Rapport sur la caractérisation du bassin atmosphérique de Georgia Basin-Puget Sound 2014 : résumé

Résumé

Le Rapport sur la caractérisation du bassin atmosphérique de Georgia Basin-Puget Sound, 2014, a été rédigé afin de caractériser la qualité de l'air dans la région de Georgia Basin-Puget Sound, zone urbaine, dynamique et en essor dans le nord-ouest du Pacifique. La croissance dans cette région continue d'exercer une pression sur l’environnement en raison de l'étalement urbain, de la demande croissante en matière de transport, de l'agrandissement des ports et de nouveaux projets de développement dans le secteur de l'énergie. Ces éléments présentent des défis importants à la gestion de la qualité de l'air dans la région.

Le Rapport sur la caractérisation du bassin atmosphérique de Georgia Basin-Puget Sound, 2014, est une mise à jour du rapport de 2004. Il porte le même nom et représente une synthèse des travaux effectués sur la qualité de l'air dans la région depuis lors. L'ouvrage cherche à fournir des renseignements scientifiques qui permettent la gestion régionale de la qualité de l'air dans le bassin atmosphérique international de Georgia-Puget Sound.

Ses objectifs particuliers sont les suivants :

  • Déterminer et décrire les grands facteurs, naturels et humains, qui ont une incidence sur la qualité de l'air dans la région;
  • Établir un point de repère contre lequel mesurer les changements qui se produiront dans la qualité de l'air au cours des dix prochaines années;
  • Déterminer s'il y a encore une importante pollution transfrontalière dans le bassin atmosphérique de Georgia Basin/Puget Sound;
  • Décrire les conséquences prévues sur la qualité de l'air de certaines mesures de gestion;
  • Décrire les conséquences de la qualité de l'air sur l'écosystème et la santé humaine;
  • Décrire les conséquences des changements climatiques sur la qualité de l'air;
  • Procurer une base scientifique à partir de laquelle élaborer des documents d'éducation publique et de communication destinés à rehausser la compréhension des citoyens face à la qualité de l'air dans la région.

Bassin atmosphérique de Georgia Basin-Puget Sound

Le bassin atmosphérique de Georgia Basin/Puget Sound est composé de deux bassins atmosphériques plus petits, soit le bassin atmosphérique de Georgia Basin et de Puget Sound. Le Georgia Basin renferme la portion canadienne du bassin atmosphérique, la pointe nord-ouest du comté de Whatcom et le comté de San Juan dans l'État de Washington ainsi que la côte sud du détroit de Juan de Fuca. Le bassin atmosphérique de Puget Sound englobe les comtés situés au sud du comté de Whatcom de l'État de Washington.

L'ozone troposphérique, la matière particulaire et la visibilité sont une source de préoccupation tant dans la portion canadienne que dans la portion américaine du bassin atmosphérique. Ils sont au cœur du présent rapport. Comme ils constituent des sujets de préoccupation publique, ils figurent parmi les principaux points de focalisation de la coopération internationale entre les deux pays.

Notions fondamentales de la qualité de l'air

La qualité de l'air est une mesure de l'état atmosphérique. Elle se définit principalement par la quantité de gaz traces précis et de particules présente dans l'air, la qualité de l'air diminuant avec la présence de concentrations plus élevées de ces gaz et particules. La qualité de l'air ambiant est déterminée par les émissions, la transformation des produits chimiques dans l'atmosphère ainsi que par les dépôts ou les pertes en provenance de l'atmosphère. Au nombre des sources d'émissions anthropiques, mentionnons l'industrie, le transport, le chauffage domestique, l'utilisation de pesticides et d'autres activités agricoles. Les sources naturelles, telles que la végétation, les feux de friches et les terres humides, peuvent également libérer des matières gazeuses et des matières particulaires dans l'atmosphère. Une fois les matières libérées dans l'air, les processus atmosphériques et les forces dynamiques occupent un rôle déterminant dans le transport, la dilution et la transformation des gaz et des particules dans l'atmosphère. De nouveaux composés secondaires, tant gazeux que particulaires, peuvent être engendrés par des processus physiques ou des réactions chimiques. Des processus, tels que les dépôts humides et secs, peuvent supprimer plusieurs gaz et matières particulaires de l'atmosphère. Ces processus peuvent se répercuter sur les eaux de surface, la composition du sol ainsi que la santé de la flore et de la faune.

L'exposition à court et à long terme à la pollution atmosphérique a été démontrée comme participant à la maladie et au décès prématuré. Les effets se font voir dans une vaste gamme de concentrations de polluants. Les matières, la végétation et les écosystèmes sont également soumis à des dégâts écologiques en raison de dépôts de polluants. Donc, la qualité de l'air ambiant est systématiquement surveillée et comparée aux normes, aux objectifs et aux lignes directrices régissant la qualité de l'air sur le plan national, provincial et régional. Les facteurs les plus courants du smog font l'objet d'efforts de surveillance et de réglementation au Canada et aux États-Unis. Au Canada, ce groupe de polluants atmosphériques est désigné sous « principaux contaminants atmosphériques » alors qu'aux États-Unis, ils sont désignés sous « principaux polluants atmosphériques ». La liste des principaux contaminants ou polluants comprend les oxydes de soufre (SOx), les oxydes d'azote (NOx), l'ozone (O3), le monoxyde de carbone (CO) et les matières particulaires fines (MP2,5). Les États-Unis incluent le plomb (Pb) dans cette liste, alors que le Canada inclut les composés organiques volatils (COV) et l'ammoniac (NH3).

Qualité de l'air et conditions météorologiques

La qualité de l’air est fortement touchée par les régimes météorologiques, qui subissent l’influence de la topographie locale et des écarts de température et de pression à la surface. Une fois que les polluants sont en suspension dans l'air, la voie par laquelle ils se déplacent est déterminée par des processus mondiaux, régionaux et locaux, et peut jouer un rôle important en déterminant l'importance des concentrations de pollution atmosphérique dans des endroits particuliers du bassin atmosphérique.

La plupart de l'air atteignant le bassin atmosphérique de Georgia-Puget Sound a voyagé pendant un certain nombre de jours au-dessus de l'océan Pacifique. Par conséquent, les polluants se sont considérablement dispersés ou retirés de l'atmosphère au moment où l'air arrive dans la zone. De plus, il y a des périodes où l'air passe au-dessus de certaines parties du continent avant d'atteindre le bassin atmosphérique. Les sources transpacifiques et continentales viennent s'ajouter aux niveaux naturels des polluants atmosphériques dans le bassin atmosphérique. Parfois, l'arrivée de polluants en provenance d'Asie et d'ailleurs en Amérique du Nord peut provoquer une mauvaise visibilité et des dépassements des normes et des objectifs de la qualité de l'air. Le printemps, tout particulièrement les mois d'avril et de mai (quand les vents d'ouest en haute altitude sont les plus forts), est le moment où les polluants de l'air sont le plus susceptibles d'être transportés d'un côté à l'autre de l'océan Pacifique et d'entrer dans le bassin atmosphérique.

La plupart des jours où la qualité de l'air est mauvaise sont associés à des conditions météorologiques stagnantes dans le bassin de Georgia et de Puget Sound. La stagnation de l'air est le produit d'un mauvais mélange et d'une mauvaise circulation de l'air accompagnés d'une faible dilution des émissions. Quand ces périodes de stagnation durent plus de quelques jours, les polluants peuvent atteindre des niveaux élevés. Ces périodes de stagnation, souvent associées à des inversions au niveau de la surface du sol, ont lieu généralement l'été et l'hiver, rendant ainsi ces saisons plus importantes encore pour les épisodes de smog. Les régimes d'écoulement des vents durant ces périodes de stagnation ne favorisent pas la circulation des polluants atmosphériques entre les bassins atmosphériques, ce qui crée un isolement entre les deux bassins. À l'occasion, la circulation locale limite aussi la force de la brise de mer et décuple la circulation d'air entre la vallée du bas Fraser et l'est de l'île de Vancouver.

Qualité de l'air et tendances sociales et économiques

Les tendances sociales et économiques actuelles dans le bassin atmosphérique de Georgia-Puget Sound pourraient contribuer à une diminution de la qualité de l'air. Ces tendances incluent l'étalement urbain, l'utilisation accrue de l'automobile, la consommation accrue de l'énergie et l'augmentation du commerce international. Comprendre ces tendances peut favoriser la modélisation de scénarios futurs liés à la qualité de l'air et l'établissement d'orientations stratégiques futures.

Certains grands moteurs de l'économie, comme le commerce international, les affaires, le tourisme et le transport, produisent une grande quantité de pollution atmosphérique et d'émissions de gaz à effet de serre. Par exemple, les navires et les véhicules utilitaires légers contribuent grandement aux polluants participant à la formation du smog. En outre, l'industrie agricole contribue à la formation des émissions. Étant donné les tendances sociales et économiques passées et prévues dans le bassin atmosphérique de Georgia-Puget Sound, le besoin d'améliorer et de protéger davantage la qualité de l'air est reconnu par les organismes à l'échelle régionale, nationale et fédérale. Les organismes gouvernementaux des deux côtés de la frontière font l'essai de divers programmes de gestion de la qualité de l'air et élaborent des plans de réduction des émissions afin de protéger la qualité de l'air dans ce bassin atmosphérique international.

Émissions

La compréhension de la nature des polluants atmosphériques qui pénètrent l'atmosphère et le fait d'en connaître les quantités sont essentiels à l'élaboration de mesures de contrôle des émissions. Les inventaires des émissions sont des outils importants pour fournir l'information sur la quantité et l'emplacement des émissions de polluants. Il est possible de se servir des inventaires des émissions pour prévoir les émissions futures en se basant sur les projections de croissance économique et sur les changements associés aux niveaux d'activité et à la technologie, de même que pour planifier des stratégies de réduction des émissions.

Les oxydes d'azote (NOx) et les composés organiques volatils (COV) d'origine anthropique constituent les émissions de polluants atmosphériques les plus importantes tant dans la partie canadienne de la vallée du bas Fraser que dans le bassin de Puget Sound. Ces émissions proviennent en grande partie du secteur des transports et incluent des contributions des véhicules légers et lourds, des véhicules marins et des véhicules hors route. L'utilisation de produits chimiques est aussi une source importante de COV dans la partie canadienne de la vallée du bas Fraser. Le chauffage (y compris les poêles à bois et les foyers) est une source importante d'émissions de MP2,5 dans la partie canadienne de la vallée du bas Fraser et dans le bassin de Puget Sound.

Les prévisions des émissions établies par le Western Regional Air Partnership indiquent que les émissions de polluants contribuant à la formation de smog (les composés organiques volatils, les oxydes d'azote et le dioxyde de soufre) doivent diminuer dans le bassin de Puget Sound entre 2002 et 2018. En revanche, les émissions d'ammoniac (NH3) et des matières particulaires fines doivent augmenter dans la région. On estime que les émissions d'oxyde d'azote (NOx) diminueront davantage que celles de composés organiques volatils, ce qui pourrait occasionner une augmentation de l'ozone dans les régions urbaines à concentrations limitées de composés organiques volatils. Les émissions de composés organiques volatils d'origine naturelle doivent demeurer constantes à court terme.

Pour la partie canadienne de la vallée du bas Fraser, les plus récentes prévisions des émissions de 2010 du Grand Vancouver prévoient une diminution des émissions de composés organiques volatils et d'oxydes d'azote jusqu'en 2015 et 2025, respectivement, en raison de normes d'émission plus strictes pour les véhicules et d'améliorations de l'efficacité énergétique des carburants. On prévoit que les émissions de composés organiques volatils vont augmenter après 2020 à cause d’une augmentation d’émissions de produits chimiques. Les émissions de dioxyde de soufre devraient diminuer de façon considérable par rapport aux niveaux de 2010 en raison de la mise en œuvre, en 2012, de la zone de contrôle des émissions de l'Organisation maritime internationale (OMI), et on prévoit une diminution des émissions marines d'oxydes d'azote après la mise en œuvre, en 2016, des normes relatives aux moteurs marins du niveau 3 de l'annexe VI de l'OMI. On s'attend à une augmentation des émissions d'ammoniac et des matières particulaires grossières pendant la période 2010-2030 en raison de la croissance du secteur agricole et de la construction, respectivement.

Surveillance de la qualité de l'air

La qualité de l'air ambiant est évaluée en analysant les observations des polluants atmosphériques à partir des stations de surveillance de la qualité de l'air et d'autres mesures de l'air ambiant. Dans le bassin atmosphérique de Georgia-Puget Sound, la qualité de l'air est surveillée régulièrement par divers réseaux de surveillance de la qualité de l'air. Les principaux indicateurs de la qualité de l'air ambiant suivis par ces réseaux sont les concentrations des polluants gazeux, la masse de particule et sa composition et les dépôts de surface des contaminants.

En Colombie-Britannique, la qualité de l'air est surveillée par le Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique (RNSPA), le Réseau canadien d'échantillonnage des précipitations et de l'air (RCEPA), le ministère de l'Environnement de la Colombie-Britannique et le Réseau de surveillance de la qualité de l’air de la vallée du bas Fraser (RSQAVBF).

Dans l'État de Washington, la qualité de l'air est surveillée par le Washington State Monitoring Network ((WNSM)), le National Atmospheric Deposition Program (NADP), le Clean Air Status and Trends Network (CASNET), le Chemical Speciation Network (CSN) et le réseau Interagency Monitoring of Protected Visual Environments (IMPROVE).

Des mesures détaillées de la qualité de l'air ambiant fournissent des données sur les tendances et la composition des polluants atmosphériques dans le bassin atmosphérique de Georgia-Puget, ce qui constitue une information essentielle pour la bonne gestion de la qualité de l'air dans la région.

Ozone

L'ozone troposphérique est une source de préoccupation importante pour l'environnement et la santé dans le bassin atmosphérique de Georgia-Puget Sound. L'ozone n'est pas rejeté directement dans l'atmosphère, c'est un sous-produit d'une série de réactions chimiques sous l'influence du rayonnement ultraviolet. L'analyse des tendances temporelles et spatiales et l'étude des processus de formation peuvent mener à une meilleure connaissance des sources et de la gestion de l'ozone.

Les concentrations d'ozone aux endroits en haute altitude ou dans les sites éloignés des sources d'émission sont principalement influencées par l'ozone de fond. Les études démontrent que les niveaux d'ozone de fond augmentent sur la côte ouest de l'Amérique du Nord, résultat probable de la croissance industrielle en Asie et du transport entre les deux continents.

Dans la plupart des régions du bassin atmosphérique, les niveaux d'ozone troposphérique sont en deçà des normes nationales et des objectifs régionaux. Les concentrations d'ozone les plus élevées sont généralement observées en aval des centres urbains et en haute altitude. Les épisodes d'ozone régionaux demeurent un problème dans certains points chauds tels que Enumclaw, dans l'État de Washington, et les régions centrales et est de la partie canadienne de la vallée du bas Fraser, où les normes nationales de la qualité de l'air ambiant ont été périodiquement dépassées au cours de la dernière décennie.

Même si les pics de concentration d'ozone ont diminué dans la partie canadienne de la vallée du bas Fraser depuis les années 1980, pendant les dernières deux décennies, les tendances d'ozone dans la vallée du bas Fraser ont augmenté jusqu'au 90 ou 95e percentile (selon l'emplacement) dans l'ensemble du bassin atmosphérique. On estime que l'augmentation constante de ces tendances d'ozone est largement attribuable aux réductions des émissions de oxyde d'azote (entraînant une diminution du titrage de O3) et probablement aux niveaux naturels accrus. En outre, bien que les concentrations horaires de pointe d'ozone aient diminué dans la partie est de la vallée du bas Fraser, des dépassements d'ozone ont continué de se produire à Hope tout au long des années 2000. Les études portant sur le régime de réactivité de l'ozone dans la vallée du bas Fraser indiquent que cette région est le plus souvent une région à concentrations limitées de composés organiques volatils, à l'exception d'épisodes de fortes concentrations d'ozone (niveaux de O3 au-dessus du 95e percentile) lorsque les concentrations limitées des oxydes d'azote ont lieu dans partie est du bassin atmosphérique. Étant donné la variabilité spatiale et temporelle dans le régime de réactivité de l'ozone, on s’attend á ce que les efforts de réduction de l'ozone ont besoin d'une approche taillée sur mesure. Par exemple, dans la partie ouest de la vallée du bas Fraser, des réductions supplémentaires des composés organiques volatils devraient contribuer à réduire les niveaux d'ozone tous les jours. Cependant, dans la partie est de la vallée du bas Fraser, en raison du régime de réactivité de l'ozone mixte, les réductions de composés organiques volatils sont bénéfiques les jours où les concentrations d'ozone atteignent le 95epercentile, alors que des réductions supplémentaires des oxydes d'azote s'imposent lorsque l'ozone dépasse le 95epercentile.

Les études effectuées jusqu'ici indiquent que la plupart des zones urbanisées du bassin atmosphérique de Georgia Basin/Puget Sound semblent avoir des concentrations limitées de composés organiques volatils, tandis que les zones rurales et les aires de nature sauvage semblent avoir des concentrations limitées des oxydes d'azote. Les défis qui se posent à la gestion de l'ozone dans le bassin atmosphérique sont notamment l'accroissement des niveaux naturels, l'évolution des émissions et les changements qui s'ensuivent dans la chimie de l'ozone.

Matières particulaires

Les matières particulaires fines (MP2,5) sont une source de préoccupation particulière, étant donné leurs effets nocifs sur la santé humaine et la visibilité. Elles peuvent soit être rejetées directement dans l'atmosphère ou être produites dans l'atmosphère à partir de la nucléation ou de la condensation des gaz. Les principaux polluants atmosphériques responsables de la formation secondaire des matières particulaires fines sont les oxydes d'azote, le dioxyde de soufre, l’ ammoniac et le carbone organique. Dans l'atmosphère, ces contaminants sont transformés par des processus chimiques et physiques que subissent le nitrate d'ammonium, le sulfate d'ammonium et les composés organiques, lesquels sont les principales composantes des matières particulaires fines dans la partie urbaine du bassin atmosphérique de Georgia Basin-Puget Sound. Le carbone élémentaire (découlant de la combustion de la matière organique), le sel de mer et le sol à grain fin sont les autres composantes des MP2,5 qui sont directement rejetées dans l'atmosphère.

Dans la plupart des sites de surveillance du bassin atmosphérique, les concentrations de matières particulaires fines ambiantes atteignent des sommets en automne et en hiver, en raison d'une hausse des émissions provenant du chauffage des locaux et d'une réduction de la dispersion aux faibles hauteurs de la couche limite. On observe également un pic à la fin de l'été dans certains sites en raison d'une photochimie accrue, ce qui favorise la formation de matière particulaire fine.

Même si la composition de la matière particulaire fine varie par endroits dans le bassin atmosphérique, il a été déterminé que le carbone organique est la composante principale de la matière particulaire. Dans les centres urbains, environ 50 % de la masse de particules est composée de carbone organique et de carbone élémentaire. Le sulfate et le nitrate combinés constituent environ un tiers de la MP2,5 dans les zones urbaines.

Les principales sources de concentrations de matières particulaires fines ambiantes dans le bassin atmosphérique sont les émissions des véhicules, des activités maritimes, de l'industrie, de l'agriculture et de la combustion du bois. Les influences saisonnières comprennent la combustion du bois en hiver ainsi que l'augmentation des activités des navires de croisière et les influences biosynthétiques en été.

Même si les concentrations de matières particulaires fines ambiantes dans le bassin atmosphérique sont habituellement en deçà des normes et des objectifs nationaux, certaines régions, dont la zone non conforme du comté de Tacoma-Pierce dans l'État de Washington, continuent de connaître des dépassements de la Norme nationale américaine de qualité de l'air ambiant (NAAQS) pour la matière particulaire fine sur des périodes de 24 heures. En dehors de la zone non conforme, les matières particulaires fines montre des signes de légère diminution avec les années. Les concentrations futures de la matière particulaire ambiante seront tributaires des changements des niveaux naturels, du climat et des émissions locales et transportées.

Visibilité

La brume sèche régionale cause une dégradation de la visibilité et nuit à la vue des panoramas spectaculaires du bassin atmosphérique de Georgia-Puget Sound. Elle a une incidence sur le tourisme et la croissance économique et diminue la qualité de vie des résidents.

Dans la partie canadienne de la vallée du bas Fraser et à Seattle, la visibilité la plus faible observée a lieu en automne, alors que dans la zone rurale du mont Rainier, elle a lieu en été. La tendance saisonnière et diurne de la visibilité est fortement touchée par les conditions météorologiques telles que l'humidité relative et la hauteur de la couche limite. Après l'ajustement de ces deux facteurs, la tendance saisonnière de la visibilité dans la partie canadienne de la vallée du bas Fraser indique que les impacts attribuables aux polluants anthropiques sont plus élevés au cours des mois d'été. L'analyse des tendances à long terme indique que la visibilité s'est améliorée dans le bassin atmosphérique de Georgia-Puget Sound en raison des réductions importantes des émissions au cours des 40 dernières années. Les mesures de visibilité dans quatre zones de catégorie 1 du bassin de Puget Sound affichent une amélioration des tendances qui progressent davantage que le taux de progression attendu, si l'on se base sur la modélisation de la visibilité.

Malgré les améliorations, la dégradation de la visibilité est toujours une source de préoccupation, surtout dans la partie canadienne de la vallée du bas Fraser où une étude de perception récente indique que les gens connaissent des conditions de visibilité inacceptables (conditions de visibilité perçues comme étant médiocres, faibles ou très faibles) 30 % du temps.

Les sources contribuant à la perte de visibilité varient selon la gravité de l'épisode. Dans la partie canadienne de la vallée du bas Fraser, les fractions de carbone organique et de nitrate étaient les plus élevées au cours des jours où la visibilité est mauvaise ou de scénarios catastrophiques de visibilité comparativement à tous les autres jours. On a constaté des contributions plus élevées en sulfate et en carbone organique au mont Rainier dans l'État de Washington pendant les jours de faible visibilité; toutefois, les contributions de ces composantes ont diminué depuis les années 1990.

La modélisation de la qualité de l'air semble indiquer que plusieurs stratégies de réduction des émissions peuvent améliorer la visibilité dans diverses parties du bassin atmosphérique. Seules les réductions d'ammoniac doivent entraîner des améliorations modestes de visibilité dans la partie canadienne de la vallée du bas Fraser. Il s'agit d'une abondance d'ammoniac dans le bassin atmosphérique en raison d'une activité agricole intense. Le travail de modélisation en cours sera principalement intégré aux efforts de gestion de la visibilité dans la partie canadienne de la vallée du bas Fraser.

En raison de la valeur accordée aux panoramas clairs dans le paysage environnant, les organismes régionaux et fédéraux des deux côtés de la frontière reconnaissent la nécessité d'améliorer et de protéger davantage la visibilité. Dans le Georgia Basin, le Comité de coordination de la visibilité de la Colombie-Britannique gère un programme de visibilité à plusieurs facettes en vue d'améliorer la visibilité dans la partie canadienne de la vallée du bas Fraser, tandis que la conformité de Puget Sound avec la Regional Haze Rule des États-Unis veille à la progression de la protection de la visibilité dans les parcs nationaux et les aires protégées.

Modélisation régionale de la qualité de l'air

La modélisation régionale de la qualité de l'air est essentielle pour évaluer les effets des mesures de contrôle des émissions sur la qualité de l'air ambiant. Cinq études de cas de modélisation ont été passées en revue, dont la tâche était d'examiner divers problèmes de gestion de la qualité de l'air propres au bassin atmosphérique de Georgia-Puget Sound.

Les résultats d'une étude portant sur l'effet des diverses réductions d'émissions cernées dans le Plan de gestion de la qualité de l'air du Grand Vancouver de 2005 (zone de contrôle des émissions maritimes, réglementation des véhicules hors route et réductions des sources ponctuelles importantes) indiquaient que leur mise en œuvre entraînerait des diminutions des concentrations ambiantes d'ozone et de matière particulaire fine dans les zones sous le vent de la partie canadienne de la vallée du bas Fraser. Toutefois, l'étude a aussi montré que ces réductions pourraient également occasionner une augmentation des concentrations d'ozone troposphérique dans les régions métropolitaines et les voies de navigation maritime en raison d'un titrage plus faible d'ozone occasionné par une diminution des concentrations d'oxyde d'azote.

L'étude de la sensibilité de l'ozone dans le bassin de Puget Sound (basée sur une prévision de croissance future et une utilisation présumée d'essence à faible volatilité) indique des améliorations marginales aux concentrations maximales d'ozone sur huit heures en été d'ici 2015. L'utilisation de l'essence à faible volatilité s'est avérée jouer un rôle minimal dans les améliorations. Les analyses de sensibilité semblent indiquer que la formation d'ozone dans les zones urbaines denses et le bassin atmosphérique pollué à l'ouest des Cascades est limitée par la disponibilité des composés organiques volatils.

La modélisation de l'ammoniac agricole dans la vallée du bas Fraser montre que la sensibilité des concentrations des matières particulaires fines aux réductions des émissions d'ammoniac est faible en raison de l'abondance de l'ammoniac dans le bassin atmosphérique. Cela laisse croire que les réductions dans les MP2,5ambiantes seraient mieux atteintes en ciblant les précurseurs multiples des matières particulaires fines (composés organiques volatils, oxydes d'azote, dioxyde de soufre), en plus de l'ammoniac.

Les travaux de modélisation effectués pour appuyer la désignation par l'Organisation maritime internationale de la zone de contrôle des émissions pour les navires révèlent des prévisions d'amélioration des concentrations ambiantes d'ozone (dans la plupart des régions) et de matière particulaire fine au-dessus du bassin de Georgia et de certaines parties de Puget Sound en raison de la mise en œuvre de la réglementation de la zone de contrôle des émissions en 2012. En outre, les dépôts d'azote et de soufre devraient diminuer et la visibilité devrait augmenter en raison de la mise en œuvre de la nouvelle réglementation maritime.

Finalement, un examen des avantages potentiels de la mise en œuvre du Plan d'action sur les changements climatiques et du Air Action Plan de la Colombie-Britannique de 2008 dans l'ensemble de la province révèle des diminutions prévues dans les niveaux des matières particulaires fines, de composés organiques volatils, des oxydes d'azote et de dioxyde de soufre. Les améliorations de la qualité de l'air les plus notoires et les avantages pour la santé qui s'ensuivent doivent se concentrer dans les régions les plus peuplées de la province, c'est-à-dire dans le Grand Vancouver et la région de la capitale.

Transport transfrontalier

En raison de la géographie du bassin atmosphérique de Georgia Basin-Puget Sound, les émissions de la partie canadienne et de la partie américaine du bassin peuvent nuire à la qualité de l'air ambiant de l'une et de l'autre.

Les études basées sur les observations du vent et la modélisation des rétrotrajectoires indiquent que les polluants traversent la frontière internationale de Georgia Basin et de Puget Sound pendant toute l'année. Dans des conditions stagnantes, le transport transfrontalier est régulier, mais très localisé, notamment à travers la frontière internationale dans la vallée du bas Fraser. D'autres régimes d'écoulement en automne, en hiver et au printemps et pendant des périodes instables de l'été, peuvent transporter des polluants et des précurseurs à travers la frontière internationale sur une base épisodique.

Les résultats de la modélisation indiquent que les incidences de la qualité de l'air à l'échelle locale découlant du transport transfrontalier se répercutent le long de la frontière (à l'intérieur de 50 km à peu près) avec une certaine fréquence en été. Les incidences du transport régional à grande distance (>100 km) sont plus fréquentes en hiver. En général, les régions canadiennes et américaines du bassin atmosphérique exercent un degré d'influence semblable sur l'une et l'autre des régions en matière de transport de polluants. La qualité de l'air dans la région de Georgia Basin et de Puget Sound peut également être influencée par le transport des polluants sur des distances moyennes qui proviennent de l'extérieur du bassin atmosphérique. Les exemples les plus courants sont le transport des panaches de fumée des incendies de forêt provenant de l'ouest de l'Amérique du Nord.

Le transport des polluants à grande distance au-dessus du Pacifique participe aux niveaux de fond de l'ozone, aux MP2,5 et à d'autres polluants dans le bassin atmosphérique. Les événements de poussière en Asie et les grands incendies de forêt en Sibérie peuvent avoir des effets nuisibles à court terme sur la qualité de l'air ambiant.

Dépôts atmosphériques et effets écologiques

Les dépôts atmosphériques des polluants de l'air, tels que le soufre, l'azote et les polluants atmosphériques dangereux, ont des effets indésirables sur les écosystèmes aquatique et terrestre. Certains de ces effets incluent l'acidification et l'eutrophisation des eaux de surface, des dépérissements dans la croissance forestière et une réduction de l'abondance et de la diversité des espèces. Des études récentes dans le bassin atmosphérique de Georgia-Puget Sound ont examiné les tendances, les niveaux et les répercussions des dépôts secs et humides de contaminants dans divers récepteurs environnementaux, y compris les sols, la végétation, les forêts, les systèmes aquatiques et la faune terrestre.

La totalité des charges de soufre et d'azote diminue depuis 1998 et dans les endroits urbains et ruraux du bassin atmosphérique. Cette tendance à la baisse se manifeste dans l'Est du Canada et aux États-Unis, ce qui semble indiquer une réponse positive très répandue face aux réductions des émissions à grande échelle appliquées dans les deux pays. En dépit des tendances à la baisse concernant le total des dépôts de soufre et d'azote, il demeure toujours des zones localisées de dépôts accrus. Des études indiquent des taux plus élevés du total des dépôts de soufre près des voies de navigation maritime et des grands centres de population. Les points chauds sont liés aux activités industrielles locales comme les raffineries pétrolières et les alumineries. Des points chauds de dépôts d'azote élevés se situent dans la partie canadienne de la vallée du bas Fraser en raison de la production intense de volaille et de l'utilisation du fumier comme engrais.

Des études ont révélé que les taux de dépôts de soufre et d'azote dépassent les charges critiques (niveaux de dépôts au-delà desquels un effet néfaste est attendu) des divers récepteurs dans le bassin atmosphérique, et ce, malgré les diminutions des charges de soufre et d'azote. Par exemple, on a observé des charges de soufre et d'azote dépassant la charge critique de l'acidité du sol dans les hautes terres du nord de la partie canadienne de la vallée du bas Fraser où les sols sont minces et le pouvoir de tampon faible. De plus, une étude de 72 lacs d'eau douce situés dans le bassin atmosphérique démontre que 20 % d'entre eux avaient un pH inférieur à 6 (le niveau auquel des répercussions biologiques négatives sont attendues) et que 18 % des lacs avaient reçu des dépôts de soufre supérieurs à leurs charges critiques. D'autres études sur les écosystèmes forestiers et les lichens indiquent que ces récepteurs connaissent régulièrement des dépassements de charges critiques, notamment ceux qui se trouvent dans les régions métropolitaines peuplées ou près de celles-ci lorsque les dépôts atmosphériques sont élevés.

Les polluants atmosphériques dangereux ou toxiques sont associés à des risques pour la santé et à des conséquences écologiques graves. Plusieurs polluants atmosphériques dangereux se déposent facilement sur les sols ou les eaux de surface où ils peuvent être absorbés par des plantes et ingérés par des animaux et leurs effets peuvent finalement être amplifiés par l'intermédiaire de la chaîne alimentaire. L'analyse des concentrations de mercure dans les chutes de pluie provenant de plusieurs sites dans le bassin de Puget Sound indique que les niveaux étaient les plus élevés dans le site urbain de Seattle/National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Aucune tendance temporelle significative des concentrations de mercure dans ce site n'a été observée d'après les archives remontant à 1996. D'autres études ayant examiné les concentrations atmosphériques moyennes du total de mercure gazeux mesurées dans le bassin atmosphérique de Georgia Basin sur l'île Reifel et sur l'île Saturna révèlent en outre qu'elles sont demeurées stables au cours de la dernière décennie.

Malgré les niveaux de mercure relativement faibles observés dans l'air et dans les chutes de pluie, des preuves de bioaccumulation existent à des niveaux trophiques supérieurs. Des concentrations élevées de mercure ont été observées dans le poisson provenant des parcs nationaux Olympic et Mount Rainier et, chez certains poissons, elles dépassaient le seuil des contaminants pour la protection de la santé humaine. Les seuils de mercure pour la protection de la santé humaine ont aussi été dépassés dans certains cas en ce qui concerne les loutres, les visons et les martins-pêcheurs piscivores. À ces endroits en haute altitude, on croit que la source de mercure est le transport mondial à grande distance. Des taux plus élevés de polluants organiques persistants (POP), tels que les biphényles polychlorés (BPC) et les polybromodiphényléthers (PBDE), ont été observés aux sites à proximité des sources industrielles de Puget Sound. L'analyse des rétrotrajectoires des masses d'air laisse supposer qu'une partie de la charge des PDBE provient du transport transpacifique à longue distance.

Qualité de l'air et changements climatiques

Les changements planétaires englobent les nombreux effets du réchauffement climatique, les changements relatifs aux émissions de polluants anthropiques ainsi que les changements relatifs à l'utilisation des terres ou à la couverture terrestre attribuables aux effets climatiques, à l'urbanisation et aux décisions en matière de gestion des terres. Chacun de ces aspects des changements planétaires a le potentiel de changer les niveaux de pollution atmosphérique à l'échelle locale et régionale. Les effets de ces changements sur la qualité de l'air peuvent être examinés à l'aide de la réduction d'échelle dynamique des simulations climatiques et de la modélisation mondiale du transport chimique.

Des simulations modélisées utilisant le système de modélisation de la qualité de l'air multi échelle de la communauté (CMAQ) et le scénario modéré (SRES) A1B de la croissance d’ émission pour la période de 2045-2054 indiquent que les effets cumulatifs des changements climatiques, des changements mondiaux et locaux en matière d'émissions ainsi que des changements relatifs à l'utilisation des terres produiront des augmentations mineures de l'ozone dans le bassin atmosphérique de Georgia-Puget Sound. Ces changements sont attribuables à la somme des effets du climat, y compris aux émissions biogéniques accrues de composés organiques volatils et d'oxydes d'azote, et à des augmentations de concentrations de fond d'ozone et de ses précurseurs du transport à longue distance. On prévoit que les effets du climat (la météorologie à elle seule) aboutiront à une diminution nette des valeurs d'ozone maximales alors que l'inclusion des effets des températures plus chaudes sur les émissions biogéniques du nord-ouest et des changements relatifs à l'utilisation des terres produit une légère augmentation de l'ozone.

Des simulations modélisées utilisant AURAMS (un système régional unifié de modélisation de la qualité de l'air) pour la période de 2041-2050 laissent croire que les effets du changement climatique dans le scénario d’émissions de gaz à effet de serre (SRE A2 du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat), en supposant que les émissions anthropiques demeurent constantes, entraînent une dégradation de la qualité de l'air dans la région de Georgia Basin-Puget Sound. En revanche, l'effet de réduire les émissions de précurseurs anthropiques de polluants atmosphériques en utilisant le scénario de stabilisation à portée modérée (RCP 6 du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) dans un climat futur plus chaud est l'une des améliorations. Dans ce scénario, les concentrations d'ozone troposphérique, de MP2,5, de sulfate, d'ammoniac, de nitrate, d'aérosols organiques secondaires, de carbone élémentaire et de radicaux hydroxyles diminuent toutes, la cote air santé s'améliore et les dépôts d'ozone et de composés de soufre acidifiants diminuent. Il est prévu que l'importance des améliorations potentielles associées au scénario d'émissions de polluants atmosphériques futures RCP 6 sera plus grande que l'importance de la dégradation due à un climat plus chaud dans le cadre des émissions actuelles. Les résultats de ces études de modélisation laissent croire que la dégradation de la qualité de l'air en raison des changements climatiques uniquement peut être annulée ou renversée par la réduction des émissions.

Impacts d'une mauvaise qualité de l'air sur la santé et l'économie

Une mauvaise qualité de l'air a une incidence sur la santé humaine et les écosystèmes naturels, en plus de diminuer la qualité de vie des résidents. De nouvelles études récentes, certaines particulières au bassin atmosphérique de Georgia-Puget Sound, ont jeté un éclairage sur les effets liés à la santé et ont quantifié les pertes économiques associées à la piètre qualité de l'air.

Les polluants atmosphériques agissent sur la santé humaine de diverses façons, allant des symptômes respiratoires à la mort prématurée. On a découvert que les niveaux actuels de pollution de l'air dans le bassin atmosphérique avaient des effets mesurables sur la santé. Une exposition accrue aux polluants de l'air peut potentiellement accroître le risque d'issues indésirables de la grossesse, de maladies respiratoires chez l'enfant et de maladies cardiovasculaires et respiratoires chez l'adulte.

On estime que l'impact d'une amélioration de 10 % des matières particulaires fines et des niveaux d'ozone troposphérique à partir d'un indice de référence de 5 ans (1999-2003) dans la vallée du bas Fraser et le comté de Whatcom se traduirait par des avantages pour la société d'une valeur de 293,6 millions de dollars environ (dollars de 2003, non actualisés), c'est-à-dire par l'évitement des effets négatifs sur la santé en 20101.

La pollution de l'air peut nuire aux écosystèmes naturels comme les forêts et les plans d'eau. Cela peut occasionner des menaces à la biodiversité, une prestation réduite des services écosystémiques, une diminution du bien-être récréatif ou des recettes touristiques ainsi que des pertes économiques pour les industries à base de matières premières telles que la foresterie, la pêche et l'agriculture.

Répercussions et Recommandations

Le rapport établit les répercussions et recommandations suivantes concernant l'élaboration de stratégies visant à améliorer la qualité de l'air dans le bassin atmosphérique de Georgia Basin-Puget Sound:

  • Même si les émissions de polluants contribuant au smog découlant du secteur des véhicules routiers doivent diminuer au cours de la prochaine décennie des deux côtés de la frontière, les émissions de composés organiques volatils, de l‘ammoniac, et des matières particulaires grossières provenant de l’usage des produits chimiques, des pratiques agricoles, et de la construction, respectivement, doivent augmenter.

  • Une nouvelle réglementation internationale régissant les émissions provenant des navires océaniques a commencé à être mise en œuvre dans le bassin atmosphérique de Georgia Basin-Puget Sound en 2012, devrait réduire les émissions de dioxyde de soufre et d'oxyde d'azote du secteur maritime. On s’attend qu’elle doive avoir des effets positifs sur les niveaux de MP2,5 ambiants, les dépôts atmosphériques de composés de soufre et d'azote et la visibilité. Un léger désavantage peut avoir lieu dans les milieux urbains et les voies navigables où l'ozone peut augmenter en raison des diminutions des oxydes d'azote, mais on prévoit que d'autres avantages liés à la qualité de l'air l'emporteront sur ce désavantage.

  • Les besoins mondiaux en matière d'énergie vont augmenter la demande de navigation maritime et le transport connexe par chemin de fer et camion. On recommend la surveillance continue des répercussions due à la croissance rapide du secteur de l’énergie, compte tenu du fait que la région s'engage dans une activité économique accrue dans ce secteur.

  • L'ozone continue d'être une source de préoccupation dans la partie canadienne de la vallée du bas Fraser et dans les régions de Puget Sound malgré les réductions constantes des émissions des polluants précurseurs au cours des deux dernières décennies. Ces préoccupations sont attribuables à des niveaux grandissants d'ozone à des percentiles en deçà des valeurs maximales ainsi qu'à des points chauds où les dépassements des normes et des objectifs d'ozone se poursuivent. Il faudra peut-être envisager des stratégies locales supplémentaires de contrôle des composés organiques volatils dans certains milieux urbains. On peut envisager des réductions sélectives des émissions d'oxydes d'azote dans les régions en aval où les concentrations d'émissions d'oxydes d'azote sont limitées pendant les épisodes élevés d'ozone.

  • Dans les zones surveillées du bassin atmosphérique, la matière particulaire fine est dominée par la matière carbonée (carbone élémentaire et organique). On recommande que la gestion régionale des émissions provenant des sources de combustion, comme le transport, l'industrie et les poêles à bois, soit une priorité constante afin de réduire les concentrations de particule fine et les effets connexes sur la santé humaine.

  • La visibilité continue d'être une source de préoccupation dans la vallée du bas Fraser canadienne, malgré les améliorations au cours des dernières décennies. On recommande que les efforts d’amélioration de la visibilité se concentrent sur la période estivale lorsque l’impact des polluants anthropiques est le plus élevé. Il est prévu que d'autres améliorations de la visibilité sont possibles en réduisant les émissions de particules primaires et le carbone noir provenant des haute émetteurs tels que les moteurs diesel non routiers. On s’attend également à ce que les réductions d'émissions des navires océaniques internationaux récemment mises en œuvre contribuent à l'amélioration de la visibilité pendant la prochaine décennie.

  • Les polluants se déplacent le long de la frontière canado-américaine pendant toute l'année. On recommande que le flux transfrontalier dans le bassin atmosphérique de Georgia Basin-Puget Sound continue d’être surveille, étant donné la croissance de l’industrie d’export des ressources naturelles.

  • Des concentrations de fond d'ozone, de matière particulaire, de produits toxiques et d'autres polluants participent au fardeau général des polluants. On recommande qu’elles doivent continuer de faire l'objet d'une surveillance, surtout depuis que l'on a signalé que l'ozone de fond augmente sur la côte ouest de l'Amérique du Nord.

  • Le transport transpacifique de la poussière asiatique et des panaches d'incendies de forêt de Sibérie a le potentiel de contribuer aux dépassements des normes et des objectifs de la qualité de l'air dans le bassin atmosphérique de Georgia Basin-Puget Sound. Ceci a des implications pour la gestion de la qualité de l’air et les problèmes de conformité.

  • Même si les dépôts de soufre et d'azote sont en diminution, les charges critiques de ces polluants sont dépassées pour divers sols, lacs et lichens dans le bassin atmosphérique de Georgia Basin-Puget Sound. Cela souligne l'importance des efforts continus pour réduire les émissions de SO2 et de NOx.

  • Les dépôts atmosphériques de mercure, qui proviendraient de sources à longue distance, provoquent des dépassements de seuils de danger pour la santé pour ce qui est des loutres, des visons et des martins-pêcheurs dans deux parcs nationaux de l'État de Washington. De plus, chez certains poissons des lacs de l'État de Washington, le seuil des contaminants pour la protection de la santé humaine était dépassé.

  • On prévoit que les changements climatiques au cours des prochaines décennies aura des effets négatifs sur la qualité de l’air dans le bassin atmosphérique de Georgia Basin-Puget Sound, entraînant une augmentation de ozone, des matières particulaires fines (MP2,5),  des dépôts acides et des valeurs de la cote air santé. Les réductions des niveaux d'émissions de polluants atmosphériques, comme celles du scénario de profil représentatif d'évolution de concentration 6.0 du Groupe d’experts intergouvernementaux sur l’évolution du climat devraient entraîner des améliorations de la qualité de l'air. On prévoit que ces améliorations seront plus grandes que la dégradation de la qualité de l’air dans un climat plus chaud, dans le cadre des émissions actuelles.

  • Les concentrations ambiantes de la pollution de l'air aux niveaux auxquels elles se trouvent ont été démontrées d’avoir des répercussions négatives sur la santé humaine. Des bienfaits additifs sur la santé et l'environnement pourraient s'ensuivre si on réduisait les polluants de l'air.

1Furberg, M., Preston, K., 2005. Health and Air Quality 2005 - Phase II: Valuation of Health Impacts from Air Quality in the Lower Fraser Valley Airshed. Soumis par RWDI Consultants en collaboration avec Marbek Resource Consultants (Dave Sawyer); School of Occupational & Environmental Hygiene UBC (Michael Brauer); Dept of Health Care and Epidemiology UBC (Robin Hanvelt). Préparé pour la BC Lung Association. Accès : http://www.bc.lung.ca.

Page 1
Signaler un problème ou une erreur sur cette page
Veuillez cocher toutes les réponses pertinentes :

Déclaration de confidentialité

Merci de votre aide!

Vous ne recevrez pas de réponse. Pour toute question, contactez-nous.

Date de modification :