Lignes directrices pour la mise en application du Règlement sur les urgences environnementales : annexe 9

Annexe 9 : résumé de la méthodologie du cadre d'évaluation des risques permettant de déterminer les seuils des plans d'urgence environnementale

Acronymes utilisés dans le cadre d'évaluation des risques

AEGL

Acute Exposure Guideline Level

B

Bioaccumulation

BLEVE

Détente explosive des vapeurs d'un liquide en ébullition

CER

Cadre d'évaluation des risques

CICADS

Résumés succincts internationaux sur l'évaluation des risques chimiques

CIRC

Centre international de recherche sur le cancer

CL₅₀

Concentration létale d'une substance dans l'air qui cause la mort de 50 % des animaux d'essai.

CL_min

Concentration létale minimale rapportée d'une substance dans l'air au moment où apparaît la mortalité.

CRAIM

Conseil pour la réduction des accidents industriels majeurs

DIVS

Danger immédiat pour la vie ou la santé

DL₅₀

Dose létale médiane d'une substance administrée par une voie autre que l'inhalation et causant la mort de 50 % des animaux d'essai.

EPA

Environmental Protection Agency des États-Unis

ERPG-2

Emergency Response Planning Guidelines - 2 (États-Unis)

FBA

Facteur de bioaccumulation

FBC

Facteur de bioconcentration

K_oe

Coefficient de partage octanol-eau

LCPE

Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999)

NFPA

U.S. National Fire Protection Association

NFPA

U.S. National Fire Protection Association

OCDE

Organisation de coopération et de développement économiques

P

Persistance

PBT

Persistance, bioaccumulation et toxicité

PGST

Politique de gestion des substances toxiques

PHAST

Outils logiciels d'analyse des dangers liés aux opérations

Dangers évalués par le cadre d'évaluation des risques

Afin de déterminer si une substance pourrait être dangereuse pour les humains ou l'environnement, le cadre d'évaluation des risques (CER) vérifie si la substance en question représente :

• un danger physique;
• un danger pour la santé humaine;
• un danger pour l'environnement.

Pour chacune des catégories du CER (risques environnementaux, physiques et pour la santé humaine), un élément déclencheur est attribué lorsque certaines caractéristiques de la substance peuvent représenter un danger pour la santé humaine ou l'environnement. L'élément déclencheur est synonyme de la mise sur pied d'un plan d'urgence environnementale si la quantité seuil est dépassée. Ces critères sont énumérés dans le tableau 1.

Avant qu'un produit chimique ne soit soumis au processus du CER, il doit respecter les critères de présélection suivants :

• Le produit chimique est-il commercialisé au Canada?
• Les plans d'urgence sont-ils pris en compte par une autre loi fédérale?
• Existe-t-il des voies plausibles d'urgence environnementale?

Si le produit chimique n'est pas commercialisé au Canada, s'il n'est pas visé par une autre loi du Parlement ou s'il n'existe pas de voies plausibles d'urgence environnementale, il n'est pas recommandé d'ajouter ce produit chimique au Règlement sur les urgences environnementales.

Description des critères du CER

1. Classification des dangers physiques (substances de la partie 1)

Les gaz inflammables et les mélanges inflammables volatils sont inclus dans la partie 1 de l'annexe 1 du Règlement sur les urgences environnementales, en fonction de leur point éclair et de leur point d'ébullition, également appelés critères d'inflammabilité dans le Règlement sur le transport des marchandises dangereuses^{Note de bas de page 8}. La plupart des substances inflammables qui remplissent ces critères seront rapidement ou complètement vaporisées à la pression atmosphérique et à une température ambiante normale, ou elles sont facilement dispersées dans l'air et brûleront facilement.

Explosion de nuages de vapeur

La volatilité d'une substance est prise en compte par les critères de point éclair et de point d'ébullition. Le point éclair correspond à la plus basse température à laquelle une substance produit assez de vapeur pour former un mélange inflammable dans l'air, à proximité de sa surface ou dans un contenant.

Si le produit chimique présente un point éclair inférieur à 23 °C et un point d'ébullition inférieur à 35 °C, la substance peut alors causer une explosion de nuages de vapeur. Si la substance ne possède pas de point éclair, ou si la substance se sublime ou se décompose à des températures inférieures aux températures seuils, la substance ne sera alors pas considérée comme inflammable ou combustible.

Selon J.P. Lacoursière Inc. (2002), la quantité seuil correspondant à une explosion de nuages de vapeur est fixée à 4,5 tonnes (10 000 lb), car, en cas d'explosion, cette quantité pourrait entraîner une surpression d'environ 3 livres par pouce carré (lb/po²) à une distance de 100 mètres. Le calcul est effectué à l'aide du modèle TNT avec le logiciel PHAST (outils logiciels d'analyse des dangers liés aux opérations).

Combustibilité

Cette catégorie représente les substances qui ont un point éclair inférieur à 23 °C ou un point d'ébullition inférieur à 35 °C. La formule ci-dessous permet de calculer la quantité de substance nécessaire pour faire évaporer 4,5 tonnes dans un délai de 10 minutes à température ambiante (25 °C), avec une vitesse du vent de 1,5 m/s. La quantité de substance nécessaire pour créer le taux d'évaporation est rassemblée dans une surface entourée d'une digue de 50 cm de hauteur.

Le taux d'évaporation a été déterminé à l'aide la formule de rejet suivante (USEPA, 1999) :

où : TE = taux d'évaporation (kg/min)
V = vitesse du vent (m/s)
PM = poids moléculaire
S = superficie du bassin formé par la quantité totale de substance (m²)
PV = pression de vapeur (mm Hg)
T = température (en Kelvin [K]; température en °C plus 273)

Les substances de la partie 1 de l'annexe 1 qui ont des seuils supérieurs à 4,5 tonnes sont des substances inflammables, à quelques exceptions près.

Réactivité

Le tableau 2 ci-dessous a été légèrement modifié à partir des données d'origine tirées du document Defined Degrees of Instability Hazards de la NFPA (2002). Le tableau 2 présente les critères de réactivité; toutefois, d'autres facteurs peuvent entrer en jeu, comme le potentiel de provoquer une BLEVE et l'historique des décès accidentels. Le tableau 2 ci-après est utilisé à titre de guide pour formuler une opinion d'expert.

Tableau 2 : réactivité

(NFPA, 2002)

2. Classification des risques pour la santé humaine (substances de la partie 2)

Les substances qui sont considérées comme dangereuses lorsqu'elles sont inhalées sont incluses dans la partie 2 (figurant à l'annexe 1 du Règlement sur les urgences environnementales) en fonction de leur toxicité, de leur état physique, de la pression de vapeur et de l'historique des accidents.

Toxicité par inhalation

La méthodologie utilisée par le Conseil pour la réduction des accidents industriels majeurs (CRAIM, 2002) lors de l'établissement des quantités seuils d'intoxication par inhalation est la même que celle utilisée par l'EPA des États-Unis pour élaborer les listes de son programme de gestion des risques. Cette méthodologie prend en considération le potentiel de dispersion atmosphérique des substances toxiques ainsi que leurs seuils d'intoxication par inhalation. Le CER précise qu'un produit chimique doit avoir une pression de vapeur supérieure ou égale à 10 mm Hg (1,33 kPa) avant de pouvoir être considéré pour le critère de toxicité par inhalation. Si une substance présente une pression de vapeur inférieure à 10 mm Hg (1,33 kPa), la toxicité par inhalation ne s'applique pas.

L'analyse du seuil d'intoxication par inhalation s'effectue à l'aide d'un indice de toxicité, qui est calculé en s'appuyant sur l'état physique et la volatilité d'une substance. Par ordre de précédent, tel qu’il est indiqué dans le document de justification (J.P. Lacoursière Inc., 2002), l'indice de toxicité est associé aux paramètres suivants, alors que les valeurs finales AEGL-02 sont ajoutées comme étant les plus prioritaires. L'exemple fourni ci-dessous illustre le DIVS.

1. Valeur finale AEGL-02 (30 min) - les données sont relatives aux humains.
2. DIVS (30 min) - les données sont relatives aux humains.
3. ERPG (1 h) - les données sont relatives aux humains.
4. Les données relatives aux mammifères sont extrapolées à partir des données concernant le DIVS pour les humains.
   • CL₅₀ × 0,1 = DIVS estimé (rat après 4 h - préférence)
   • CL_min = DIVS estimé (rat après 4 h - préférence)
   • DL₅₀ × 0,01 = DIVS estimé (rat - préférence)
   • DL_min × 0,1 = DIVS estimé (rat - préférence)

Où: PM = poids moléculaire
PE = point d'ébullition en °C
DIVS = danger immédiat pour la vie et la santé (g/m3)

L'Acute Exposure Guideline Level (valeur finale AEGL-02 à 30 min) correspond au niveau de priorité relatif à la classification de la toxicité pour les humains. La valeur AEGL correspond à la concentration atmosphérique d'une substance dont on prédit que le dépassement pourrait causer des effets irréversibles, d'autres effets nocifs, graves et de longue durée, ou encore pourrait nuire à la capacité de s'éloigner, auprès de la population en général, y compris les personnes vulnérables (USEPA, 2008).

La deuxième valeur de toxicité utilisée correspond à la valeur de danger immédiat pour la vie et la santé (DIVS), élaborée par le National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH, 1994). La valeur DIVS correspond à la concentration atmosphérique maximale à laquelle une personne peut se soustraire en 30 minutes sans l'apparition d'aucun symptôme de neutralisation des réflexes de fuite ou d'effets irréversibles sur la santé. S'il n'y a aucune valeur DIVS, on utilise comme équivalent le niveau 2 de l'Emergency Response Planning Guidelines (ERPG-2) [AIHA, 2011] mis au point pour Transports Canada.

Les valeurs de l'indice de toxicité sont ensuite mises en corrélation avec les quantités seuils, comme il est indiqué dans le tableau 3. Les quantités seuils sont basées sur plusieurs volumes de contenant, d'un fût (environ 0,22 t) à un camion-citerne (environ 9.1 t).

(J.P. Lacoursière Inc., 2002)

Cancérogénicité

Auparavant, on a conclu qu'une période de dix ans était suffisante pour qu'une substance cancérogène cause le cancer chez les humains. En présence de nouveaux éléments de preuve, le temps d'exposition à une substance pouvant causer le cancer a été réduit à cinq ans, conformément au principe de précaution. Il a été démontré qu'un enfant courrait dix fois plus de risques qu'un adulte (USEPA, 2005).

Le CER utilise deux barèmes de cancérogénicité mis en place par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC, 1999) et l'EPA des États-Unis (USEPA, 2002), comme l'indiquent les tableaux 4 et tableau5. Les deux barèmes prévoient le déclenchement d'un plan d'urgence environnementale uniquement si la substance persiste dans le milieu pendant au moins cinq ans, ou si elle est considérée comme persistante pour une période indéterminée. Si ces critères sont remplis, un seuil de 0,22 t est ensuite assigné à la substance. S'il existe une divergence entre les deux agences quant à l'évaluation d'un composé chimique, on retiendra l'évaluation la plus prudente, et le composé chimique sera classé en conséquence.

Tableau 4 : barème de cancérogénicité du CIRC chez les humains et les animaux

(CIRC, 1999)

Tableau 5 : barème de cancérogénicité de l'EPA des États-Unis

(USEPA, 1986 et 1999, version modifiée)

3. Classifications des dangers pour l'environnement (substances de la partie 3)

La partie 3 de l'annexe 1, appelée Autres substances dangereuses, est un nouvel ajout à la liste des substances visées par le Règlement sur les urgences environnementales. Les substances de la partie 3 peuvent être caractérisées comme étant persistantes, bioaccumulables, cancérogènes pour les humains ou toxiques pour les organismes aquatiques.

Au Canada, la Politique de gestion des substances toxiques (PGST) applique, conformément à la LCPE, les critères de persistance, bioaccumulation et toxicité (PBT) à la détermination des composés organiques qu'on destine à la « quasi-élimination » au Canada. La quasi-élimination d'une substance toxique rejetée dans le milieu, en conséquence d'activités humaines, exige de passer à la plus grande réduction possible de ses rejets afin d'atteindre la plus faible concentration mesurable avec exactitude par des méthodes d'échantillonnage et d'analyse courantes (Environnement Canada, 1995). Le tableau 6 présente les critères de quasi-élimination de la PGST.

(Environnement Canada, 1995)

Persistance

Les substances chimiques qui se décomposent lentement dans l'environnement (c'est-à-dire celles qui sont relativement résistantes à la biodégradation, à l'hydrolyse et à la photolyse) peuvent causer des problèmes environnementaux. La persistance est mesurée en termes de demi-vie, soit le temps requis pour que la quantité d'une matière soit réduite par sa transformation à la moitié de sa valeur initiale dans l'environnement (Environnement Canada, 2000). Les composés qui passent dans l'environnement ont tendance à s'accumuler davantage dans un milieu environnemental (air, eau, sol, sédiments) plutôt que dans d'autres. Les taux de répartition et de transport ainsi que la vitesse de transformation diffèrent d'un milieu à l'autre.

Les critères de persistance qui obtiennent les cotes les plus élevées sont fondés sur les critères du Règlement sur la persistance et la bioaccumulation (Environnement Canada, 2000). Il s'agit des normes définies par la LCPE pour les substances qui devraient être presque éliminées de l'environnement. Ces critères sont les mêmes que le critère PBT de l'EPA des États-Unis utilisé pour le Toxic Release Inventory (TRI), la New Substances Evaluation et d'autres programmes de l'EPA (USEPA 1999, 1999a). Ces critères de persistance sont présentés dans le tableau 7. Le reste de l'échelle a été créé en effectuant des estimations pour la moitié de la durée restante.

Les substances inorganiques sont considérées comme infiniment persistantes dans l'environnement étant donné que l'ion métallique (c'est-à-dire le plomb, l'arsenic) se sépare continuellement de la substance d'origine pour former de nouveaux composés dans l'environnement. Cela signifie que l'ion métallique des substances inorganiques ne se dégrade pas. Il n’existe aucune quantité seuil pour les critères de persistance; cette catégorie est combinée à celle de la toxicité en milieu aquatique relativement à la persistance dans l'eau.

^a Environment Canada, 1995.
^b Ou preuve du transport atmosphérique jusqu'à des régions éloignées, comme l'Arctique (Environnement Canada, 1995).

Bioaccumulation (FBC/FBA/log K_oe)

La bioaccumulation correspond à l'accumulation biologique d'une substance dans différents tissus d'un organisme vivant. Le tableau 8 présente les trois critères qui peuvent être utilisés pour déterminer la bioaccumulation. Il existe différentes façons d'estimer la bioaccumulation au sein d'un organisme :

1. « facteur de bioconcentration » : rapport entre la concentration d'une substance à l'intérieur d'un organisme et sa concentration dans l’eau, compte tenu seulement de l'absorption provenant du milieu ambiant (Environnement Canada, 2000);
2. « coefficient de partage octanol-eau » : pour un mélange octanol-eau, rapport entre la concentration d'une substance dans l'octanol et sa concentration dans l'eau (Environnement Canada, 2000);
3. « facteur de bioaccumulation » : rapport entre la concentration d'une substance à l'intérieur d’un organisme et sa concentration dans l'eau, compte tenu de l'absorption par voie alimentaire et de l'absorption provenant du milieu ambiant (Environnement Canada, 2000).

Le tableau 6 présente les critères de bioaccumulation utilisés dans le CER. Les valeurs les plus élevées pour le FBC/FBA et le log K_oe sont conformes à la clause de quasi-élimination de la LCPE [Environnement Canada, 2000]. Le critère de l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) pour le FBC est ≥ 500; à défaut de rapport FBC/FBA, on utilise le log K_oe ≥ 4 (OCDE, 2001). Le CER ne comporte aucune quantité seuil pour la seule bioaccumulation; cette catégorie est combinée à celle de la toxicité en milieu aquatique.

^c (Environment Canada, 1995) (OCDE, 2001, version modifiée)

Toxicité en milieu aquatique

Les données relatives à la toxicité pour les espèces de poisson d'eau douce présentes dans les eaux canadiennes sont recueillies pour le CER. La toxicité aiguë est déterminée à l'aide du critère CL₅₀ après 96 h pour les poissons d'eau douce. La valeur la plus sensible (valeur la plus faible) pour un poisson d'eau douce est retenue, et une étude rigoureuse est réalisée aux fins de contrôle de la qualité, de manière à déterminer la qualité de l'expérience en laboratoire. Si la valeur n'est pas validée par l'étude rigoureuse, la prochaine espèce la plus sensible est sélectionnée. L'eau souterraine, les bassins versants, les affluents et les rivières peuvent causer la contamination d'un plan d'eau. Les critères de persistance et de bioaccumulation sont utilisés pour aider à déterminer la quantité seuil dans le contexte de la toxicité en milieu aquatique.

Comment utiliser le tableau 9?

Si la substance se situe dans la plage 0,1 mg/L ≤ valeur CL₅₀ pour les poissons ≤ 100 mg/L, il est alors recommandé d'ajouter cette substance à la partie 3 de l'annexe 1 du Règlement sur les urgences environnementales, et ce, après avoir effectué une étude rigoureuse aux fins de contrôle de la qualité. De plus, si la substance répond aux critères de persistance ou de bioaccumulation énoncés dans le tableau 9, le seuil correspond alors par défaut à ce niveau. Le tableau 10 présente des exemples de calcul.

^d La valeur CL₅₀ est supérieure à 100 mg/L; la substance est considérée comme étant nocive
^e Le seuil est de 4,5 t, mais le critère de persistance réduit le seuil à 1,13 t.
^f Le seuil est de 0,22 t, et les critères de persistance et de bioaccumulation sont supérieurs à 0,22 t; on choisit donc la valeur la plus faible pour déterminer le seuil.
^g Le seuil est de 9,10 t, mais les données sur la bioaccumulation le font baisser à 1,13 t.

Études rigoureuses

La fiabilité d'un point de données est essentielle aux fins d'évaluation. C'est pour cette raison que les points de données liés à la persistance, à la bioaccumulation et à la toxicité en milieu aquatique sont analysés à l'aide d'un sommaire de rigueur d'étude créé par l'OCDE. Un sommaire de rigueur d'étude consiste en une série de questions basées sur les renseignements fournis dans une revue scientifique. Ainsi, pour chaque point de données sélectionné comme étant le paramètre le plus sensible dans un ouvrage ou une base de données, la revue scientifique originale est examinée à l'aide d'un sommaire de rigueur d'étude. Une cote de Klimish (de 1 à 4) est attribuée à chaque revue scientifique; une cote de 1 ou de 2 indique que les revues sont expérimentalement fiables, alors qu'une cote de 3 ou de 4 indique un point de données inacceptable.

Pour les sources de données, il faut utiliser si possible les références normalisées qui font l'objet d'une évaluation par des pairs, comme The Merck Index, le Condensed Chemical Dictionary, le CRC Handbook of Chemistry and Physics et la Beilstein Database, ainsi que les études internationales comme les Résumés succincts internationaux sur l'évaluation des risques chimiques (CICADS) et les Critères d'hygiène de l'environnement.