Inventaire national des rejets de polluants : dioxyde de soufre

Contexte

Le dioxyde de soufre (SO2) est le sixième polluant atmosphérique le plus courant rejeté dans l'environnement au Canada. Le SO2 est un précurseur du smog et de la brume sèche, qui peuvent affecter la santé publique et réduire la visibilité.

Le gouvernement du Canada suit les émissions de SO2 du secteur industriel avec l'Inventaire national des rejets de polluants (INRP). En combinant les données sur les émissions de SO2 déclarées à l'INRP et les données des stations de surveillance de l'air ambiant du Programme national de surveillance de la pollution atmosphérique (NSPA), les chercheurs peuvent mieux comprendre et améliorer la qualité de l'air au Canada.

L'INRP permet de suivre les polluants rejetés dans l'air, l'eau et le sol à travers le Canada. Toutes les installations industrielles qui rejettent des polluants sont tenues de présenter une déclaration à l'INRP si elles répondent à certaines exigences de déclaration. Depuis 1993, l'INRP a recueilli des données auprès de plus de 21 000 installations de secteurs industriels variés. Ces informations sont utilisées pour identifier et surveiller les sources de pollution au Canada. La carte de droite montre les rejets de SO2 déclarés en 2019.

Le RNSPA est responsable de la surveillance de la qualité de l'air ambiant au Canada. Il opère des stations de surveillance de l'air ambiant depuis 1969. À ce jour, il y a 286 stations en service dans 203 communautés. La carte suivante montre l'emplacement des stations en 2019.

Localisation des stations du RNSPA en 2019

Localisation des stations du RNSPA 2019
Description longue

Carte de l’emplacement des installations qui ont déclarées du dioxyde de soufre à l’INRP en 2019. Chaque point violet représente une installation.

Vous pouvez trouver les données utilisées pour créer cette carte en téléchargeant nos tableaux de donnés pour une année.

En combinant les données de ces deux sources, les divers paliers gouvernementaux peuvent effectuer des analyses scientifiques et adopter des règlements et des politiques plus efficaces pour mieux gérer les impacts des polluants.

Impacts du dioxyde de soufre sur les écosystèmes et la santé

Le SO2 est un gaz irritant et incolore qui a une odeur âcre et piquante. Il s’agit du composé le plus commun et le plus préoccupant d’un groupe de gaz appelé les oxydes de soufre (SOx).

Le SO2 est une menace autant sur la santé que l’environnement. Une exposition de courte durée à des concentrations élevées affecte le système respiratoire des humains et des animaux. Les risques sont d’autant plus élevés chez les gens avec des problèmes pulmonaires, tels que l’asthme. Lorsqu’il se transforme en d’autres aérosols (comme le sulfate) dans l’air ambiant, la réactivité augmente et il peut alors se combiner avec d’autres composés (par exemple l’ammoniac) pour devenir un important contributeur à la formation secondaire de particules fines Le SO2 est un gaz irritant et incolore qui a une odeur âcre et piquante. Il s’agit du composé le plus commun et le plus préoccupant d’un groupe de gaz appelé les oxydes de soufre (SOx).

Le SO2 est une menace autant sur la santé que l’environnement. Une exposition de courte durée à des concentrations élevées affecte le système respiratoire des humains et des animaux. Les risques sont d’autant plus élevés chez les gens avec des problèmes pulmonaires, tels que l’asthme. Lorsqu’il se transforme en d’autres aérosols (comme le sulfate) dans l’air ambiant, la réactivité augmente et il peut alors se combiner avec d’autres composés (par exemple l’ammoniac) pour devenir un important contributeur à la formation secondaire  de particules fines (PM2.5). Les particules fines ont elles aussi des impacts importants sur la santé humaine et l’environnement.  

De grandes concentrations de SOx dans l’atmosphère peuvent nuire aux cultures agricoles, aux forêts et aux écosystèmes en endommageant le feuillage et en limitant la croissance. Il s’agit donc

d’une menace importante pour l’agriculture (sécurité alimentaire), la biodiversité et la perte d’habitats.

Lorsqu’il est dissous dans la vapeur d’eau pour former des acides (par exemple, l’acide sulfurique), il contribue aux pluies acides, qui peuvent nuire à une grande variété d’écosystèmes aquatiques et terrestres, tels que les lacs, les ruisseaux et les milieux humides, où il peut être nocif pour les poissons et les animaux. Puisque tout est interconnecté dans un écosystème, un impact sur une seule espèce ou une plante peut affecter d’autres niveaux de la chaîne alimentaire, voire tous. Les pluies acides endommagent également les matériaux, ce qui peut entraîner des réparations prématurées des bâtiments et des infrastructures, augmentant ainsi les coûts d’entretiens.

Les impacts du SO2 sont nombreux, c’est pourquoi il fait partie des principaux contaminants atmosphériques (PCA) et qu’il est listé sous la Liste des substances toxiques-LCPE 1991-Annexe1 comme un précurseur de matières particulaires. Les normes canadiennes de qualité de l’air ambiant (NCQAA) sont fixées à une concentration de 70 ppb (parties par milliard) sur 1 heure et de 5 ppb comme moyenne annuelle maximale.

Répartition points chauds du dioxyde de soufre

La carte ci-dessous combine les données de rejets déclarés à l’INRP (en bleu) et les concentrations du RNSPA. Les zones avec de fortes concentrations de SO2 se retrouvent à proximité d’activités d'extraction et de fusion de métaux, de production de pâte et papiers, ainsi que la transformation et le brûlage de combustibles. La plupart de ces activités ont lieu dans les installations situées hors des grands centres de population.

Carte de « points chauds » de SO2 en 2019

carte des données INRP et RNSPA 2019
Description Longue

Carte représentant les rejets de SO2 déclarés à l’INRP ainsi que les zones de fortes concentrations recueillis par le programme de surveillance national de la pollution atmosphérique (SNPA).

Vous pouvez trouver les données utilisées pour créer cette carte en téléchargeant nos tableaux de donnés pour une année.

Les données du Programme de surveillance national de la pollution atmosphérique (SNPA) sont également disponibles sur Gouvernement ouvert.  

Le graphique circulaire ci-dessous montre la ventilation des émissions de SO2 rejetées par provinces et territoires en 2019. Les rejets déclarés par l’Alberta comptent pour un quart du total national.

2019 quantité  de SO2 déclarés à l'INRP par provinces et territoires (tonnes)
Description Longue
Quantité de dioxyde de soufre déclaré en 2019 à l’INRP en tonnes
Province Quantité
AB 203 144
CB 30 602
MB 600
NB 10 403
TN 19 733
51 823
TNO 211
NU 40
ON 108 299
IPÉ 60
QC 87 664
SK 98 637

Principaux contributeurs

Au Canada, les sources principales de concentrations élevées de SO2 dans l’atmosphère sont les procédés industriels et la combustion de combustibles fossiles, tels que :

En 2019, le secteur de l’électricité était responsable de 34% des émissions de SO2 au pays, suivi par le secteur de l’extraction de pétrole et de gaz avec 23%, des métaux avec 10% et de l’aluminium avec 9%. Ensemble, les quatre secteurs comptent pour plus de la moitié des rejets totaux de SO2 déclarés à l’INRP en 2019.

Pourcentage d'émissions de dioxyde de soufre en 2019 par secteur
Description Longue
Quantité de rejet de dioxyde de soufre par secteur industriel en tonnes en 2019
Secteur industriel Quantité
Aluminium 56 496
Ciment, chaux et autre minerai non-métallique 28 417
Produits chimiques
12 265
Extraction de pétrole et de gaz 73 473
Électricité 205 250
Fer et acier 18 519
Métaux (sauf l'aluminium) 62 530
Carrières et sablières 12 171
Extraction de pétrole et gaz (excluant les sables bitumineux) 68 826
Pétrole et gaz pipelines et entreposage 7
Autre 554
Raffinage de produits de pétrole et du charbon 49 685
Plastique et caoutchouc 51
Pâtes et papiers 20 366
Traitement des déchets et éliminations 532
Eau et traitement des effluents 529
Produits du bois 309

Le SO2 est très réactif avec d'autres composés, c’est-à-dire qu'il se transforme en substances dérivées lorsqu'il entre en contact. Il ne reste donc pas longtemps à son état original dans l’atmosphère. Cela signifie que, contrairement à des substances comme l'ozone et les particules fines (P2.5), qui peuvent persister longtemps dans l'air ambiant et parcourir de longues distances, les concentrations de SO2 ont tendance à diminuer rapidement avec la distance. Par conséquent, lorsque le SO2 est mesuré par les stations de surveillance de l'air ambiant, cela indique qu'il a été rejeté dans l'atmosphère par une source à proximité.

Dans l’ensemble, les émissions de SO2 diminuent depuis les années 1970.  Cette diminution est due à la conversion du chauffage domestique au gaz naturel à travers le pays. Dans les années 1980, le Canada a commencé à remédier au problème des pluies acides en fixant des plafonds d'émission pour chaque province, du Manitoba vers l’est. En 1991, l'Accord Canada-États-Unis sur la qualité de l'air a été signé pour lutter contre la pollution atmosphérique transfrontalière à l'origine des pluies acides. Les deux pays ont convenu de réduire les émissions des principaux précurseurs de pluies acides, soit le SO2 et l'oxydes d'azote (NOx) et de collaborer pour la coopération scientifique et technique liée aux pluies acides. Les émissions de SO2 ont continué de diminuer au cours de la dernière décennie, comme le montre le graphique ci-dessous.

émissions totales de dioxyde de soufre dans l'atmosphére entre 2002 et 2019 (Tonnes)
Description Longue
Rejets totaux de dioxyde de soufre entre 2002 et 2019 en tonnes
Année Quantité
2002 1 120 167
2003 1 015 922
2004 987 159
2005 931 723
2006 972 982
2007 988 647
2008 707 396
2009 615 434
2010
601 012
2011 1 035 497
2012 1 028 755
2013
1 000 107
2014 958 885
2015 913 630
2016 891 340
2017 804 195
2018 649 947
2019 532 670

Limites et considérations

La surveillance de l’air ambiant est complexe puisque les polluants gazeux se dispersent rapidement dans l’atmosphère et peuvent donc se déplacer d’un endroit à un autre en fonction de la vitesse et de la direction du vent. C’est pourquoi les stations de surveillance de l’air ambiant ne mesurent non seulement les concentrations locales, mais aussi les contaminants atmosphériques aéroportés par les vents dominants.

L’image ci-dessous illustre les principaux courants de vents au Canada et aux États-Unis qui peuvent être responsables du transport du SO2 provenant de diverses sources. Les concentrations élevées de SO2 dans l’air ambiant se produisent normalement à proximité des sources d'émission (<10 km), mais peuvent être influencées par la hauteur des cheminées et la topographie locale. Le SO2 n'est presque jamais observé en concentrations élevées à plus de 25 km des sources d'émission.

De plus, certaines conditions météorologiques peuvent augmenter les concentrations de SO2, notamment les inversions et les vents faibles.

Principaux courants de vents au Canada et aux États-Unis

Principaux courants de vents au Canada et aux États-Unis
Description Longue

Cette image montre les principaux courants de vents au Canada et aux États-Unis.

Étude de cas : Fort McMurray, Alberta

En utilisant les données de l’INRP et du RNSPA, il est possible d’identifier les points chauds de concentrations de SO2 au Canada.

La région de Fort McMurray en Alberta fait partie des plus grands points chauds de SO2 au Canada. La ville regroupe presque tous les plus grands opérateurs de l’industrie des sables bitumineux au Canada. En 2019, deux installations ont déclaré des rejets de SO2 à l’INRP et elles faisaient partie du secteur du pétrole et du gaz. À elles seules, les rejets comptent pour 29% du secteur industriel des sables bitumineux et de l’extraction de gaz et pour 8% du SO2 total déclaré à l’INRP dans tous les secteurs.

Tel qu’illustré dans la carte ci-dessous, le RSNPA opère deux stations de mesure de l’air ambiant dans cette ville. La concentration maximale de SO2 mesurées en 2019 étaient de 8,9 ppb et la moyenne de 0,64 ppb.

Carte des stations du RNSPA et des concentrations de dioxyde de soufre à Fort McMurray en Alberta

Carte des stations du RNSPA et des concentrations de dioxyde de soufre à Fort McMurray en Alberta
Description Longue

Carte illustrant les concentrations de SO2 dans la ville de Fort McMurray, Alberta.

Les données du Programme de surveillance national de la pollution atmosphérique (SNPA) sont disponibles sur Gouvernement ouvert.

La majeure partie de l’industrie de Fort McMurray utilise la production in situ pour extraire les sables bitumineux, puisqu’au Canada, 80% sont situés trop en profondeur pour être exploités. Pour plus d’information sur ce secteur industriel et les procédés, consultez l’aperçu du secteur de l’INRP sur l’extraction des sables bitumineux.

Dans les dernières années, il y a une tendance de réduction des émissions de SO2. Cette réduction est due à l'amélioration des opérations, notamment à l'utilisation de combustibles de substitution, à des entretiens préventifs et à la transformation des émissions de SO2 en un sulfate d'ammonium qui peut être vendu comme sous-produit commercial (engrais). Cela peut aussi être attribué au système de gestion de la qualité de l’air industriel de l’Alberta pour l’évaluation, l’approbation et l’application de la règlementation environnementale.

L’histogramme ci-dessous démontre que bien que le nombre d’installations déclarant à l’INRP à Fort McMuray, a resté entre deux et trois dans les 10 dernières années, mais que les rejets ont beaucoup diminués durant cette période.

Rejets de SO2 Fort McMurray entre 2009 et 2019 (Tonnes)
Description Longue
Quantité de rejet de dioxyde de soufre à Fort McMurray entre 2002 et 2019 en tonnes
Année Quantité (tonnes)
Nombre d'installations
2002 103 772 2
2003 96 903 2
2004 103 422 2
2005 109 767 2
2006 104 980 2
2007 110 618 2
2008 99 535 2
2009 99 908 2
2010 94 979 2
2011 84 985 3
2012 91 510 3
2013 63 132
2
2014 44 670 3
2015 41 688 2
2016 35 511
3
2017 41 427 2
2018 45 213 2
2019 41 075 2

Étude de cas : Estevan, Saskatchewan

En 2019, la ville d'Estevan en Saskatchewan a déclaré la deuxième plus grande quantité de rejets de SO2 déclarés à l'INRP. Trois installations ont déclaré des rejets et deux provenaient de la production d'électricité à partir de combustibles fossiles (charbon) et une de l'extraction de pétrole et de gaz. Ensemble, ces installations représentaient 8 % du total de SO2 déclaré à l'INRP pour cette année.

Comme le montre la carte ci-dessous, il n'y a qu'une seule station du RNSPA à Estevan et la concentration maximale de SO2 mesurée en 2019 était de 20,6 ppb et la moyenne de 1,1 ppb.

Carte des stations du RNSPA et des concentrations de dioxyde de soufre à Estevan en Saskatchewan

Carte des stations du RNSPA et des concentrations de dioxyde de soufre à Estevan en Saskatchewan
Description Longue

Carte illustrant les concentrations de SO2 dans la ville d'Estevan, Saskatchewan

Les données du Programme de surveillance national de la pollution atmosphérique (SNPA) sont disponibles sur Gouvernement ouvert.

Le graphique à barres ci-dessous montre que la quantité de rejets a triplé à Estevan depuis 2002. Les rejets totaux de SO2 ont atteint un maximum en 2011, lorsqu'une nouvelle installation de déclaration a été ajoutée, et en 2012.  Les rejets sont restés constants depuis. Il n'y avait qu'une seule installation déclarante en 2002 et 2006.

Rejets de SO2 en Estevan entre 2002 et 2019 (Tonnes)
Description Longue
Quantité de rejet de dioxyde de soufre à Estevan entre 2002 et 2019 en tonnes
Année Quantité (tonnes) Nombre d'installations
2002 12 141 1
2003 18 357 2
2004 18 403 2
2005
13 493 2
2006 12 250 1
2007 17 708 2
2008 16 137 2
2009 13 909 2
2010 14 240 2
2011 52 463 3
2012 52 460 3
2013
45 715 3
2014 40 442 3
2015 42 051 3
2016 37 910 3
2017 42 598 3
2018 40 320
3
2019
40 985 3

Étude de cas : Trail, Colombie-Britannique

En 2019, la ville de Trail en Colombie-Britannique était la ville canadienne avec les plus grandes concentrations de SO2 mesurées par les quatre stations du RNSPA du secteur, tel qu’illustré dans la carte ci-dessous.

Carte des stations du RNSPA et des concentrations de dioxyde de soufre à Trail en Colombie-Brittanique

Carte des stations du RNSPA et des concentrations de dioxyde de soufre à Trail en Colombie-Brittanique
Description Longue

Carte illustrant les concentrations de SO2 dans la ville de Trail, Colombie-Brittanique.

Les données du Programme de surveillance national de la pollution atmosphérique (SNPA) sont disponibles sur Gouvernement ouvert.

Cependant, les rejets déclarés à l’INRP par deux installations étaient similaires à ceux des années précédentes (comme illustré dans le graphique ci-dessous) et comptaient pour moins de 1% des émissions de SO2 déclarées à l’INRP en 2019. Les deux font partie du secteur de la fonderie de métaux non-ferreux et du secteur de l’affinage.

Rejets de SO2 en Trail entre 2002 et 2019 (Tonnes)
Description Longue
Quantité de rejet de dioxyde de soufre à Trail entre 2002 et 2019 en tonnes
Année Quantité (tonnes) Nombre d'installations
2002 3 688 1
2003 3 669 1
2004 3 969 1
2005 4 022 1
2006 6 315 1
2007 5 180 1
2008 5 178 1
2009 4 137 1
2010 4 640 1
2011 5 122 1
2012 4 324 1
2013 4 415 1
2014 3 929 2
2015
4 070 1
2016 4 682 1
2017 4 814 1
2018 3 598 1
2019 3 812 2

La forte concentration à Trail peut s'expliquer par le fait que 2019 a été enregistrée comme l'une des pires années de l'histoire pour les feux de forêt, tant pour la Colombie-Britannique que pour l'État de Washington. On sait que les feux de forêt augmentent la quantité de SOX rejeté dans l'atmosphère et peuvent donc s'ajouter aux concentrations mesurées par les stations de surveillance de l'air ambiant. Cela pourrait expliquer pourquoi les concentrations de SO2 mesurées par les stations du RNSPA étaient importantes dans la région, alors que les rejets déclarés à l'INRP par l’installation n’avaient rien d’inhabituels.

Prévention de la pollution

Les émissions de SO2 ont grandement diminuées dans les 50 dernières années. La fermeture de plusieurs installations, telles que les fonderies, les affineries de pétrole, les usines de pâte et papier et les centrales électriques au charbon sont à la source de ces changements. De plus, les modifications de procédés, par exemple pour les fonderies d'aluminium, l'amélioration des épurateurs ainsi que les réglementations sur les émissions marines dans les zones portuaires ont eut des effets notables sur la diminution des émissions de SO2.

De plus, les règlements et accords suivants ont également été mis en œuvre pour améliorer la qualité de l'air et réduire les concentrations de SO2 :

De nombreuses mesures volontaires ont été mises en place par l’industrie pour réduire leurs émissions de SO2. Par exemple, trois installations de Sudbury, en Ontario, ont choisi de participer à un Programme de réduction des émissions (PRE), qui les oblige à adapter leurs émissions de SO2 aux conditions météorologiques, en adaptant leurs opérations les jours ou les conditions de dispersion atmosphérique sont élevées, en fonction de la vitesse, de la direction du vent et de la température.

Avec ces mesures, les niveaux ambiants de SO2 ont diminué de 96 % au Canada depuis 1970, grâce à l'utilisation de carburants de substitution (par exemple, à faible teneur en soufre) et à des programmes de réduction de la pollution qui ont limité les émissions. De plus, entre 2002 et 2016, les concentrations moyennes et les concentrations maximales de SO2 ont diminué dans toutes les régions du Canada. Depuis 2004, les concentrations de SO2 dans toutes les régions du Canada ont été inférieures à 5 ppb.

Concentration ambiante moyenne de SO2 2002-2016 (ppb)

Graphique ICDE de SO2
Description Longue

Ce graphique fait par l’ICDE montre les moyennes et les pics de concentrations de dioxyde de soufre entre 2002 et 2016.

Ce que vous pouvez faire maintenant

L’intégration des données sur le SO2 montre comment les données de l’INRP et du SNPA peuvent être utilisées ensemble pour informer les Canadiens sur les rejets et les concentrations de polluants dans l’atmosphère.

N’hésitez pas à utiliser les informations dans les jeux de données de l’INRP, du RNSPA  et des cartes interactives de l’ICDE pour en connaître davantage sur le sujet, ou sur d’autres polluants d’intérêt. Les bases de données de l’INRP et du SNPA sont toutes les deux gratuites et publiques!

Pour plus d’informations sur la manière d’utiliser les données, veuillez consulter la section suivante.

Comment utiliser nos données

Les données de l’INRP sont très utiles pour fournir un portrait général de la pollution, mais comme tout inventaire, elles ont quelques limitations à garder en tête lors de l’analyse des données. Par exemple, elles ne considèrent pas toutes les sources d’émissions de SO2 à travers le Canada, celles à l’extérieur des frontières ou les sources naturelles. Quelques volcans potentiellement actifs au Canada peuvent aussi rejeter des SOx. Les sources naturelles de SOx (tel que les milieux humides) ou des événements (feux de forêts ou déversements accidentels) peuvent augmenter les concentrations mesurées dans l’air ambiant.

Les concentrations de SO2 mesurées par les stations de surveillance de l’air ambiant du SNPA et les quantités recueillies par l’INRP ne sont pas directement comparables. Le SNPA collecte des données de concentrations ambiantes (moyenne horaire) durant l’année avec des équipements de mesure en continu, alors que l’INRP reçoit des estimations à des émissions industrielles (tonnes/an), à partir de facteurs d’émission, d’échantillonnage à la source, de bilans massiques, de facteurs d’émissions spécifiques au site, de facteurs d’émission publiés, ou d’autres calculs techniques. Toutes ces méthodes possèdent leurs propres limites et différents types de précision.

De plus, d’autres facteurs météorologiques, tels que la vitesse du vent, la direction et la distance entre la source d’émission, la hauteur de la cheminée et la station d’air ambiant ont tous des effets directs sur les concentrations mesurées. Sans compter que certains des émetteurs de SO2 au Canada n’ont pas toujours de station de mesure de l’air ambiant à proximité, ou bien ne rencontrent pas les seuils de déclaration pour l’INRP. C’est pourquoi l’intégration des données sur le SO2 met l’accent plutôt sur les points chauds que sur une comparaison directe entre les deux ensembles de données. Ces limitations et considérations peuvent expliquer l’écart entre les émissions déclarées à l’INRP et les concentrations ambiantes mesurées par les stations du SNPA.

Bien qu'il ne soit pas inclus dans les rapports de l'INRP, l'Inventaire des émissions de polluants atmosphériques (IEPA), qui se concentre sur les sources non ponctuelles de rejets de SO2 telles que les émissions marines, le transport et l'agriculture, pourrait également être mesuré par les stations du RNSPA.

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