Accord sur la qualité de l’air entre le Canada et les États-Unis : rapport d’étape de 2012 : chapitre 2


Section 2 : Coopération et recherche scientifiques et techniques

Efforts conjoints

Inventaires et tendances des émissions

Les États-Unis et le Canada ont mis à jour et amélioré leurs inventaires d’émissions et leurs prévisions sur les grosses particules (MP10), les particules fines (MP2,5), les composés organiques volatils (COV), les oxydes d’azote (NOX), et le dioxyde de soufre (SO2) pour refléter les derniers renseignements disponibles. Ces inventaires sont également utilisés dans les modèles de qualité de l’air du Canada et des États-Unis afin de faciliter l’évaluation technique des problèmes de qualité de l’air et l’élaboration de stratégies de gestion de la qualité de l’air. Aux États-Unis, les plus récentes données d’inventaire complètes sur les émissions sont pour l’année 2008. Les données sur les émissions de 2010 dans la présente section du rapport d'étape de 2012 sont estimées sur la base des données d'inventaire de 2008, des données d'inventaire prévues pour 2012 pour les secteurs sources mobiles, des données déclarées en 2010 pour les unités de production d'électricité, et du maintien de la constance des émissions de 2008 pour d'autres secteurs. L’inventaire des émissions de 2008 et les données des tendances d’émissions de 2010 sont accessibles sur la page Web www.epa.gov/ttn/chief/eiinformation.html. L'inventaire des émissions prévues pour 2012 a été utilisé par l'Environmental Protection Agency des États-Unis pour l'élaboration de ses règlements et est un produit de la plateforme de modélisation basée sur des données de 2005 décrite à la page Web www.epa.gov/ttn/chief/emch/index.html. Pour le Canada, l’inventaire des émissions de 2010 a été élaboré à l’aide des dernières méthodes d’estimation des émissions et des statistiques et comprend des données sur des émissions de polluants déclarées par plus de 8 700 installations qui sont visées par l’Inventaire national des rejets de polluants pour 2010. Les inventaires canadiens sont accessibles sur le site Web http://www.ec.gc.ca/inrp-npri/default.asp?lang=Fr&n=0EC58C98-1.

La Figure 25 montre la distribution des émissions par catégorie de sources pour le dioxyde de soufre (SO2), les oxydes d’azote (NOX) et les composés organiques volatils. Les observations suivantes peuvent être faites à partir de cette Figure :

  • Les émissions de dioxyde de soufre (SO2) aux États-Unis proviennent principalement de la combustion au charbon dans le secteur de l’énergie électrique et les chaudières industrielles.
  • Les émissions canadiennes de dioxyde de soufre (SO2) proviennent principalement de l’industrie de la fusion et de l’affinage de métaux non ferreux, de l’industrie pétrolière en amont, et des services publics de production d’électricité. La contribution relative des services publics de production d’électricité est inférieure au Canada en raison de l’importante capacité hydroélectrique et nucléaire en place et les différences dans la population et la demande.
  • La répartition des oxydes d’azote (NOX) dans les deux pays est similaire; les véhicules routiers et non routiers sont la source de la plus grande partie des émissions.

Les émissions de composés organiques volatils présentent les profils d’émissions les plus diversifiés dans chaque pays. La différence la plus importante est que la plupart des composés organiques volatils (36 %) au Canada proviennent du secteur industriel. C’est le résultat de la contribution proportionnellement plus élevée de la production de pétrole et de gaz au Canada. Aux États-Unis, l’utilisation de solvants (23 %) et d’autres sources anthropiques (23 %), par exemple, les déchets du bétail et le brûlage dans les champs, les brûlages dirigés ainsi que le stockage et le transport du pétrole, contribuent au plus grand pourcentage de composés organiques volatils.

Figure 25. Émissions américaines et canadiennes par secteur pour les polluants sélectionnés (2010)

Émissions américaines et canadiennes par secteur pour les polluants

Remarque : Les émissions excluent les sources naturelles (biogéniques et incendies de forêt).

Source : Environmental Protection Agency des États-Unis et Environnement Canada, 2012

La Figure 26, Figure 27, et la Figure 28 pour le dioxyde de soufre (SO2), les oxydes d’azote (NOX) et les composés organiques volatils, respectivement, montrent des émissions de 1990 à 2010.  Les deux pays ont connu des réductions importantes d’émissions de dioxyde de soufre (SO2). Aux États-Unis, on note une tendance globale de réduction des émissions de dioxyde de et d’oxydes d’azote. Les principales réductions d’émissions de SO2provenaient de sources de production d’électricité ainsi que de sources de combustion industrielle et commerciale de carburant. Pour les oxydes d’azote, les réductions étaient liées à des sources mobiles routières et non routières et à d’autres sources de combustion industrielle de carburant. Pour les composés organiques volatils, les réductions les plus importantes étaient surtout dues aux sources mobiles routières et non routières, l’utilisation de solvants, et le stockage et le transport de pétrole. Comme il a été mentionné précédemment, l’augmentation des émissions de composés organiques volatils autour de 2002 étaient dus à de meilleures méthodes de caractérisation pour les sources mobiles non routières, à la combustion résidentielle de combustibles ainsi qu’à une caractérisation et à une exclusion plus complètes des incendies de forêt pour représenter les sources anthropiques uniquement.

Au Canada, les réductions des émissions de dioxyde de soufre étaient liées au secteur de la fusion et de l’affinage des métaux non ferreux et les installations de production d’énergie électrique. Pour les oxydes d’azote, les réductions étaient liées aux sources mobiles routières, aux installations de production d’énergie électrique, ainsi que l’industrie de l’exploitation minière et les carrières. Les réductions de composés organiques volatils étaient liées aux sources mobiles routières et à l’industrie pétrolière en aval, avec des réductions supplémentaires de divers secteurs industriels comme les industries chimiques, des pâtes et papiers, des produits du bois, et du fer et de l’acier.

Figure 26. Émissions de dioxyde de soufre (SO2) aux États-Unis et au Canada provenant de toutes sources confondues (de 1990 à 2010)

Émissions de dioxyde de soufre (SO2) aux États-Unis et au Canada provenant de toutes sources confondues (de 1990 à 2010)

Source : Environmental Protection Agency des États-Unis et Environnement Canada, 2012

Figure 27. Émissions nationales de NOX aux États-Unis et au Canada, toutes sources confondues, 1990-2010

Émissions nationales de NOX aux États-Unis et au Canada, toutes sources confondues, 1990-2010

Source : Environmental Protection Agency des États-Unis et Environnement Canada, 2012

Figure 28. Émissions nationales de composés organiques volatils aux États-Unis et au Canada, toutes sources confondues, 1990-2010

Émissions nationales de composés organiques volatils aux États-Unis et au Canada, toutes sources confondues, 1990-2010

Source : Environmental Protection Agency des États-Unis et Environnement Canada, 2012

Qualité de l’air - Rapport et cartographie

Le Canada et les États-Unis collaborent étroitement à la production de rapports et de cartes en temps réel sur la qualité de l’air, dans le cadre du programme AIRNow (www.epa.gov/ airnow) (en anglais seulement) lancé par l’Environmental Protection Agency des États-Unis il y a plus d’une décennie. Le programme AIRNow donne des renseignements et des prévisions sur la qualité de l’air à divers sites de surveillance répartis au Canada et aux États-Unis. Il incombe à chaque pays d’assurer l’étalonnage des instruments de mesure et la comparabilité des mesures ambiantes de l’ozone et des particules. En 2004, le site Web a été remanié de manière à présenter des renseignements relatifs aux mesures de l’ozone et des particules à l’échelle continentale, et l’année durant. La Figure 29 est un exemple des cartes affichées sur le site Web du programme AIRNow, qui indiquent les concentrations de polluants en indices de la qualité de l’air (IQA) représentés par différentes couleurs.

AIRNow diffuse également des données sur la qualité de l’air par l’intermédiaire de services Web et de fichiers textes par le biais du portail AIRNow (AIRNow Gateway) www.airnowgateway.org.

Remarque : L’indice de la qualité de l’air pour l’ozone correspond aux concentrations moyennes pendant huit heures. La couleur orange indique des valeurs « nocives pour les personnes vulnérables ». Pour de plus amples renseignements sur l’indice de la qualité de l’air, consulter le site www.airnow.gov.

Figure 29. Carte AIRNow illustrant l’indice de la qualité de l’air pour l’ozone mesuré pendant 8 heures

Carte AIRNow illustrant l’indice de la qualité de l’air pour l’ozone mesuré pendant 8 heures

Nota : Cette carte illustre les concentrations les plus élevées d’ozone troposphérique atteintes dans toute la région, pendant une journée donnée. Elle ne correspond pas à un instantané d’un moment précis, mais s’apparente plutôt à une carte des températures maximales d’une prévision météorologique. L’indice de la qualité de l’air indiqué dans la légende est basé sur les concentrations moyennes pendant huit (8) heures. Pour plus de renseignements sur l’indice de la qualité de l’air, voir le site www.airnow.gov.

Source : Environmental Protection Agency des États-Unis, 2012

Canada

La surveillance de la qualité de l’air permet de mesurer le niveau de polluants présents dans l’air. Cette information est ensuite utilisée à diverses fins, notamment pour l’évaluation de l’efficacité des mesures de réduction des émissions, les tendances, la notification des avis de smog, les études sur la santé et la comparaison avec les normes.

Le Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique (RNSPA) et le Réseau canadien d’échantillonnage des précipitations et de l’air (RCEPA) sont les deux principaux réseaux de surveillance de l’air ambiant au Canada.Le Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique est un programme commun au niveau des gouvernements fédéraux, provinciaux et territoriaux. Ce programme vise à coordonner la collecte de données sur la qualité de l'air auprès des réseaux de surveillance de la qualité de l'air qui existent actuellement aux niveaux provincial, territorial et régional, et à fournir des données précises et à long terme sur la qualité de l'air recueillies en suivant des méthodes normalisées au moyen d'une base de données sur la qualité de l'air à l'échelle du Canada. Pour en savoir plus sur ces réseaux, on peut consulter les sites suivants : www.ec.gc.ca/rnspa-naps/Default.asp?lang=Fr&n=5C0D33CF-1 et www.ec.gc.ca/rs-mn/default.asp?lang=Fr&n=752CE271-1.

Les réseaux de surveillance fédéraux et provinciaux, territoriaux et régionaux associés qui transmettent des données à la base de données à l’échelle du Canada comprennent 318 stations de surveillance atmosphérique dans 217 collectivités. Au total, plus de 800 instruments, y compris des analyseurs continus du SO2, du CO, du NO2, de l’ozone et des matières particulaires, sont utilisés pour fournir des mesures continues sur la qualité de l’air. Les substances toxiques telles que les hydrocarbures aromatiques polycycliques, les dioxines et les furanes, ainsi que les métaux lourds, comme l’arsenic, le plomb et le mercure, sont également analysés pendant des périodes de 24 heures à des intervalles prévus d’une journée sur trois et d’une journée sur six.

Le Réseau canadien de surveillance de l’air et des précipitations est composé de 30 stations situées dans des régions rurales ou éloignées, avec une station aux États-Unis. Les objectifs du Réseau canadien d’échantillonnage des précipitations et de l’air diffèrent de ceux du Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique notamment du fait que les mesures du Réseau canadien d’échantillonnage des précipitations et de l’air fournissent des données pour la recherche dans les domaines suivants : (1) les variations spatiales et temporelles des polluants et des dépôts atmosphériques à l’échelle régionale, (2) le transport atmosphérique à longue distance de polluants atmosphériques (y compris le transport transfrontalier), et (3) les processus atmosphériques et l’évaluation des modèles de transport chimique. Pour répondre à ces objectifs, les sites du Réseau canadien d’échantillonnage des précipitations et de l’air sont situés dans des régions rurales et éloignées.

La Figure 30 indique le nombre de sites surveillant les MP2,5 et l’ozone ayant transmis des données à la base de données sur la qualité de l’air à l’échelle du Canada en 2010. Ces sites sont situés dans plus de 100 collectivités, y compris toutes celles dont la population est supérieure à 100 000 personnes. Au total, ces collectivités représentent 75 % de la population canadienne.

Figure 30. Appareils de mesure continue de l’ozone et des MP2,5 transmettant des données à la base de données sur la qualité de l’air à l’échelle du Canada du Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique, 2010

Appareils de mesure continue de l’ozone et des MP2,5 transmettant des données à la base de données sur la qualité de l’air à l’échelle du Canada du Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique, 2010

Source : Environnement Canada, 2010

En plus des appareils de mesure continue des MP2,5, le réseau comprend 41 échantillonneurs à filtre en exploitation, qui répondent aux critères relatifs à la méthode de référence du Réseau canadien d’échantillonnage des précipitations et de l’air en matière de MP2,5. Les concentrations de masse provenant de ces échantillonneurs sont utilisées aux fins de comparaison avec les instruments de mesure continue des MP2,5 et les matériaux filtrants subissent également une analyse chimique. Un sous-ensemble de ces sites (13) forme le réseau de spéciation des MP2,5 qui mesure les ions majeurs, le carbone organique et élémentaire, les métaux et les espèces en phase gazeuse comme l’ammoniaque (NH3) et l’acide nitrique. Les principaux précurseurs gazeux à la formation secondaire de MP2,5 et d’ozone, au SO2, au NOx et aux composés organiques volatils sont surveillés à 152, 176 et 53 sites respectivement, qui transmettent des données à la base de données unifiée. Les mesures tirées de ces instruments sont utilisées pour analyser la détermination de la source et pour l’élaboration de stratégies de gestion efficaces.

De récents investissements dans les réseaux de surveillance atmosphérique comprennent :

  • Un investissement de plusieurs millions de dollars afin de veiller à ce que les instruments de surveillance soient convenablement entretenus et remplacés lorsque l’un d’entre eux arrive en fin de vie. Cet investissement a réduit l’âge moyen des instruments du Réseau canadien d’échantillonnage des précipitations et de l’air de plus de 15 ans à cinq ans au cours de la dernière décennie.
  • Conversion des instruments de mesure en continu des MP2,5 existants en instruments de catégorie III, conformes à la Federal Equivalent Method (FEM) des États-Unis.
  • Modernisation des systèmes de consignation et de déclaration de données fédéraux, provinciaux et régionaux pour permettre une déclaration des données plus opportune et pour améliorer la qualité des données en temps réel, utilisées pour rendre compte des indices de qualité de l'air (p. ex. cote air santé canadienne [CAS] et pour les sites Web de cartographie en temps réel [AIRNow]).
  • L'achat de nouveaux échantillonneurs pour mettre à jour le réseau de spéciation chimique des matières particulaires 2.5 et les programmes de mesure existants pour les composés organiques volatils ont également été améliorés.
  • Expansion des laboratoires et de l’équipement analytique utilisés pour exécuter une analyse chimique détaillée comme la spéciation des composés organiques volatils et des MP2,5.

États­Unis

Aux États-Unis, la surveillance de la qualité de l’air est réalisée avant tout par des organismes de municipalités et d’État, et par des agences autochtones, réunis au sein de quatre grands réseaux de stations de surveillance : les SLAMS (State and Local Air Monitoring Stations - stations locales et d’État de surveillance de l’air), les PAMS (Photochemical Assessment Monitoring Stations - stations de surveillance photochimique), le CSN (MP2,5 Chemical Speciation Network - réseau de spéciation chimique des MP2,5) et les stations de surveillance des produits toxiques de l’air. Le gouvernement fédéral (Environmental Protection Agency, National Park Service, National Oceanic and Atmospheric Administration, U.S. Geological Survey, Department of Agriculture), ainsi que l’industrie et les Conseils de bande exercent aussi une surveillance sur la qualité de l’air ambiant. Aux États-Unis, la surveillance de la qualité de l’air appuie plusieurs objectifs de gestion :

  • détermination de la conformité/non-conformité aux à la NAAQS
  • évaluation de l’exposition humaine aux fins des recherches sur la santé
  • rapports et prévisions sur la qualité de l’air (indice de la qualité de l’air/AIRNow)
  • comptes rendus aux termes des programmes de contrôle (Acid Rain Program, appel du Plan étatique de mise en œuvre (SIP) NOX, programme d’échange de droits d’émissions des oxydes d’azote et Clean Air Interstate Rule)
  • évaluation de modèles
  • détermination des relations source-récepteur
  • caractérisation des masses d’air régionales et du transport des polluants
  • évaluation de l’exposition environnementale (acidité; éléments nutritifs; ozone; mercure; et autres substances chimiques toxiques persistantes et biocumulatives)
  • évaluations concernant les polluants atmosphériques toxiques : tendances, points chauds, risques pour la santé humaine, recherche

Le tableau 4 présente une liste sommaire des principaux réseaux courants de surveillance de l’air aux États-Unis. Dans ce pays, la majeure partie des activités de surveillance de la qualité de l’air sont menées par des organismes d’État, locaux ou autochtones, réunis au sein des quatre principaux réseaux suivants de stations de surveillance : SLAMS (State and Local Air Monitoring Stations - stations locales et d’État de surveillance de l’air), PAMS (Photochemical Assessment and Monitoring Stations - stations de surveillance photochimique), CSN (PM2.5 Chemical Speciation Network - réseau de spéciation chimique des MP2,5) et stations de surveillance des produits toxiques de l’air.

Tableau 4. Réseaux de surveillance de la qualité de l’air aux États-Unis

Tableau 4.1 Surveillance de la santé humaine et du milieu urbain
Grands réseaux courants de surveillance de l’air
Réseaux d’État/locaux/autochtones/fédéraux
Nom du réseau* Nombre de stations Année de lancement Paramètres mesurés Source de l’information et/ou des données
Réseau de surveillance de multiples polluants (NCore) ~80 2011 Ozone troposhérique (O3), oxyde d’azote réactive, (NO)/NOy, SO2, CO, MP2,5/MP10-2,5, spéciation des MP2,5, données météorologiques au sol www.epa.gov/ttn/amtic/ncore/index.html
SLAMS ~3000 1978 O3, NOx/NO2, SO2, MP2,5/MP10, CO, plomb (Pb) www.epa.gov/airdata/
CSN ~200 en exploitation 1999 Masse des MP2,5 , spéciation des MP2,5, ions majeurs, métaux www.epa.gov/airdata/
PAMS 75 1994 O3, NOx/NOy, CO, composés organiques volatils différenciées par espèces, carbonyles, données météorologiques au sol, air en altitude www.epa.gov/ttn/amtic/pamsmain.html
Tableau 4.2 Surveillance dans des stations rurales/régionales
Grands réseaux courants de surveillance de l’air
Réseaux d’État/locaux/autochtones/fédéraux
Nom du réseau* Nombre de stations Année de lancement Paramètres mesurés Source de l’information et/ou des données
IMPROVE 110 plus 67 stations de protocole 1988 MP2,5/MP10, ions majeurs, métaux, extinction de la lumière, coefficient de diffusion vista.cira.colostate.edu/IMPROVE/
CASTNET 80+ 1987 O3, concentrations hebdomadaires de SO2 , d’acide nitrique (HNO3), de sulfate (SO42-), de nitrate (NO3-), de chlore (Cl-), d’ammonium (NH4+), d’ions de calcium (Ca2+), d’ions de magnésium (Mg2+), d’ions de sodium (Na+), d’ions de potassium (K+, dépôts secs et dépôts totaux), données météorologiques au sol www.epa.gov/castnet/
Programme de surveillance des polluants gazeux (GPMP) 33 1987 O3, NOx/NO/NO2, SO2, CO, données météorologiques au sol, surveillance accrue du CO, NO, NOx, NOy et du SO2, échantillons prélevés en boîte pour la mesure des composés organiques volatils à trois stations www.nature.nps.gov/air/Monitoring/network.cfm
NADP/NTN 250+ 1978 Chimie des précipitations et dépôts humides d’ions majeurs (SO42,NO3-, NH4+, Ca2+, 3 Mg2+, Na+, K+, ion hydrogène [H+] en tant que mesure de l’activité de l’ion hydrogène solvaté [pH]) nadp.isws.illinois.edu/
NADP/réseau de surveillance de l’ammoniac (AMoN) 57 2010 Concentrations bimensuelles de NH3 nadp.isws.illinois.edu/
Tableau 4.3 Surveillance des produits toxiques de l’air
Grands réseaux courants de surveillance de l’air
Réseaux d’État/locaux/autochtones/fédéraux
Nom du réseau* Nombre de stations Année de lancement Paramètres mesurés Source de l’information et/ou des données
Réseau national de mesure des tendances pour les produits toxiques dans l’air (NATTS) 27 2005 Composés organiques volatils, carbonyles, MP10 métaux**, mercure (Hg) www.epa.gov/ttn/amtic/natts.html
Surveillance par l’État/les municipalités des produits toxiques dans l’air 250+ 1987 Composés organiques volatils, carbonyles, MP10 métaux**, Hg epa.gov/ttn/atw/stprogs.html#STATE
Réseau national de surveillance des dioxines atmosphériques 34 1998-2005 Oxanthrène chloré (CDD), furanes (CDF), PBC de type dioxine cfpub.epa.gov/ncea/cfm/recordisplay.cfm?deid=54936
NADP/réseau de mesure des dépôts de mercure 100+ 1996 Mercure mesuré dans les précipitations et les dépôts humides nadp.isws.illinois.edu/mdn/
NADP/AMNet 21 2009 Concentration de mercure ambiant différentié, mercure oxydé gazeux, mercure complexe à des particules, mercure élémentaire gazeux nadp.isws.illinois.edu/amn
Réseau intégré de mesure des réseaux atmosphériques (IADN) 20 1990 Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), biphényles polychlorés (BPC) et composés organochlorés mesurés dans l’air et dans les précipitations www.epa.gov/greatlakes/monitoring/air2/iadn/resources.html

Nota :

* Certains des réseaux inscrits séparément peuvent aussi constituer des sous-composantes de réseaux plus vastes qui apparaissent aussi dans cette liste. Par conséquent, il est possible que certaines stations de surveillance aient été comptées deux fois. Cette liste ne comprend pas nécessairement tous les sites de surveillance qui existent aux États-Unis.

**Les métaux dans les MP10 comprennent l’arsenic, le béryllium, le cadmium, le chrome, le plomb, le manganèse, le nickel, entre autres.

Source : Environmental Protection Agency des États-Unis, 2012

L’Environmental Protection Agency des États-Unis a présenté un réseau de surveillance multipolluant connu sous le nom de NCore, devenu opérationnel en 2011. Les dispositifs de surveillance installés aux stations du NCore mesureront les particules (MP2,5, MP2,5 différenciées par espèce, MP10-2,5), l’ozone, le SO2, le CO, le NO, les NOy, le Pb et les paramètres météorologiques de base. Les stations sont implantées dans des secteurs largement représentatifs de milieux urbains (environ 60 sites) et ruraux (environ 20 sites), partout aux États-Unis. Lorsque c’est possible, les États implantent les stations urbaines du réseau NCore à proximité des stations de surveillance existantes, de manière à tirer parti des ressources existantes. Le réseau NCore servira à collecter les renseignements supplémentaires requis pour la mise au point de modèles des émissions et de la qualité de l’air, pour la reddition de comptes concernant le programme sur la qualité de l’air et pour de futures études sur la santé. Pour une information générale sur le réseau NCore, on peut se rendre à l’adresse suivante www.epa.gov/ttn/amtic/ncore/index.html (en anglais seulement). Des renseignements précis sur chaque site du réseau peuvent être visualisés ou téléchargés (ncore.sonomatechdata.com/).

L’Environmental Protection Agency a achevé la modification des mesures du carbone prises aux stations du réseau CSN, qui différencient les MP2,5 par espèce, pour qu’elles répondent au protocole du programme IMPROVE, ce qui facilitera la comparaison des données obtenues par les deux réseaux. Ces travaux avaient été entrepris en 2007.

En 2008, l’Agence a terminé la révision des exigences relatives à la surveillance du plomb, pour favoriser le resserrement de la norme NAAQS pour le plomb, laquelle passe de 1,5 µg/m3 (moyenne trimestrielle) à 0,15 µg/m3 (moyenne mobile sur trois mois). Les nouvelles exigences comprennent l’établissement des sites de surveillance du plomb à des endroits où existent des sources rejetant 1 tonne américaine de plomb par année ou plus le 1er janvier 2010. D’autres exigences en matière de surveillance du plomb ont été finalisées à la fin de l’année 2010, y compris la mise en place d’une surveillance des tendances liées au plomb aux stations urbaines du réseau NCore, ainsi que l’établissement d’une étude de surveillance à court terme à 15 aéroports d’aviation générale. L’information sur les modifications à la norme NAAQS sur le plomb et aux exigences de surveillance connexes peut être obtenue à : www.epa.gov/air/lead/actions.html.

Des modifications récentes des normes NAAQS pour le NO2, le SO2 et le CO ont conduit à de nouvelles exigences relatives à la surveillance de l’air ambiant et à l’établissement d’une exigence de surveillance près d’une voie routière pour le NO2 et le CO. Ainsi, tous les nouveaux appareils de mesure du NO2 et du SO2 devront être mis en service au plus tard le 1er janvier 2013, tandis que les nouveaux dispositifs de mesure du CO près d’une voie routière seront déployés progressivement dans les stations de surveillance du NO2près d’une voie routière entre le 1er janvier 2015 et le 1er janvier 2017. Des renseignements sur les mesures de surveillance près d’une voie routière sont disponibles à l’adresse : www.epa.gov/ttnamti1/nearroad.html. Pour d’autres détails sur les exigences de surveillance du NO2, SO2et du CO et sur les changements proposés aux exigences de surveillance de l’ozone, on peut visiter le site www.epa.gov/air/airpollutants.html.

Le National Atmospheric Deposition Program (NADP) exploite le réseau de surveillance de l’ammoniac (AMoN), qui mesure les concentrations de mercure différencié par espèce dans l’air ambiant à 21 sites répartis partout au Canada et aux États-Unis. Les données de ce réseau permettront d’obtenir un bilan des concentrations de mercure ambiant et des tendances, de même que des données pour l’élaboration d’un modèle, y compris des données de validation et de répartition par source.

L’Environmental Protection Agency a collaboré avec le programme NADP afin d’établir le réseau AMoN en tant que sous-réseau du programme NADP en 2010. Le programme NADP exploite le réseau AMoN, qui utilise des dispositifs passifs pour mesurer les concentrations d’ammoniac gazeux (NH3). Il existe actuellement 57 sites, qui prélèvent toutes les deux semaines des échantillons permettant de mesurer les concentrations de NH3. Ces mesures sont nécessaires pour améliorer les modèles atmosphériques et les modèles de dépôts, pour valider les inventaires des rejets polluants, et pour comprendre les phénomènes chimiques présidant à la formation des MP2,5. Ces deux initiatives permettent de tirer parti du comité du programme NADP en tant que moteur de démarrage et de croissance. Le site Web du programme NADP (nadp.isws.illinois.edu) comprend des données, des cartes et de l’information sur le programme. Au cours des deux dernières années, l’Environmental Protection Agency a implanté conjointement le réseau AMoN avec plus 25 sites du réseau CASTNET et le National Park Service a implanté le réseau AMoN avec neuf sites du réseau CASTNET. Récemment, dans le cadre du réseau CASTNET, on a entrepris de remplacer graduellement les activités de surveillance de l’ozone de manière à les rendre conformes aux exigences réglementaires en matière de qualité applicables aux données de surveillance de l’air des normes SLAMS, et de transmettre en temps réel les données horaires sur l’ozone et la météo au système AIRNow, pour qu’elles soient utilisées pour les prévisions et la cartographie des conditions courantes de la qualité de l’air. De plus, l’équipe du programme procède à l’évaluation des méthodes de surveillance qui fournissent à intervalle très rapproché (soit chaque heure) des mesures de constituants gazeux (SO2, HNO3, NH3) et d’aérosols (sulfate, ammonium, nitrate, chlorure, cations communs). Le site Web de CASTNET offre des renseignements sur le programme, des données et des cartes, des rapports annuels, ainsi que de l’information sur l’assurance de la qualité (voir www.epa.gov/castnet - en anglais seulement).

Effets sur la santé

Canada

Les évaluations et les recherches de Santé Canada fournissent des lignes directrices basées sur la santé pour appuyer la mise en place de mesures réglementaires et non réglementaires devant améliorer la qualité de l’air et la santé humaine, y compris l’établissement d’un nouveau cadre national de gestion de la qualité de l’air appelé système de gestion de la qualité de l’air (SGQA), qui a été établi en collaboration avec Environnement Canada et les provinces, les territoires et les intervenants

Les priorités actuelles pour prendre soin de la qualité de l’air ambiant sont :

  • Mise en oeuvre de nouvelles normes canadiennes de qualité de l’air ambiant
  • Évaluation de la contribution des différents secteurs industriels à la pollution atmosphérique et des risques pour la santé qui en découlent
  • Amélioration de la compréhension de la contribution du secteur des transports à la pollution atmosphérique
  • Amélioration et mise à jour de l’outil pour évaluer les avantages d’une meilleure qualité de l’air (OEAQA) utilisé dans l’analyse coût-avantage des politiques visant à réduire la pollution atmosphérique
  • Promotion de la cote air santé comme outil d'information pour le grand public et les populations vulnérables.

Certains faits saillants récents des recherches de Santé Canada concernant la qualité de l’air et la santé comprennent :

Programme d’évaluation du smog au Canada

Santé Canada et Environnement Canada ont achevé la mise en place d’un programme exhaustif d’évaluation du smog au Canada qui couvre la période 2002 à 2006 et qui vise à fournir des renseignements scientifiques crédibles et pertinents pour appuyer les mesures destinées à améliorer la qualité de l’air au Canada. Les faits saillants et les messages clés ont été publiés dans le rapport du mois d’avril 2012 (consulter le lien http://www.ec.gc.ca/Publications/default.asp?lang=Fr&xml=AD024B6B-A18B-408D-ACA2-59B1B4E04863).

Recherche sur la santé des Canadiens et sur leur exposition à la pollution atmosphérique

Cohorte du recensement canadien - Étude sur la mortalité et la pollution atmosphérique

Cette étude a été lancée en 2009, en collaboration avec Statistique Canada, pour examiner le risque de mortalité dû à une exposition prolongée à la pollution atmosphérique dans la population canadienne à l’aide des données du formulaire long du Recensement (1991) rempli par 2,7 millions de Canadiens et qui sont présentement couplées avec les données sur le statut vital jusqu’en 2007. L’exposition aux MP2,5 a été estimée à partir d’observations au sol et de données satellite. Les résultats ont indiqué une association positive statistiquement importante entre l’exposition à long terme aux MP2,5 et la mortalité. Cette association a été observée à des concentrations de MP2,5 inférieures à celles précédemment déclarées (moyenne = 8,7 µg/m3, fourchette interquartile = 6,2 µg/m3).

Certains résultats de cette vaste étude de cohorte ont été publiés dans un article de 2012 par Crouse et al., qui s’intitule « Risk of Mortality Associated with Long-term Exposure to Low Concentrations of Fine Particulate Matter: A Canadian National-level Population-based Cohort Study » (Environmental Health Perspectives 120:708-71). D’autres analyses de la cohorte seront axées sur les causes précises de mortalité et examineront les collectivités individuelles.

Modélisation multipolluant et surveillance

La gestion des émissions industrielles de polluants atmosphériques est un élément important du système de gestion de la qualité de l’air proposé. Pour faciliter cette initiative, une modélisation multipolluant et une surveillance des émissions provenant de secteurs industriels précis ont été menées. Ces études caractériseront l’exposition des Canadiens à la variété de polluants émis par les sources industrielles majeures et traiteront les dangers connexes. L’un des éléments principaux est la caractérisation chimique des matières particulaires émises par les différentes sources. Les études portant sur le secteur des pâtes et papiers, de l’aluminium, du ciment, de la fusion des métaux communs, du fer et de l’acier, ainsi que de l’électricité alimentée au charbon, sont en cours. Il devrait être possible de prendre en charge jusqu’à 14 secteurs de cette manière. Cette information sera utilisée pour guider l’élaboration de mesures rentables visant à réduire les émissions industrielles.

Émissions industrielles et exacerbation des effets nocifs sur la santé chez des enfants asthmatiques

En 2009, Santé Canada a lancé une étude pour étudier les effets des émissions de sources industrielles sur la santé respiratoire et cardiovasculaire d’enfants asthmatiques. Un groupe d’environ 72 enfants atteints d’asthme se soumet chaque jour à des examens qui permettent de caractériser leur fonction pulmonaire, l’inflammation de leurs poumons, leur pression sanguine et leur pouls. Les résultats préliminaires ont indiqué une association entre les expositions individuelles aux matières particulaires 2,5 et une inflammation accrue des voies respiratoires chez les enfants souffrant d'asthme. L’analyse des données comparant les émissions des raffineries et les mesures liées à la santé se poursuit.

Modèles de toxicité in vitro et in vivo permettant de caractériser la toxicité relative des matières particulaires

Une plateforme pour les essais de cytotoxicité a été mise en place et réduit la masse de particule requises pour les essais biologiques de toxicité in vitro et les analyses ciblées sur l’expression génétique. Cette plateforme facilite l’évaluation de la toxicité des échantillons de matières particulaires et appuie l’interprétation des données dans le contexte des risques pour la santé humaine. Cette méthode a, par exemple, été utilisée pour évaluer les répercussions de la composition, de la taille et du vieillissement des particules sur la toxicité des particules, et pour évaluer la variabilité de la toxicité en fonction de la saison.

Les données sur la toxicité obtenues par régression par rapport à la composition élémentaire ont permis de déterminer que plusieurs métaux étaient des inducteurs de toxicité, tels que le zinc, qui, d’après des documents liés à la toxicologie et l’épidémiologie, a des conséquences néfastes pour la santé. Plus important encore, les données indiquent que les classements relatifs à la toxicité des particules établis à l’aide des lignées cellulaires individuelles ou des essais peuvent être différents les uns des autres, ce qui indique qu’un certain nombre d’essais et de lignées cellulaires devraient être utilisés pour évaluer le potentiel cytotoxique des particules de manière intégrée. Les données in vivo obtenues par régression par rapport aux essais in vitro ont indiqué que des sous-ensembles d’essais in vitro peuvent prédire des effets observés in vivo.

Outils canadiens d’information sur la santé et sur l’exposition au risque pour appuyer la gestion du risque

Outil pour évaluer les avantages d’une meilleure qualité de l’air

L’outil pour évaluer les avantages d’une meilleure qualité de l’air (OEAQA) est un programme de simulation informatique semblable au programme de cartographie et d’analyse des avantages écologiques et élaboré par Santé Canada pour calculer les dommages et/ou les avantages pour la santé humaine associés aux changements de la qualité de l’air ambiant. L’outil pour évaluer les avantages d’une meilleure qualité de l’air a été rendu public en 2006 et il a servi à l’élaboration de politiques du gouvernement fédéral sur la qualité de l’air. Il a aussi été utilisé par certaines administrations municipales et par des consultants dans des contextes politiques particuliers. Une version mise à jour (OEAQA 2.0) a été lancée en avril 2012. Cette version révisée comprend des améliorations, dont des données à jour sur la population et sur la pollution atmosphérique et des renseignements de base sur l’incidence des admissions à l’hôpital et la mortalité; des fonctions concentration-réaction révisées et des paramètres pour évaluer certains résultats. Les changements relatifs à l’espérance de vie associés aux changements dans la pollution atmosphérique peuvent également être calculés dans la version 2.0 de l’outil pour évaluer les avantages d’une meilleure qualité de l’air.

Cote air santé du Canada

La cote air santé est un instrument d’information publique, élaboré par Environnement Canada et Santé Canada, et qui aide les Canadiens à protéger quotidiennement leur santé des effets négatifs de la pollution de l’air. La cote air santé est basée sur des données épidémiologiques qui font le lien entre des expositions à la pollution atmosphérique et des conséquences aiguës pour la santé. L’indice utilise une relation linéaire entre la concentration et l’effet, sans aucune valeur limite d’exposition, des risques à court terme pour la santé que représentent les trois polluants composant le smog (NO2, ozone troposphérique et MP2,5) en tant que mesure de substitution du mélange le plus complexe dans l’atmosphère urbaine. Cet indice est exprimé à l’aide d’une échelle de 1 à 10+, où les valeurs les plus élevées représentent un plus grand risque.

Outre l’échelle, des messages correspondants relatifs à la santé ont été établis pour la population générale et « à risque ». Les valeurs actuelles (horaire) et prévues (aujourd'hui et demain) de la cote air santé, ainsi que leurs messages associés sur la santé, sont accessibles au public sur le site www.ec.gc.ca/cas-aqhi/default.asp?lang=Fr&n=CB0ADB16-1, ainsi que sur le site Web du Bureau météorologique, dans les médias électroniques et dans les endroits où la cote air santé est disponible. Cette information permettra aux Canadiens de faire des choix éclairés pour se protéger, ainsi que les personnes à leur charge, des répercussions à court terme sur la santé liées à l’exposition à la pollution atmosphérique.

La cote air santé est désormais disponible dans 74 collectivités, ce qui représente plus de 60 % de la population canadienne; d'autres collectivités devront être ajoutées au fur et à mesure de la mise en œuvre de la cote air santé à l'échelle du pays.

En janvier 2012, un atelier permettant de donner aux parties intéressées et aux scientifiques l’occasion de discuter ensemble de l’indice a été organisé. Il a été convenu que le moment était propice pour examiner la cote. L’examen a commencé par une mise à jour de l’analyse des données sur la pollution atmosphérique et la mortalité, en particulier dans le cas des coefficients des trois polluants actuels de la cote air santé, ainsi que pour le CO et le SO2. L’examen tiendra également compte des paramètres de santé autres que la mortalité, ainsi que d’autres ajustements pouvant être faits relativement aux échelles spatiales, aux polluants, à l’instrumentation et à la présentation de l’indice.

États­Unis

Examen des normes américaines sur la qualité de l’air relatives à l’ozone, aux particules, au NO2et au SO2

En vertu de la Clean Air Act, l’Environmental Protection Agency est tenue d’établir des normes nationales américaines de qualité de l’air ambiant (NAAQS) pour les polluants largement répandus provenant de sources nombreuses et diversifiées ayant été déterminées comme dangereuses pour la santé publique et l’environnement. La Clean Air Act a établi deux types de normes NAAQS.

  • Les normes primaires établissent des limites avec une marge de sécurité convenable pour protéger la santé publique, y compris la santé des populations à risque, telles que les enfants, les personnes plus âgées et les personnes souffrant de maladies cardiovasculaires et respiratoires préexistantes comme l’asthme.
  • Les normes secondaires établissent des limites pour protéger le bien-être public de tout effet néfaste connu ou anticipé, ainsi que pour la protection contre la diminution de la visibilité et contre les dommages faits aux animaux, aux cultures, à la végétation et aux bâtiments.

L’Environmental Protection Agency a établi des normes NAAQS pour six polluants communs, que l’on appelle fréquemment des polluants « courants ». Ces polluants sont : les particules, l’ozone, le SO2, le NO2, le monoxyde de carbone (CO) et le plomb.

La Clean Air Act impose à l’Environmental Protection Agency de revoir régulièrement (tous les cinq ans) les données scientifiques sur lesquelles les normes NAAQS sont basées, ainsi que les normes elles-mêmes. La révision des normes NAAQS est une entreprise de longue haleine qui fait suite à un processus bien établi.[4] Chaque examen implique une étude, une synthèse et une évaluation approfondies des renseignements scientifiques (évaluation scientifique intégrée), la conception et la réalisation d’analyses complexes relatives à la qualité de l’air, aux risques et à l’exposition (évaluation des risques et de l’exposition), l’élaboration d’une évaluation exhaustive des politiques fournissant une analyse transparente du personnel permettant l’établissement d’un éventail plus vaste d’autres options en matière de politiques soutenues par les renseignements scientifiques et techniques (évaluation des politiques), et l’élaboration des règles proposées et finales. Les évaluations fournissant les fondements des décisions de l’Environmental Protection Agency sont soumises à un examen approfondi interne et externe effectué par les pairs.

Examen des normes NAAQS sur l’ozone

L’exposition à l’ozone est associée à une grande variété d’effets néfastes pour la santé, allant d’une diminution de la fonction pulmonaire et une augmentation des symptômes respiratoires à des indicateurs très importants de morbidité respiratoire, notamment des visites aux urgences et des hospitalisations pour des problèmes respiratoires, ainsi que les premiers signes d’asthme et une mortalité prématurée. Les enfants et les personnes souffrant de maladies pulmonaires sont considérés comme des populations à risque. De plus, une exposition répétée à l’ozone pendant la saison de croissance endommage la végétation fragile. Une exposition cumulative à l’ozone peut entraîner une réduction de la croissance des arbres, une blessure visible aux feuilles et une vulnérabilité accrue aux maladies et aux dommages provoqués par les insectes et les conditions météorologiques rigoureuses.

Le 12 mars 2008, l’Environmental Protection Agency des États-Unis a renforcé les normes primaires et secondaires de huit heures concernant l’ozone en abaissant les niveaux des normes de 0,08 à 0,075 ppm afin d’améliorer la protection de la santé publique et celle des arbres et des plantes sensibles. Les désignations finales de ces normes devaient être terminées en mai 2012, avec 46 régions déterminées comme étant non conformes.

L’Environmental Protection Agency s’attaque à son prochain examen prévu par la loi des normes sur l’ozone afin de veiller à ce que les normes NAAQS offrent une protection convenable pour la santé publique et l’environnement. Dans le cadre de cet examen, elle a diffusé un certain nombre de documents provisoires devant être soumis à un examen scientifique et public externe. D’autres renseignements concernant les examens actuels et précédents des normes NAAQS sur l’ozone sont disponibles à l’adresse www.epa.gov/ttn/naaqs/standards/ozone/s_o3_index.html.

Normes NAAQS liées aux matières particulaires

Un vaste ensemble de preuves scientifiques indique que l’exposition aux matières particulaires entraîne une mort prématurée et qu’elle est associée à divers problèmes importants en matière de santé, comme une augmentation des hospitalisations et des visites aux urgences pour des effets cardiovasculaires et respiratoires, y compris des crises cardiaques non fatales. L’exposition aux matières particulaires est également associée au développement de maladies respiratoires chroniques. Plusieurs groupes au sein de la population générale présentent un plus grand risque de subir les effets des matières particulaires. Ces populations à risque incluent des personnes souffrant de maladies cardiaques et pulmonaires préexistantes, des personnes âgées, des enfants ainsi que les personnes vivant dans la pauvreté.

De plus, la contribution des particules, en particulier les particules fines, au problème de visibilité est reconnue depuis longtemps. La visibilité est affectée par les particules qui diffusent et absorbent la lumière. La composition et la taille des particules, ainsi que l’humidité relative, sont des facteurs importants pour comprendre les répercussions de la pollution due aux particules sur les problèmes de visibilité. Les particules sont également associées à un vaste éventail d’effets sur le bien-être non lié à la visibilité : effets écologiques, effets sur les matériaux et les répercussions sur le climat.

En 2007, l’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis a entrepris l’examen actuel des normes NAAQS pour les matières particulaires et le 14 juin 2012, elle a proposé d’effectuer des révisions de ces normes qui renforceraient les normes primaires et secondaires concernant les MP2,5afin de fournir une protection nécessaire pour la santé et le bien-être du public. Plus particulièrement, l’EPA a proposé de baisser le niveau de la norme primaire annuelle de MP2,5afin de fournir une meilleure protection contre les effets sur la santé attribuables aux expositions à long terme et à court terme aux MP2,5 et de maintenir la norme primaire de 24 heures relative aux MP2,5. L’EPA a proposé d’ajouter une norme secondaire distincte concernant les MP2,5 afin de remédier au problème de visibilité dû aux matières particulaires et de maintenir les normes secondaires actuelles relatives aux MP2,5 et aux MP10pour contrôler les effets sur le bien-être non liés à la visibilité. En outre, l’Agence a proposé de maintenir la norme primaire de 24 heures pour continuer d’offrir une protection contre les effets dus à l’exposition à court terme aux grosses particules thoraciques (p. ex. MP10-2,5). De plus amples renseignements sur le règlement proposé, ainsi que des documents pertinents, sont affichés sur le site Web suivant www.epa.gov/ttn/naaqs/standards/pm/s_pm_index.html. L’EPA envisage de diffuser le règlement final en décembre 2012.

Normes NAAQS liées au NO2 (norme primaire)

L’exposition au NO2 a été associée à une variété d’effets sur la santé, notamment des symptômes respiratoires, en particulier chez les enfants souffrant d’asthme, ainsi que des visites aux urgences et des hospitalisations, surtout les enfants et les personnes âgées. À la lumière des résultats des recherches sur les effets du NO2 sur la santé évalués dans l’évaluation scientifique intégrée et des estimations des niveaux d’exposition au NO2 et des risques connexes pour la santé, l’Environmental Protection Agency a révisé la norme NAAQS primaire pour le NO2 le 22 janvier 2010 et a établi de nouvelles exigences pour le réseau de surveillance des émissions de NO2. Plus précisément, l'Environmental Protection Agency des États-Unis a promulgué une nouvelle norme primaire d'une heure pour le NO2 à un niveau de 100 ppm, a maintenu la norme annuelle existante à un niveau de 53 ppm et a établi que l'on installe plus de 50 appareils de surveillance de NO2 à une distance de moins de 50 mètres des routes principales et à d'autres endroits où l'on prévoit des concentrations maximales de NO2. De plus amples renseignements sur le règlement final, ainsi que des documents pertinents, sont affichés sur le site Web suivant www.epa.gov/air/nitrogenoxides/. L’Environmental Protection Agency a récemment commencé son prochain examen périodique des normes primaires pour le NO2; d’autres renseignements peuvent être consultés à l’adresse www.epa.gov/ttn/naaqs/standards/nox/s_nox_index.html.

Norme NAAQS relatives au SO2 (norme primaire)

Les personnes souffrant d’asthme sont particulièrement sensibles aux effets du SO2. Les expositions à court terme des personnes souffrant d’asthme à des niveaux élevés de SO2 tout en faisant de l’exercice à un niveau modéré peuvent entraîner des difficultés à respirer, avec des symptômes tels que la respiration sifflante, le serrement de poitrine ou l’essoufflement. Des études fournissent également des preuves uniformes concernant une association entre une exposition à court terme au SO2 et une augmentation des symptômes respiratoires chez les enfants, en particulier ceux qui souffrent d'asthme ou de symptômes respiratoires chroniques. Les expositions à court terme au SO2 ont également été associées à des visites au service d’urgences et à des hospitalisations pour des problèmes respiratoires, en particulier dans le cas des enfants et des personnes âgées.

À la lumière des résultats des recherches sur les effets du SO2 sur la santé évalués dans l'évaluation scientifique intégrée et des estimations des niveaux d'exposition au SO2 et des risques connexes pour la santé, l'Environmental Protection Agency des États-Unis a revu le 2 juin 2010 la NAAQS primaire pour le SO2. Elle a révisé la norme primaire pour le SO2 en établissant une nouvelle norme sur une période d’une heure à un niveau de 75 ppb. Cette décision devait permettre de renforcer la protection de la santé publique, en particulier dans le cas des enfants, des personnes âgées et des personnes asthmatiques. L’évaluation qu’elle a faite des renseignements scientifiques et des risques respiratoires posés par les émissions de SO2 indique que cette nouvelle norme contribuera à la protection de la santé publique en réduisant l’exposition de la population à de fortes concentrations à court terme (5 minutes à 24 heures) de SO2. Jugeant qu’elles ne contribueraient pas à mieux protéger la santé publique, étant donné l’adoption de la norme de 75 ppb sur une heure, l’EPA a révoqué ses deux normes NAAQS primaires de 140 ppb sur 24 heures et de 30 ppb sur une année complète. En outre, très peu de données sur la santé permettent d’établir un lien entre l’exposition à long terme au SO2 et les effets sur la santé. De plus amples renseignements sur le règlement final, ainsi que des documents pertinents, sont affichés sur le site Web suivant www.epa.gov/air/sulfurdioxide/.

Normes NAAQS relatives aux oxydes de soufre et à l’azote (normes secondaires)

Les émissions de NOX et de SOX dans l’air peuvent endommager les feuilles des plantes, réduire leur capacité à produire de la nourriture (photosynthèse) et diminuer leur croissance. En plus d’affecter directement les plantes, les émissions de NOX et de SOX, lorsqu’elles se déposent au sol ou dans les estuaires, les lacs et les cours d’eau, peuvent acidifier et trop fertiliser les écosystèmes sensibles, ce qui entraîne une série d’effets dangereux dus au dépôt sur les plantes, les sols, la qualité de l’eau, les poissons et la faune (p. ex. changements dans la diversité biologique et perte d’habitat, diminution de la croissance des arbres, perte d’espèces de poissons et efflorescences d’algues nocives). Le 20 mars 2012, l’EPA a terminé son examen des normes secondaires pour le NOX et le SOX. C’était la première fois que l’Agence examinait les répercussions sur l’environnement indépendamment des impacts de ces polluants sur la santé. C’est également la première fois qu‘elle étudiait les effets de plusieurs polluants dans un examen des normes NAAQS.

D’après son examen des renseignements scientifiques actuellement disponibles, l’Environmental Protection Agency des États-Unis a maintenu la norme annuelle actuelle de NO2, qui est établie à 0,53 ppm, ainsi que la norme de deux heures pour le SO2, fixée à 0,5 ppm pour lutter contre les effets directs sur la végétation (p. ex. diminution de la croissance et blessure foliaire). Concernant les effets liés au dépôt, le règlement final a reconnu que les normes existantes ne protègent pas comme il convient le bien-être du public. Bien que les données scientifiques soutiennent fortement l’élaboration d’une norme multipolluant pour contrôler les effets dus au dépôt, l’EPA a conclu qu’elle n’avait pas encore suffisamment de renseignements pour établir ladite norme qui protégerait adéquatement les divers écosystèmes à l’échelle du pays. D’autres renseignements sur le règlement final, ainsi que des documents pertinents, sont disponibles à l’adresse www.epa.gov/airquality/sulfurdioxide/actions.html.

Recherche américaine sur l’exposition aux polluants et les effets sur la santé

Centres de recherches sur la qualité de l’air

En mars 2011, l’Environmental Protection Agency des États-Unis a annoncé l’apport de 32 millions de dollars pour financer quatre nouveaux centres de recherches sur la qualité de l’air dans les universités qui mènent des recherches de pointe sur la pollution atmosphérique. Les fonds appuieront des enquêtes axées sur les répercussions des mélanges dans la pollution atmosphérique sur la santé des personnes, en poussant les travaux scientifiques au-delà des études passées qui se concentraient sur des polluants uniques. Les travaux permettront de mieux comprendre les risques pour la santé associés à l’exposition à de multiples polluants atmosphériques, en fournissant des données essentielles dans des scénarios d’exposition dans le monde réel.

Les centres de recherches étudieront une myriade d’effets sur la santé, des problèmes cardiovasculaires et pulmonaires aux conséquences neurologiques et inflammations. Les centres de recherches étudieront également les personnes les plus sensibles à la pollution atmosphérique, notamment les enfants, les personnes âgées, les personnes présentant des affections préexistantes, ainsi que les personnes vivant dans les collectivités où les risques pour la santé associés à la pollution atmosphérique sont plus grands. Chaque centre recevra environ 8 millions de dollars pendant cinq ans. Les centres de recherches sur la qualité de l’air sont situés dans les lieux suivants :

  • Emory University et Georgia Institute of Technology, Atlanta, Géorgie
  • Harvard University, Boston, Massachusetts
  • Michigan State University, East Lansing, Michigan
  • University de Washington, Seattle, Washington

De nouvelles perspectives sur la pollution de l'air et la santé cardiovasculaire

Les résultats des recherches menées récemment aux États-Unis ont fourni de nouvelles données concernant le lien entre la pollution atmosphérique et la santé cardiovasculaire. Une étude de l'Environmental Protection Agency des États-Unis, portant sur les répercussions potentielles sur la santé liées aux émissions provoquées par un feu irréprimé en Caroline du Nord, s'est servie des images satellites et des dossiers des urgences des zones touchées et avoisinantes pour démontrer, pour la première fois, une association entre la fumée des feux de tourbe-mousse et une augmentation du nombre de visites aux urgences pour des symptômes d'insuffisance cardiaque.[5] L’étude a également démontré une augmentation importante des effets sur la respiration (asthme, pneumonie et bronchite chronique aiguë) dans les zones où le taux de fumée est élevé, et a permis de découvrir que certains groupes de personnes (les personnes âgées et celles souffrant de problèmes pulmonaires et cardiaques préexistants, par exemple) étaient plus sensibles aux effets néfastes de la fumée de ces feux. Une autre étude financée par l’Agence, l’étude multiethnique sur l’athérosclérose et la pollution atmosphérique (Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis and Air Pollution [MESA Air]), est conçue pour examiner la relation entre les expositions à la pollution atmosphérique et la progression des maladies cardiovasculaires sur de longues périodes. Cette étude de dix ans, qui a est menée à l’Université de Washington, fait appel à des milliers de participants représentatifs de diverses régions des États-Unis. L’une des premières conclusions de cette étude a indiqué que les expositions aux particules fines sont associées à un rétrécissement du diamètre des artérioles de la rétine chez les adultes d’âge moyen et chez les personnes âgées.[6] Bien que l’importance clinique de ce changement doive encore être déterminée, ces résultats montrent que les expositions aux matières particulaires peuvent entraîner des effets cardiovasculaires mesurables, ce qui peut aider à expliquer le développement et l’intensification des maladies cardiovasculaires. De plus, une étude dirigée à Harvard University et Brown University a démontré des liens entre la pollution atmosphérique et une augmentation des risques d’accidents ischémiques cérébraux.[7] L’étude, appuyée par le National Institute of Environmental Health Science et l’Environmental Protection Agency, a utilisé des mesures horaires des particules fines ainsi que des renseignements détaillés provenant des dossiers médicaux sur le moment où les premiers symptômes d’attaque sont apparus, impliquant plus de 1 700 patients ayant subi une attaque dans la région de Boston sur une période de dix ans. Enfin, outre les études susmentionnées axées principalement sur la pollution due aux particules, l’EPA a également apporté de nouvelles preuves déterminant une association entre l’ozone et les symptômes cardiovasculaires.[8]

Effets écologiques

Activités de recherche et surveillance des effets des dépôts acides aquatiques

Chimie des précipitations

Les analyses des tendances liées à la chimie des précipitations et de l’eau de surface en Amérique du Nord pour la période de 1990 à 2008 ont récemment été diffusées dans le cadre d’un rapport d’un programme international de coopération (PIC)-Eaux en vertu de la Commission économique des Nations Unies pour l’Europe (CEE-ONU). Le Canada et les États-Unis contribuent au programme international de coopération (PIC)-Eaux en tant que partie à la Convention sur la pollution atmosphérique transfrontalière à longue distance (PATGD).[9]

Les niveaux de sulfate dans les précipitations ont présenté une tendance à la baisse dans 97 % des sites au nord-est de l’Amérique du Nord de 1990 à 2008. La diminution représentait 37 % en moyenne et était plus importante pendant la première décennie. La tendance peut être attribuable à la diminution des émissions de soufre des centrales thermiques alimentées au charbon en Amérique du Nord ainsi qu'à la diminution importante des dépôts atmosphériques de soufre en découlant. De même, des réductions importantes des émissions de NOX y ont permis une diminution de 30 % des niveaux moyens de nitrate dans les précipitations. Les données sur les précipitations démontraient que la baisse des émissions de NOXn’était pas aussi importante que pour le SO2 et qu’elle a eu lieu principalement pendant la période de 1999 à 2008.

Parmi les autres paramètres qui sont importants pour évaluer les charges critiques et les dépassements, les concentrations d’ammoniac et les cations basiques (somme des ions calcium, magnésium, sodium et potassium) n’ont pas révélé de tendance claire en Amérique du Nord, tandis que les ions hydrogènes ont diminué de 55 %. Comme pour les nitrates, la diminution des ions hydrogènes, ou l’évolution vers des niveaux de pH moins acides, s’est produite en grande partie dans la dernière partie de la période.

Chimie de l’eau de surface

Une analyse des tendances dans la chimie de l’eau de surface pour la période de 1999 à 2008 a fourni des renseignements sur l’étendue géographique de l’acidification et le rétablissement des lacs et des cours d’eau dans l’est de l’Amérique du Nord. La Figure 31 indique les 96 sites du programme international de coopération (PIC) d’Amérique du Nord qui ont été regroupés dans six régions (Maine et Canada atlantique, Vermont et Québec, Adirondacks, plateau des Appalaches, Blue Ridge [Virginie] et Ontario) et qui ont été analysés pour connaître les tendances en matière d’acidification ou de rétablissement. Les données provenant de 13 sites en Ontario ont été ajoutées à celles couvertes par le programme international de coopération (PIC)-Eaux afin d’améliorer la représentativité pour cette région. Les tendances observées de 1999 à 2008 ont été comparées à celles de 1990 à 1999 pour déterminer si le taux de rétablissement était en train de changer.

Dans l’ensemble, les tendances relatives à la chimie de l’eau aux sites de surveillance en Amérique du Nord indiquent généralement un rétablissement chimique entre 1990 et 2008 correspondant aux réductions observées dans les dépôts acides. La tendance à la baisse du sulfate et les tendances à la hausse du pH et de la capacité de neutralisation des acides ont révélé un rétablissement chimique uniforme après une acidification observée dans plusieurs sites. Certaines exceptions se sont produites à un certain nombre de sites dans le Canada atlantique. La concentration des cations basiques qui est importante pour le biote aquatique et le rétablissement chimique avait diminué en raison de la réduction du sulfate. Cependant, le taux de diminution des cations basiques par rapport à celui du sulfate a ralenti après l’année 2000, ce qui indique également un rétablissement.

Composant du rétablissement, les niveaux de carbone organique dissous (COD) ont révélé une augmentation dans de nombreux sites de surveillance en Amérique du Nord. Le carbone organique dissous modifie (entre autres) la pénétration de la lumière, la production primaire, les concentrations d’oxygène dissous; il est par ailleurs un indicateur de l’acidité organique naturelle qui peut nuire aux augmentations du pH et de l’alcalinité. Les niveaux de carbone organique dissous ont augmenté dans beaucoup de régions partout dans le monde, des niveaux qui seraient influencés par la combinaison des dépôts de soufre en baisse et des facteurs climatiques.

Figure 31. Sites dans l’est de l’Amérique du Nord transmettant des données à la base de données du programme international de coopération (PIC)-Eaux (en vert) et les 13 stations supplémentaires en Ontario (jaune)

Sites dans l’est de l’Amérique du Nord transmettant des données à la base de données du programme international de coopération (PIC)-Eaux (en vert) et les 13 stations supplémentaires en Ontario (jaune)

Source : Skjelkvåle, B.L. et de Wit, H.A. 2011. ICP Waters Report 106/2011: Trends in precipitation chemistry, surface water chemistry and aquatic biota in acidified areas in Europe and North America from 1990 to 2008. Norwegian Institute for Water Research, rapport SNO 6218-2011, p. 128

Rétablissement des lacs et des cours d'eau acidifiés aux États-Unis

  • Les concentrations d’ions sulfates dans les eaux de surface fournissent de précieuses indications sur l’ampleur du lessivage des cations basiques (calcium, magnésium, potassium et sodium) dans les sols et sur la façon dont elles sont reliées aux concentrations de soufre dans l’atmosphère et aux dépôts.
  • L’azote est un élément nutritif indispensable à la croissance des plantes. En conséquence, une bonne partie de l’azote provenant des dépôts acides est rapidement incorporée à la biomasse sous forme d’azote organique durant la saison de croissance, réduisant d’autant le lessivage d’azote dans les eaux de surface durant cette période. Plus les dépôts d’azote atmosphérique augmentent, plus le lessivage de nitrate dans les eaux de surface risque d’augmenter.
  • La capacité de neutralisation des acides est une mesure de la capacité de l’eau de neutraliser les acides et constitue un important indicateur de la vulnérabilité des eaux de surface à l’acidification et de leur niveau d’acidification ou de rétablissement dans le temps.

Les précipitations acides causées par les émissions de SO2 et de NOX constituent l’une des nombreuses causes anthropiques à grande échelle de la dégradation de l’état des lacs et des cours d’eau aux États-Unis et au Canada. Les paramètres chimiques des eaux de surface constituent des indicateurs directs des effets potentiels des dépôts acides sur l’état de santé global des écosystèmes aquatiques.

Deux programmes de surveillance administrés par l’Environmental Protection Agency des États-Unis fournissent des renseignements sur les répercussions des dépôts acides sur les systèmes aquatiques protégés : le programme Termporally Integrated Monitoring of Ecosystems et le programme Long-term Monitoring. Ils sont conçus pour suivre les changements dans les paramètres chimiques de l’eau de surface dans quatre régions sensibles aux dépôts acides comme l’indique la Figure 32 : Nouvelle-Angleterre, monts Adirondacks, plateau appalachien nord et Appalaches centrales (provinces de Valley et Ridge et de Blue Ridge).

Figure 32. Sites du programme Long-Term Monitoring

Sites du programme Long-Term Monitoring

Source :  Environmental Protection Agency des États-Unis, 2012

Cinq indicateurs de la réponse de l’écosystème aquatique aux changements dans les émissions sont présentés : ions de sulfate mesurés, cations basiques, capacité de neutralisation des acides et le carbone organique dissous. Ces indicateurs fournissent de l’information sur la vulnérabilité des eaux de surface à l’acidification. Les indications fournies par ces récepteurs chimiques mesurés permettent de déterminer si les conditions dans les plans d’eau s’améliorent et semblent en voie de se rétablir ou si les dépôts acides se produisent toujours.

Comme l’indique le Tableau 5, 1990-2009, on constate une amélioration importante (diminution) des tendances liées aux concentrations de sulfate de 1990 à 2009 à presque tous les sites de surveillance de la Nouvelle-Angleterre, des monts Adirondacks, des monts Castkill et du plateau appalachien nord. Cependant, dans les Appalaches centrales, seuls 12 % des cours d’eau surveillés ont montré une tendance à la baisse pour le sulfate, tandis que 14 % des cours d’eau surveillés ont présenté une réelle tendance à la hausse, malgré une diminution des dépôts de sulfate. Les sols très altérés des Appalaches centrales sont également capables de retenir de grandes quantités de sulfate déposé; cependant, comme les sulfates à long terme finissent par épuiser la capacité du sol à stocker plus de sulfate, la proportion du sulfate déposé qui est retenu dans le sol diminue et la proportion qui migre dans les eaux de surface augmente.

Les concentrations de nitrate dans les eaux de surface présentent des tendances à la baisse à certains des sites dans les quatre régions, mais certains sites indiquent également des tendances liées au nitrate stables ou qui augmentent légèrement. Les concentrations de nitrate diminuent (amélioration) dans 37 % de tous les sites surveillés, mais cette amélioration ne peut être qu’en partie expliquée par la diminution des dépôts. On sait également que les facteurs écosystémiques, tels que la perturbation de la végétation et la rétention de l’azote déposé dans le sol, contribuent au déclin des concentrations de nitrate dans les eaux de surface.

Les diminutions des dépôts de sulfates constituent la cause probable de bon nombre des tendances à l’amélioration de la capacité de neutralisation des acides. De 1990 à 2009, les sites de surveillance aux monts Adirondacks (60 %) et aux monts Catskill et plateau appalachien nord (55 %) ont présenté la plus forte amélioration des tendances liées à la capacité de neutralisation des acides. Toutefois, quelques sites en Nouvelle-Angleterre (20 %) et dans les Appalaches centrales (17 %) ont présenté des tendances à la hausse de la capacité de neutralisation des acides. Les tendances relativement stables concernant le sulfate dans les Appalaches centrales expliquent probablement pourquoi si peu de sites ont présenté une amélioration de la capacité de neutralisation des acides. En Nouvelle-Angleterre, l’hydrologie et les tendances à la baisse de la concentration des cations basiques peuvent retarder le commencement du rétablissement. La diminution des niveaux de cations basiques peut équilibrer les réductions de sulfates et de nitrates et donc empêcher la capacité de neutralisation des acides d’augmenter. Le carbone organique dissous augmente dans seulement 30 % des plans d’eau surveillés. Cette augmentation est probablement due aux déclins des concentrations de sulfates, ainsi qu’aux températures saisonnières et annuelles plus chaudes.

Comme l’indique le tableau 5, on constate une amélioration importante (diminution) des tendances relatives aux concentrations de sulfates observées de 1990 à 2009 dans presque tous les sites de surveillance de la Nouvelle-Angleterre, des monts Adirondacks, des monts Castkill et du plateau appalachien nord. Dans les Appalaches centrales toutefois, seulement 12 % des cours d’eau surveillés ont montré une tendance à la baisse pour les sulfates, les concentrations de sulfates ayant augmenté dans 14 % des cours d’eau surveillés, malgré une diminution des dépôts de sulfates.

Tableau 5. Tendances régionales des concentrations de sulfate et de nitrate, de la capacité de neutralisation des acides et du carbone organique dissous aux sites de surveillance à long terme de 1990 à 2009
Région Plans d’eau Pourcentage de sites présentant une amélioration de la tendance liée à la concentration de sulfate Pourcentage de sites présentant une amélioration de la tendance liée à la concentration de nitrate Pourcentage de sites présentant une amélioration de la tendance liée à la capacité de neutralisation des acides Pourcentage de sites présentant une amélioration de la tendance liée aux cations basiques Pourcentage de sites présentant une amélioration de la tendance liée au carbone organique dissous
Monts Adirondack 50 lacs dans l’État de New York 94 % 48 % 60 % 74 % 48 % (29 sites)
Monts Catskills et plateau appalachien nord* 9 cours d’eau dans l’État de New York et en Pennsylvanie 80 % 30 % 55 % 80 % 25 % (9 sites)
Nouvelle-Angleterre 26 lacs au Maine et au Vermont 96 % 33 % 20 % 57 % 26 % (15 sites)
Appalaches centrales 66 cours d’eau en Virginie 12 % 50 % 17 % 12 % s.o.

Notes :

  • Les tendances ont été déterminées par le test statistique multivarié Mann-Kendall.
  • Les tendances sont significatives au niveau de confiance de 95 % (p < 0,05).
  • Le carbone organique dissous n’a été étudié que dans les cours d’eau présentant une faible capacité de neutralisation des acides (capacité de neutralisation des acides inférieure à 25 μeq/L).
  • Le carbone organique dissous n’a actuellement pas mesuré dans les cours d’eau des Appalaches centrales.

*Les données sur les cours d’eau dans le plateau appalachien nord ne vont que jusqu’à 2008.

Source :  Environmental Protection Agency des États-Unis, 2011

Charges critiques et dépassements

Amélioration de l'estimation de l'incertitude concernant les charges critiques des écosystèmes forestiers canadiens

Les charges critiques d’acidité (soufre et azote) forment la base des politiques de réduction des émissions au Canada. Une charge critique est établie pour protéger un indicateur biologique précis et elle est définie comme étant une estimation quantitative d'une exposition à au moins un polluant au-dessous de laquelle les effets inacceptables à long terme sur des éléments précis ne se produiront pas, d'après les connaissances et les politiques actuelles.[10] Une étude a été mandatée par le Conseil canadien des ministres de l’environnement pour évaluer l’impact des incertitudes dans les ensembles de données régionales sur la probabilité de dépasser les charges critiques des écosystèmes forestiers canadiens.[11] L’incertitude augmente lorsque les données sont appliquées à des échelles nationales ou continentales.

Dans cette analyse, la probabilité de dépasser la charge critique a été évaluée pour le dépôt total de soufre et d’azote pour 2002 et 2006, modélisé par AURAMS (Système régional unifié de modélisation de la qualité de l’air), pour deux critères chimiques : rapport des cations basiques à l’aluminium (Bc:Al) de 1 et 10. Ces deux rapports ont été choisis pour protéger les racines des arbres et les réserves d’éléments nutritifs des sols, respectivement. Le rapport Bc:Al de 1 est la limite de protection la plus couramment utilisée en Europe et ailleurs, tandis que le rapport Bc:Al de 10 était utilisé auparavant au Canada pour les sols forestiers minéraux. Les charges critiques d’acidité étaient estimées à l’aide du modèle de bilan massique équilibré.

L’analyse a démontré qu'en 2006 il y a eu une diminution importante dans la région avec une forte probabilité de dépassement par rapport à 2002 (Figure 33). L'incertitude liée à la charge critique était d'environ 27 à 28 % dans le cas des deux scénarios chimiques à l'échelle du Canada, avec une plus grande incertitude observée dans le nord de l'Ontario, dans le centre du Manitoba, dans le nord de la Colombie-Britannique, ainsi qu'en Saskatchewan. Malgré les incertitudes émanant des ensembles de données régionaux, les fortes probabilités de dépassement des charges critiques dans de nombreuses régions du pays, même dans les dernières années de l'étude (2006), soutiennent le besoin de réduire davantage les émissions.

Figure 33. Probabilité de dépassement des charges critiques, 2002 et 2006

Probabilité de dépassement des charges critiques, 2002 et 2006

Remarque : Dans le cas du dépôt AURAMS 2002, la forte probabilité de dépassement dans le nord-est et le nord-ouest est un artéfact causé par les paramètres liés aux limites du domaine du modèle.

Source : Environnement Canada, 2012

Utilisation des charges critiques aux États-Unis

Aux États-Unis, la méthode de la charge critique n’est pas une approche officiellement acceptée en matière de protection des écosystèmes. Ainsi, la Clean Air Act ne contient aucun énoncé qui exige expressément l’utilisation de cette méthode. Toutefois, on étudie la méthode en tant qu’outil d’évaluation des écosystèmes qui pourrait simplifier des données scientifiques complexes et la communication avec les décideurs et le public. L’intérêt dans l’utilisation des charges critiques aux États-Unis s’est intensifié au cours des dernières années avec la mise en place du comité scientifique chargé des charges critiques des dépôts atmosphériques au sein du programme NADP en 2010, de plusieurs ateliers et réunions récents à ce sujet et de plusieurs publications étudiant une utilisation plus importante des charges critiques en tant qu’outil d’évaluation environnementale pertinent aux politiques.

En s’appuyant sur les méthodes tirées des études scientifiques revues par des pairs, on a estimé les charges critiques pour environ 2 300 lacs et cours d’eau à l’aide du modèle Steady-State Water Chemistry. Ces estimations des charges critiques ne représentent que les lacs et les cours d’eau où les échantillons d’eau de surface ont été recueillis par l’intermédiaire des programmes tels que le National Surface Water Survey, l’Environmental Monitoring and Assessment Program, le programme TIME et le programme de SLT. Les lacs et les cours d’eau couverts par ces ces programmes sont composés d’un sous-ensemble de lacs et cours d’eau situés dans des régions qui sont le plus touchés par les dépôts acides, mais ils ne sont pas destinés à représenter tous les lacs dans l’est des États-Unis.

Pour cette analyse en particulier, la charge critique représente les dépôts combinés de soufre et d’azote que peut recevoir un lac ou un cours d’eau sans que sa capacité de neutralisation des acides baisse sous 50 μeq/L. Tandis qu’une charge critique peut être calculée pour tout niveau de capacité de neutralisation des acides, ce niveau a été choisi, car il tend à soutenir les écosystèmes aquatiques en santé et à protéger la plupart des espèces de poissons et autres organismes aquatiques, même si les systèmes peuvent de temps en temps présenter des taux d’acidité et que certaines espèces vulnérables peuvent disparaître. Les charges critiques de soufre et d’azote combinés sont exprimées en termes de bilan de charge ionique, soit en milliéquivalent par mètre carré par année.

Si l’exposition au polluant est inférieure à la charge critique, les effets nocifs sur l’environnement (p. ex. succès de reproduction plus faible, croissance freinée, perte de diversité biologique) ne sont pas anticipés, et le rétablissement devrait se faire avec le temps si un écosystème a été endommagé par une exposition passée. Le dépassement d’une charge critique est la mesure de l’exposition au polluant au-dessus de la charge critique. Cela signifie que l’exposition au polluant est supérieure à la charge critique, ou la dépasse, et que l’écosystème continue d’être exposé aux niveaux destructeurs des polluants. Afin d’évaluer l’étendue de la protection des écosystèmes des lacs et des cours d’eau régionaux par les réductions des émissions par l’Acid Rain Program et la Clean Air Interstate Rule jusqu’à présent, cette étude de cas compare la quantité de dépôt que les systèmes peuvent recevoir - la charge critique - aux dépôts mesurés pour la période précédant la mise en œuvre de l’Acid Rain Program (1989 à 1991) et pour une période récente après sa mise en œuvre de et celle de la Clean Air Interstate Rule (2008 à 2010).

Dans l’ensemble, cette analyse de la charge critique indique les réductions des émissions atteintes par l’Acid Rain Program et la Clean Air Interstate Rule jusqu’à présent ont permis une amélioration des conditions environnementales et une augmentation de la protection de l’écosystème dans l’est des États-Unis. Pour la période de 2008 à 2010, 30 % des lacs et des cours d’eau étudiés ont reçu des quantités de dépôts de soufre et d’azote combinées supérieures à la charge critique (Figure 34). Il s’agit d’une amélioration par rapport à la valeur de 55 % calculée pour la période 1989-1991. Les régions qui présentent les plus grandes concentrations de lacs recevant des dépôts acides qui dépassent leur charge critique estimée comprennent le sud des monts Adirondack (État de New York), le sud du New Hampshire et du Vermont, Cape Cod (Massachusetts) et le long des Appalaches (de la Pennsylvanie à la Caroline du Nord).

Figure 34. Dépassements des charges critiques estimées par les dépôts totaux d’azote et de soufre pour des lacs et des cours d’eau (1989 à 1991 par rapport à 2008 à 2010)

Dépassements des charges critiques estimées par les dépôts totaux d’azote et de soufre pour des lacs et des cours d’eau (1989 à 1991 par rapport à 2008 à 2010)

Source :  Environmental Protection Agency des États-Unis, 2011

Recherche scientifique sur l’atmosphère réalisée aux États-Unis

DISCOVER-AQ

Les scientifiques de la National Aeronautics and Space Administration (NASA) et de l’Environmental Protection Agency participent à un projet de collaboration d’une durée de cinq ans appelé « DISCOVER-AQ », signifiant Deriving Information on Surface Conditions from COlumn and VERtically Resolved Observations Relevant to Air Quality (obtenir de l’information sur les conditions de surface à partir des observations résolues par colonne et verticalement relativement à la qualité de l’air) (discover-aq.larc.nasa.gov).Globalement, le projet vise à améliorer l’utilisation des satellites pour surveiller la qualité de l’air pour le bien de la santé publique et de l’environnement. Le projet comprend des observations ciblées effectuées dans l’air et au sol, ce qui permettra une utilisation plus efficace des satellites actuels et futurs pour connaître les conditions au sol qui influent sur la qualité de l’air.

Nouvelle version du modèle Community Multiscale Air Quality

En 2011, l’Environmental Protection Agency a diffusé une nouvelle version du système de modélisation Community Multiscale Air Quality (CMAQ). La diffusion de la version 5.0 du modèle CMAQ a introduit cinq outils supplémentaires permettant d’étudier la qualité et ses répercussions sur les changements climatiques. S’appuyant sur des capacités informatiques améliorées et de récents développements dans la chimie de l’air et la science atmosphérique, le modèle CMAQ 5.0 combine trois modules individuels : météorologie, émissions et transport chimique. Plutôt que d’exécuter les modèles selon une séquence, comme c’était le cas dans les versions précédentes, les modèles liés à la météorologie et au transport chimique dans le modèle CMAQ 5.0 fonctionnent ensemble et interagissent en boucles de rétroactions sur-le-champ, fournissant alors des prévisions plus précises qui reflètent les interactions entre la pollution et les conditions météorologiques. Avec le modèle CMAQ 5.0, les scientifiques peuvent modéliser la qualité de l’air au niveau des villes individuelles dans l’ensemble de l’hémisphère nord. Le cadre combine des progrès dans les sciences physiques, chimiques, mathématiques et computationnelles. Sur une échelle hémisphérique, les scientifiques appliquent le modèle CMAQ 5.0 pour rendre compte plus précisément de la « pollution de fond » provenant des régions éloignées. Cette mise à niveau permet aux décideurs de comprendre et d'utiliser les données pour équilibrer les normes locales et nationales liées aux politiques sur la qualité de l'air, et de les intégrer aux solutions internationales.

Coopération scientifique États-Unis - Canada

Initiative internationale en matière d’évaluation du modèle de la qualité de l’air

Les scientifiques au Canada et aux États-Unis ont participé à une activité internationale appelée l’Initiative internationale en matière d’évaluation du modèle de la qualité de l’air. Cette initiative est soutenue en partie par Environnement Canada et l’Environmental Protection Agency des États-Unis, avec la participation des communautés de modélisation d’Amérique du Nord et d’Europe. Le but de l’initiative est l’avancement de la science de la modélisation de la qualité de l’air à l’échelle régionale grâce à l’élaboration d’un cadre commun d’évaluation des modèles et d’une évaluation et d’une analyse conjointes des modèles régionaux de la qualité de l’air de l’Union européenne et des États-Unis. La phase 1 de cette Initiative, qui a pris fin en 2011, comprenait des simulations annuelles de la qualité de l’air à l’échelle régionale en Amérique du Nord et dans l’Union européenne pour 2006. Ces simulations ont permis la comparaison de modèles régionaux de la qualité de l’air des États-Unis et de l’Union européenne et d’études de cas communes à long terme sur les deux continents, et elles ont favorisé l’utilisation de différents types d’évaluation des modèles, à savoir opérationnel, diagnostique, dynamique et probabiliste. Les principales conclusions tirées de la phase 1 de l’Initiative sont résumées dans une série de rapports manuscrits qui ont été publiés dans une édition spéciale du magazine de l’Air and Waste Management Association’s Environmental Manager pour les gestionnaires de l’environnement en juillet 2012. Certaines des conclusions principales de cette phase comprennent :

  • Les conditions dans les cas de limites latérales exercent une influence importante sur les prévisions des modèles à aire limitée;
  • Les vitesses du vent de surface ont tendance à être sous-estimées sur les deux continents, surtout pendant la nuit et en hiver, et davantage au sein de l’Union européenne qu’aux États-Unis;
  • Les concentrations moyennes en ozone ont tendance à être surestimées par la plupart des modèles en Amérique du Nord et sous-estimées par la plupart des modèles au sein de l’Union européenne;
  • Les matières particulaires, les MP10 et les MP 2,5 ont tendance à être sous-estimées sur les deux continents.

La phase 2 de l’Initiative a été lancée en 2012 avec l’objectif global d’appliquer et d’évaluer des modèles couplés en chimie météorologique-atmosphérique au sein de l’Union européenne et en Amérique du Nord, en mettant l’accent sur l’évaluation de la capacité des modèles couplés, à l’échelle régionale, pour simuler les interactions entre la qualité de l’air et les changements climatiques.

Atelier sur l’ammoniac

La science de l’ammoniac présente un intérêt pour les responsables de l'élaboration des politiques tant au Canada qu'aux États-Unis, car le sulfate d'ammonium et le nitrate d'ammonium font partie de certains des composants principaux de la masse totale de matières particulaires fines, qui a des répercussions sur la santé de l'homme et de l'environnement. Les questions stratégiques importantes liées au NH3 comprennent l’élaboration et la mise en œuvre de normes principales nationales pour les particules fines aux États-Unis ainsi que de normes secondaires pour le NOx et le SOX, de même que la possibilité de négociations continues entre les deux pays concernant l’Annexe sur les matières particulaires. Étant donné que les normes de qualité de l’air ambiant deviennent de plus en plus strictes et que les émissions de précurseurs gazeux continuent à diminuer, la question de l’incidence des réductions des émissions de NH3 sur les niveaux ambiants de MP2,5 et de l’application de normes de qualité de l’air ambiant revêt de plus en plus d’importance.

Un atelier conjoint entre les États-Unis et le Canada sur l’évaluation scientifique du NH3 a eu lieu en octobre 2010 pour donner suite à l’atelier de 2006. L’objectif de l’atelier de 2010 était de faire l’état de la question au sujet de l’évaluation scientifique du NH3 et de discuter de la collaboration conjointe qui avait eu lieu depuis l’atelier précédent. Un des autres objectifs de l’atelier était d’évaluer si l’état des connaissances était suffisant pour faire des recommandations concrètes sur les émissions de NH3 et dans quel contexte; et sinon, de voir quel type d’écarts doivent être rencontrés. L’atelier s’articulait autour des sujets suivants : le suivi environnemental, les processus et les échanges de surface, les émissions ainsi que la modélisation. Un résumé des activités qui ont cours au Canada et aux États-Unis selon chacun de ces sujets a été présenté lors de l’atelier, suivi de discussions qui ont permis de déterminer les écarts scientifiques et les domaines de collaboration potentiels. De plus, les discussions au cours de l’atelier ont donné lieu aux conclusions générales essentielles qui suivent :

  • Il y a un nombre croissant de preuves montrant que les émissions de NH3 influencent la formation de matières particulaires et leur transport à grande distance.
  • La quantité de renseignements sur l’effet qu’aurait la réduction des émissions de NH3 sur les matières particulaires dans l’air ambiant est également de plus en plus croissante.

Réunions au sujet du carbone noir

Le carbone noir, un composant de matières particulaires ainsi qu’un polluant ayant un effet de courte durée sur le climat, a été approuvé par les coprésidents du Comité Canada-États-Unis sur la qualité de l’air comme étant un sujet de discussion et d’exploration relevant du Sous-comité sur la coopération scientifique et technique. En réponse à cette discussion, une série de conférences téléphoniques ont été organisées entre les décideurs et les scientifiques sur les territoires des deux pays. La première conférence téléphonique a eu lieu en août 2010. Elle se concentrait sur les questions de politique tel que le prochain rapport qui sera présenté au Congrès des États-Unis, ainsi que le travail accompli en ce qui concerne le carbone noir à l’intérieur du Programme des Nations Unies pour l’environnement, de la Commission économique des Nations Unies pour l’Europe et du Conseil de l’Arctique. Le Rapport sur le carbone noir présenté au Congrès américain a été achevé en mars 2012. Des renseignements supplémentaires, y compris le rapport, peuvent être consultés sur le site suivant : www.epa.gov/blackcarbon. La deuxième conférence téléphonique, qui a eu lieu en mars 2011, a été conçue pour faciliter l’échange d’information technique au sujet du carbone noir, notamment à la lumière du centre d’intérêt international qu’il revêt.

Au cours de la deuxième conférence téléphonique en mars 2011, les États-Unis et le Canada ont partagé des renseignements sur l’élaboration de l’inventaire des émissions du carbone noir et sur des travaux de recherche supplémentaires afin de préciser et d’améliorer les inventaires. Les secteurs qui requièrent une attention particulière et où il peut y avoir des occasions supplémentaires de collaborer sont : l’amélioration des études entourant l’incertitude de la spéciation et la comparaison des émissions des incendies de forêt. Les incendies de forêt sont une source importante d’émissions de carbone noir, et elles varient d’une année à l’autre. Il existe des possibilités de poursuivre les échanges de renseignements sur la façon dont les émissions de carbone noir des incendies de forêt sont estimées, comment elles se comparent aux estimations mondiales, et de voir s’il y a une tendance temporelle significative. Le suivi environnemental de la seconde partie de la conférence téléphonique portait sur les différents réseaux, dans les deux pays, qui prennent les mesures de carbone noir ainsi que les méthodes qu’ils emploient pour ce faire dans ces réseaux. Les États-Unis et le Canada ont travaillé ensemble pour résoudre les différences dans les mesures des dépôts secs par l’entremise de l’implantation conjointe de systèmes de mesure sur le site du Réseau canadien d’échantillonnage des précipitations et de l’air à Egbert (Ontario). Toutefois, d’autres possibilités existent pour la comparaison des données de suivi environnemental au sein de chaque pays, à partir des différents réseaux et méthodes, et également entre les deux pays. Enfin, la discussion sur la modélisation lors de la deuxième Conférence téléphonique présentait un aperçu du travail fait aux États-Unis qui est axé sur la compréhension des incidences intégrées de réduction des émissions de carbone noir sur la qualité de l’air et sur les changements climatiques. Un point qui a été souligné, en particulier chez les décideurs, est le fait que certaines des stratégies de réduction des émissions de carbone noir permettraient également de réduire les émissions de sulfate, lesquelles refroidissent l’atmosphère, tenant compte des répercussions mondiales du réchauffement de l’atmosphère. Toutefois, il existe beaucoup d’incertitudes quant aux résultats du modèle, en particulier quant à la façon dont le carbone organique est traité. Au Canada, la recherche sur la modélisation est motivée par les besoins scientifiques primordiaux de mieux comprendre le rôle des aérosols et des particules sur les effets de la pollution atmosphérique et des changements climatiques. Les secteurs éventuels de collaboration et la poursuite des échanges de renseignements comprennent la compréhension du rôle du vieillissement et du mélange des particules sur ses effets radiatifs.

[4]L’information sur le processus d’examen des normes NAAQS est disponible à l’adresse www.epa.gov/ttn/naaqs/review.html.

[5]Rappold AG, Stone SL, Cascio WE, Neas LM, Kilaru VJ, et al., 2011 Peat Bog Wildfire Smoke Exposure in Rural North Carolina Is Associated with Cardiopulmonary Emergency Department Visits Assessed through Syndromic Surveillance. Environ Health Perspect 119(10): doi:10.1289/ehp.1003206.

[6]Adar SD, Klein R, Klein BEK, Szpiro AA, Cotch MF, et al., (2010) Air Pollution and the Microvasculature: A Cross-Sectional Assessment of In Vivo Retinal Images in the Population-Based Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA). PLoS Med 7(11): e1000372. doi:10.1371/journal.pmed.1000372.

[7]Wellenius GA, Burger MR, Coull BA, et al., Ambient Air Pollution and the Risk of Acute Ischemic Stroke. Arch Intern Med. 2012;172(3):229-234. doi:10.1001/archinternmed.2011.732.

[8]Devlin et al., 2012. Controlled Exposure of Healthy Young Volunteers to Ozone Causes Cardiovascular Effects. Diffusé. Publié en ligne le 25 juin 2012.

[9]Skjelkvåle, B.L., et H.A. de Wit, eds., 2011. Trends in precipitation chemistry, surface water chemistry and aquatic biota in acidified areas in Europe and North America from 1990 to 2008. Rapport no SNO 6218/11, rapport PIC-Eaux 106/2011.

[10] Barkman, A., 1997. Applying the critical loads concept: Constraints induced by data uncertainty. Rapport technique. Department of Chemical Engineering II, Lund University, Suède.

[11] Aherne, J. et Wolniewicz, M.B. 2011. Critical loads uncertainty and risk analysis for Canadian forest ecosystems. Rapport final, Conseil canadien des ministres de l’environnement, 19 p.

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