Déclaration des rejets de polluants : exemples de calculs, chapitre 1

Exemples d'estimation de rejets des substances des parties 1A et 1B

But:

Ces exemples montrent comment estimer les rejets des substances des parties 1A et 1B. Les méthodes d'estimation utilisées sont les essais à la source, les calculs de bilan massique, les facteurs d'émission publiés et les calculs techniques.

  1. Calcul du seuil de déclaration des substances fabriquées, préparées ou utilisées d'une autre manière
  2. Essais à la source
  3. Calcul du bilan massique
  4. Facteur d'émission
  5. Calculs techniques

1. Calcul du seuil de déclaration des substances fabriquées, préparées ou utilisées d'une autre manière

Exemple
L'exemple suivant illustre la façon de calculer le seuil de déclaration de 5 kg pour la fabrication, la préparation ou l'utilisation d'une autre manière du mercure (et ses composés). L'installation a utilisé plusieurs procédés parmi lesquels du mercure (et ses composés) a été fabriqué, préparé ou utilisé d'une autre manière. L'exemption de 1 % relative à la concentration ne s'applique pas au mercure (et ses composés). Ainsi, peu importe la concentration, il faut tenir compte du mercure (et ses composés) dans le calcul du seuil et dans la déclaration des rejets de mercure (et ses composés).

L'installation a satisfait au critère de 20 000 heures de travail et elle a utilisé les procédés suivants :

  1. Dans le premier procédé, le mercure était présent dans un mélange à une concentration de 1 %.
  2. L'installation a reçu un matériau brut utilisé dans le procédé n° 2 et contenant 0,005 % de mercure.
  3. Dans le procédé n° 3, le mercure était présent à une concentration de 0,01 %.
Matériau contenant du mercure Poids total du matériau contenant du mercure (en tonnes) Concentration du mercure dans le matériau Poids net du mercure (en tonnes)
Procédé n°  1 1 1,0 % 0,01
Procédé n°  2 (matériau brut) 50 0,005 % 0,0025
Procédé n°  3 20 0,01 % 0,002
Poids total 0,0145 tonnes
du mercure 14,5 kg

Dans cet exemple, l'installation serait tenue de produire une déclaration à l'INRP pour le mercure (et ses composés) puisqu'elle a fabriquée, préparée ou utilisée d'une autre manière une quantité supérieure au seuil total de déclaration de 5 kg. L'installation doit déclarer la quantité rejetée sur le site, éliminée ou transférée hors site à des fins de recyclage.

2. Essais à la source

L'exemple suivant d'essais à la source est basé sur des concentrations mesurées de la substance dans un effluent d'eaux usées ainsi que sur le volume/débit de cet effluent.

Exemple
Une installation de galvanoplastie évacue ses eaux usées dans un plan d'eau avoisinant. Le galvanoplaste doit contrôler cet effluent une fois par mois en mesurant divers paramètres, y compris la quantité de zinc total rejetée. Quelle est la quantité de zinc total rejetée annuellement dans l'effluent par le galvanoplaste?

Étape 1
Prenez note des données sur le débit et la concentration de l'effluent obtenues grâce aux contrôles effectués conformément au règlement municipal sur les évacuations d'eaux usées. Les résultats des analyses du zinc total pour l'année sont présentés ci-dessous.

Étape 2
Calculez la charge massique pour les jours où une analyse des concentrations de zinc a été effectuée en multipliant le débit quotidien par la concentration de zinc mesurée.

Concentration de zinc dans les eaux usées
Jour Débit de l'effluent
(106 L/j)
Concentration de zinc (μg/L) Rejets (kg/j)
8 janvier 1,57 918 1,44
12 février 1,49 700 1,04
10 mars 1,58 815 1,28
15 avril 1,66 683 1,13
9 mai 1,38 787 1,09
13 juin 1,29 840 1,08
11 juillet 1,73 865 1,50
10 août 1,60 643 1,03
8 septembre 1,75 958 1,68
12 octobre 1,56 681 1,06
10 novembre 1,80 680 1,22
8 décembre 1,63 627 1,02
Moyenne 1,21

Étape 3
Calculez les rejets annuels.

Étant donné que la moyenne des rejets quotidiens est de 1,21 kg pour l'année et qu'il y a eu des évacuations pendant 250 jours, la quantité de zinc totale rejetée annuellement dans l'effluent se calcule de la façon suivante :

1,21 kg/jour × 250 jours/an = 302,5 kg/an = 0,303 tonne/an

3. Calcul du bilan massique

Le bilan massique tient compte de la quantité d'une substance entrant et sortant d'une installation, d'un procédé ou d'une pièce d'équipement. Les rejets équivalent donc à la différence entre les quantités à l'entrée et à la sortie. L'accumulation ou la diminution d'une substance dans l'équipement devrait être prise en considération dans le calcul.

Exemple

Une installation de galvanoplastie utilise un dégraisseur à la vapeur.

Supposons que 14 tonnes de trichloroéthylène sont utilisées pour le dégraissage. Le solvant épuisé et la boue qui s'accumulent au fond du dégraisseur sont recueillis dans des barils en vue de leur expédition à une installation de récupération de solvants hors site. Au cours de l'année précédente, 13 barils de solvant ont été expédiés à cette installation.

Un volume connu d'un échantillon représentatif prélevé dans les barils est pesé, évaporé et pesé de nouveau, ce qui permet de déterminer que la densité de la boue est de 1,03 kg/L et que la teneur en trichloroéthylène de la boue expédiée à l'installation de récupération est de 30 %.

Étape 1
Les 14 tonnes de solvant rejetées par l'installation prennent la forme d'émission atmosphérique ou de transfert dans la boue. Si la quantité de solvant épuisée expédiée à l'installation de récupération est connue, la quantité transférée peut être calculée de la façon suivante, grâce au volume de la boue et à sa densité:

Volume de trichloroéthylène expédié pour récupération

= 13 barils × 210 L/baril = 2 730 L

Masse de trichloroéthylène expédiée à l'installation de récupération :

= volume de la boue × densité de la boue × pourcentage de trichloroéthylène dans la boue
= 2 730 L × 1,03 kg/L × 0,30
= 844 kg
= 0,844 tonne

Étape 2
La quantité du trichloroéthylène rejetée dans l'atmosphère peut être calculée à l'aide de la méthode du bilan massique en soustrayant la quantité dans la boue expédiée pour récupération de la quantité achetée :

14 tonnes (achetées) - 0,84 tonne (expédiée à l'installation de récupération) = 13,164 tonnes

Nota : Dans cet exemple, le trichloroéthylène est également un composé organique volatil (COV) compris dans la liste des substances de la partie 4, et une déclaration des émissions atmosphériques de ce COV serait également requise.

4. Facteur d'émission

Un facteur d'émission est fondé sur la moyenne des émissions mesurées issues de plusieurs procédés semblables. Normalement, le facteur d'émission est le rapport entre la quantité rejetée et le rendement du procédé ou de l'équipement. Des facteurs d'émission ont été publiés par des organismes gouvernementaux et des associations industrielles en vue d'être appliqué aux sources d'émissions dans leur zone de responsabilité ou leur secteur industriel. Les installations industrielles peuvent également élaborer leurs propres facteurs d'émission à l'aide des données issues des essais de contrôle d'émissions et de l'information sur l'activité source. Cet exemple utilise la méthode fondée sur un facteur d'émission publié.

Exemple
Supposons que le galvanoplaste dont il a été question plus haut n'ait aucune idée de la quantité de solvant épuisé et de boue qui s'accumulent au fond du dégraisseur.

Étape 1
Dans ce cas, le facteur d'émission peut se trouver dans la publication de l'Environmental Protection Agency des États- Unis intitulée « Toxic Air Pollutant Emission Factors - A Compilation for Selected Air Toxic Compounds and Sources ». Pour un dégraisseur à contenants ouverts, sans dispositif antipollution, qui utilise du trichloroéthylène (TCE), le facteur d'émission proposé est de 0,93 tonne par tonne de TCE utilisé

Étape 2
Calculez comme suit les rejets annuels du dégraisseur à la vapeur dans l'atmosphère :

TCE rejeté = TCE utilisé × facteur d'émission (rejets de TCE/tonne utilisée)

14 tonnes × 0,93 tonne/tonne = 13 tonnes

Lorsqu'un dispositif antipollution est utilisé, les rejets dans l'atmosphère sont estimés en multipliant la quantité d'émissions « non contrôlées » par (1 - C/100), où C est le rendement du dispositif antipollution.

Nota : Dans cet exemple, le trichloroéthylène est également un composé organique volatil (COV) compris dans la liste des substances de la partie 4, et une déclaration des émissions atmosphériques de ce COV serait également requise

5. Calculs techniques

Cette méthode d'estimation est fondée sur les propriétés physico-chimiques (p. ex., la tension de vapeur) de la substance et sur des relations mathématiques (p. ex., la loi des gaz parfaits).

Exemple
L'eau de rinçage du circuit de cuivrage et les autres eaux de fabrication sont traitées séparément. De l'hydroxyde de sodium est ajouté à l'eau de rinçage pour précipiter le cuivre (Cu). Le précipité qui se forme donne une boue qui est enlevée de l'unité centrale de clarification de l'installation. Les registres des achats et des stocks indiquent que 0,9 tonne d'hydroxyde de sodium a été utilisée l'année précédente pour précipiter le cuivre. La quantité de cuivre précipité représente la quantité de cuivre rejeté par cette source sous forme de déchet solide.

Étape 1
Pour chaque mole de cuivre (Cu) présente dans l'eau de rinçage, il faut, selon la formule qui suit, deux moles d'hydroxyde de sodium (NaOH) pour précipiter le cuivre :

D'après les publications scientifiques, cette réaction serait complète à un pH de 7,7. Pour que la précipitation soit complète, de l'hydroxyde de sodium est ajouté jusqu'à ce que le pH du mélange réactionnel se maintienne à 8. On sait aussi que :

la masse moléculaire du Cu est de 63,5 tonnes/tonne-mole;
la masse moléculaire du NaOH est de 40 tonnes/tonne-mole.

Étape 2
Calculez la quantité de cuivre présente dans les boues d'épuration de l'eau de rinçage, comme suit :

2 tonnes-moles de NaOH réagissent avec 1 tonne-mol de Cu

Le rapport de NaOH au Cu par masse est calculé de la façon suivante :

(40 tonnes de NaOH / tonne-mole de NaOH) × 2 tonnes-moles de NaOH : 1 tonne-mole de Cu × (63,5 tonnes de Cu / tonne-mole de Cu

80 tonnes de NaOH : 63,5 tonnes de Cu

En utilisant les proportions ci-dessus, l'équation suivante peut être établie :

80 tonnes de NaOH / 0,9 tonne de NaOH) = (63,5 tonnes de Cu / A)

A est la quantité de cuivre rejetée dans l'effluent

A = (0,9 × 63,5 tonnes de Cu / 80)

A = 0,71 tonne de Cu

Cette méthode d'estimation n'est valable que si le NaOH ne réagit qu'avec le Cu présent dans l'effluent et que la réaction est complète.

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