Développement de méthodes relatives à la qualité de l’air

Il est essentiel d’avoir des outils crédibles et valables de prélèvement d’échantillons et d’analyse de la qualité de l’air et des substances liées à la pollution atmosphérique en vue d’assurer une conformité réelle aux règlements, aux lignes directrices et aux initiatives volontaires visant à protéger la qualité de l’air et à réduire les effets de la pollution atmosphérique sur les Canadiennes et Canadiens.

Une grande partie de la recherche et des travaux scientifiques sur la qualité de l’air réalisés à Environnement Canada ont pour objectif d’élaborer, d’améliorer et de valider des outils, des méthodes et des techniques de prélèvement et d’analyse visant à mesurer les contaminants chimiques présents dans l’atmosphère.

L’élaboration de méthodes de référence ou de documents d’orientation, nouveaux ou révisés, appuie la réglementation environnementale du gouvernement et les lignes directrices qui s’y rapportent. Les priorités sont dictées par la réglementation du gouvernement, les besoins du programme et la rétroaction reçue par les décideurs. Les méthodes de référence, par exemple, sont élaborées et publiées pour répondre aux besoins du processus réglementaire relatif à la Loi canadienne sur la protection de l’environnement (1999).

La recherche permet aussi de mesurer ou de surveiller les substances rejetées dans l’environnement qui sont désignées substances d’intérêt prioritaire en vertu du Plan de gestion des produits chimiques ou le Plan d'action pour réduire les gaz à effet de serre et la pollution atmosphérique du Canada. Cette recherche mène parfois à la mise au point de méthodes, de processus ou de technologies d’analyse améliorés permettant de déterminer les risques ou les répercussions sur l’environnement, et d’appuyer l’exécution de stratégies d’évaluation et de gestion du risque fondées sur les données scientifiques pour la prise de décisions ayant trait à la réglementation environnementale.

Les scientifiques élaborent souvent des techniques particulières pour répondre aux exigences de sensibilité et de reproductibilité élevées dans des situations difficiles, par exemple dans des emplacements non urbains ou isolés ou lors de campagnes intensives sur le terrain. Une partie importante de ces travaux est réalisée en collaboration avec des établissements universitaires et des scientifiques étrangers dans le cadre de programmes nationaux et internationaux.

Des activités d’élaboration de méthodes analytiques, visant à rendre les procédures de prélèvement et d’essais existantes plus efficaces et plus économiques et à rehausser l’efficacité de l’évaluation de la conformité de l’industrie privée, mènent à l’essai d’outils et de méthodes novateurs. Ces travaux comportent souvent l’apport d’améliorations à la préparation et au nettoyage des échantillons, à l’identification de l’analyte, à sa spéciation et à sa quantification.

Outre la création d’une norme pouvant être intégrée aux règlements ou utilisée en tant que ligne directrice ou mesure de conformité volontaire pour l’industrie privée, la mise au point par les spécialistes d’Environnement Canada de méthodes, d’outils et de techniques relatifs à la qualité de l’air sert à l’élaboration de normes ou de méthodes internationales et permet de participer à des programmes d’essais analytiques comparatifs entre laboratoires, notamment avec des organismes prestigieux comme le National Institute of Standards and Technology des États-Unis.

Le programme national d’accréditation géré par la Canadian Association for Laboratory Accreditation (CALA) procède régulièrement à la vérification des outils et techniques. Certains membres du personnel scientifique chargés de l’élaboration de méthodes à Environnement Canada agissent également à titre de vérificateurs pour cette association et procèdent couramment à la vérification d’autres laboratoires au Canada. Pour en savoir davantage sur le programme d’accréditation des laboratoires en qualité de l’air d’Environnement Canada et ses méthodes, voir Systèmes de gestion de la qualitè.

Voici quelques exemples de ces travaux :

Mise au point d’une nouvelle méthode d’analyse de la fraction organique de la matière particulaire ambiante qui permet d’obtenir des données quantitatives sur une grande variété de composés organiques semi-volatils compris dans la fraction organique de la MP_2,5 (matière particulaire d’un diamètre égal ou inférieur à 2,5 micromètres) de l’air ambiant. Cette méthode, utilisée avec succès dans une étude visant à quantifier 60 composés cibles dans la matière particulaire de l’air ambiant urbain de Golden, en Colombie-Britannique, fait appel à la désorption thermique directe, à la cryotechnologie, et à la chromatographie en phase gazeuse / spectrométrie de masse.

Les scientifiques et les ingénieurs d’Environnement Canada spécialisés dans la qualité de l’air ont créé une méthode recourant à des dispositifs d’échantillonnage passif sous forme de disques en mousse de polyuréthane (MPU) pour l’échantillonnage des polluants organiques persistants (POP) - le programme de surveillance élaboré aux fins de cette initiative est devenu le seul programme mondial portant sur l’air qui ait été signalé dans le premier plan de surveillance mondial de la Convention de Stockholm sur les POP (pour en savoir davantage voir le Réseau international sur l’échantillonnage passif). De nombreux pays et régions du monde ont adopté la méthode d’échantillonnage à l’aide d’un disque de MPU, qui constitue un moyen économique pour la production de nouvelles données sur les POP. Des études pilotes sont actuellement en cours en vue d’évaluer un disque échantillonneur en MPU modifié composé de disques en MPU imprégnés de sorbants permettant de capter plus de substances chimiques prioritaires polaires et volatiles, comme les substances chimiques polyfluorées atmosphériques.

La mise au point de méthodes de référence vient appuyer des règlements de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement (1999). Ces méthodes sont parfois élaborées lorsqu’il n’existe aucune méthode normalisée, comme pour la détermination du taux de réduction des émissions d’oxyde d’éthylène par oxydation catalytique, utilisée en milieu hospitalier pour les opérations de stérilisation.

Certains scientifiques participent à l’élaboration de standards pancanadiens visant à promouvoir l’uniformité des mesures, de l’évaluation et de la gestion des contaminants, comme le standard pancanadien relatif aux hydrocarbures pétroliers dans le sol.

La création de documents d’orientation sur les méthodes analytiques permet à l’industrie privée du Canada de procéder à des analyses avec plus d’efficacité et d’uniformité, comme dans le cadre de l’ Entente sur la performance environnementale avec les membres de l’industrie des fibres de céramique réfractaire au Canada qui compte parmi ses cibles l’établissement et la tenue à jour d’un programme de surveillance de l’air lié aux émissions de fibres de céramique réfractaire.

Environnement Canada entretient depuis longtemps une collaboration fructueuse avec le National Institute of Standards and Technology des États-Unis. À titre d’exemple, les concentrations normalisées de dioxines et de furannes, qui apparaissent sur la liste du certificat d’analyse du matériau de référence étalon 1649 utilisé partout dans le monde dans le milieu des science de l’atmosphère, sont fournies par la Section des analyses et de la qualité de l’air appartenant à la Division de la recherche sur la qualité de l’air d’Environnement Canada. La collaboration permanente comprend des travaux sur la caractérisation, la mise au point et l’adoption de matériaux de référence étalons permettant l’identification et l’analyse quantitative de plusieurs catégories de composés, dont les hydrocarbures poly-aromatiques dans les émissions de diesel et la poussière urbaine.

Des scientifiques œuvrant dans les laboratoires de la Division de la recherche sur la qualité de l’air, à Ottawa et à Downsview, élaborent des méthodes analytiques novatrices à partir de techniques comme l’électrophorèse capillaire afin d’assurer une surveillance rapide et économique des polluants atmosphériques. Grâce à une collaboration avec l’Institute for Ecological Chemistry de l’Allemagne, les scientifiques d’Environnement Canada ont mis au point une méthode analytique d’identification des substances organiques polaires solubles dans l’eau et de la matière particulaire émise par les véhicules en utilisant l’électrophorèse capillaire - une méthode d’ionisation par électronébulisation à l’aide d’un spectromètre de masse quadripolaire.