Résumé du cadre d'évaluation des risques pour la détermination des seuils de quantité et les concentrations pour les substances conformément au Règlement sur les urgences environnementales établi en vertu de la Loi canadienne sur la protectionde l'environnement (1999) [LCPE (1999)]

 

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1.0 Introduction

Le Règlement sur les urgences environnementales (Règlement UE), créé en vertu de la partie 8 de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) [LCPE (1999)] (gouvernement du Canada, 2011), dresse une liste des substances pour lesquelles les installations fixes doivent aviser Environnement Canada du fait qu'elles les entreposent ou les utilisent sur les lieux, et ce, en transmettant des avis au Ministère, en présentant un rapport au moment où la substance est rejetée dans l'environnement et en élaborant un plan d'urgence environnementale pour chaque substance entreposée ou utilisée qui atteint ou dépasse la quantité seuil spécifiée.

Pour déterminer si une substance devrait faire l'objet d'un ajout au Règlement sur les urgences environnementales, Environnement Canada a élaboré une méthode d'évaluation du risque en se fondant sur les catégories de danger suivantes :

  • Physique : substances inflammables et combustibles ou comburantes, ou celles pouvant causer des explosions de nuages de vapeur ou des feux en nappe.
  • Santé humaine : substances dont l'inhalation est toxique, substances cancérogènes ou corrosives.
  • Santé environnementale : substances corrosives, persistantes, bioaccumulables ou toxiques pour le milieu aquatique.

La description suivante vise à guider le lecteur sur la manière scientifique dont les seuils de quantités et les concentrations pour les substances sont dérivés du Règlement UE. Pour obtenir de plus amples renseignements à l'égard des autorités d'urgence environnementale, consultez la section 2.0 dans les lignes directrices sur la mise en œuvre de 2011 (Environnement Canada, 2011a).

 

2.0 Physique

2.1  Substances inflammables

La méthode employée pour déterminer le seuil d'inflammabilité d'une substance est fondée sur l'approche mise au point par l'Environmental Protection Agency des États-Unis (USEPA) (J.P. Lacoursière Inc., 2002). Une explosion de nuages de vapeur pourrait se produire si le point éclair d'une substance est inférieur à 23 °C et le point d'ébullition est inférieur à 35 °C. Une substance inflammable répond à ces deux critères, et la quantité seuil est fixée à 4,5 tonnes.

La modélisation a indiqué que, pour une quantité donnée de matière inflammable, les explosions de nuages de vapeur pourraient avoir le plus grand potentiel de conséquences hors site. Lorsque le poids de la vapeur inflammable est de 4,5 tonnes dans un nuage, la probabilité qu'un nuage de vapeur explose après un rejet est de 7 %; cette probabilité passe à 50 % lorsque le poids de la vapeur inflammable dans le nuage est de 90 tonnes (USEPA, 1994b). L'explosion d'une substance inflammable, combustible ou comburante à la quantité seuil entraînerait une surpression de 21 kPa (3 psi) (une vitesse du vent d'environ 166 km/h) à une distance de 100 m (Ketcheson, 2012). Cette vague de compression est suffisante pour projeter une personne contre le sol et endommager beaucoup les édifices (p. ex. éclats de verre) (Braise et Simpson, 1968; Glasstone et Dolan, 1977).

2.2  Substances combustibles

Cette catégorie représente les substances qui ont un point d'éclair inférieur à 23 °C ou un point d'ébullition inférieur à 35 °C. Les substances qui ont ces propriétés physiques ont tendance à entrer dans la catégorie de niveau 3 de la National Fire Protection Association (NFPA). Même si les substances combustibles peuvent provoquer l'explosion d'un nuage de vapeur dans les paramètres donnés, elles ont besoin d'une quantité plus élevée que les substances inflammables (c.-à-d. 4,5 tonnes) pour que cela se produise. Toutefois, les substances combustibles sont toujours dangereuses pour les humains et l'environnement.

Il existe deux manières de calculer la quantité seuil pour les matières combustibles :

  • Le seuil est estimé par la modélisation avec le logiciel PHAST (outils logiciels d'analyse des dangers liés aux opérations).
  • Le seuil est calculé à l'aide d'une équation.

On préfère calculer le seuil à l'aide de la modélisation, mais quand il n'y a pas de données disponibles pour la modélisation, on utilise alors l'équation.

Méthode de modélisation avec le logiciel PHAST

Le logiciel PHAST (version 6.7) est utilisé pour estimer la quantité nécessaire pour atteindre 21 kPa (3 psi) à une distance de 100 mètres. Cela suppose un rejet catastrophique des contenus entiers par lequel une source d'inflammation entraîne l'inflammation et l'explosion de la quantité. Le logiciel est configuré pour utiliser la méthode d'explosion au trinitrotoluène (TNT) avec une efficacité d'explosion de 10 % par rapport au TNT à 25 oC.

L'équation suivante est utilisée par le logiciel PHAST pour déterminer la quantité seuil nécessaire pour provoquer l'explosion d'un nuage de vapeur pour des substances combustibles. Certaines des formules sont tirées du livre Loss Prevention in the Process Industries (Lees, 1996).

Conditions :

Température = 25 oC

Vitesse du vent = 1,5 m/s

Temps de rejet = 10 minutes

Efficacité de l'explosion = 0,1

Facteur de réflexion par le sol = 2

Hauteur de la digue = 0,5 m

Lieu :

Densité = kg/m3

Pression de vapeur = mmHg à 25 °C

Masse moléculaire = g/mole

Chaleur de combustion = J/kg

Méthode d'équation

L'équation pour l'estimation du taux d'évaporation d'un liquide d'un bassin est modifiée à partir du document Technical Guidance for Hazards Analysis (USEPA, 1987). Les mêmes hypothèses sont formulées pour la détermination d'une zone de bassin maximum (c.-à-d., on suppose que le bassin fait 1 cm de profondeur).

2.3  Substances comburantes

Même si les substances comburantes ne sont pas inflammables ou combustibles, elles se comportent comme des explosifs dans le sens où elles ont une fraction de puissance de TNT potentielle pour exploser (ICF, 1993). Ces substances peuvent exploser dans les bonnes conditions (p. ex. chauffées dans des espaces confinés). Les seuils pour les substances comburantes ont été établis par l'opinion d'experts que le Conseil canadien des accidents industriels majeurs (CRAIM) a adopté.

2.4  Feux en nappes

La quantité seuil est établie à la même valeur que la quantité capable de se déplacer à 100 m de la source et de produire un rayonnement thermique de 5 kW/m2, selon la modélisation mathématique (p. ex. version 6.7 du logiciel PHAST). Ce niveau de rayonnement thermique devrait occasionner des brûlures du deuxième degré sur la peau exposée pendant au moins 30 secondes (Phani, 2008).

 

3.0   Santé humaine

3.1 Toxicité par inhalation

La méthode employée pour déterminer les seuils des substances qui sont dangereuses si elles sont inhalées est fondée sur l'approche mise au point par l'USEPA (J.P. Lacoursière Inc., 2002). La méthode tient compte de la toxicité d'une substance de même que de sa capacité d'être libérée et dispersée dans l'air. Une substance doit avoir une pression de vapeur supérieure à 1,33 kPa (10 mmHg) pour potentiellement causer une toxicité par inhalation chez les humains.

3.2 Cancérogénicité

On attribue automatiquement un seuil à haut risque de 0,22 tonne à une substance classée comme étant cancérogène ou probablement cancérogène pour l'homme (Centre international de recherche sur le cancer [CIRC]/USEPA) et ayant une demi-vie dans tout milieu d'au moins cinq ans. Le principe de précaution est mis en œuvre dans ce cas afin d'établir un échéancier de cinq ans en ce qui concerne les substances pouvant être cancérogènes pour les humains, notamment les enfants. « Ces résultats empiriques sont cohérents avec la compréhension actuelle des processus biologiques impliqués dans la carcinogenèse, ce qui entraîne une probabilité raisonnable que les enfants puissent être plus sensibles à de nombreux agents cancérogènes. » (USEPA, 2005).

3.3 Corrosivité

Les substances qui sont classées comme des acides forts ou des bases solides présentent une solution pH égale ou inférieure à 2, ou égale ou supérieure à 11,5, respectivement. L'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE, 2001) a classé ces substances comme étant corrosives et susceptibles d'avoir de graves effets sur la peau et les yeux. Les pH extrêmes sont également nocifs pour la vie aquatique (Environnement Canada, 2007, 2011b). Les substances pH sont considérées comme étant corrosives et on leur attribue un seuil à haut risque de 0,22 tonne.

 

4.0  Santé environnementale

Environnement Canada a élaboré la méthode utilisée pour déterminer les seuils des substances qui sont toxiques pour le milieu aquatique. Pour cette catégorie, l'évaluation des risques pour l'environnement est fondée sur la persistance, la bioaccumulation et la toxicité aquatique de chaque substance. Les tableaux ci-après présentent les différents seuils des différentes valeurs de la persistance, de la bioaccumulation ou de la toxicité pour les organismes aquatiques. Les quantités seuils ont été prélevées dans le Plan de gestion des risques des États-Unis (USEPA, 1994a), et la classification de la toxicité pour les organismes aquatiques pour la CL50 avec une durée de 96 heures était fondée sur les lignes directrices de l'OCDE (2001). Les niveaux de persistance et de bioaccumulation pour l'indice élevé ont été tirés du Règlement sur la persistance et la bioaccumulation (gouvernement du Canada, 2000) en vertu de la LCPE (1999). Les seuils modérés de persistance et de bioaccumulation ont été intégrés à partir des lignes directrices de l'OCDE (2001a). Aucun seuil n'est fondé sur le caractère potentiel de la persistance ou de la bioaccumulation si les valeurs sont inférieures à celles de la catégorie modérée. Le seuil le plus bas de tous les seuils applicables est sélectionné.

Première étape

Tableau 1 : Seuil fondé sur la toxicité aiguë (à court terme) pour les organismes aquatiques (CL50) de la substance

Risque de dommages
à l'environnement
Concentration létale de 96 heures (CL50)
(mg/L)
Seuil
(en tonnes)
Extrême≤ 0,10,22
Élevé> 0,1 à 11,13
Modéré> 1 à 104,5
Faible> 10 à 1009,1

Deuxième étape

Tableau 2 : Paramètres par défaut du seuil des substances persistantes et bioaccumulables

Risque de dommages à l'environnementBioaccumulationPersistance
(jours)
Seuil
(en tonnes)
FBCLog Koe
Élevé≥ 5 000≥ 5≥ 1820,22
Modéré500 à 50004 à 560 à 1811,13

Important : La bioaccumulation et la persistance sont seulement considérées pour les substances qui ont une concentration létale aiguë égale ou inférieure à 100 mg/L.

Lorsqu'il n'y a pas de données empiriques sur la toxicité pour les poissons, la modélisation a parfois été référencée à partir des rapports finaux d'évaluation préalable du Plan de gestion des produits chimiques à partir du site Web suivant : http://www.chemicalsubstanceschimiques.gc.ca/challenge-defi/index-fra.php.

 

5.0   Pourcentage de concentration

Les concentrations sont exprimées comme un pourcentage de poids de la substance relative au poids total dans le cas des mélanges. Quant aux substances qui sont des solutions, la concentration en pourcentage fait référence à la dilution du produit chimique dans l'eau (p. ex. 30 % d'acide chlorhydrique). Les pourcentages de concentration sont établis d'une des cinq manières suivantes :

  1. Si la substance est inflammable ou la substance est un cancérogène ou cancérogène probable, la concentration est établie à 1 % (USEPA, 1994a).
  2. Si la substance n'est pas un cancérogène, la concentration est établie à 10 % (USEPA, 1994a).
  3. Si la substance est une solution et qu'elle est toxique par inhalation, la concentration est basée sur la solution en pourcentage requise pour atteindre une pression de vapeur de 1,33 kPA (USEPA, 1994a).
  4. Si la substance est corrosive, la concentration est calculée de manière à ce que le pH soit ≥ 11,5 ou pH ≤ 2 (OCDE, 2001).
  5. Les concentrations pour certaines substances sont établies par Environnement Canada au cas par cas.

 

6.0  Seuil attribué

À la suite de la méthode d'évaluation des risques élaborée en vertu de l'article 200 de la LCPE (1999), les catégories (inflammabilité, combustibilité, comburants, toxicité par inhalation, toxicité pour les organismes aquatiques, cancérogénicité, corrosivité, feux en nappe) présentant le plus faible seuil scientifique seront comparées à d'autres facteurs de gestion des risques à considérer. Par exemple, le seuil sera comparé à d'autres lois provinciales et fédérales ou à des programmes volontaires qui fournissent peut-être déjà une gestion appropriée du risque découlant d'une urgence environnementale. Les seuils proposés peuvent également être modifiés selon la politique et d'autres facteurs à considérer, comme cela a été évalué pendant la période de consultation publique préliminaire. Pour obtenir de plus amples renseignements au sujet de la détermination des seuils, veuillez consulter les Lignes directrices pour la mise en application du Règlement sur les urgences environnementales (Environnement Canada, 2011a).

 

7. 0   Références

Braise, W.C., Simpson, D.W. 1968. Guidelines for Estimating Damage Explosion. In: Mannan, S. (éd.) Lee's Loss Prevention in the Process Industries. Vol. 1, 3e éd. Midland (MI) : Dow Chemical Co. 93 p.

Canada. 2000. Règlement sur la persistance et la bioaccumulation. Enregistré le 23 mars 2000.

Canada. 2011. Règlement sur les urgences environnementales. Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999). Environnement Canada. Enregistré le 8 décembre 2011.

Environnement Canada. 2007. Méthode d'essai biologique : essai de létalité aiguë sur la truite arc-en-ciel.

Environnement Canada. 2011a. Lignes directrices pour la mise en application du Règlement sur les urgences environnementales 2011. 102 p.

Environnement Canada. 2011b. Méthode d'essai biologique : essai de croissance et de survie sur des larves de tête-de-boule. 2e éd.

Glasstone, S., Dolan, P.J. 1977. The Effects of Nuclear Weapons. 3e éd. Washington (DC) : U.S. Department of Defense and the Energy Research and Development Administration.

J.P. Lacoursière Inc. 2002. Exposé raisonné concernant la préparation d'une liste de substances réglementées en vertu de l'article 200 de la LCPE, et la détermination de leurs quantités seuils. Document préparé pour Environnement Canada, Direction générale des programmes nationaux, Direction des urgences environnementales, Ottawa.

Ketcheson, K. 2012. Updating the Science for the Environmental Emergency Regulations. In: Proceedings of the Thirty-forth Arctic and Marine Oilspill Program Technical Seminar on Environmental Contamination and Response. Ottawa (Ont.) : Environnement Canada.

Lees, F.P. 1996. Loss Prevention in the Process Industries. Vol. 1-3. Butterworth Heinemann.

[OCDE] Organisation de coopération et de développement économiques. 2001. Direction de l'environnement, réunion conjointe du Chemicals Committee et du Working Party on Chemicals, Pesticides and Biotechnology, ENV/JM/MONO(2001)6, 14 août 2001.

[OCDE] Organisation de coopération et de développement économiques. 2001a. Guidance Document on the Use of the Harmonised System for the Classification of Chemicals which are Hazardous for the Aquatic Environment, No. 27. In : Harmonised Integrated Hazard Classification System for Human Health and Environmental Effects of Chemical Substances. Publications sur la sécurité et l'écosalubrité de l'OCDE. Séries sur les essais et l'évaluation de l'OCDE, no 33, p. 127-247.

Raj, P.K. 2008. A review of the criteria for people exposure to radiant heat flux from fires. J. Hazard. Mater. 159:61-71.

[USEPA] Environmental Protection Agency des États-Unis. 1987. Technical Guidance for Hazards Analysis, Emergency Planning for Extremely Hazardous Substances. Environmental Protection Agency des États-Unis, Federal Emergency Management Agency, U.S. Department of Transportation.

[USEPA] Environmental Protection Agency. 1994a. List of Regulated Toxic and Flammable Substances and Thresholds for Accidental Release Prevention. Federal Register 59(20). Document Number 94-1556. 31. Washington (DC).

[USEPA] Environmental Protection Agency des États-Unis. 1994b. Flammable Gases and Liquids and Their Hazards. Office of Prevention and Toxic Substance (7406). EPA 744-R-94-002. Washington (DC).

[USEPA] Environmental Protection Agency des États-Unis. 2005. Guidelines for Carcinogen Risk Assessment. EPA/630/P-03/001F. Risk Assessment Forum. Washington (DC).

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