de gaz de pétrole et de raffinerie du Groupe 2 contribuent à une partie des rejets précédemment attribués aux gaz du Groupe 1. Dans cette évaluation, il a été déterminé que les marges entre la tranche supérieure des estimations de l'exposition au 1,3-butadiène et les estimations du potentiel cancérogène établies pour l'exposition au 1,3-butadiène par inhalation sont considérées comme potentiellement inadéquates pour tenir compte des incertitudes relatives aux effets sur la santé et à l'exposition. Les marges d'exposition pour les paramètres finaux des effets autres que le cancer sont jugées adéquates.

À la lumière de la contribution de ces quatre gaz de pétrole ou de raffinerie aux rejets totaux des installations, on conclut que ces substances satisfont aux critères énoncés à l'alinéa 64c) de la LCPE (1999) car ils pénètrent ou peuvent pénétrer dans l'environnement en une quantité ou concentration ou dans des conditions de nature à constituer un danger au Canada pour la vie ou la santé humaines.

D’après les renseignements disponibles, on conclut que les quatre gaz de pétrole et de raffinerie portant les nosCAS 68131-75-9, 68477-33-8, 68477-85-0 et 68527-19-5 satisfont à un ou plusieurs critères de l'article 64 de la LCPE (1999).

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Introduction

La Loi canadienne sur la protection de l'environnement(1999) [LCPE (1999)] (Canada, 1999) exige que les ministres de l'Environnement et de la Santé procèdent à une évaluation préalable des substances qui satisfont aux critères de la catégorisation énoncés dans la Loi afin de déterminer si elles présentent ou sont susceptibles de présenter un risque pour l'environnement ou la santé humaine.

En se fondant sur l'information obtenue dans le cadre de la catégorisation, les ministres ont jugé qu'une attention prioritaire devait être accordée à un certain nombre de substances :

Un élément clé du Plan de gestion des produits chimiques du gouvernement du Canada est l'approche pour le secteur pétrolier (ASP), qui prévoit l'évaluation d'environ 160 substances pétrolières jugées hautement prioritaires. Ces substances sont principalement liées au secteur pétrolier et sont considérées comme des substances de composition inconnue ou variable, des produits de réaction complexes ou des matières biologiques (UVCB).

Les évaluations préalables mettent l'accent sur les renseignements jugés essentiels pour déterminer si une substance satisfait aux critères de toxicité des substances chimiques au sens de l'article 64 de la LCPE (1999). Les évaluations préalables visent à examiner des renseignements scientifiques et à tirer des conclusions fondées sur la méthode du poids de la preuve et le principe de prudenceNote de bas de page[1].

Groupes de substances pétrolières

Les substances pétrolières hautement prioritaires sont divisées en neuf groupes de substances en fonction des similitudes qui existent quant à leur production, leur toxicité et leurs propriétés physicochimiques (tableau A1.1 de l'annexe 1). Afin de réaliser les évaluations préalables, chaque substance pétrolière hautement prioritaire a été placée dans une des cinq catégories (ou « groupes »), selon sa production et son utilisation au Canada :

Une analyse des données disponibles a permis de déterminer que 16 substances pétrolières sont évaluées comme des carburants en vertu du groupe 2Note de bas de page[3]. Ces substances sont présentes dans cinq des neuf groupes suivants : pétrole brut, gaz de pétrole et de raffinerie et naphtes à faible point d'ébullition, gazoles et mazouts lourds.

La présente évaluation préalable porte sur quatre gaz de pétrole et de raffinerie portant les numéros de registre du Chemical Abstracts Service(CAS) 68131-75-9, 68477-33-8, 68477-85-0 et 68527-19-5. Ces substances ont été identifiées comme risques d'exposition intermédiaire (REI) durant l'exercice de catégorisation. Elles n'ont pas été jugées comme étant hautement prioritaires pour l'évaluation des risques écologiques, car on estime qu'elles ne contiennent pas des composants qui satisfont aux critères de persistance, de bioaccumulation ou de toxicité intrinsèque. Selon les renseignements fournis en application de l'article 71 de la LCPE (1999), les déclarations industrielles volontaires, un examen complet des documents et l'étude des fiches signalétiques, ces substances peuvent être transportées vers une autre installation pétrolière ou un autre secteur industriel, mais ne sont pas vendues directement aux consommateurs. Elles ont été incluses dans l'approche pour le secteur pétrolier parce qu'elles sont liées au secteur pétrolier et qu'il s'agit de combinaisons complexes d'hydrocarbures pétroliers.

Quarante gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux installations ont été évalués précédemment en tant que substances du groupe 1, quatre font l'objet de la présente évaluation en tant que substances du groupe 2 et deux sont évaluées en tant que substances du groupe 4 (voir ci-dessus).

La présente évaluation préalable prend en considération les renseignements sur les propriétés chimiques des substances, leurs utilisations, l'exposition à celles-ci ainsi que leurs effets sur la santé et l'écologie, y compris l'information supplémentaire fournie en application de l'article 71 de la LCPE (1999). Les données pertinentes pour l'évaluation préalable de ces substances sont tirées de publications originales, des rapports de synthèse et d'évaluation de rapports de recherche de parties intéressées et d'autres documents consultés au cours de recherches documentaires menées récemment jusqu'en avril 2010 (sections du document concernant l'exposition humaine et la nature écologique) et jusqu'en septembre 2011 (sections concernant les effets sur la santé). Les études les plus importantes ont fait l'objet d'une évaluation critique et les résultats de modélisation ont servi à formuler des conclusions.

La caractérisation des risques pour l'environnement tient compte des données pertinentes au comportement environnemental, à la persistance, à la bioaccumulation et à la toxicité combinées à une estimation de l'exposition des organismes non humains pouvant être touchés à partir d'importantes sources de rejets dans l'environnement. Les conclusions sur les risques pour l'environnement se basent sur une estimation des concentrations dans l'environnement provenant des rejets dans l'environnement ainsi que du potentiel de ces concentrations d'avoir un effet négatif sur les organismes non humains. De plus, on prend en compte d'autres éléments de preuve, notamment le devenir ainsi que la présence temporelle et spatiale dans l'environnement, et les propriétés dangereuses de la substance. Le but de la section écologique de l'évaluation préalable est de résumer les données les plus pertinentes sur le comportement dans l'environnement et les effets environnementaux, et ne constitue pas un examen exhaustif ou critique de toutes les données disponibles. Des modèles environnementaux et des comparaisons avec des substances pétrolières semblables peuvent avoir aidé à l'évaluation.

L'évaluation des risques pour la santé humaine suppose la prise en compte des données pertinentes à l'évaluation de l'exposition (non professionnelle) de la population dans son ensemble et de l'information sur les effets sur la santé (obtenus principalement grâce aux évaluations s'appuyant sur la méthode du poids de la preuve effectuées par d'autres organismes, lesquelles ont servi à déterminer le caractère prioritaire des substances). Les décisions concernant les risques pour la santé humaine reposent sur la nature de l'effet critique retenu ou sur la marge entre les valeurs prudentes de concentration donnant lieu à des effets et les estimations de l'exposition, en tenant compte de la confiance accordée au caractère exhaustif des bases de données sur l'exposition et les effets, et ce, dans le contexte d'une évaluation préalable. L'évaluation préalable n'est pas un examen exhaustif ou critique de toutes les données disponibles. Il s'agit plutôt d'un sommaire de l'information la plus importante afin d'appuyer la conclusion.

La présente évaluation préalable a été préparée par le personnel du Programme des substances existantes de Santé Canada et d'Environnement Canada et elle intègre les résultats d'autres programmes exécutés par ces ministères. Les parties de la présente évaluation préalable qui portent sur la santé humaine et l'écologie ont fait l'objet d'une étude consignée par des pairs ou d'une consultation de ces derniers. Des commentaires sur les parties techniques concernant la santé humaine ont été reçus de la part d'experts scientifiques désignés et dirigés par la Toxicology Excellence for Risk Assessment (TERA), notamment Michael Dourson, Ph. D. (TERA), Stephen Embso-Mattingly, Ph. D. (NewFields Environmental Forensics Practice, LLC), Michael Jayjock, Ph. D. (The Lifeline Group) et Bob Benson, Ph. D. (Environmental Protection Agency des États-Unis [USEPA]). De plus, une version provisoire de la présente évaluation préalable a fait l'objet d'une consultation publique de 60 jours. Cela dit, Santé Canada et Environnement Canada assument la responsabilité du contenu final et des résultats de l'évaluation préalable.

Les principales données et considérations sur lesquelles repose la présente évaluation préalable finale sont résumées ci-après.

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Identité de la substance

Les gaz de pétrole et de raffinerie représentent une catégorie d'hydrocarbures pétroliers légers produits dans les usines de raffinage, de valorisation et de traitement du gaz naturel, (API, 2001a). La composition des gaz de pétrole et des gaz de raffinerie varie en fonction de la source de pétrole brut, du bitume ou du gaz naturel, ainsi que des conditions du processus de transformation et des unités de traitement concernées. Selon les descriptions associées aux nos CAS, ces quatre substances sont composées d'un nombre limité d'alcanes et d'alcènes, notamment le C1 (méthane), C2(éthane, éthène), C3 (propane, propène), C4 (butane, isobutane, butène, butadiène) et C5 (pentane, isopentane).

Ces substances UVCB sont des combinaisons complexes de molécules d'hydrocarbure, d'origine naturelle ou résultant de réactions chimiques et de processus qui ont lieu pendant le procédé de valorisation et de raffinage du pétrole ou de traitement du gaz naturel. Étant donné leurs compositions complexes et variables, dans la pratique, elles ne pourraient pas se former par le simple mélange des constituants.

Le 1,3-butadiène est un composant d'un intérêt particulier en raison de ses propriétés physiques et chimiques (p. ex. volatilité) et de ses propriétés toxicologiques (p. ex. cancérogénicité). Même s'il existe très peu de données sur la teneur des gaz de pétrole et de raffinerie du 1,3-butadiène, l'American Petroleum Institute (API, 2009a) a fourni des données analytiques sur la teneur du 1,3-butadiène dans certains gaz de pétrole et de raffinerie précis, d'après quelques données historiques provenant de plusieurs raffineries américaines, entre 1992 et 2002. Le 1,3-butadiène est présent dans chacune des quatre substances, à une concentration allant jusqu'à 3 % par poids pour la substance portant le n° CAS 68527-19-5; par conséquent, les gaz de pétrole et de raffinerie de la présente évaluation sont réputés contenir du 1,3-butadiène. Les limites de détection de cette étude n'ont pas été déclarées. La composition des composantes propres aux gaz peut varier de manière considérable en fonction de la source de pétrole brut, du bitume ou du gaz naturel, des conditions opérationnelles, des enjeux relatifs aux processus saisonniers et des cycles économiques (API, 2009a).

Une description générale des quatre gaz de pétrole et de raffinerie est présentée dans le tableau A2.1 de l'annexe 2.

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Propriétés physiques et chimiques

Le tableau 1 présente les propriétés physiques et chimiques des gaz de pétrole et de raffinerie faisant l'objet de la présente évaluation. À partir de l'information disponible sur la composition et la chaîne carbonée des gaz de pétrole et de raffinerie, dix structures représentatives ont été sélectionnées et sont présentées au tableau A2.2 de l'annexe 2. Les gaz de pétrole et de raffinerie sont principalement composés d'hydrocarbures de la gamme C1–C5, comme les alcanes, les isoalcanes, les alcènes, les cycloalcanes, les cycloalkènes, les diènes et les cyclodiènes. La proportion de la composition d'une substance portant un n° CAS particulier peut varier légèrement dans une même installation ou d'une installation à l'autre, ce qui rend la prévision des propriétés physiques et chimiques de ces mélanges inexacte. Les propriétés physiques et chimiques des structures représentatives sélectionnées sont présentées en détail dans le tableau A2.2 de l'annexe 2.

Tableau 1. Propriétés physiques et chimiques générales des gaz de pétrole et de raffinerie (BESC, 2000a, b, c, d)
Propriété Plage de valeurs
Point de fusion (°C) −108,9 à −187,6
Point d'ébullition (ºC) −162 à 36
Pression de vapeur (Pa à 25 °C) 6,9 × 104 à 6 × 107
Constante de la loi de Henry (Pa×m3/mol) 7,5 × 103 à 1,4 × 105
Log Koe 1,1 à 3,4
Log Kco 1,55 à 2,9
Solubilité dans l'eau (mg/L à 25 °C) 22 à 735

Les substances portant les nos CAS 68131-75-9 et 68477-33-8 sont principalement composées d'hydrocarbures en C3-4, soit le propane, le propène, le butane, le méthyl propane (isobutane), le butène et le butadiène. La substance portant le n° CAS 68477-85-0 est composée d'alcanes C1-5, et celle portant le n° CAS 68527-19-5 est composée d'alcanes C1-4 (BESC, 2000a, b, c, d; NCI, 2006). La teneur en 1,3-butadiène a également été évaluée dans les substances portant les nos CAS 68477-85-0 et 68527-19-5 (API, 2009a). La plupart des composants de ces quatre gaz de pétrole et de raffinerie sont à l'état gazeux à des températures pertinentes sur le plan environnemental, et conservées à l'état liquide sous pression. Même s'ils sont conservés à l'état liquide à des températures pertinentes sur le plan environnemental, le pentane et l'isopentane sont très volatils et s'évaporent facilement en cas de rejet. Dans ce cas, les restrictions liées à la prévision du comportement des mélanges complexes d'après les propriétés de leurs composantes dans leur forme pure ne s'appliquent pas, puisque leurs points d'ébullition auront une influence sur leur comportement dans l'environnement. Lorsque ces composés gazeux sont rejetés dans l'environnement, ils se dispersent et se séparent rapidement. Les composés de la gamme C5 (alcanes, alcènes et les composés cycliques) qui sont liquides à température ambiante ont toujours une forte pression de vapeur; ils devraient donc quitter le sol ou l'eau pour se volatiliser facilement.

Les valeurs du coefficient de partage octanol-eau (log Koe) et du coefficient de partage carbone organique-eau (log Kco) sont faibles, voire modérées, indiquant que ces quatre gaz de pétrole et de raffinerie ne sont pas facilement absorbées par les sédiments.

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Sources

Au Canada, les gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux installations mentionnés dans cette évaluation sont produits dans les raffineries, les usines de valorisation et de traitement du gaz naturel. Les descriptions des nos CAS (NCI, 2006), les diagrammes des procédés de traitement (Hopkinson, 2008), les renseignements soumis en vertu de l'article 71 de la LCPE (1999) (Environnement Canada, 2008, 2009), et les soumissions volontaires de renseignements provenant de l'industrie indiquent que ces gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries peuvent être des flux intermédiaires utilisés dans une installation, ou peuvent être transportés vers d'autres installations industrielles pour être utilisés comme matières premières, carburant ou pour être mélangés en une substance qui quitte l'installation sous un n° CAS différentNote de bas de page[4].

Le n° CAS 68131-75-9 est une description générale d'un mélange gazeux appartenant principalement à la chaîne carbonée C3-4. Il correspond à une substance provenant d'une unité de séparation de gaz d'une raffinerie ou d'une usine de valorisation ou de traitement du gaz naturel, où des hydrocarbures légers sont divisés en substances dont la chaîne carbonée correspond à C2 au plus, C3-4, et C5 au moins. L'American Petroleum Institute (2009a) indique une composition de 1,3-butadiène allant jusqu'à 0,1 % environ en poids pour la substance portant ce n° CAS.

La substance portant le n° CAS 68477-33-8 représente une combinaison gazeuse d'hydrocarbures appartenant principalement à la chaîne carbonée C3-6 avec de l'isobutane (i-C4). Il s'agit normalement d'une substance provenant d'une unité d'isomérisation d'une raffinerie ou d'une usine de valorisation où la substance i-C4 est produite, et utilisée ensuite dans une unité d'alkylation comme matière première. L'American Petroleum Institute (2009a) indique une composition de 1,3-butadiène allant jusqu'à 1 % environ en poids pour la substance portant ce n° CAS.

La substance portant le n° CAS 68477-85-0 renvoie à un flux gazeux appartenant à la chaîne carbonée C3-5 et qui provient d'un procédé de craquage catalytique dans une raffinerie ou usine de valorisation. Cette substance est transportée vers une unité de séparation de gaz pour un raffinage supplémentaire. L'American Petroleum Institute(2009a) indique une composition de 1,3-butadiène allant jusqu'à 0,5 % environ en poids pour la substance portant ce n° CAS.

Le n° CAS 68527-19-5 est une description générale d'une combinaison gazeuse d'hydrocarbures appartenant à la chaîne carbonée C1-4 à partir d'une colonne de distillation dans une raffinerie, une usine de valorisation ou une usine de traitement du gaz naturel pour éliminer les composés légers (C1-4). La substance nécessite souvent un rétablissement supplémentaire des produits gazeux individuels (p. ex. gaz de combustion, propane, butane). L'American Petroleum Institute (2009a) indique une composition de 1,3-butadiène de 0,1 % à 0,3 % environ en poids pour la substance portant ce n° CAS.

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Utilisations

Selon les renseignements recueillis au moyen de l'Avis concernant certaines substances pétrolières de priorité élevée, publié en vertu de l'article 71 de la LCPE (1999) (Environnement Canada, 2008), et de l'Avis concernant certaines substances pétrolières de priorité élevée pouvant être limitées à l'industrie (Environnement Canada, 2009), les gaz de pétrole et de raffinerie faisant l'objet de la présente évaluation sont utilisés sur place ou transportés vers d'autres installations industrielles pour être utilisés comme matières premières ou combustibles, ou mélangés à d'autres substances qui quittent le site avec des nos CAS différents. Même si plusieurs codes d'utilisation de la Liste intérieure des substances (LIS) ont été relevés pour ces substances, il a été déterminé à la suite des renseignements fournis en vertu de l'article 71 de la LCPE (1999), des déclarations volontaires de la part de l'industrie, d'un examen approfondi de la littérature et de l'étude des fiches signalétiques que ces gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries ne quittent pas les installations pétrolières ou ne sont pas transportés vers d'autres installations industrielles, où ils seront raffinés davantage ou utilisés sous des nos CAS différents faisant l'objet de cette évaluation.

Dans les rares cas où ces gaz sont transportés à l'extérieur des installations pétrolières en tant que mélanges, ces mélanges d'hydrocarbures sont généralement envoyés dans une usine de fractionnement où les gaz sont séparés afin d'être commercialisés sous forme de gaz individuels (p. ex. propane et butane). Par ailleurs, les mélanges peuvent être transportés vers une installation de produits pétrochimiques où les composants sont séparés puis utilisés à l'interne comme matière de base pétrochimique, voire vendus comme des produits séparés, notamment le propane et le butane (Cheminfo, 2009).

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Rejets dans l'environnement

Les rejets potentiels de ces gaz de pétrole et de raffinerie comprennent les rejets dans les installations associées au traitement de ces substances, ainsi que les rejets liés à leur transport entre des installations industrielles (pour les substances portant les nos CAS 68131-75-9, 68477-33-8 et 68477-85-0).

En raison de la nature complexe de l'industrie pétrolière et de l'industrie de transport, ainsi que de l'ambiguïté de la documentation en ce qui concerne la terminologie essentielle à la compréhension des évaluations du groupe 2, il est important que les définitions propres à l'évaluation des substances pétrolières restreintes aux industries soient bien comprises. Le tableau 2 présente la terminologie propre à la présente évaluation.

Tableau 2. Définition des termes propres aux évaluations de substances pétrolières restreintes aux industries dans le cadre de l'ASP

Terminologie
Définition
Rejet
Terme générique pour définir une fuite, un déversement, un évent ou tout autre rejet d'une substance gazeuse ou liquide, y compris les rejets contrôlés et involontaires, comme il est défini ci-dessous, mais excluant les événements catastrophiques.
Rejet contrôlé
Tout rejet prévu, que ce soit par mesure de sécurité ou au cours d'activités d'entretien, qui est considéré comme une opération de routine et réalisé dans un environnement contrôlé.
Rejet involontaire
Tout rejet imprévu d'une substance pétrolière. Les causes peuvent comprendre la défaillance de l'équipement, des pratiques d'entretien inappropriées, un manque de pratiques opérationnelles adéquates, des conditions météorologiques défavorables ou d'autres facteurs imprévus, mais il peut également s'agir d'une activité régulière des opérations normales. Les deux catégories suivantes sont comprises dans les rejets involontaires : (1) les déversements ou fuites involontaires résultant du traitement, de la manutention et du transport d'une substance pétrolière (les industries sont en mesure de contrôler ces déversements ou fuites); (2) les rejets accidentels qui peuvent ne pas être contrôlés par les industries. Seuls les déversements ou fuites involontaires (catégorie 1 définie ci-dessus) sont pris en compte dans l'évaluation du potentiel des substances pétrolières restreintes aux industries à causer des dommages écologiques.
Rejet fugitif
Un type précis de rejet involontaire. Cela correspond à un rejet involontaire, qui a lieu dans des conditions normales d'exploitation, d'une substance gazeuse dans l'air ambiant. Ce rejet peut se produire de manière régulière. Les émissions fugitives peuvent être réduites, mais ne peuvent pas être entièrement évitables, en raison des propriétés physiques et chimiques de la substance, de la conception de l'équipement et des conditions d'exploitation. Les émissions de gaz d'évaporation pendant le transport des substances pétrolières sont considérées comme un rejet fugitif et pris en compte dans l'analyse de l'exposition humaine afin d'évaluer le potentiel de la substance à causer des effets nocifs pour la santé humaine.

Rejets potentiels sur place

Les rejets de gaz de pétrole et de raffinerie provenant des installations pétrolières peuvent se produire de façon contrôlée ou involontaire. Les rejets contrôlés sont des rejets prévus provenant des valves de surpression et des soupapes d'évent, que ce soit par mesure de sécurité ou au cours d'activités d'entretien. Les rejets involontaires prennent habituellement la forme de déversements ou de fuites liés à divers équipements, valves, canalisations, brides, etc. Les installations pétrolières sont fortement réglementées par diverses autorités, et des mesures volontaires non réglementaires, adoptées par l'industrie pétrolière, visent à prendre en charge ces rejets potentiels (SENES, 2009).

Rejets contrôlés

Les gaz de pétrole et de raffinerie qui font l'objet de la présente évaluation préalable résultent des émissions de distillats de tête des colonnes de distillation d'installations pétrolières. Les endroits potentiels pour les rejets contrôlés de ces gaz sont les valves de sécurité ou les systèmes de ventilation situés sur les tuyauteries ou les cuves (p. ex. colonnes, cuves de reflux) où les flux gazeux sont générés.

Dans les conditions d'exploitation habituelles, les rejets des gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries sont captés dans un système fermé, Note de bas de page[5] conformément aux procédures établies, puis utilisés dans un dispositif de torche comme combustible. Toutefois, dans certains cas (p. ex. pour faire chuter la pression), ces rejets peuvent faire l'objet d'une évacuation directe dans l'atmosphère. L'exposition de l'ensemble de la population ou de l'environnement à ces rejets contrôlés, lesquels ne se produisent que dans des conditions opérationnelles précises telles que susmentionnées, devrait être minime pour les gaz de pétrole et de raffinerie portant les nos CAS faisant l'objet de la présente évaluation préalable.

Rejets involontaires

Les rejets involontaires (y compris les rejets fugitifs et les déversements) proviennent de l'équipement (p. ex. compresseurs et réservoirs de stockage), des valves, des canalisations, des brides ou des joints d'étanchéité des soupapes de surpression pendant le traitement et la manipulation des substances pétrolières (p. ex. durant les opérations de chargement), des raccords d'échantillonnage et des conduites ouvertes. Les émissions fugitives ont tendance à se produire plus souvent lorsque l'équipement de traitement n'est pas correctement entretenu ou utilisé. Ce problème pourrait alors passer inaperçu et ne pas être résolu pendant des périodes allant de quelques jours à quelques mois (CCME, 1993; ACPP, 2007).

Malgré la mise en place de mesures et de pratiques visant à limiter les rejets de substances pétrolières dans l'installation, on reconnaît que des rejets fugitifs des gaz de pétrole et de raffinerie dans l'atmosphère sont possibles en raison de leur volatilité supérieure (point d'ébullition inférieur) et de leur mobilité supérieure comparativement aux substances liquides (USEPA, 1995;ACPP, 2007; ICPP, 2007). Une fois rejetés, les gaz se dispersent plus rapidement dans l'air et occupent un plus grand volume que les liquides.

Bien que l'ensemble de la population et l'environnement ne soient généralement pas exposés aux substances pétrolières restreintes aux industries, les propriétés physiques et chimiques des gaz de pétrole et de raffinerie (p. ex. volatilité et pression de vapeur plus importantes) indiquent un potentiel limité d'exposition aux substances portant les nos CAS faisant l'objet de la présente évaluation préalable, à proximité des installations pétrolières. Par conséquent, il convient de caractériser l'exposition potentielle de la population générale à partir des rejets involontaires de gaz de pétrole et de raffinerie sur place identifiés par les quatre nos CAS étudiés dans la présente évaluation préalable. Une analyse détaillée de l'exposition des humains a été effectuée à l'aide des modèles de dispersion des gaz (voir « Potentiel d'effets nocifs sur la santé humaine »).

Les rejets potentiels durant le transport

En plus du potentiel de rejets involontaires sur place, les rejets peuvent également survenir pendant le transport de ces gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries entre les installations. En général, le transport est réparti en trois procédures d'exploitation : le chargement, le transport et le déchargement. Le chargement et le déchargement des gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries sont généralement effectués sur des sites industriels. Afin de réduire les volumes transportés et le potentiel de rejet, les gaz sont normalement transportés en tant que substances liquides par l'intermédiaire de pipelines sous pression (Environnement Canada, 2009) ou dans des contenants sous pression (Noyes, 1992; Kraus, 1998; Miesner et Leffler, 2006; Environnement Canada, 2009). L'Office national de l'énergie considère les rejets provenant des processus de chargement et de déchargement des pipelines comme faisant partie du processus opérationnel (ONE, 2008a, b). Le chargement de pipelines correspond au pompage d'un liquide ou à la compression d'un flux gazeux dans un système de pipelines. Les opérations de chargement se produisent dans une station d'entrée où les réservoirs de stockage, les pompes ou les compresseurs se trouvent habituellement. Les opérations de déchargement se produisent dans une station de sortie où des réservoirs peuvent être remplis de flux liquides et où des réseaux de distribution peuvent être directement remplis de flux gazeux.

Outre les rejets provenant des processus de chargement et de déchargement, les rejets potentiels provenant de composants de pipeline auxiliaires font également partie des rejets opérationnels définis par l'Office national de l'énergie (ONE, 2008a, b). Les composants auxiliaires comprennent les stations de pompage ou de compression situées le long des pipelines, facilitant le déplacement des produits à l'intérieur des pipelines, et les stations de valves équipées le long des pipelines pour leur protection et leur entretien.

Il n'existe aucune équation ni aucune donnée portant sur les rejets par évaporation lors du chargement dans des récipients sous pression. Les facteurs d'émission AP-42 de l'Environmental Protection Agency des États-Unis (USEPA, 2008a) stipulent que les réservoirs de stockage à haute pression peuvent être utilisés afin de réduire presque entièrement les pertes par évaporation ou les pertes liées aux opérations. Aucune corrélation appropriée n'est disponible pour estimer les pertes de vapeur provenant des réservoirs à pression. En raison de la sécurité élevée et des normes d'inspection généralement appliquées aux systèmes de pipelines et de conteneurs sous pression, les rejets normaux provenant de ces types de systèmes sous pression sont peu fréquents sous des conditions normales d'exploitation (Commission européenne, 2006; USEPA, 2008a; OCDE, 2009). Par conséquent, seuls les rejets des pipelines sont pris en compte dans le cadre de cette évaluation préalable. Les sources potentielles de rejets dans l'environnement proviennent des fuites involontaires qui surviennent pendant le traitement, la manutention et le transport. On trouve ces substances à l'état gazeux à des températures adaptées à l'environnement; ainsi, l'air ambiant est considéré comme étant le principal milieu récepteur pour tous les rejets de gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries.

En règle générale, l'industrie pétrolière considère trois scénarios comme des situations de défaillance de pipelines (ERCB, 2009) :

  1. Pipeline endommagé : en général, il s'agit d'un choc sur un pipeline causé par un véhicule, avec ou sans rejet de substances transportées (pas pris en compte ici).
  2. Fuite de pipelines : il s'agit d'une fissure de pipeline, causant un rejet de substances transportées, sans interrompre l'exploitation du pipeline.
  3. Rupture de pipeline : il s'agit d'un craquage ou d'une cassure de pipeline causant des rejets relativement importants des substances transportées, et l'arrêt de certains segments du pipeline est souvent nécessaire.

Dans le cas des pipelines réglementés par l'Energy Resources Conservation Board de l'Alberta (ERCB), incluant les pipelines transportant du pétrole brut, du gaz naturel et des condensats, les fuites représentent plus de 88 % des défaillances déclarées (ERCB, 2009).

Tel qu'il a été mentionné précédemment, en plus des règlements mis en place pour limiter les rejets involontaires dans une installation (voir l'annexe 3), différentes dispositions fédérales et provinciales réglementent la manipulation des substances pétrolières sur site, notamment le transport des gaz de pétrole et de raffinerie. Ces dispositions portent sur le chargement et le déchargement et sont expliquées plus en détail dans l'évaluation des risques pour la santé humaine. Collectivement, ces règlements créent un ensemble d'exigences pour le maniement sécuritaire des substances pétrolières, et elles sont destinées à réduire ou à prévenir les rejets potentiels pendant les opérations de chargement, de transport et de déchargement.

Estimation des rejets

Selon les renseignements soumis en vertu de l'article 71 de la LCPE (1999 [Environnement Canada, 2009]), les gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries (nosCAS 68131-75-9, 68477-33-8 et 68477-85-0) sont transportés par pipelines, ou par train dans des contenants sous pression. La substance portant le n° CAS 68527-19-5 n'est pas transportée au Canada et n'est pas incluse dans cette estimation des rejets. Les usines de raffinage et de la valorisation ont publié une masse totale pour les trois substances transportées au Canada allant jusqu'à 1 million de tonnes en 2006 (Environnement Canada, 2009).

Voici les sources de données utilisées pour estimer les rejets :

Le nombre de rejets annuels estimés provenant des pipelines en Alberta a été déterminé à partir de données historiques de l'ERCB (2009). On a enregistré 311 rejets d'hydrocarbures liquides en 2005 provenant de pipelines. Cependant, ces données sont propres à la province de l'Alberta. Afin de tenir compte des fuites de pipelines partout au Canada, le nombre total de rejets de pipeline en Alberta a été ajusté proportionnellement en fonction des mouvements d'oléoducs de chaque province (Statistique Canada, 2001, 2009). Les rejets autres qu'à partir du corps de la canalisation devraient être plus fréquents que ceux provenant du corps de la canalisation. Par conséquent, il a été estimé que 40 % des déversements ont été attribués au chargement, 20 % au transport et 40 % au déchargement. Les déversements annuels estimés de gaz de pétrole et de raffinerie à partir du chargement, du transport et du déchargement sont présentés dans le tableau A4.1 à l'annexe 4. Ces estimations sont très prudentes, puisqu'elles ont été calculées à partir de tous les types de pipeline et ne se limitent pas aux gaz de pétrole et de raffinerie.

Les quantités estimées (limite supérieure) de rejet dans le sol et dans l'air par événement pour chaque mode de transport (pipeline et train) sont présentées au tableau 3. Ces valeurs sont utilisées pour déterminer la concentration environnementale estimée dans le cadre de l'évaluation de l'exposition environnementale. Il n'y a aucun rejet estimé dans l'atmosphère attribuable aux pertes par évaporation.

Tableau 3. Quantités estimées (limite supérieure) de trois gaz de pétrole et de raffinerie restreints à l'industrie (rejets involontaires et pertes par évaporation) rejetés dans différents milieux pendant le transport

Rejets involontaires liés à des fuites, par milieuNote de bas de page[a].1
Mode de transport Eaux usées ou eau de mer
(tonnes/fuite)		 Eaux usées ou eau de mer
(tonnes/an)Note de bas de page[c].1		 Sol
(tonnes/fuite)		 Sol
(tonnes/an)		 Atmosphère (tonnes/fuite) Atmosphère (tonnes/an)
Pipeline - Chargement s.o. s.o. 4 1 018 43 10 048
Pipeline - Transport s.o. s.o. 15 1 782 148 17 582
Pipeline - Déchargement s.o. s.o. 4 1 018 43 10 048
Navire Non concerné Non concerné Non concerné Non concerné Non concerné Non concerné
Camion Non concerné Non concerné Non concerné Non concerné Non concerné Non concerné
Train Négligeable Négligeable Négligeable Négligeable Négligeable Négligeable

La plus forte quantité estimée de rejets involontaires dans l'atmosphère par évaporation des gaz de pétrole et de raffinerie provient du transport par pipeline, avec 148 tonnes par rejet. Les rejets par événement pour les phases de chargement et de déchargement sont estimés à 43 tonnes dans chacun des cas (tableau 3). Les pertes involontaires dans le sol lors du transport par pipeline, ont été estimées à 15 tonnes par événement. On estime au maximum à 22 132 tonnes par an les substances qui pourraient être perdues dans le sol et l'atmosphère pendant le chargement et le déchargement de pipelines, et à 19 364 tonnes par année les pertes durant le transport par pipeline (tableau 3). Le nombre estimé de fuites par année est présenté dans le tableau A4.1 (annexe 4). Il s'agit d'une estimation très prudente, en raison des hypothèses énoncées ci-dessus, et on considère qu'il s'agit d'une limite supérieure.

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Devenir dans l'environnement

Une modélisation de la fugacité a été menée sur les gaz qui composent l'essentiel des quatre substances désignées par ces quatre nos CAS. Les éléments de ces nos CAS sont à l'état gazeux sous des températures adaptées à l'environnement. Lorsqu'ils sont rejetés dans l'environnement, ils se volatilisent et se dissipent dans l'air ambiant.

Les alcanes appartenant à la chaîne carbonée C1-5ont un point d'ébullition compris entre −162 et 36 °C. Chacun des composants des gaz de pétrole et de raffinerie se caractérise par une solubilité modérée dans l'eau (22–735 mg/L), une pression de vapeur très élevée (6,9 × 104 à 6 × 107 Pa), une constante de la loi de Henry très élevée (7,5 × 103 à 1,4 × 105 Pa m3/mol), une valeur faible de log Koe (1,1 à 3,4), et une valeur faible à modérée de log Kco (1,6 à 3,3) (voir le tableau A2.2 de l'annexe 2).

En cas de rejet dans l'air, tous les composants des gaz de pétrole et de raffinerie devraient rester dans l'atmosphère puisqu'ils sont très volatils (pression de vapeur de 6,9 × 104 à 6 × 107 Pa) (voir le tableau A2.2 de l'annexe 2).

En cas de rejet dans l'eau, tous les composants resteront principalement dans l'eau (80 à 99 %), étant donné que leur solubilité est modérée (22 à 735 mg/L), avec probablement des pertes par évaporation importantes dans l'air (7 à 20 %) (voir le tableau A5.1 de l'annexe 5). La volatilisation à partir des surfaces de l'eau devrait être un processus de devenir relativement important, en raison de la solubilité dans l'eau modérée, des pressions de vapeur généralement très élevées et des constantes de la loi de Henry élevées (de 7,5 × 103 à 1,4 × 105 Pa m3/mol). Les rejets dans l'air chutent avec l'augmentation de la taille et de la complexité des molécules. Les alcènes et diènes ont moins tendance à s'évaporer à partir de la surface de l'eau, mais ces substances resteront dans l'eau. Les gaz de pétrole et de raffinerie ne devraient pas s'adsorber fortement sur les matières en suspension et les sédiments ni être absorbées par eux, étant donné les estimations faibles à modérées de leur log Kco (voir le tableau A2.2 à l'annexe 2; (EQC, 2003). Cependant, comme il n'y a aucune voie de rejet connue dans les environnements aquatiques, ce scénario est peu probable.

En cas de rejet dans le sol, les alcanes et les alcènes se volatiliseront en grande partie, de 82 à 98 % de ces substances se dissipant dans l'air. Une partie importante des diènes restera dans le sol (environ 57 %) et le reste s'évaporera (tableau A5.1 de l'annexe 5). La plupart des composants des gaz de pétrole et de raffinerie devraient avoir un taux d'adsorption dans le sol faible à négligeable (c'est-à-dire qu'ils devraient être très mobiles), d'après les estimations faibles à modérées pour le log Kco et les pressions de vapeur élevées. La volatilisation à partir des surfaces de sol humides devrait être un processus important dans le devenir de ces substances, puisqu'elles présentent des constantes de la loi de Henry et des pressions de vapeur élevées à très élevées.

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Persistance et potentiel de bioaccumulation

Persistance dans l'environnement

Les alcanes de C1 -C5 sont des substances relativement inertes, non polaires et hydrophobes qui ne réagissent pas avec l'eau ou des hydroxydes (Lyman et al., 1990). Les données empiriques sur la biodégradation aérobie (API, 2001a) montrent que 66 % à 76 % de la biodégradation se produit sur une période de 35 jours pour le méthane et l'éthane dans l'eau.

Dans la mesure où il existe peu de données expérimentales sur la dégradation d'autres gaz de pétrole et de raffinerie, une méthode du poids de la preuve reposant sur les modèles de relations quantitatives structure-activité (RQSA) a été appliquée à l'aide du modèle AOPWIN (2008); se reporter au tableau A5.2 de l'annexe 5.

Les demi-vies prévues par oxydation atmosphérique des composants des gaz de pétrole et de raffinerie vont de 0,2 à 1 559 jours (tableau A5.2 de l'annexe 5). Les structures d'alcanes dans les gaz de pétrole et de raffinerie s'oxydent lentement, alors que les alkènes et le 1,3-butadiène devraient s'oxyder rapidement. Cette hypothèse est appuyée par le calcul des valeurs de photodégradation des alcanes fondé sur les équations de Atkinson (1990) qui montrent des demi-vies de dégradation de 3,2 à 960 jours pour certains composés d'alcane lorsqu'ils sont en contact avec les radicaux hydroxyles exposés à la lumière du soleil. Ces substances ne devraient pas réagir avec d'autres espèces photooxydantes dans l'atmosphère, comme l'ozone. Par conséquent, on s'attend à ce que les réactions avec des radicaux hydroxyles soient le processus majeur régissant le devenir dans l'atmosphère des gaz de pétrole et de raffinerie.

Étant donné qu'il n'y avait pas de données empiriques sur la dégradation des gaz de pétrole et de raffinerie comme mélanges complexes, une méthode du poids de la preuve reposant sur des relations quantitatives structure-activité (RQSA) [Environnement Canada, 2007] a été utilisée avec les modèles de dégradation BioHCWin (2008), BIOWIN 3, 4, 5, 6 (2009), CATABOL (c2004-2008) et TOPKAT (2004) (voir le tableau A5.3 à l'annexe 5).

La biodégradation primaire (d'après les estimations effectuées à l'aide des modèles BioHCWin et BioWin 4) est la transformation d'un composé d'origine en un métabolite initial. La biodégradation ultime (selon les estimations effectuées à l'aide des modèles BIOWIN 3, 5 et 6, CATABOL et TOPKAT) est la transformation d'un composé d'origine en dioxyde de carbone et en eau, en minéraux d'oxyde d'autres éléments présents dans le composé d'essai et en nouveaux matériaux de cellules (EPI Suite, 2008). Le modèle BioHCWin (2008) est un modèle de biodégradation propre aux hydrocarbures pétroliers. Les résultats de tous les modèles basés sur MITI (BIOWIN 5 et 6) se situent dans les domaines d'applicabilité. Le méthane n'est pas inclus, puisqu'il ne se dégrade pas.

Pour l'ensemble des composants, les modèles de biodégradation primaire et ultime dans BIOWIN (2009) et BIOHCWIN indiquent tous deux que ces composés se dégradent rapidement et ne devraient pas être persistants (demi-vie inférieure à 182 jours dans l'eau; voir le tableau A5.3 à l'annexe 5).

Selon un ratio d'extrapolation de 1:1:4 pour la demi-vie associée à la biodégradation dans l'eau, le sol et les sédiments (Boethling et al., 1995), la demi-vie dans le sol de l'ensemble des structures représentatives est également inférieure à 182 jours et la demi-vie dans les sédiments est inférieure à 365 jours.

La demi-vie atmosphérique de la plupart des composants de ces gaz de pétrole et de raffinerie est supérieure ou égale à 2 jours, sous l'effet des réactions avec des radicaux hydroxyles, et on considère qu'elle atteint ou dépasse les critères de persistance dans l'air (demi-vie atmosphérique supérieure ou égale à 2 jours), définis dans le Règlement sur la persistance et la bioaccumulation de la LCPE (1999) [Canada, 2000a]. En contraste, leur demi-vie dans l'eau, le sol ou les sédiments n'atteint pas les critères de persistance dans ces milieux définis dans le Règlement [Canada, 2000a].

Potentiel de bioaccumulation

Faute de données expérimentales sur le facteur de bioaccumulation (FBA) ou le facteur de bioconcentration (FBC) des gaz de pétrole et de raffinerie, une méthode prédictive a été appliquée au moyen des modèles du FBA et du FBC disponibles. Le modèle modifié du FBA de Gobas pour le niveau trophique intermédiaire chez les poissons (BCFBAF, 2008) a estimé le facteur de bioaccumulation (FBA) entre 2 et 126 L/kg, ce qui indique qu'aucun des composants des gaz de pétrole et de raffinerie n'a un potentiel de bioaccumulation dans les tissus des poissons et de bioamplification dans les réseaux trophiques (tableau A5.4 de l'annexe 5).

D'après les valeurs disponibles obtenues par modélisation cinétique, aucun des composants des gaz de pétrole et de raffinerie ne satisfait au critère de la bioaccumulation (FBA/FBC supérieur(e) ou égal(e) à  5 000) énoncé dans le Règlement sur la persistance et la bioaccumulation[Canada, 2000a].

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Potentiel d'effets nocifs sur l'environnement

Évaluation des effets écologiques

Milieu aquatique

Compte tenu de l'absence d'une voie de rejet dans les milieux aquatiques, aucune donnée sur la toxicité aquatique n'a été incluse dans la présente évaluation.

Milieu terrestre

Il existe une voie d'exposition à partir de l'air pour les organismes terrestres. Les données sur la toxicité sur les petits mammifères ont été incluses dans la présente évaluation. L'éthène a été exclu de cette évaluation, car une autre évaluation portant sur sa signification toxicologique dans l'environnement est actuellement en cours de préparation. Environnement Canada a évalué auparavant les risques écologiques associés à la production et à l'utilisation de 1,3-butadiène (Canada, 2000b) et conclu que la substance présentait un risque écologique faible pour les plantes terrestres, les invertébrés du sol et la faune. Aucune donnée écotoxicologique suggérant que cette conclusion devrait être modifiée n'a été portée à l'attention d'Environnement Canada depuis cette évaluation.

Les données expérimentales disponibles concernant l'exposition par inhalation des animaux de laboratoire indiquent que peu de structures représentatives comportent une réelle toxicité aiguë pour les organismes non humains (Canada 2000b; ACGIH 2001, 2005). Le méthane est biologiquement inerte (Rom, 1992); l'isobutane est toxique pour les rats à une concentration de 570 000 ppm (1 458 000 mg/m3) sur 15 minutes (BESC, 2007); et on a constaté une concentration létale médiane CL50 de 620 000 mg/m3 chez les rats pour l'isobutylène (Shugaev, 1969). Le propène à 112 000 mg/m3 sur 4 heures n'a produit aucun décès chez les rats (Conolly et Osimitz, 1981), et à 40 % (688 000 mg/m3) a produit seulement une légère anesthésie chez les rats (Bingham et al., 2001).

Les petits mammifères ne sont pas non plus particulièrement sensibles à ces composants à long terme. Aucun effet de toxicité sublétale sur le développement n'a été constaté à des concentrations relativement élevées, en ce qui concerne le propène (17 190 mg/m3) ou le 2-butène (11 460 mg/m3), chez les rats gravides exposés par inhalation (Waalkens-Berendsen et Arts, 1992; Aveyard, 1996; BASF, 2002).

Il a été établi dans le passé que l'éthène, qui entre dans la composition de certains de ces gaz de pétrole et de raffinerie, était une substance potentiellement dangereuse pour les plantes terrestres. Une évaluation détaillée des risques posés par l'éthène est en cours et, par conséquent, il n'est pas pris en compte ici.

Évaluation de l'exposition de l'environnement

Compte tenu de l'absence d'une voie de rejet apparente dans les milieux aquatiques, aucun scénario d'exposition n'a été élaboré. De même, en raison de l'absence de toxicité par inhalation démontrée pour les petits mammifères, aucun scénario d'exposition n'a été élaboré pour les animaux terrestres. Comme l'éthène fera l'objet d'une évaluation distincte, aucun scénario d'exposition n'a été élaboré pour les plantes terrestres.

Caractérisation du risque écologique

La démarche utilisée pour cette évaluation écologique préalable examinait les renseignements scientifiques disponibles et dégageait des conclusions en appliquant la méthode du poids de la preuve conformément à la LCPE (1999).

Les principaux composants des gaz de pétrole et de raffinerie présentent une toxicité aiguë très faible pour les mammifères (de plus de 600 000 mg/m3); par conséquent, il est fortement improbable que les animaux sauvages soient exposés à des concentrations toxiques aiguës. Il n'y a pas eu d'effets de toxicité sublétale graves sur les rats exposés par inhalation à deux composants, entre 11 000 et 17 000 mg/m3. Ces concentrations dépassent largement celles auxquelles on s'attend dans l'environnement, même autour de déversements de grande envergure. Il n'y avait aucun autre scénario d'exposition, étant donné que ces substances sont composées de gaz, et que l'exposition des organismes aquatiques était très peu probable, car les substances ne sont pas transportées par l'eau.

Dans un scénario où les gaz de pétrole et de raffinerie sont rejetés dans le sol par le transport par pipelines, ces substances ne resteront probablement pas dans le sol, mais se dissiperont plutôt rapidement dans l'air (voir le tableau A5.1 dans l'annexe 5). Par conséquent, aucun scénario d'exposition impliquant le rejet de gaz de pétrole et de raffinerie dans le sol n'a été pris en compte.

Un autre composant, l'éthène, fait actuellement l'objet d'une évaluation préalable distincte et n'a pas été pris en compte ici.

Il n'y avait aucune preuve indiquant que ces gaz de pétrole et de raffinerie constitueraient une menace pour les organismes terrestres.

On considère que ces gaz de pétrole et de raffinerie contiennent des composants qui atteignent les critères de persistance dans l'air, au sens du Règlement sur la persistance et la bioaccumulation de la LCPE (1999) [Canada, 2000a], mais aucun qui atteint ou dépasse les critères de bioaccumulation.

Par conséquent, d'après les renseignements présentés dans la présente évaluation préalable, on conclut que ces gaz de pétrole et de raffinerie sont peu susceptibles de causer des effets écologiques nocifs aux organismes ou à l'intégrité globale de l'environnement. On conclut que les quatre gaz de pétrole et de raffinerie inclus dans la présente évaluation préalable (nos CAS 68131-75-9, 68477-33-8, 68477-85-0 et 68527-19-5) ne satisfont pas aux critères énoncés aux alinéas 64a) ou 64b) de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) [LCPE (1999)] car ils ne pénètrent pas dans l'environnement en une quantité ou concentration ou dans des conditions de nature à avoir, immédiatement ou à long terme, un effet nocif sur l'environnement ou sur la diversité biologique, ou à mettre en danger l'environnement essentiel à la vie.

Incertitudes dans l'évaluation des risques pour l'environnement

Les proportions de chaque composant de chaque gaz de pétrole et de raffinerie portant un n° CAS précis ne sont généralement pas connues. Toutefois, étant donné la faible écotoxicité de la plupart des composantes, la quantité insuffisante de ces données ne revêt pas un caractère trop important pour l'évaluation des risques écotoxicologiques.

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Potentiel d'effets nocifs sur la santé humaine

Évaluation de l'exposition

Les propriétés physiques et chimiques générales de ces gaz de pétrole et de raffinerie indiquent que, lorsque ces substances gazeuses sont rejetées, elles se dispersent rapidement dans les environs des raffineries, des usines de valorisation et des usines de traitement du gaz naturel. Par ailleurs, si ces substances gazeuses sont rejetées dans l'air, les produits chimiques individuels constituant les gaz de pétrole et de raffinerie se sépareront et se diviseront selon leurs propres propriétés physiques et chimiques (API, 2009a). Ainsi, étant donné que l'exposition par inhalation serait la principale voie d'exposition, elle représente, par conséquent, l'objectif principal de la présente évaluation de l'exposition.

Les gaz de pétrole et de raffinerie faisant l'objet de la présente évaluation préalable peuvent se disperser dans l'atmosphère aux abords d'une installation sous forme de rejets involontaires provenant notamment de l'équipement, de valves et de brides de transformation. En raison du nombre limité des renseignements concernant les émissions associées à ces combinaisons complexes d'hydrocarbures dans leur ensemble, on a jugé qu'il était pertinent de caractériser les émissions par un composant précis de ces mélanges. Le 1,3-butadiène a été choisi à partir de la liste des composants (d'après la description dans la section sur les propriétés physiques et chimiques) qui causent un large éventail d'effets toxiques potentiels, étant donné qu'il s'agit d'un composant très dangereux des gaz de pétrole et de raffinerie qui représenterait des risques pour la santé humaine. De plus, il s'agit d'un composant présent dans les quatre gaz de pétrole et de raffinerie qui a servi de base à la classification de ces substances comme cancérogènes par l'Union européenne (Commission européenne, 2004; ESIS, 2008).

Tel qu'il a été discuté à la section précédente (Rejets dans l'environnement), les sources potentielles de rejet de ces quatre gaz de pétrole et de raffinerie sont des rejets involontaires sur place provenant des unités de traitement, ainsi que tout rejet pouvant se produire pendant le transport des substances portant les nos CAS 68131-75-9, 68477-33-8 et 68477-85-0 (y compris le chargement, le transport et le déchargement).

Exposition potentielle aux rejets involontaires sur place

Comme on l'a décrit en détail dans la précédente évaluation du groupe 1 de gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux installations (Canada, 2013), les rejets involontaires sur le site peuvent être estimés en utilisant les données sur les émissions de benzène et le ratio du 1,3-butadiène au benzène provenant des émissions des raffineries.

Les concentrations annuelles moyennes de 1,3-butadiène dans l'air ambiant déclarées par diverses sources allaient de moins de 0,05 μg/m3 jusqu'à 0,4 μg/m3, en fonction de l'emplacement. En général, les émissions provenant du secteur automobile sont un facteur important de la présence de 1,3-butadiène dans l'air ambiant (Canada, 2000b). L'étude de Curren et al. (2006) a signalé que la concentration annuelle moyenne de 1,3-butadiène dans les zones urbaines au Canada entre 1995 et 2003 était de 0,22 μg/m3. Les données de surveillance supplémentaires pour la période entre 1990 et 2007 ont été recueillies à partir de l'entrepôt de données de la Clean Air Strategic Alliance en Alberta (CASA, 2007), et indiquaient que les concentrations annuelles moyennes dans l'est et le centre d'Edmonton et le centre de Calgary étaient de 0,34 μg/m3, 0,18 μg/m3 et 0,32 μg/m3, respectivement. Les concentrations annuelles moyennes de 1,3-butadiène dans l'air ambiant variaient entre moins de 0,05 μg/m3 et de 0,05 à 0,2 μg/m3 en 2005, selon les données recueillies dans 49 sites de surveillance à travers le Canada (RNSPA, 2008) et entre 0,05 μg/m3 et 0,1 μg/m3en 2006, pour 47 sites de surveillance (RNSPA, 2008); enfin, elles variaient entre 0,01 et 0,4 μg/m3en 2008-2009, selon les données recueillies cette fois dans 58 sites de surveillance à travers le Canada (RNSPA, 2010). Aux fins de cette évaluation, la valeur de 0,22 μg/m3 a été choisie pour représenter les concentrations dans l'air ambiant pour comparaison avec les émissions modélisées.

En raison de la disponibilité limitée des données quantitatives concernant les émissions (données mesurées ou estimées) de 1,3-butadiène provenant d'installations pétrolières, le potentiel d'exposition humaine aux gaz de pétrole et de raffinerie a été estimé en se basant sur les données d'émissions de benzène mesurées et sur le ratio de 1,3-butadiène et de benzène dans les rejets totaux de raffineries (INRP, 2000-2007; TRI, 2007), comme le décrit l'évaluation portant sur les gaz de pétrole et de raffinerie du groupe 1.

Des données de surveillance des émissions de benzène provenant des raffineries canadiennes ont été signalées par Chambers et al. (2008) à l'aide d'une méthode d'absorption différentielle de détection et télémétrie par ondes lumineuses (LIDAR). La technologie LIDAR est reconnue par la Commission européenne comme l'une des meilleures méthodes disponibles pour l'évaluation quantitative sur site du benzène dans les raffineries et les installations de stockage (BEPRIP, 2003, 2006). La technologie LIDAR a été citée comme étant une méthode capable de fournir des estimations fiables des émissions à court terme (CONCAWE, 2008; USEPA 2010). Lorsque les estimations des émissions à court terme sont extrapolées afin de refléter les valeurs de l'inventaire annuel, ces estimations peuvent être élevées par rapport aux algorithmes d'émissions fournis par l'API et fondés sur des hypothèses normalisées (CONCAWE, 2008). Indépendamment des différences entre les estimations fournies par la méthode LIDAR et par l'API, les indicateurs LIDAR, fondés sur des mesures quantitatives, sont considérés comme étant une méthode d'estimation prudente qui est utilisée pour évaluer les émissions fugitives des raffineries européennes depuis plus de 20 ans, et sont validés par la USEPA (CONCAWE, 2008; USEPA, 2006, 2010).

Un fois la quantité des émissions de 1,3-butadiène estimée à partir des données fournies par la méthode LIDAR sur les émissions de benzène (Chambers et al., 2008), et à l'aide du ratio de 1,3-butadiène et de benzène dans les émissions fugitives d'une installation (estimations de la moyenne et de la limite supérieure) (INRP, 2000-2007; TRI, 2007)Note de bas de page[6], la dispersion du 1,3-butadiène dans l'atmosphère à des distances croissantes de la source de rejet a été modélisée à l'aide de SCREEN3 (1996), mis au point par l'Environmental Protection Agency des États-Unis.

SCREEN3 est un modèle de dispersion atmosphérique gaussien au niveau de l'évaluation qui se fonde sur le modèle Industrial Source Complex (ISC) (pour évaluer les concentrations d'agents polluants provenant de diverses sources dans un complexe industriel). Le facteur déterminant de la dispersion de l'air dans le modèle SCREEN3 est le vent. La concentration d'exposition calculée maximale est choisie en fonction d'une matrice de données météorologiques intégrée de différentes combinaisons de conditions météorologiques, y compris la vitesse du vent, la turbulence et l'humidité. Ce modèle prédit directement les concentrations qui résultent des rejets de source ponctuelle, diffuse ou liée à un volume. SCREEN3 donne les concentrations maximales d'une substance à une hauteur choisie des points de réception et à diverses distances d'une source de rejet dans la direction du vent en provenance du vent dominant une heure après un rejet donné. Au cours d'une période de 24 heures, pour les émissions provenant de sources ponctuelles, la concentration maximale pendant une heure (évaluée par la version 3 de ISC) est multipliée par un facteur de 0,4 pour tenir compte des orientations variables du vent. Il en ressort une estimation de la concentration dans l'air pour une exposition de 24 heures (USEPA, 1992). De même, en ce qui concerne les expositions qui se sont produites pendant une année, on peut s'attendre à ce que la direction des vents courants varie davantage et diffère de la direction du vent pour un seul événement. Par conséquent, la concentration d'exposition maximale répartie sur une année est calculée en multipliant la concentration maximale d'une heure d'exposition par un facteur de 0,08. De tels facteurs d'échelle ne sont pas utilisés pour les émissions provenant de sources non ponctuelles. Toutefois, pour éviter la surestimation des expositions de sources diffuses, un facteur de mise à l'échelle de 0,2 a été utilisé pour obtenir les concentrations d'exposition annuelles à partir de la valeur maximale d'une heure d'exposition, obtenue avec le modèle SCREEN3. La liste des paramètres d'entrée est présentée dans le tableau A6.1 de l'annexe 6.

Les résultats de la modélisation de cette approche sont présentés dans le tableau A6.2 de l'annexe 6.

Les résultats de modélisation de la dispersion dans l'air selon SCREEN3 montrent que la concentration de 1,3-butadiène dans l'air ambiant près des raffineries, des usines de valorisation et des usines de traitement du gaz naturel est favorisée par les rejets involontaires de ces quatre gaz de pétrole et de raffinerie. Il est reconnu que les gaz de pétrole et de raffinerie du groupe 2 comprennent une fraction des rejets des installations pétrolières caractérisés dans l'évaluation des gaz de pétrole et de raffinerie du groupe 1. Les rejets estimés totaux de l'évaluation du groupe 1 étaient basés sur l'ensemble des gaz de pétrole et de raffinerie dans une installation. Il n'est pas possible de déterminer quelle proportion de ces rejets est attribuable aux gaz de pétrole et de raffinerie du groupe 2. Cependant, pour un établissement donné, ces substances contribueraient aux rejets totaux. Les rejets estimés totaux sont présentés ci-après.

Le profil de dispersion modélisé pour le 1,3-butadiène, d'après la distance à partir de la source de rejet, indique que la concentration annuelle moyenne de gaz de pétrole et de raffinerie dans l'air ambiant à 200 m (pour les substances du groupe 1 et du groupe 2) provenant de ces installations est d'environ 0,44 microgramme par mètre cube (μg/m3) pour la limite supérieure et d'environ 0,17 μg/m3pour la limite inférieure (tableau A6.2 de l'annexe 6). On estime que, pour la limite supérieure (1:85), la concentration de 1,3-butadiène dans l'air associée aux rejets involontaires de gaz de pétrole et de raffinerie serait équivalente à la concentration annuelle moyenne canadienne dans l'air ambiant urbain (à savoir, 0,22 μg/m3), à une distance de 500 m de la source de rejet. Pour la limite inférieure de la plage (0,17 μg/m3, selon un ratio d'émissions de 1:216), la concentration de 1,3-butadiène dans l'air favorisée par les rejets involontaires de gaz de pétrole et de raffinerie diminue à 0,088 μg/m3 à 500 m de la source de rejet.

Des résultats semblables ont été obtenus à l'aide d'une méthode de rechange pour la caractérisation de l'exposition, selon l'application de facteurs d'émissions normalisés et des composants décrits par l'Association canadienne des fabricants de produits chimiques et l'Institut canadien des produits pétroliers (ACFPC, 2008; ICPP, 2007). Dans l'ensemble, les renseignements disponibles indiquent qu'il existe une contribution de 1,3-butadiène aux niveaux naturels dans l'air ambiant associés aux rejets involontaires de gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries. En conséquence, le potentiel d'exposition du grand public à ces gaz de pétrole et de raffinerie dans les environs des raffineries, des usines de valorisation et les usines de traitement du gaz naturel est limité. La dégradation du 1,3-butadiène dans l'atmosphère n'est pas prise en compte dans la modélisation de l'exposition. Même si la demi-vie estimative moyenne du 1,3-butadiène dans l'atmosphère, due à la photo-oxydation, va de 14 minutes à 10 h, les demi-vies réelles du 1,3-butadiène peuvent connaître de fortes fluctuations, passant de quelques heures à quelques mois dans différentes conditions (p. ex. différentes saisons, ciel clair ou nuageux, etc.) [Canada, 2000b]. Par conséquent, à titre d'approche prudente, les pertes liées à la photodégradation du 1,3-butadiène ne sont pas prises en compte dans l'estimation du profil de concentration de 1,3-butadiène dans la présente évaluation préalable.

Exposition potentielle découlant du transport

Selon les derniers renseignements transmis par l'industrie, la substance portant le n° CAS 68527-19-5 n'est pas actuellement transportée vers d'autres installations industrielles. Par conséquent, le scénario de transport n'est pertinent que pour les gaz de pétrole et de raffinerie portant les nosCAS 68131-75-9, 68477-33-8 et 68477-85-0.

Normalement, les hydrocarbures sont transportés dans des systèmes sous pression. En raison des exigences rigoureuses pour la conception et l'exploitation des systèmes sous pression, le risque de pertes par évaporation des substances gazeuses pendant les activités de chargement, de transport et de déchargement a été réduit de manière considérable (OCDE, 2009).

Le transport des gaz de pétrole sous pression exige généralement des normes de sécurité rigoureuses, en raison de leurs propriétés physiques et chimiques. Par exemple, dans le cadre du Règlement sur le transport des marchandises dangereuses de la Loi sur le transport des marchandises dangereuses (1992), Transports Canada a dû faire appel à un ensemble de normes, élaborées par l'Association canadienne de normalisation ou l'Office des normes générales du Canada, pour la conception, la fabrication, les dispositifs de sécurité, l'inspection et les activités qui entrent en compte dans le transport des gaz de pétrole, par voies ferroviaires, routière et maritime. Ainsi, les équipements pour la manipulation des substances, comme les tuyaux de transfert ou les bras de chargement, doivent respecter des normes de conception, en ce qui concerne les pressions et les températures adéquates (Canada, 2001b).

Le chargement et le déchargement de substances pétrolières sont effectués dans un système fermé (Commission européenne, 2006). Cependant, lorsqu'un raccordement fileté est utilisé entre un bras de chargement et un réservoir sous pression, les fuites fugitives peuvent toujours survenir en raison d'un mauvais entretien (Hendler et al., 2006). Ces fuites ne sont pas considérées comme rejets typiques dans des conditions normales d'exploitation et peuvent être évitées (p. ex. en remplaçant le raccordement fileté par une bride de raccordement). Par conséquent, on ne s'attend pas à ce que ces gaz soient rejetés dans l'environnement dans des conditions normales de manipulation.

Dans le cas du stockage de gaz de pétrole liquéfiés, on utilise souvent l'enfouissement des gaz inertes (azote) autour des réservoirs de stockage, ainsi que les programmes de détection des fuites, afin de prévenir toute réaction inflammable avec l'oxygène (Kraus, 1998).

En outre, des lois pertinentes portant sur le traitement des hydrocarbures gazeux sont en place à l'échelle fédérale et provinciale, qui ont pour but de réduire ou d'éviter les rejets provenant de ces activités. Certaines des mesures définies dans ces dispositions s'appliquent aux contenants (c.-à-d. navire de transport), aux moyens de transport (c.-à-d. véhicule de transport) et équipement de manipulation pour le transport de gaz sous pression, et indiquent que chacun de ces éléments doit satisfaire à certaines normes de conception et de sécurité. Ces mesures sont les suivantes : un certificat et une licence sont généralement nécessaires pour la manipulation de gaz comprimés; des inspections fréquentes par du personnel professionnel des navires et des systèmes de tuyauterie sous pression sont nécessaires et seront consignées; et un plan d'intervention en cas d'urgence doit être élaboré et approuvé avant de manipuler ou de transporter des substances gazeuses. Dans le cas de toute présence accidentelle réelle ou prévue, le personnel désigné doit signaler dans les plus brefs délais et prendre toutes les mesures raisonnables pour réduire tout danger lié au rejet des substances pour la population générale. Un inspecteur peut, à toute heure convenable, vérifier toute matière liée à la manutention ou au transport de ces substances (Alberta, 2010).

Dans l'ensemble, d'après la discussion précédente, on ne s'attend pas à des émissions régulières par évaporation des systèmes sous pression, liées à la manipulation ou au transport. Par conséquent, on ne s'attend pas à une exposition de la population générale aux rejets réguliers de ces gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries pendant le chargement, le transport et le déchargement.

Évaluation des effets sur la santé

Aucun renseignement sur les effets sur la santé de ces quatre substances de gaz de pétrole et de raffinerie n'est disponible. N'étaient pas non plus disponibles les renseignements toxicologiques sur les autres gaz de pétrole et de raffinerie dans l'approche pour le secteur pétrolier comparables tant sur le plan du procédé que sur le plan physique et chimique. Par conséquent, pour caractériser la toxicité de ces substances restreintes aux installations, on a pris en considération les substances analogues du système High Production Volume Information System (HPVIS) de l'Environmental Protection Agency des États-Unis et les catégories de constituants des gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries, dont les alcanes, les alcènes (ou oléfines), les alcadiènes, les alcynes, les hydrocarbures aromatiques, les composés thioliques et les composés inorganiques. Toute la documentation disponible touchant les gaz de pétrole et de raffinerie et leurs constituants a été prise en compte dans la préparation de l'évaluation préalable. Toutefois, seul un résumé des données essentielles sur lesquelles s'appuie la conclusion est présenté ici.

Les gaz (pétrole), vapeur légère obtenue par craquage, le concentré de butadiène (n° CAS 68955-28-2) a été défini comme une substance apparentée aux hydrocarbures, riches en C3-C4, distillats de pétrole (n° CAS 68512-91-4), un gaz de pétrole et de raffinerie restreint aux installations, selon les paramètres de toxicité aiguë et de toxicité génétique. Une valeur de CL50 égale ou supérieure à 5 300 mg/m3 a été relevée chez les rats pour les substances portant le n° CAS 68955-28-2. Une fréquence accrue de micronoyaux dans les érythrocytes a été observée dans la moelle osseuse des souris mâles et femelles CD1 exposées par inhalation aux substances portant le n° CAS 68955-28-2 pendant deux jours. Les résultats de génotoxicité in vitro de nos CAS 68955-28-2 étaient divers : une fréquence accrue de la mutation a été observée dans les cellules de lymphomes des souris sans activation, et une augmentation non prévue de la synthèse de l'acide désoxyribonucléique (ADN) a été relevée dans les cellules de mammifères, mais les résultats négatifs ont été signalés en raison de leur mutation inverse (Test d'Ames) et la transformation cellulaire (USEPA, 2008b).

La substance portant le n° CAS 68476-52-8 (hydrocarbures C4 ), dérivée d'éthylène de fabrication (butadiène brut C4 ; composé de butadiène à 10 %), a aussi été identifiée à partir d'analogues du système HPVIS, comme une substance similaire au n° CAS 68512-91-4 en raison des paramètres de sa toxicité à doses répétées, pour la reproduction et pour le développement. D'après une étude dans laquelle les rats mâles et femelles Sprague-Dawley ont été exposés par inhalation à des quantités pouvant atteindre 20 000 mg/m3 avant la reproduction, pendant et jusqu'au 19e jour de gestation, pour arriver à un total d'environ 36 à 37 jours (USEPA, 2008b), une concentration sans effet nocif observé (CSENO) de 20 000 mg/m3 a été obtenue précisément pour connaître sa toxicité pour la reproduction et le développement, alors qu'une concentration sans effet observé (CSEO) de 20 000 mg/m3 a été obtenue pour déterminer la toxicité à doses répétées en raison de l'insuffisance des effets relevés au moyen d'une série de paramètres.

Comme il est indiqué ci-dessus, les publications sur les études toxicologiques ne présentaient aucun rapport sur l'une ou l'autre des substances composant les gaz de pétrole et de raffinerie. Les gaz de pétrole et de raffinerie ont été précédemment évalués pour leurs effets sur la santé des mammifères, d'après l'évaluation des composants des substances gazeuses (API, 2001a; API, 2009a, b; CONCAWE, 2005). Les résultats de l'évaluation des composants servent à la caractérisation des risques potentiels associés à ces mélanges. En règle générale, il existe plusieurs composants potentiellement dangereux dans un gaz de pétrole et de raffinerie (énumérés dans la section Identité de la substance); par conséquent, le composant le plus dangereux pour un paramètre particulier est utilisé pour caractériser le risque associé à un mélange (API, 2009a, b). Les agences et les organisations internationales ont défini des profils toxicologiques pour les différents composants des gaz de pétrole et de raffinerie (API, 2001a, b; API, 2009a, c; CONCAWE, 2005).

Un résumé des effets sur la santé des classes de composants est présenté à l'annexe 7; toutefois, aucune analyse critique de l'ensemble des données relatives aux effets sur la santé des nombreux composants n'a été réalisée. La présente évaluation préalable de ces gaz de pétrole et de raffinerie est plutôt axée sur un composant précis, pris en compte pour représenter avec prudence le plus grand danger posé par ces substances sur la santé humaine en tant que groupe. Le 1,3-butadiène alcadiène a été retenu comme composant très dangereux afin de représenter les effets critiques des gaz de pétrole et de raffinerie sur la santé, puisqu'il se trouve dans les quatre gaz de pétrole et de raffinerie faisant l'objet de la présente évaluation préalable et que ses effets critiques sur la santé sont bien documentés (Canada, 2000b).

On trouve une somme importante de documents portant sur les toxicocinétiques et les effets du 1,3-butadiène à la suite d'expositions aiguës à court et à long terme, principalement par voie d'inhalation. Les récentes évaluations effectuées par le gouvernement du Canada et d'autres organismes ont permis d'évaluer en détail toutes les données relatives aux effets sur la santé (Canada, 2000b; EURAR, 2002; USEPA, 2002; Grant, 2008; ATSDR, 2009). Pertinentes pour la présente évaluation préalable, les publications critiques pour la caractérisation des effets sur la santé humaine du 1,3-butadiène, comme composante très dangereuse des gaz de pétrole et de raffinerie, sont ainsi résumées.

L'annexe 8 comporte un résumé des renseignements sur les effets critiques du 1,3-butadiène sur la santé. Un examen 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). Cette substance a été par la suite ajoutée à la Liste des substances toxiques de l'annexe 1 de la LCPE (1999).

Les gaz de pétrole et de raffinerie sont classés par la Commission européenne comme substances cancérogènes lorsque la concentration de 1,3-butadiène présent dans ces substances est supérieure à 0,1 % en poids (Commission européenne, 2004; ESIS, 2008). Le 1,3-butadiène a été classé cancérogène par de nombreux organismes nationaux et internationaux. En vertu du Programme d'évaluation des substances d'intérêt prioritaire, le gouvernement du Canada a conclu que le 1,3-butadiène satisfaisait aux critères énoncés à l'alinéa 64c) de la LCPE (1999), compte tenu de la plausibilité de son mode d'action dans l'induction de tumeurs par l'interaction directe avec le matériel génétique (Canada, 2000b). Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC, 2008) a également classé le 1,3-butadiène comme substance potentiellement cancérogène pour les humains(Groupe 1). L'Environmental Protection Agency des États-Unis (2002), a conclu que le 1,3-butadiène était cancérogène pour les humains qui y sont exposés par inhalation. Le National Toxicology Program des États-Unis (NTP, 2011a) a classé le 1,3-butadiène comme un cancérogène connu pour les humainsen raison de la preuve suffisante de cancérogénicité chez les humains. Enfin, la Commission européenne a classé le 1,3-butadiène comme substance cancérogène (Catégorie 1 :peut causer le cancer; substances que l'on sait être cancérogènes pour l'homme), mais également classé mutagène (Catégorie 2 : peut causer des altérations génétiques héréditaires; substances devant être assimilées à des substances mutagènes chez l'humain (EURAR, 2002; ESIS, 2008).

Le potentiel cancérogène d'une exposition par inhalation au 1,3-butadiène a été clairement établi dans une étude de 103 semaines durant deux ans sur des souris B6C3F1 exposées par inhalation au 1,3-butadiène à des concentrations de 0 à 625 ppm (de 0 à 1 380 mg/m3). On a observé que le 1,3-butadiène était un puissant cancérogène, causant des tumeurs courantes et rares dans plusieurs organes chez les souris. Dans la plupart des cas, on a pu établir une relation exposition-réponse concernant l'incidence de tumeurs et l'action génotoxique. Une hausse significative du nombre d'adénocarcinomes ou de carcinomes bronchiolo-alvéolaires chez les femelles a été observée à 6,25 ppm (13,8 mg/m3) (NTP, 1993; EURAR, 2002; USEPA, 2002). Étant donné qu'une induction de tumeurs a été observée à toutes les concentrations étudiées, il est probable que des expositions inférieures à 6,25 ppm (13,8 mg/m3) causeraient également le cancer chez les souris (USEPA, 2002).

La seule étude de toxicité par inhalation à long terme chez les rats laisse entendre que le 1,3-butadiène est un cancérogène multiple chez les rats. Cependant, ces effets ont été observés à des concentrations atmosphériques qui étaient deux ou trois fois plus élevées que celles administrées aux souris. Contrairement à ce que l'on observe chez les souris, les types et l'apparition de tumeurs observées chez les rats laissent entendre un mécanisme non génotoxique qui se produit indirectement par le système endocrinien plutôt que par l'action directe des métabolites réactifs (Owen, 1981; Owen et al., 1987; Owen et Glaister, 1990).

Bien que la sensibilité aux propriétés cancérogènes du 1,3-butadiène varie de façon marquée d'une espèce à l'autre, les données disponibles prouvent sans équivoque que le 1,3-butadiène est un cancérogène multiple chez les rongeurs (USEPA, 2002).

Plusieurs études épidémiologiques de la cancérogénicité du 1,3-butadiène ont été menées et ont servi de référence pour évaluer le poids de la preuve sur les causes des relations, et ce, à partir des critères habituels (Canada, 2000b; EURAR, 2002; USEPA, 2002). L'étude menée par Delzell et al., (1995, 1996), une étude de cohorte sur la mortalité  de grande ampleur et de bonne qualité, montre un relation évidente entre l'exposition au 1,3-butadiène présent dans le butadiène-styrène (caoutchouc industriel) et la leucémie chez les humains. En s'appuyant sur cette preuve, de nombreux organismes nationaux et internationaux ont conclu qu'il existait « une preuve suffisante pour reconnaître le pouvoir cancérogène du 1,3-butadiène chez les travailleurs exposés » (USEPA, 2002) et qu'ainsi le « butadiène devait être considéré comme étant cancérogène pour les humains » (EURAR, 2002).

Au final, compte tenu des preuves établies sur les rongeurs et les humains, on peut estimer que le 1,3-butadiène peut induire des tumeurs par un mode d'action consistant en une interaction directe avec le matériel génétique (Canada, 2000b; EURAR, 2002; USEPA, 2002).

Des estimations du potentiel cancérogène lié à l'exposition par inhalation au 1,3-butadiène ont déjà été élaborées par le gouvernement du Canada. Une concentration tumorigène (CT01) de 1,7 mg/m3 a été déterminée à partir de l'étude épidémiologique de Delzell et al., (1995) et l'estimation quantitative de la toxicité cancérogène (TC05) dérivée des données des animaux expérimentaux a été de 2,3 mg/m3 pour l'organe le plus sensible aux tumeurs chez les souris (Canada, 2000b).

L'Environmental Protection Agency des États-Unis (2002) a calculé un facteur de risque de cancer lié à l'exposition par inhalation à l'aide du modèle linéaire de débit relatif d'absorption fondé sur les données déclarées par le gouvernement du Canada. Un facteur de risque par inhalation de 3 x 10−5 (µg/m3)−1 a été calculé d'après l'étude rétrospective de cohorte menée par Delzell et al., 1995) [USEPA, 2002]. Plus récemment, un facteur de risque par inhalation de 5 x 10-7 (μg/m3)-1 a été calculé par la Texas Commission on Environmental Quality (TCEQ) d'après les données actualisées sur la leucémie chez l'homme (Grant, 2008). Les valeurs déduites d'après l'étude de Grant (2008) ont été calculées selon les estimations actuelles de l'exposition de la même population qui a fait l'objet de l'étude; ces estimations ont été retenues parce qu'elles étaient considérées comme les meilleures estimations de l'exposition jamais publiées par l'Environmental Protection Agency des États-Unis (2002) visant à évaluer les risques de cancer pour les humains.

Il existe une vaste base de données comptant plus de 600 publications sur la génotoxicité du 1,3-butadiène qui a fait l'objet de recherches dans une série d'études in vitro et in vivo sur une variété de systèmes biologiques, allant des bactéries aux humains (EURAR, 2002). On peut trouver des analyses détaillées de cette base de données dans des évaluations effectuées récemment par le gouvernement du Canada (Canada, 2000b), l'Environmental Protection Agency des États-Unis (2002), la Commission européenne (EURAR, 2002) et l'ATSDR (2009). Par conséquent, ces données ne sont pas présentées à l'annexe 8.

Jusqu'à présent, les études visant à évaluer le potentiel génotoxique du 1,3-butadiène chez les humains ont donné des résultats équivoques, mais le 1,3-butadiène est manifestement génotoxique chez les souris. Les données relatives aux humains sont trop limitées pour écarter le potentiel génotoxique du 1,3-butadiène chez les humains exposés (EURAR, 2002; ATSDR, 2009). En général, le 1,3-butadiène est considéré comme une substance potentiellement toxique pour les cellules somatiques et germinales humaines (Canada, 2000b). De plus, d'après les données des recherches menées sur les animaux de laboratoire, le 1,3-butadiène est classé dans la plus haute catégorie décrite dans le plan du poids de la preuve présenté dans le document « Guidelines for Mutagenicity Risk Assessment » (USEPA, 1986).

Les organes reproducteurs ont été reconnus comme étant des cibles non cancérogènes critiques des effets d'induction du 1,3-butadiène chez les souris et les rats (Canada, 2000b; EURAR, 2002; USEPA, 2002; Grant, 2008). Les effets génétiques les plus perceptibles découverts de façon constante dans diverses analyses du 1,3-butadiène ont été observés dans une étude de deux ans sur l'exposition chronique par inhalation chez les souris B6C3F1; elles ont été exposées à des concentrations de 0 à 625 ppm (de 0 à 1 380 mg/m3). On a observé une atrophie des ovaires à la suite d'une exposition à la plus basse concentration de 1,3-butadiène expérimentée, 6,25 ppm (13,8 mg/m3), alors qu'on a observé une atrophie des testicules à la suite d'une exposition à une concentration de 200 ppm (442 mg/m3) (NTP, 1993; EURAR, 2002; USEPA, 2002; Grant, 2008; ATSDR, 2009). D'après le mode d'action présumé, nommément l'intervention des métabolites époxydiques dans l'induction de l'atrophie ovarienne et une chute des taux de progestérone dans le sérum, on estime que les effets observés chez les souris ont un seuil critique et dépendent des concentrations et de la durée d'exposition (USEPA, 2002; Grant, 2008).

Aucune donnée n'a été relevée dans la littérature scientifique sur les effets de l'exposition au 1,3-butadiène par inhalation sur la reproduction ou le développement chez les humains. Toutefois, on a constaté que, lorsqu'on tient compte des effets observés sur les gonades des souris et des conséquences pour la santé humaine, il n'y a aucune indication montrant que les humains réagissent de la même manière sur le plan quantitatif (EURAR, 2002).

Caractérisation des risques pour la santé humaine

Les gaz de pétrole et de raffinerie restreints à l'industrie ont été établis comme étant hautement prioritaires aux fins d'intervention lors de la catégorisation de la Liste intérieure des substances (LIS), car on estime qu'ils présentent un potentiel intermédiaire d'exposition pour les particuliers au Canada et un risque élevé pour la santé humaine. Un effet critique identifié par la catégorisation initiale des substances des gaz de pétrole et de raffinerie restreints à l'industrie est leur cancérogénicité, selon principalement les classifications établies par des organismes internationaux. L'Union européenne considère les gaz de pétrole et de raffinerie contenant plus de 0,1 % de 1,3-butadiène par poids comme des substances cancérogènes. Les concentrations mesurées de 1,3-butadiène présent dans les substances gazeuses faisant l'objet de la présente évaluation varient entre une valeur non détectable et 3 % en poids (API, 2009b). De plus, le 1,3-butadiène a été désigné par Santé Canada et plusieurs organismes de réglementation internationaux comme une substance cancérogène et a été ajouté à la Liste des substances toxiques de l'annexe 1 de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999). On a observé que le 1,3-butadiène était un cancérogène multisite chez les rongeurs par inhalation, responsable de l'augmentation des cas de tumeurs à toutes les concentrations testées. Les études épidémiologiques fournissent des preuves d'une association entre l'exposition au 1,3-butadiène en milieu de travail et la leucémie chez les humains. Selon les résultats des essais in vitro et in vivo,le 1,3-butadiènes'est également révélé génotoxique, et la plausibilité de son mode d'action dans l'induction de tumeurs implique une interaction directe avec le matériel génétique.

Les résultats de la modélisation de la dispersion dans l'air et des calculs basés sur l'application des facteurs d'émission montrent que la concentration globale de 1,3-butadiène dans l'air ambiant près des raffineries, des usines de valorisation et des usines de traitement du gaz naturel est favorisée par les rejets involontaires des gaz de pétrole et de raffinerie. Les concentrations estimées de 1,3-butadiène diminuaient avec l'augmentation de la distance de la source de rejets. Une approche prudente estime que les concentrations de 1,3-butadiène sont comparables ou inférieures à la concentration moyenne en milieu urbain au Canada, à des distances égales ou supérieures à 500 m de la source de rejets. À partir des estimations du potentiel cancérogène élaborées précédemment par le gouvernement du Canada (Canada, 2000a), et des valeurs estimatives des limites d'exposition supérieure et inférieure déduites de la modélisation de la dispersion du 1,3-butadiène – en tant que composant très dangereux des gaz de pétrole et de raffinerie –, on a obtenu des marges d'exposition en fonction de l'accroissement des distances de la source de rejets (le tableau 4 illustre une distance de 200 m). L'analyse cartographique a démontré que la population générale pouvait résider à environ 200 m d'une source de rejets potentielle. C'est donc cette distance qui a été choisie pour la caractérisation du risque pour la population en général.

Tableau 4. Marges d'exposition d'après la modélisation de la dispersion du 1,3-butadiène dans l'atmosphère – en tant que composant très dangereux des gaz de pétrole et de raffinerie (Groupes 1 et 2)
Scénario Distance de la source de rejet (m) Exposition annuelle estimée (µg/m3) Marge d'exposition fondée sur la concentration tumorigène (CT05) de 2,3 mg/m3 (Canada, 2000a)
Limite inférieure de la marge d'exposition 200 0,17 13 500
Limite supérieure de la marge d'exposition 200 0,44 5 300

La marge d'exposition est de 5 300 pour la limite supérieure de la plage d'exposition, à une distance de 200 m du centre de la source de rejet. À une distance de 500 m de la source d'émissions, la marge d'exposition est de 10 500, ce qui correspond à une concentration d'exposition égale à la concentration moyenne annuelle canadienne dans l'air ambiant dans les centres urbains, qui est de 0,22 μg/m3. Bien que l'ampleur du risque doive varier en fonction des paramètres choisis pour le calcul du facteur de risque de cancer (p. ex. CT05; les coefficients de cancérogénicité déduits par l'Environmental Protection Agency des États-Unis et la Texas Commission on Environmental Quality à partir de l'extrapolation des niveaux d'exposition faibles établie par l'application de modèles linéaires. etc.), l'utilisation d'une estimation conservatrice du risque de cancer est jugée appropriée en raison des incertitudes des renseignements provenant de la base de données sur les effets sur la santé. Dans le cas de la limite supérieure de la plage d'exposition, la marge d'exposition à 200 m de la source d'émissions est considérée comme potentiellement inadéquate pour tenir compte des incertitudes dans les bases de données sur l'exposition et les effets sur la santé pour les gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux installations.

Les quatre gaz de pétrole et de raffinerie pris en compte dans cette évaluation sont considérés contribuer aux émissions globales du site estimées ci-dessus, et contribuent par conséquent aux marges d'exposition potentiellement inadéquates.

En ce qui concerne les effets autres que cancérogènes du 1,3-butadiène, la toxicité reproductive a été choisie comme critère d’effet critique sur la santé. La valeur la plus faible liée à la concentration minimale avec effet nocif observé (CMENO) en matière d'exposition par inhalation était de 6,25 ppm (13,8 mg/m3), fondée sur l'atrophie des ovaires, caractérisée par l'absence d'ovocytes, de follicules et de corps jaunes chez les souris femelles lors d'un essai biologique chronique pendant deux ans. La comparaison de cette CMENO avec la limite supérieure de la concentration annuelle maximale et la concentration moyenne de 1,3-butadiène à 200 m de la source de rejet indique une marge d'exposition de 31 000 et 81 000, respectivement. Ces marges sont jugées adéquates pour tenir compte des incertitudes liées aux bases de données concernant l'exposition et les effets non cancérogènes des gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux installations sur la santé.

Incertitudes liées à l'évaluation des risques pour la santé humaine

L'exposition de l'ensemble de la population et de l'environnement aux gaz de pétrole et de raffinerie restreints aux industries comporte des incertitudes. Actuellement, on ne dispose pas de données de surveillance de l'ensemble des gaz de pétrole et de raffinerie au Canada. Par conséquent, le 1,3-butadiène a été choisi comme composant très dangereux. En outre, les effets potentiels des rejets involontaires de ces gaz ont été estimés au moyen de la modélisation de la contribution des émissions de 1,3-butadiène provenant des raffineries, des usines de valorisation et des usines de traitement du gaz naturel aux concentrations dans l'air ambiant.

On suppose que tous les rejets estimés de 1,3-butadiène des installations sont attribués aux gaz de pétrole et de raffinerie, et qu'une portion de ces rejets est attribuable aux quatre gaz de pétrole et de raffinerie faisant l'objet de cette évaluation. On ne dispose pas des renseignements quantitatifs sur chacun des nos CAS de gaz de pétrole et de raffinerie présents à une installation pétrolière qui permettraient de déterminer leur contribution relative aux émissions.

Il existe des incertitudes quant à l'exposition potentielle au 1,3-butadiène à partir des usines de traitement du gaz naturel, puisque les expositions ont été modélisées en fonction des données provenant des raffineries de pétrole. Des incertitudes subsistent quant aux différences potentielles dans la composition des gaz de pétrole et de raffinerie entre des raffineries ou des usines de valorisation et des usines de traitement du gaz naturel provenant des différences d'équipement entre les installations.

Il existe une incertitude quant à la modélisation du profil de concentration de 1,3-butadiène au moyen de SCREEN3 (1996). Le modèle SCREEN3 exige peu de paramètres d'entrée et des données météorologiques non spécifiques à une installation, ce qui introduit des incertitudes dans les deux cas. Les hypothèses formulées dans l'analyse de l'exposition sont énumérées à l'annexe 6.

Chacun des gaz de pétrole et de raffinerie évalués pourrait contenir plusieurs composants inorganiques et organiques qui contribuent à l'ensemble des risques liés aux substances d'une catégorie donnée. La composition des composantes propres aux gaz peut varier de manière considérable en fonction de la source de pétrole brut, du bitume ou du gaz naturel, des conditions opérationnelles, des enjeux relatifs aux processus saisonniers et des cycles économiques. Les effets sur la santé ont été caractérisés par les effets sur la santé associés au 1,3-butadiène émis ou rejeté dans l'atmosphère. Toutefois, il existe des incertitudes au sujet de la concentration de ce constituant dans chaque substance composant les gaz de pétrole et de raffinerie définie par un n° CAS.

L'utilisation d'un seul élément de risque élevé pour caractériser la toxicité des gaz de pétrole et de raffinerie peut ne pas refléter tous les effets sur la santé les risques associés à ces mélanges de substances. Les risques potentiels associés à d'autres composants potentiellement dangereux des gaz de pétrole et de raffinerie ne sont pas examinés de façon spécifique dans la caractérisation des risques, mais sont jugés couverts par l'utilisation d'une approche prudente et la concentration sur le composant présentant le degré de danger le plus élevé.

D'autres incertitudes touchant l'évaluation des effets sur la santé du 1,3-butadiène sont décrites dans l'évaluation de la Liste des substances d'intérêt prioritaire du gouvernement du Canada pour cette substance (Canada, 2000b).

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Conclusion

D'après les renseignements présentés dans la présente évaluation préalable, on conclut que ces gaz de pétrole et de raffinerie sont peu susceptibles de causer des effets écologiques nocifs aux organismes ou à l'intégrité globale de l'environnement. Par conséquent, on conclut que les gaz de pétrole et de raffinerie inclus dans la présente évaluation préalable (nos CAS 68131-75-9, 68477-33-8, 68477-85-0 et 68527-19-5) ne satisfont pas aux critères énoncés aux alinéas 64a) ou 64b) de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) [LCPE (1999)] car ils ne pénètrent pas dans l'environnement en une quantité ou concentration ou dans des conditions de nature à avoir, immédiatement ou à long terme, un effet nocif sur l'environnement ou sur la diversité biologique, ou à mettre en danger l'environnement essentiel à la vie.

D'après les données disponibles, on conclut que ces quatre gaz de pétrole et de raffinerie satisfont aux critères énoncés à l'alinéa 64c) de la LCPE (1999) car ils pénètrent ou peuvent pénétrer dans l'environnement en une quantité ou concentration ou dans des conditions de nature à constituer un danger au Canada pour la vie ou la santé humaines.

Par conséquent, on conclut que ces quatre gaz de pétrole et de raffinerie (portant les nos CAS 68131-75-9, 68477-33-8, 68477-85-0 et 68527-19-5) satisfont à un ou plusieurs critères énoncés à l'article 64 de la LCPE (1999).

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