Évaluation préalable

Éthylène (éthène)
Numéro de registre du Chemical Abstracts Service (NE CAS)
74-85-1

Environnement et Changement climatique Canada
Santé Canada
Mai 2016

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Table des matières

Sommaire

Conformément à l'article 68 de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement (1999) (LCPE), la ministre de l'Environnement et la ministre de la Santé ont mené une évaluation préalable de l'éthène (communément appelé l'éthylène), dont le numéro d’enregistrement du Chemical Abstracts Service est 74-85-1.

Gaz omniprésent dans l'environnement, l'éthylène est un hydrocarbure simple à double liaison qui pénètre dans l'environnement à partir de sources à la fois naturelles et anthropiques. Figurent parmi ces sources les émissions de la végétation de tout type et des micro-organismes, en tant que produit de la combustion incomplète de matières organiques (notamment les déchets du bois et de l'agriculture) et de combustibles fossiles, ainsi qu'au cours de sa production et de son utilisation industrielles. L'éthylène est également produit de façon endogène par les humains et les mammifères.

L'éthylène a été défini comme une substance chimique à haut volume de production à l'échelle internationale. Il s'agit du produit pétrochimique fabriqué dans la plus grande quantité dans le monde entier; en 2011, on a estimé que la capacité de production mondiale était de 138 millions de tonnes par année. Au cours de la même année, le Canada occupait la sixième position dans le classement de la capacité de production d'éthylène à l'échelle mondiale, celle-ci se chiffrant à près de 5,5 millions de tonnes par année, ce qui représente 4,0 % de la capacité mondiale. En 2000, la production d'éthylène au Canada était légèrement inférieure, soit de 4,3 millions de tonnes par année, d'après les résultats tirés d'une enquête effectuée en vertu de l'article 71 de la LCPE. Dans cette même enquête, les quantités importées d'éthylène étaient négligeables, en comparaison.

Au Canada et à l'échelle mondiale, l'éthylène est principalement utilisé comme monomère pour la fabrication de matières plastiques de polyéthylène, comme intermédiaire pour d'autres substances chimiques organiques et comme gaz combustible dans les installations industrielles. Des quantités relativement faibles de cette substance sont également utilisées dans les établissements commerciaux, dans le monde entier, pour la croissance ou le mûrissement contrôlé de la végétation (les fruits, les légumes et les fleurs, par exemple). Au Canada, on l'utilise pour le mûrissement des bananes et d’autres fruits tropicaux, ainsi que pour le déverdissage des agrumes après la récolte.

Au Canada, on attribue essentiellement les concentrations anthropiques d'éthylène dans l'air à la combustion de combustibles fossiles et à l'utilisation d'éthylène dans différents procédés industriels. Selon les estimations, les rejets automobiles dans l'air au Canada s’élevaient à 3 449 tonnes en 2005. On a estimé que la majorité de ces rejets provenait des véhicules antérieurs à 1992. Les véhicules fabriqués après 1992 émettent sensiblement moins d'éthylène grâce aux progrès technologiques réalisés dans la conception des moteurs automobiles ainsi qu'aux exigences et contrôles relatifs aux émissions instaurés pour l'utilisation de combustibles fossiles moins polluants aux États-Unis et au Canada.

L'éthylène figure dans l'Inventaire national des rejets de polluants (INRP); les installations qui fabriquent, importent ou utilisent plus de 10 tonnes de cette substance par année doivent faire état de leurs rejets à l'Inventaire. En 2009, les installations à l'échelle du Canada ont déclaré à l'INRP des rejets environnementaux sur place totalisant environ 1 320 tonnes. Les rejets industriels ont chuté de plus de 50 % depuis 2000, principalement grâce à la quantité d'éthylène recyclée. La majorité des rejets d'éthylène déclarés sont émis dans l'air.

L'éthylène a été mesuré dans l'air extérieur, intérieur et personnel (soit l'air se trouvant à proximité de la zone respiratoire d'une personne et prélevé par les participants à l'aide d'un échantillonneur portatif) au Canada, ainsi que dans la végétation, le sol et l'eau de mer en surface. En tant que sous-produit de combustion, on a mesuré l'éthylène dans les gaz d'échappement des véhicules et la fumée de cigarette. La présence d'éthylène n'a pas été signalée dans l'eau potable ou les produits de consommation au Canada.

Selon les données expérimentales et modélisées, l'éthène n'est ni persistant ni bioaccumulable dans l'environnement.

Les plantes terrestres sont extrêmement sensibles à l'éthylène présent dans l'air; des valeurs critiques de toxicité dans l'air ont été déterminées pour les expositions tant à long terme qu'à court terme.

Des données de surveillance de la qualité de l'air ont été utilisées afin de déterminer si les concentrations ambiantes d'éthylène dans l'air urbain et rural ou à proximité de sites industriels pouvaient être nocives pour les plantes terrestres. D'après une comparaison des concentrations susceptibles d'entraîner des effets nocifs sur les organismes avec des niveaux d'exposition estimés et d'autres renseignements, l'éthylène présente un faible risque d'effets nocifs pour les plantes terrestres en raison des émissions industrielles ou des concentrations ambiantes. On estime à une occurrence par année la fréquence des occurrences ayant une concentration suffisante pour être préoccupantes.

D'après les données présentées dans cette évaluation préalable, cette substance présente un faible risque d'effets nocifs sur les organismes et sur l'intégrité globale de l'environnement. On conclut que l'éthène ne satisfait pas aux critères énoncés aux alinéas 64a) ou b) de la LCPE, car il ne pénètre pas dans l'environnement en une quantité ou concentration ou dans des conditions de nature à avoir, immédiatement ou à long terme, un effet nocif sur l'environnement ou sur la diversité biologique, ou à mettre en danger l'environnement essentiel pour la vie.

À la lumière principalement des évaluations réalisées par des organismes internationaux selon la méthode du poids de la preuve, l'éthylène a été jugé comme étant « inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'homme (groupe 3) », et l'Organisation de coopération et de développement économiques a conclu que les études pertinentes relatives à cette substance indiquaient une faible toxicité.

La base de données sur les animaux pour l'éthène, de même que les études épidémiologiques disponibles, n'ont pas démontré de risque de cancer, et les résultats des essais de génotoxicité généraux étaient négatifs. Selon des observations faites sur des animaux de laboratoire, l'effet critique sur la santé humaine associé à l'exposition à l'éthylène est celui des effets sur les voix nasales. On a comparé cette concentration associée à un effet critique à la plus forte concentration d'éthylène mesurée dans l'air au Canada; cette comparaison a donné de larges marges d'exposition jugées adéquates pour tenir compte des incertitudes relevées dans les bases de données concernant les effets sur la santé et l'exposition. Compte tenu de l’adéquation des marges entre les estimations supérieures de l’exposition à l'éthène et des concentrations associées à un effet critique, on conclut que l'éthène ne satisfait pas aux critères énoncés à l'alinéa 64c) de la LCPE, car il ne pénètre pas l’environnement en quantités ou concentration ou dans des conditions de nature à constituer un danger au Canada pour la vie ou la santé humaines.

Conclusion

On conclut que l'éthylène (NE CAS 74-85-1) ne satisfait à aucun des critères énoncés à l'article 64 de la LCPE.

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Introduction

Conformément à l'article 68 de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement (1999) [LCPE] (Canada, 1999), les ministres de l'Environnement et Changement Climatique et de la Santé procèdent à une évaluation préalable des substances afin de déterminer si elles présentent ou sont susceptibles de présenter un risque pour l'environnement ou la santé humaine.

Une évaluation préalable a été entreprise pour l'éthène (plus communément appelé éthylène, no CAS 74-85-1), car la substance a été désignée comme étant prioritaire pour l'évaluation en raison de son plus fort risque d'exposition humaine avant la catégorisation de la Liste intérieure des substances (LIS). Toutefois, pendant la catégorisation de la LIS, on a découvert que l'éthène ne répondait à aucun des critères de catégorisation. Par conséquent, la présente évaluation préalable a été préparée conformément aux alinéas 68b) et c) de la LCPE.

Les évaluations préalables mettent l'accent sur les renseignements jugés essentiels pour déterminer si une substance répond aux critères définis à l'article 64 de la LCPE. Les évaluations préalables visent à étudier les renseignements scientifiques et à tirer des conclusions fondées sur la méthode du poids de la preuve et le principe de prudenceNote de bas de page[1].

La présente évaluation préalable tient compte des renseignements sur les propriétés chimiques, les dangers, les utilisations et l'exposition relatifs à l'éthylène. Les données utiles à l'évaluation préalable de cette substance sont tirées de publications originales, de rapports de synthèse et d'évaluation, ainsi que de rapports de recherche de parties intéressées et d'autres documents consultés au cours de recherches documentaires menées récemment, jusqu'en mars 2013 pour les sections traitant des aspects écologiques et jusqu'en décembre 2011 pour les sections du document traitant de la santé humaine. De plus, en 2000, une enquête auprès de l'industrie a été menée au moyen d'un avis publié dans la Gazette du Canada, conformément à l'article 71 de la LCPE (Canada, 2001). Cette enquête a permis de recueillir des données sur la fabrication et l'importation au Canada d'un sous-ensemble de substances inscrites sur la LIS (Environnement Canada, 2003a). Les études les plus importantes ont fait l'objet d'une évaluation critique. Par ailleurs, il est possible que les résultats de modélisation aient servi à formuler des conclusions.

L'évaluation préalable ne présente pas un examen exhaustif de toutes les données disponibles. Elle fait plutôt état des études et des éléments de preuve essentiels qui appuient les conclusions.

Dans le cas de l'évaluation des risques pour la santé humaine, ces renseignements comprennent les données utiles à l'évaluation de l'exposition de la population générale (exposition non professionnelle) et l'information sur les dangers pour la santé. Les décisions concernant la santé humaine reposent sur la nature de l'effet critique retenu ou sur la marge entre les valeurs prudentes de concentration donnant lieu à des effets et les estimations de l'exposition, en tenant compte de la confiance accordée au caractère exhaustif des bases de données sur l'exposition et les effets, et ce, dans le contexte d'une évaluation préalable. L'évaluation préalable n'est pas un examen exhaustif ou critique de toutes les données disponibles. Il s'agit plutôt d'un sommaire des renseignements les plus importants afin d'appuyer la conclusion.

La présente évaluation préalable a été préparée par le personnel du Programme des substances existantes de Santé Canada et d’Environnement et Changement Climatique Canada. Elle a fait l'objet d'une étude consignée par des pairs ou d'une consultation de ces derniers. Des commentaires sur les parties techniques se rapportant à l'exposition de l'environnement ont été reçus de la part d'experts scientifiques et de l'industrie, notamment Kent Woodburn et Gary Klecka (DOW Chemicals Inc.), Laura Blair (gouvernement de l'Alberta), Tom Parkerton (ExxonMobile) et Grazyna Kalabis (ministère de l'Environnement de l'Ontario). Des experts scientifiques, notamment Cathy Petito Boyce, Leslie Beyer et Chris Long, désignés et dirigés par l'entreprise Gradient, cabinet de consultation scientifique sur les risques et l'environnement, ont soumis leurs commentaires sur les parties techniques concernant la santé humaine. De plus, une ébauche de cette évaluation préalable a fait l'objet d’une période de commentaires du public de 60 jours. Bien que les commentaires externes aient été pris en considération, Santé Canada et Environnement et Changement Climatique Canada assument la responsabilité du contenu final et des résultats de l’évaluation préalable.

Les principales données et considérations sur lesquelles repose la présente évaluation sont résumées dans les sections suivantes.

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Identité de la substance

Nom de la substance

Aux fins du présent document, la substance dont il est question ici est appelée l'éthène - bien que plus communément appelée éthylène - étant donné qu'elle est en conformité avec les plus récentes recommandations de l'IUPAC (Union internationale de chimie pure et appliquée) relatives à cette substance (IUPAC, 1993). Des renseignements relatifs à l'identité de l'éthylène figurent dans le Tableau 1.

Tableau 1. Identité de la substance - Éthylène
Numéro de registre du Chemical Abstracts Service (n° CAS) :74-85-1
Nom dans la LISÉthylène
Noms relevés dans les National Chemical Inventories (NCI)Note de page Tableau 1[a]Ethene (TSCA, AICS, ECL, SWISS, PICCS, ASIA-PAC, NZIoC)
Éthylène (EINECS)
Ethylene (ENCS et PICCS)
Autres nomsÉthène (ethene), acétène (acetene), hydrogène bicarboné (bicarburetted hydrogen), gaz oléfiant (olefiant gas) et Elayl
Groupe chimique
(groupe de la LIS)
Produits chimiques organiques définis
Principale classe chimique ou utilisationOrganiques
Formule chimiqueC2H4
Structure chimique Structure chimique 74-85-1
SMILESNote de page Tableau 1[b]C=C
Masse moléculaire28,05 g/mol
Note de page Tableau 1 a

National Chemical Inventories (NCI), 2007 : AICS (inventaire des substances chimiques de l'Australie); ASIA-PAC (listes des substances de l'Asie-Pacifique); ECL (liste des substances chimiques existantes de la Corée); EINECS (Inventaire européen des substances chimiques commerciales existantes); ENCS (inventaire des substances chimiques existantes et nouvelles du Japon); NZIoC (inventaire des substances chimiques de la Nouvelle-Zélande); PICCS (inventaire des produits et substances chimiques des Philippines); SWISS (Liste des toxiques 1 et inventaire des nouvelles substances notifiées de la Suisse); TSCA (inventaire des substances chimiques visées par la Toxic Substances Control Act des États-Unis).

Retour à la note de page Tableau 1[a]

Note de page Tableau 1 b

Simplified Molecular Input Line Entry System.

Retour à la note de page Tableau 1[b]

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Propriétés physiques et chimiques

En général, l'éthène se trouve sous la forme de gaz dans des conditions environnementales normales, tel qu'il est indiqué par sa pression de vapeur, et il se répartit de préférence dans l'atmosphère à partir de plans d'eau et de la surface du sol (Mackay et al., 2003).

Le tableau 2 présente différentes propriétés physiques et chimiques de l'éthène qui se rapportent à son devenir dans l'environnement.

Tableau 2. Propriétés physiques et chimiques de l'éthylène
PropriétéTypeValeurTempérature (°C)Référence
Point de fusion (°C)Expérimental-169,4-O'Neil et al., 2001
Point d'ébullition (°C)Expérimentalde -102,4 à -103,7-O'Neil et al., 2001
Facteur de conversionNote de page Tableau 2[a]Calculé1 mg/m3 = 0,87 ppm
1 ppm = 1,15 mg/m3
25CIRC, 1994
Pression de vapeur (MPa)Expérimental4,270OCDE, 1998
Pression de vapeur (MPa)Extrapolé6,9525Daubert et Danner, 1985
Densité de vapeur relative (air = 1) 0,9686 CIRC, 1994
Densité de vapeur (kg/m3) 1,2610CGAI, 1999
Masse volumique 0,9780CGAI, 1999
Solubilité dans l'eau (mg/L)Expérimental2800IUCLID, 1995
Solubilité dans l'eau (mg/L)Expérimental13125McAuliffe, 1966
Constante de la loi de Henry
(Pa·m3/mol)
Calculé à partir de la pression de vapeur2,17 × 10425SRC, 2005
Coefficient de partage octanol-eau - log Koe
(sans dimension; log Koe harmonisé de solubilité 3)
Extrapolé1,85 Schenker et al., 2005
Constantes de la vitesse de réaction dans l'air
(cm3/molécule/s)
Calculé - OH•7,9 × 10-1225 (à 100 kPa)Atkinson et al., 2006
Constantes de la vitesse de réaction dans l'air
(cm3/molécule/s)
Calculé - NO32,1 × 10-1625 (à 100 kPa)Atkinson et al., 2006
Constantes de la vitesse de réaction dans l'air
(cm3/molécule/s)
Calculé - O31,6 × 10-1825 (à 100 kPa)Atkinson et al., 2006
Note de page Tableau 2 a

Le facteur de conversion représente la valeur en parties par million (ppm) convertie en mg/m3 et vice versa.

Retour à la note de page Tableau 2[a]

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Sources

L'éthylène est un gaz omniprésent dans l'environnement. Environ 74 % des émissions mondiales proviennent de sources naturelles et 26 % de sources anthropiques. La majeure partie de l'éthylène produit naturellement est rejetée par les plantes et les microorganismes du sol dans les écosystèmes terrestres (Sawada et Totsuka, 1986). L'éthylène est produit de façon endogène par les fruits, les fleurs, les feuilles, les racines et les tubercules sous forme de phytohormone importante régulant les différents processus de croissance des plantes (Altshuller, 1983). En outre, il est rejeté au cours de la décomposition de la litière dans les terres végétales des forêts (Sawada et Totsuka 1986; Derendorp et al., 2011). La production endogène d'éthylène est également attribuable aux humains et à d'autres mammifères (CIRC, 1994). L'éthylène a été mesuré dans l'air exhalé (Filser et al., 1992), ainsi que dans le gaz émanant de la peau humaine (Nose et al., 2005). La combustion du bois (Barrefors et Petersson, 1995) pendant les incendies de forêt représente également une source naturelle d'émissions d'éthylène dans l'atmosphère. D'autres sources naturelles comprennent les émissions volcaniques et la fuite du gaz naturel, mais ces sources sont considérées comme négligeables (Sawada et Totsuka, 1986).

On estime que 77 % des rejets anthropiques à l'échelle mondiale, concentrés principalement dans les forêts tropicales, proviennent de la combustion de la biomasse dans les écosystèmes terrestres pour le défrichement au profit de l'agriculture (Sawada et Totsuka, 1986). La combustion incomplète de divers combustibles fossiles représente 21 % des rejets anthropiques (Sawada et Totsuka, 1986). Les émissions de gaz d'échappement des véhicules étaient reconnues pour contribuer de façon importante à la concentration urbaine d'éthylène dans l'air (CIRC, 1994), bien que les progrès réalisés dans le domaine de la technologie des moteurs automobiles et des carburants aient grandement réduit ces émissions. Au nombre des autres sources anthropiques figurent l'incinération des ordures et des déchets agricoles (Sawada et Totsuka, 1986) ainsi que les procédés industriels tels que le torchage dans les raffineries et les fuites provenant de la tuyauterie (CIRC, 1994).

L'éthylène a été défini à l'échelle internationale comme une substance chimique (USEPA, 2009c; OCDE, 1998) à haut volume de production. Selon le CIRC (1991), il s'avère le produit pétrochimique au volume de fabrication le plus élevé dans le monde (CIRC, 1994), bien qu'on ne sache pas exactement si cela reflète les dernières tendances. Au 1er janvier 2011, la capacité de production mondiale de l'éthylène a atteint plus de 138 millions de tonnes par an, ce qui représente une augmentation par rapport à environ 119 millions de tonnes par an en 2007 (True, 2011). Cette augmentation reflète l'expansion considérable de la production des produits chimiques connue dans les régions de l'Asie-Pacifique et du Moyen-Orient. Les États-Unis sont le principal producteur avec une capacité d'environ 28 millions de tonnes par an, ce qui représente 9,9 % de la capacité mondiale; viennent ensuite la Chine (9,4 %) et l'Arabie Saoudite (8,6 %) (True, 2011).

Le Canada arrive au sixième rang pour sa capacité de production d'éthylène; il produit en effet près de 5,5 millions de tonnes par an, ce qui représente 4 % de la capacité mondiale au 1er janvier 2011 (True, 2011). Le Canada occupe la sixième position dans le classement de la capacité de production d'éthène à l'échelle mondiale, celle-ci se chiffrant à près de 5,5 millions de tonnes par année, ce qui représente 4,0 % de la capacité mondiale en date du 1er janvier 2011 (True, 2011). Ce nombre dénote une légère augmentation au Canada par rapport à l'année 2000 où la production représentait 4,3 millions de tonnes par an, comme l'ont signalé des fabricants canadiens (Environnement Canada, 2003a) dans une enquête menée par Environnement Canada en 2001 en vertu de l'article 71 de la LCPE (Canada, 2001). Dans cette même enquête, les quantités importées d'éthylène étaient négligeables en comparaison. Seules 15 tonnes étaient importées par une entreprise. Plusieurs changements des conditions de fabrication au Canada, concernant l'éthylène, ont été signalés ces dernières années. En 2008, un important producteur canadien de produits pétrochimiques a fermé ses usines au Québec (Baumgarten, 2008), tandis qu'en mars 2011, des projets d'expansion de la production d'éthène dans la province de l'Alberta à partir du dégagement gazeux des sables bitumineux ont été annoncés (True, 2011).

Plus de 95 % de la production commerciale annuelle d'éthylène est actuellement fondée sur le vapocraquage des hydrocarbures et effectuée par la récupération des gaz de craquage des raffineries (Zimmerman et Walzl, 2009). La production d'éthylène et son transfert vers des utilisations en aval se produit dans des systèmes fermés. Les émissions fugitives de l'éthylène issues de l'équipement servant aux procédés et de la tuyauterie dans les usines de fabrication se produisent effectivement, bien qu'on estime que ces pertes représentent un petit pourcentage de la production (environ 0,03 %) (CIRC, 1994).

On a détecté de l'éthène dans un produit de dégradation thermique du polyéthylène et du polypropylène lors de deux études de laboratoire (Hoff et al., 1982; Frostling et al., 1984), bien que cette source ait été jugée négligeable.

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Utilisations

L'augmentation mondiale de la production d'éthylène est en grande partie le reflet de la demande accrue des utilisations en aval. L'éthylène est une matière première importante dans l'industrie des substances chimiques organiques de synthèse (CGAI, 1999). L'utilisation la plus répandue de l'éthylène est son ajout aux plastiques, principalement pour la production de polyéthylène haute densité, basse densité et basse densité linéaire, un polymère composé de monomères d'éthylène (Zimmermann et Walzl, 2009). L'estimation de la hausse de la demande mondiale d'éthylène rend compte de l'augmentation attendue de la consommation de plastique par habitant dans les marchés en expansion, tels que l'Inde et la Chine (ACML, 2010). L'éthylène est également utilisé dans la fabrication d'oxyde d'éthylène, de dichlorure d'éthylène, d'éthylbenzène, d'alcools, d'alcènes, d'acétaldéhyde et de vinylacétate (Zimmermann et Walzl, 2009), ainsi que pour le gaz combustible industriel (Environnement Canada, 2003a). En outre, des petites quantités d'éthylène sont utilisées comme frigorigène et comme combustible pour le soudage et la coupe de métaux (CGAI, 1999), et la substance a été utilisée comme gaz anesthésique (Sneader, 2005). D'après les renseignements disponibles, les utilisations au Canada sont conformes aux profils d'utilisation internationaux.

L'éthylène de synthèse est également utilisé à des fins commerciales pour faire mûrir les fruits (CGAI, 1999), bien que cette utilisation représente une faible proportion des volumes de production de l'éthylène (CIRC, 1994). En tant que régulateur de croissance des plantes, l'éthylène agit pour stimuler ou réguler la maturation du fruit, l'inhibition des tissus végétatifs, l'éclosion des fleurs et l'abscission (ou la perte) des feuilles. Au Canada, l'éthylène de synthèse est un régulateur de croissance des plantes homologué en vertu de la Loi sur les produits antiparasitaires. Il existe neuf préparations commerciales antiparasitaires, homologuées sous le nom d'Eco Sprout Guard. Il s'agit d'un gaz inhibiteur de germination des plantes utilisé pour réduire la croissance des pousses sur les tubercules des pommes de terre Russet Burbank pendant un entreposage à long terme avant leur traitement. Il existe neuf préparations commerciales antiparasitaires homologuées que l'on utilise pour réduire la croissance des pousses sur les tubercules des pommes de terre Russet Burbank pendant un entreposage à long terme avant leur transformation (Agence de réglementation de la lutte antiparasitaire [ARLA], 2001b) Aux États-Unis, l'éthylène de synthèse peut être utilisé dans les champs ou après la récolte de différentes cultures, comme produit de traitement du tabac, comme produit de floraison de l'ananas et comme herbicide de striga pour les cultures de maïs, de coton, d'arachide et soja (USEPA, 1992a).

L'éthylène n'est pas répertorié comme additif alimentaire approuvé au Canada au titre 16 du Règlement sur les aliments et drogues (Canada, 1978). De plus, il n'est inscrit ni dans la Base de données sur les produits pharmaceutiques (BDPP, 2012), ni dans la base de données sur les ingrédients non médicinaux interne de la Direction des produits thérapeutiques, ni dans la Base de données sur les ingrédients des produits de santé naturels (BDIPSN, 2012), ni dans la Base de données des produits de santé naturels homologués (BDPSNH, 2012) en tant qu'ingrédient médicinal ou non médicinal dans les produits pharmaceutiques finaux, les produits de santé naturels ou les médicaments vétérinaires (courriel de la Direction des produits thérapeutiques, de la Direction des produits de santé naturels et de la Direction des médicaments vétérinaires de Santé Canada adressé au Bureau de la gestion du risque de Santé Canada en octobre 2011, source non citée).

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Rejets dans l'environnement

Tel qu'il a été mentionné précédemment, l'éthène est omniprésent dans l'environnement, étant produit naturellement par les plantes, les microbes et les algues marines. Dans le sol, il s'agit d'un sous-produit de la décomposition microbienne des matières organiques. L'éthène est donc rejeté dans l'environnement par des processus naturels.

L'éthylène est omniprésent dans l'environnement, étant produit naturellement par les plantes, les microbes et les algues marines. Dans le sol, il s'agit d'un sous-produit de la décomposition microbienne des matières organiques. Dans les plantes d'espèce supérieure, l'éthylène fonctionne comme une hormone importante : il régule plusieurs processus physiologiques et biochimiques généraux qui interviennent dans la germination des graines, la maturation des fruits, l'abscission (déclenchant la perte des feuilles), la détermination du sexe, l'initiation de racines et l'élongation des cellules (Kazama et al., 2004). Les taux d'émission de l'éthylène provenant des plantes sont propres aux espèces et dépendent du type de tissu et de l'âge de la plante.

D'autres sources naturelles d'éthylène sont notamment les éruptions volcaniques et les incendies de forêt. L'éthylène est le principal hydrocarbure non méthanique dans les eaux de surface des océans. On le trouve principalement dans les zones euphotiques où des concentrations plus importantes correspondent à une productivité primaire accrue (Lee et Baker, 1992).

D'après Sawada et Totsuka (1986), l'estimation des émissions d'éthylène de la surface du globe dans l'atmosphère est comprise entre 18 et 45 millions de tonnes par an, dont 74 % de ce qui est rejeté proviennent de sources naturelles et 26 % de sources anthropiques. Au Canada, les concentrations anthropiques d'éthylène dans l'air sont en grande partie attribuées aux émissions des véhicules (Alberta Environment, 2003). Cependant, cette source a diminué au cours des 20 dernières années, en raison des progrès réalisés dans le domaine de la technologie des moteurs automobiles.

En 2003, l'éthylène était l'un des produits chimiques mesurés dans les émissions des véhicules par le programme AirCare, un programme d'essais et de réduction relatif aux émissions des véhicules dans la vallée du bas Fraser, en Colombie-Britannique (Environnement Canada, 2003). Les années modèles des véhicules soumis aux essais allaient de 1978 à 1998. Parmi ceux-ci, 50 étaient des véhicules légers et 20, des camionnettes légères. Les véhicules sélectionnés pour les essais étaient choisis pour représenter la partie supérieure des 70 % du parc de véhicules routiers de la Colombie-Britannique. La quantité d'éthylène émise par kilomètre parcouru variait énormément. Cependant, une tendance générale était observée : souvent, les véhicules antérieurs à 1992 émettaient beaucoup plus d'éthylène (96 mg/km parcouru) que les véhicules plus récents que ceux fabriqués en 1992 (4,6 mg/km parcouru). Ces émissions 20 fois moins élevées étaient en grande partie dues aux contrôles et aux exigences en matière d'émissions pour des combustibles moins polluants aux États-Unis et au Canada (Environnement Canada, 2003b).

Ces données peuvent être utilisées pour estimer la quantité d'éthylène pouvant être rejetée au Canada, en supposant que la répartition des véhicules au pays est semblable à celle de la vallée du bas Fraser. Cette estimation sera probablement élevée, les émissions d'éthylène des véhicules plus anciens (de 1991 à 1996) étant élevées par rapport à celles de véhicules plus modernes. Les Canadiens qui conduisaient des véhicules légers (poids inférieur à 4,5 tonnes) en 2005 ont parcouru environ 287,7 milliards de kilomètres avec 17,9 à 18,2 millions de véhicules (Statistique Canada, 2005; RNCan, 2008). Pour le Canada, ce calcul a donné une estimation totale des rejets d'éthylène par les véhicules légers de 3 449 tonnes en 2005. Pour la majorité de ces émissions, 2 396 tonnes (69 % du total) provenaient des véhicules antérieurs à 1992, même s'ils ne représentaient que 14 % du parc automobile (RNCan, 2008). À mesure que le parc automobile canadien vieillit, la proportion de véhicules antérieurs à 1992 diminuera, ce qui donnera lieu à des diminutions importantes de la quantité d'éthylène rejeté par les véhicules canadiens.

L'éthylène figure dans l'Inventaire national des rejets de polluants (INRP); les installations qui fabriquent, importent ou utilisent plus de 10 tonnes de cette substance par année doivent faire état de leurs rejets à l'Inventaire. L'INRP recense 44 installations ayant déclaré des rejets de 2 013 tonnes d'éthylène en 2009 (Environnement Canada, 2011a; Tableau 3). Les rejets industriels les plus élevés au Canada ont été signalés en Alberta, 897 tonnes ayant été rejetées et 723 tonnes ayant été recyclées (ces résultats combinés représentent 80 % du volume total déclaré). Cependant, de ce total pour 2009, quelques 120 tonnes provenaient de déversements survenus dans une installation (6 % du volume) et, comme elles ne faisaient pas partie des activités courantes de l'installation, elles ont été exclues des analyses. Les rejets en Alberta étaient suivis par ceux de l'Ontario avec 324 tonnes (16 % du volume total) déclarées, tandis que les 69 tonnes restantes (3 % du volume total) ont été rejetées au Québec, en Saskatchewan, en Nouvelle-Écosse, en Colombie-Britannique et au Nunavut (Environnement Canada, 2011a). L'éthène est aussi un composé de certains gaz de pétrole et de raffinerie (Canada, 2013a; Canada, 2013b); il peut être émis dans l'environnement avec le rejet de gaz de pétrole et de raffinerie, et il devrait faire partie du secteur de production de pétrole (8 %) [tableau 3; Environnement Canada, 2011a]. Dans le présent rapport, on considère en général que les rejets d'éthylène proviennent d'activités industrielles plutôt que d'industries précises, sauf mention contraire.

La tendance des rejets réels d'éthylène (sans compter les tonnes acheminées aux fins de recyclage ou les déversements) déclarés à l'INRP a considérablement diminué, de sorte que les rejets dans l'environnement en 2009 représentent moins de la moitié de ceux déclarés en 2000 (voir le tableau 4) (Environnement Canada, 2011a). Tous les rejets devraient donc être émis dans l'air, aucun n'ayant été relevé dans le sol, l'eau ou les sédiments.

Tableau 3. Rejets d'éthylène dans l'air déclarés à l'INRP en fonction du secteur industriel en 2009 (Environnement Canada, 2011a)
Secteur industrielNombre d'installations déclarant les rejetsMasse des rejets (tonnes)Pourcentage du total (fondé sur la masse des rejets)
Substances chimiques18104552
Traitement et élimination des déchets (acheminés aux fins de recyclage; non considérés comme un rejet réel)160330
Production de pétrole (tous les types)191698
Production d'énergie3462
Déversements11206
Métaux3291
TOTAL44Note de page Tableau 3[a]2012 
Note de page Tableau 3 a

Une entreprise a produit une déclaration dans deux secteurs.

Retour à la note de page Tableau 3[a]

Tableau 4. Rejets d'éthylène et quantités recyclées (en tonnes) déclarés à l'INRP entre 2000 et 2009 (Environnement Canada, 2011a)
AnnéeRejetsQuantités recycléesTotal
20002710,560,442711
2001247202472
200220577812838
200319214222343
200418813382219
200518406432483
2006146310682531
200714278942321
200812507011951
200913207232013

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Devenir dans l'environnement

L'éthylène issu de sources anthropiques est presque toujours rejeté dans l'air, étant donné qu'il est un gaz à des températures ambiantes. Selon les estimations du modèle de fugacité de niveau III (modèle EQC, Mackay et al., 2003), presque tous les rejets ( supérieur(e) à  99,9 %) d'éthylène dans l'air y demeureront et seules des quantités négligeables se répartiront dans le sol, l'eau et les sédiments. L'éthylène ne devrait pas être rejeté dans le sol, les sédiments ou l'eau; par conséquent, on ne prévoit aucune exposition et ces voies n'ont pas fait l'objet d'une étude. La voie d'exposition à l'éthylène la plus probable est donc l'exposition par contact avec l'air (p. ex. par inhalation ou par respiration), et les organismes qui seront le plus vraisemblablement exposés à cette substance sont les organismes terrestres, tels que les plantes, les invertébrés, les oiseaux et les mammifères.

On considère que l'éthylène présente un potentiel de formation photochimique d'ozone de 100 et qu'il est le produit chimique standard aux fins de comparaison avec d'autres produits chimiques (Environnement Canada, 1996).

Dans un rapport établi pour le compte du California Air Resources Board, Carter (2010) a élaboré un modèle complexe fondé sur des années d'essais réalisés dans une chambre à air afin de déterminer les répercussions des produits chimiques sur la formation d'ozone (O3) et d'ions nitrate (NO3). Dans son rapport, les données sur la réactivité relative sont fondées sur les effets des produits chimiques sur la concentration moyenne maximale d'ozone après huit heures dans 39 villes du territoire continental des États-Unis. Dans ces conditions d'essai, il a calculé que l'éthylène produisait en moyenne 9 grammes d'O3 pour chaque gramme ajouté dans l'atmosphère (Carter, 2010). Les rejets d'éthylène provenant des automobiles étant estimés à 3 449 tonnes, cette source produirait environ 31 041 tonnes d'O3 à l'échelle du Canada (à 25° C et 101,3 kPa).

Un produit de décomposition courant de l'éthylène dans l'air est le formaldéhyde, une substance figurant déjà à l'annexe 1 (Liste des substances toxiques) de la LCPE.

L'élimination physique de l'éthylène dans l'atmosphère peut se produire par dépôt humide. Cependant, ce processus est négligeable en raison de la courte demi-vie de cette substance dans l'atmosphère et de sa faible hydrosolubilité. Certaines données semblent indiquer que la présence de bactéries et de champignons dans le sol facilitent l'élimination de l'éthylène. Cependant, comme pour le dépôt humide, ce processus n'est pas aussi efficace que les réactions chimiques atmosphériques qui sont 30 à 60 fois plus efficaces (Alberta Environment, 2003).

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Persistance et potentiel de bioaccumulation

Les données expérimentales et modélisées concernant la biodégradation et la persistance de l'éthylène dans différents milieux naturels sont présentées dans le tableau 6. Les valeurs de biodégradation modélisées pour l'éthylène indiquent que la demi-vie est inférieure à 182 jours dans l'eau et le sol. Howard et al. (1991) fournissent une estimation de la demi-vie aérobie comprise entre un et 28 jours et une demi-vie anaérobie comprise entre quatre et 112 jours. L'éthylène s'oxyde facilement dans l'atmosphère, son temps de séjour global théorique dans la troposphère variant de deux à quatre jours. De nombreuses réactions chimiques sont toutefois associées à la décomposition de l'éthylène, ce qui peut ainsi réduire sa demi-vie à quelques heures à peine (Sawada et Totsuka, 1986).

L'éthylène réagit dans l'air principalement avec les radicaux hydroxyles (OH•), mais il peut aussi réagir avec les ions nitrate (NO3) et l'ozone (O3). L'oxydation de l'éthylène peut produire du dioxyde d'azote (NO2), qui peut ensuite former de l'ozone. L'éthylène est utilisé comme critère à partir duquel d'autres produits chimiques sont mesurés pour la formation de l'ozone troposphérique. La constante de la vitesse de réaction de l'éthylène avec l'OH• est 7,9 × 10-12 cm3 molécule-1s-1 (à 298 K et 101 kPa); pour le NO3 et l'O3, les constantes de vitesse sont beaucoup plus lentes (Atkinson et al., 2006). Les calculs d'une demi-vie dans l'air dépendent fortement de la concentration d'OH• utilisée. Atkinson (2000) a constaté que la plage de concentrations de pointe de l'OH• le jour, près du niveau du sol à deux sites de l'hémisphère Nord situés à des latitudes moyennes, pendant les mois d'août et de septembre variait de 2 × 106 à 10 × 106 molécule/cm3. Prinn et al. (1995) ont calculé la moyenne annuelle, saisonnière et diurne après 24 heures d'une concentration d'OH• de 1 × 106 molécule/cm3. Il semble que la valeur 2 × 106 molécule/cm3 se trouverait dans la plage prévue pour le Canada.

Une demi-vie atmosphérique () a été calculée pour l'éthylène, en fonction de la constante de la vitesse de réaction de l'OH•, d'une concentration par défaut de l'OH• après une journée de 12 heures mentionnée ci-dessus et de l'équation suivante, développée par Leifer (1993). Cela permet d'obtenir une demi-vie atmosphérique de 1,01 jour.

D'autres estimations de la demi-vie d’oxydation atmosphérique étaient de 1,255 jour (à l'aide du modèle AOPWIN, 2000) et 1,125 jour (Alberta Environment, 2003; à l'aide des données de Prinn et al., 1992). Le ministère de l'Environnement de l'Alberta (Alberta Environment, 2003) a estimé que dans des zones urbaines plus polluées où les concentrations d'OH• peuvent atteindre
107 molécules cm­3 (Eisele et Tanner 1991), la demi-vie est seulement d'environ deux heures.

L'éthylène a une demi-vie de réaction prévue dans l'air de 1,01 jour et une demi-vie estimée dans l'eau comprise entre un et 28 jours (tableau 5). D'après un rapport d'extrapolation de 1:1:4 exprimant la demi-vie de biodégradation dans l'eau, le sol et les sédiments (Boethling et al., 1995), les valeurs des demi-vies dans le sol et les sédiments peuvent être extrapolées à partir des estimations liées à la demi-vie dans l'eau. Par conséquent, la demi-vie dans le sol est comprise entre un et 28 jours, et celle dans les sédiments va de quatre à 112 jours. Toutefois, l'éthylène ne demeurera probablement pas dans le sol et les sédiments en raison de son devenir dans l'environnement. En outre, il est peu probable que cette substance soit rejetée directement dans l'eau.

Tableau 5. Demi-vies de l'éthylène dans les milieux naturels
MilieuDemi-vie (jours)Référence
Eau1 à 28Howard et al., 1991; OCDE, 2005
Air1,01Atkinson, 2000; AOPWIN, 2000
Sol1 à 28Howard et al., 1991
Sédiments4 à 112Note de page Tableau 5[a]s.o.
Note de page Tableau 5 a

Selon les calculs effectués à l'aide du rapport d'extrapolation de 1:1:4 pour la dégradation dans l'eau, le sol et les sédiments tiré de Boethling et al., 1995.

Retour à la note de page Tableau 5[a]

Le potentiel de transport à grande distance de l'éthylène dans l'air a été estimé à l'aide de la version 3.00 du modèle TaPL3 (CEMC, 2003). La distance de transport caractéristique (DTC) de la substance ainsi obtenue est de 681 km. Selon Beyer et al. (2000), l'éthylène fait partie de la catégorie 3 (courte DTC inférieure à 700 km), et l'on considère que son potentiel de transport à grande distance dans l'air est faible.

Il n'existe aucune donnée empirique caractérisant les facteurs de bioconcentration (FBC) ou les facteurs de bioaccumulation (FBA) pour l'éthylène. Cependant, la bioaccumulation et la bioconcentration de l'éthylène dans les systèmes aquatiques devraient être limitées en raison de la faible valeur de son log Koe, soit 1,85 (Schenker et al., 2005). Puisqu'il n'existe aucune donnée expérimentale sur la bioaccumulation ou la bioconcentration de l'éthylène, on a effectué des prévisions au moyen d'un modèle de calcul du FBC et du FBA (BCFBAF, 2008). Habituellement, c'est le modèle sur le FBA qui est privilégié, car il représente l'absorption des substances chimiques à partir de l'eau et de l'alimentation. Toutefois, comme on ne prévoit aucune contribution des aliments, le FBA n'a donc pas été pris en considération. Le résultat du modèle de calcul du FBC était le suivant : 1,774 L/kg poids humide, ce qui correspond à un potentiel de bioconcentration très faible.

D'après les données ci-dessus, l'éthène n'est ni persistant ni bioaccumulable dans l'environnement.

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Potentiel d'effets nocifs sur l'environnement

Évaluation de l'exposition de l'environnement

Les données expérimentales sur la dispersion de l'éthylène dans les milieux naturels sont rares, de sorte que le modèle EQC de fugacité de niveau III (tableau 5; Mackay et al., 2003) a été utilisé. La seule voie de rejet connue au Canada est celle des rejets dans l'air. En outre, comme l’indiquent les renseignements sur la dégradation présentés dans le tableau 6, l'éthylène ne se retrouvera probablement pas dans l'eau, les sédiments ou le sol à des concentrations supérieures à celles présentes naturellement dans l'environnement. Par conséquent, seules les concentrations atmosphériques sont déclarées dans la présente section.

Bien que les concentrations d'éthylène dans l'environnement dépendent de sources naturelles et anthropiques, des concentrations invariablement supérieures sont mesurées dans des zones urbaines, en raison de la combustion de combustibles, de carburants, du charbon et du gaz naturel par les véhicules et les installations industrielles. Ces dernières peuvent aussi rejeter de l'éthylène dans le cadre de leurs procédés de production. Les concentrations ambiantes d'éthylène dans les régions éloignées et rurales du Canada étaient en général inférieures à 15 µg/m3 (Alberta Environment, 2003). Selon l'ensemble des données de dépistage de l'Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE,1998), les concentrations d'éthylène allaient de moins de 1 à 5 µg/m3 dans les sites ruraux.

Une concentration maximale d'éthylène de 573 µg/m3, assortie d'une valeur médiane de 12 µg/m3, a été mesurée dans plus de 800 échantillons d'air ambiant prélevés dans 39 villes américaines entre 1984 et 1986 (Seinfeld, 1989). En 1985, des concentrations moyennes géométriques d'éthylène dans l'atmosphère variant de 3,7 à 52,7 µg/m3 ont été déterminées dans une banlieue industrielle de Bombay, en Inde (Rao et Pandit, 1988). Dans le Nord-ouest de l'Angleterre, les concentrations moyennes géométriques d'éthylène dans l'air ambiant, pendant l'été 1983, étaient de 23,6 µg/m3 dans les échantillons d'air prélevés en milieu urbain et de 0,86 µg/m3 dans ceux recueillis en milieu rural (Colbeck et Harrison, 1985). En outre, les concentrations d'éthylène représentaient en moyenne 4,6 µg/m3 en 1980 et 2,5 µg/m3 en 1981 dans 258 échantillons d'air prélevés à Tokyo, au Japon (Uno et al., 1985).

Pendant la période s'échelonnant entre 1980 et 1993, les concentrations d'éthylène dans les milieux urbains au Canada variaient de 4 µg/m3 à une valeur élevée de 113 µg/m3 en situation d'inversion hivernale à Calgary (Alberta Environment, 2003; Reid et Watson, 1985). De 1995 à 2000, la surveillance des concentrations atmosphériques a été assurée par la Clean Air Strategic Alliance (CASA, 2008) à Edmonton et Calgary. La plage de concentrations à Edmonton variait de 0,29 à 71,5 µg/m3, avec une moyenne de 7,3 µg/m3 dans le centre urbain, tandis qu'à Calgary, elle était comprise entre 1,2 et 31,7 µg/m3, avec une moyenne de 7,5 µg/m3. Dans les deux villes, plus de 80 % des données de surveillance étaient inférieures à 10 µg/m3.

De 2000 à 2009, les données sur les concentrations atmosphériques de 49 sites du Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique (RNSPA) d'Environnement Canada (Environnement Canada, 2011b) ont été analysées. La durée des périodes d'échantillonnage était de quatre heures ou de 24 heures, selon le site et d'autres paramètres (de nombreux sites ont été échantillonnés pendant quatre heures). Tous les sites ont été classés comme éloignés (sites de référence), ruraux ou urbains en fonction de leurs emplacements respectifs au Canada et de leur proximité par rapport aux villes et aux cantons (sites urbains), aux zones semi-aménagées et agricoles (sites ruraux), ou aux zones qui étaient considérées comme très peu touchées (sites éloignés). Les différences relevées entre ces trois types de sites ont fait l'objet d'études au moyen des valeurs moyennes de chaque site, dans le cadre d'une analyse de la variance suivie de comparaisons par paire à l'aide du test de Tukey (Minitab, 2005). Une différence statistiquement significative a été observée entre les groupes (P  inférieur(e) à  0,001); des différences par paires importantes ont aussi été constatées entre les sites urbains et ruraux, ainsi qu'entre les sites urbains et de référence. Le tableau 6 présente les concentrations atmosphériques sur les trois différents types de sites pour deux périodes : de 2000 à 2003 et de 2005 à 2009.

La concentration d'éthylène dans les zones urbaines était beaucoup plus élevée que celle relevée dans les zones rurales et de référence. Cette différence était probablement attribuable aux émissions des véhicules et à la présence de sources industrielles d'éthylène. Même si deux des stations de surveillance du RNSPA sont liées à des sources industrielles de pollution, le reste des stations ne le sont pas; par conséquent, il était impossible de procéder à une analyse statistique de la cooccurrence de l'éthylène et des industries. Les responsables des quelques programmes de surveillance réalisés dans les installations pétrochimiques ont fait état de concentrations d'éthylène très variables. Une installation en Alberta a détecté une plage de concentrations variant de 2,29 à 232,74 µg/m3 entre mai et septembre de la même année, soit en l'an 2000 (la moyenne maximale après six heures pour le mois), la valeur moyenne étant de 48,6 µg/m3 (Alberta Environment, 2003). Les zones à proximité de ces installations sont celles où sont enregistrées des valeurs de pointe de l'éthylène plus élevées.

La concentration quotidienne (tableau 6) la plus élevée issue de la surveillance de la qualité de l'air effectuée récemment (2009) en milieu urbain était de 32,9 µg/m3, valeur signalée sur un site à Sarnia, en Ontario. Le site comporte plusieurs industries qui produisent ou utilisent de l'éthylène, et les concentrations atmosphériques de cette substance qui y sont mesurées sont extrêmement variables. La concentration d'éthylène moyenne dans les zones urbaines au Canada a diminué sur une période de 10 ans entre 2000 et 2009. La moyenne entre 2000 et 2003 était de 2,03 µg/m3, tandis que celle pour la période entre 2005 et 2009 était de 1,70 µg/m3.

De 2005 à 2009, la plus forte concentration quotidienne sur les sites ruraux (tableau 6) au Canada était de 7,5 µg/m3 dans la ville de Quesnel, en Colombie-Britannique (Environnement Canada, 2011b). La concentration d'éthylène moyenne aux sites de surveillance ruraux a légèrement augmenté en passant de 0,34 µg/m3 entre 2000 et 2003 à 0,46 µg/m3 entre 2005 et 2009; on ignore s'il s'agit d'une tendance réelle ou simplement d'un écart dans les données.

La plus forte concentration quotidienne mesurée dans des sites éloignés partout au Canada entre 2005 et 2009 (tableau 6) était de 1,7 µg/m3, ce qui indique très peu de changement par rapport à la période comprise entre 2000 et 2003. La concentration moyenne d'éthylène était de 0,23 µg/m3 entre 2000 et 2003 et de 0,21 µg/m3 entre 2005 et 2009. On peut raisonnablement déclarer que les concentrations d'éthylène dans des régions éloignées du Canada sont très faibles, qu'elles n'ont pas sensiblement changé récemment et que cette substance n'est pas transportée sur de grandes distances à partir des sites présentant de plus fortes concentrations.

Tableau 6. Concentrations atmosphériques quotidiennes mesurées dans les différents types de sites pour les périodes allant de 2000 à 2003 et de 2005 à 2009 (Environnement Canada, 2011b)

A) 2000-2003
Type de siteConcentration
minimale
en µg/m3
Concentration
maximale
Concentration
moyenne
Points de
données
(n)
Sites éloignés (n = 5)0,011,800,23519
Sites ruraux (n = 9)0,035,570,341 653
Sites urbains (n = 35)0,0538,432,033 252
B) 2005-2009
Type de siteConcentration
minimale
en µg/m3
Concentration
maximale
Concentration
moyenne
Points de
données
(n)
Sites éloignés (n = 5)0,011,700,211 841
Sites ruraux (n = 9)0,057,50,467 010
Sites urbains (n = 35)0,10232,91,7010 521

Les données canadiennes relatives au rejet d'éthylène provenant de sites industriels ont été fournies à la fois par l'industrie et par des associations environnementales régionales; elles représentent une surveillance effectuée soit uniquement aux limites des propriétés industrielles (déclarations industrielles), soit à la fois aux limites de ces propriétés et plus loin (surveillance effectuée par des associations environnementales).

Si l'on ne tient compte que des déclarations industrielles, la fourchette des concentrations maximales sur trois jours, durant toute une année, déclarées de 2007 à 2012 par diverses installations aux limites des propriétés, était comprise entre 6 µg/m3 et 78 µg/m3; la moyenne était de 27 µg/m3 et la médiane, de 22 µg/m3. La majorité des valeurs maximales sur trois jours étaient comprises entre 10 et 35 µg/m3. Toutes les mesures prises en considération sont des mesures hors site situées à proximité d'industries produisant de l'éthylène (NOVA Chemicals, 2013; Dow Chemicals, 2013).

La concentration moyenne annuelle déclarée par l'industrie va de 1,0 µg/m3 à 5,6 µg/m3, la moyenne à la limite de la propriété étant de 3,5 µg/m3 au Canada (NOVA Chemicals, 2013; Dow Chemicals, 2013).

La surveillance régionale de l'éthène a été effectuée par une association environnementale dans la région de Sarnia-Lambton, en Ontario. Dans cette région, on trouve plusieurs sources industrielles d'éthène ainsi que des émissions automobiles et urbaines (y compris celles causées par une autoroute provinciale majeure). Les données horaires recueillies de janvier 2008 à décembre 2012 dans cette zone industrielle urbanisée ont été fournies, et des moyennes sur trois jours ont été calculées aux fins de comparaison avec les données de l'industrie. Les concentrations d'éthylène moyennes maximales sur trois jours étaient comprises entre 4 et 140 µg/m3; la valeur maximale moyenne était de 26 µg/m3 et la valeur médiane, de 17 µg/m3 (SLEA, 2013). Les données de cinq stations de surveillance ont été fournies. Trois d'entre elles se trouvaient aux limites de propriétés industrielles, tandis que les deux autres étaient situées plus loin. Les deux stations les plus éloignées étaient séparées par une distance d'environ 13 kilomètres.

Les données de surveillance environnementale pour la période 2008-2012 dans la région de Sarnia-Lambton indiquaient une moyenne sur trois jours anormalement élevée de 280 µg/m3 en 2012. Une enquête plus approfondie a révélé que cette valeur avait été causée par un événement n'ayant duré que six heures en début de matinée le 3 août 2012, lorsque les concentrations d'éthylène ont atteint un sommet aux cinq stations de surveillance de la région. La cause de cette augmentation est inconnue, mais elle était atypique. Étant donné que cet événement était isolé, qu'il était de très courte durée et que les concentrations d'éthylène sont revenues à leurs valeurs précédentes, ces données n'ont pas été prises en considération dans l'évaluation des risques.

Évaluation des effets écologiques

Plantes terrestres

L'éthylène est produit et utilisé comme une hormone chez les plantes d'espèce supérieure, de sorte qu'il agit sur de nombreux processus de croissance et de développement en fonction de la concentration, de l'étape de croissance durant l'exposition et de la durée de l'exposition. De nombreux effets de croissance sont réversibles s'ils ne perdurent pas; cependant, les processus de développement ne sont souvent pas réversibles si le processus se produit sur une courte période, comme la formation de fleurs. L'exposition à l'éthylène favorise une abscission (perte) des feuilles et une croissance épinastique (enroulement des feuilles) précoces. Elle peut retarder la croissance des racines en plus d'avoir une incidence sur les processus de développement qui participent à la reproduction, tels que la formation et le développement de boutons à fleurs, la maturation des fruits et l'étendue de floraison (Blankenship et Kemble, 1996; Alberta Environment, 2003). Les effets sur la floraison ont comme incidence de réduire la capacité de reproduction. Quant aux effets sur les racines et les feuilles, ils peuvent freiner la croissance. Toutefois, étant donné que l'éthylène est une substance de croissance, les effets ne sont pas tous nocifs. Une concentration atmosphérique d'environ 12 µg/m3 favorise la croissance de nombreuses plantes si l'exposition a lieu au bon moment, et elle peut les protéger contre la perte d'eau (Reid et Watson, 1985). L'industrie agricole exploite ces effets en utilisant l'éthylène pour faire mûrir les fruits cueillis avant maturité et pour retarder l'éclosion des fleurs pendant leur transport vers les marchés.

À des concentrations atmosphériques comprises entre 5,6 et 12 µg/m3, des effets positifs et négatifs commencent à apparaître chez diverses espèces végétales (voir les tableaux 7a et 7b). Certaines céréales comme l'orge et l'avoine semblent extrêmement sensibles à l'éthylène à des concentrations atmosphériques aussi faibles que 34,4 µg/m3; elles présentent en effet une réduction de la production des graines de 63 % (Archambault et Li, 2000). Les feuilles des tomates s'enroulent légèrement à 11,45 µg/m3 et l'élongation de l'axe épicotylé des pois est réduite pendant la germination; toutefois, la production de graines de canola augmente à 12 µg/m3 (Blankenship et Kemble, 1996; Goeschel et Kays, 1975; Reid et Watson, 1985). Les conifères (épinette et pin) ne présentent pas d'effets à des concentrations aussi élevées que 1,374 µg/m3 pendant de courtes périodes d'exposition (une heure) (Archambault et Li, 2001). Goeschl et Kays (1975) laissent entendre que l'étape de développement peut influencer le type de réaction à l'éthylène, ainsi que la durée d'exposition (Dueck et al., 2003), et permettre de déterminer si les plantes ont une période de rétablissement (Tonneijck et al., 2000). Certains auteurs semblent indiquer que l'absence de période de rétablissement est la raison pour laquelle les plantes utilisées dans le cadre d'expériences semblent être plus sensibles à l'éthylène que celles exposées dans le monde réel, où l'exposition n'est pas constante et est souvent de courte durée (Tonneijck et al., 2003).

L'augmentation des fermetures stomatiques touchait les pommes de terre (Solanum sp.) exposées à 515 µg/m3 d'éthylène pendant jusqu'à 12 heures à la lumière du jour, ce qui réduisait la photosynthèse jusqu'à trois jours consécutifs. Une exposition similaire dans l'obscurité n'a pas eu d'incidence sur la photosynthèse. Les pommes de terre pour lesquelles on a observé des réductions de la photosynthèse se sont rétablies en 48 heures (Dueck et al., 2003). Lorsqu'elles étaient exposées à l'éthylène à 515 µg/m3 pendant plus de 12 heures, des dommages irréversibles de l'appareil de photosynthèse s'ensuivaient (Dueck et al., 2003; Archambault et Li, 2001; tableau 7b).

Il est difficile de prévoir la réaction d'une espèce particulière à l'éthène exogène. Des espèces étroitement apparentées peuvent réagir différemment et même parmi les espèces agronomiques, des cultivars peuvent répondre à l'éthène de manière différente. Dans le cas de l'orge (Hordeum vulgare), le cultivar « Harrington » était très sensible à l'éthène, contrairement au cultivar « AC Lacombe » (Archambault et al., 2006). Rajala et al. (2002) ont constaté que l'orge et l'avoine (céréales) étaient sensibles à l'éthylène, mais que le blé et le riz ne l'étaient pas. Fiorani et al. (2002) ont observé que parmi les quatre espèces du genre de graminées Poa, deux espèces ont répondu de façon positive aux faibles concentrations d'éthylène, tandis que les deux autres ont répondu négativement. Cette réaction était davantage fondée sur le type de croissance que sur d'autres attributs apparents des plantes.

Tableau 7a. Exposition chronique à l'éthylène (plus de 14 jours) et effets sur les espèces végétales canadiennes
EspèceConcentration atmosphérique d'éthylène
(µg/m3)
Période d’expositionEffetRéférence
Orge (Hordeum vulgare, cultivar [cv.] Harrington)5,6s.o.CSENO/Seuil d'une baisse de 10 % du rendement en grainsNote de page Tableau 7a[a]Archambault et Li, 2001
Mélange d'espèces végétales6,128 joursSeuil des effets épinastiquesTonneijck et van Dijk, 2000
Avoine (Avena sativa L., cv. Random)8100 joursDiminution de 22 % du nombre de fleurons par planteReid et Watson, 1985
Tomate (Lycopersicon esculentum) « Red Robin »11,45de 56 à 77 joursAucun effet sur la nouaisonBlankenship et Kemble, 1996
Tomate (Lycopersicon esculentum) « Red Robin »11,4550 jours38 % d'incidence de la croissance épinastique modérée des feuillesBlankenship et Kemble, 1996
Canola (Brassica campestris L.)1287 joursAugmentation du rendement en grains par plante de 188 %Reid et Watson, 1985
Orge (Hordeum vulgare, cv. Harrington)34,414 joursRéduction de 63 % du rendement en grainsArchambault et Li, 2001
Canola (Brassica campestris L.)4187 joursAucune différence par rapport au groupe témoinReid et Watson, 1985
Avoine (Avena sativa L., cv. Random)41100 joursDiminution de 42 % du nombre de fleurons par planteReid et Watson, 1985
Canola (Brassica campestris L.)5731 joursRéduction de 20 % du rendement en grainsArchambault et Li, 2001
Blé (Triticum aestivum L.)57de 20 à 25 joursRéduction de 37 % du rendement en grainsKlassen et Bugbee, 2002
Riz (Oryza sativa L.) « Super Dwarf »5749 joursRéduction de 50 % du rendement en grainsKlassen et Bugbee, 2002
Tomate (Lycopersicon esculentum) « Red Robin »57,25de 56 à 77 joursRéduction de la nouaison jusqu'à 85 %Blankenship et Kemble, 1996
Lis de Pâques (Lilium longiflorum)5877 joursRetardement de la floraison, interruption de la formation de boutons et déformation de ceux-ciBlankenship et al., 1993
Orge (Hordeum vulgare, cv. Harrington)70,9s.o.Seuil d'une baisse de 25 % du rendement en grainsArchambault et Li, 2001
Tomate (Lycopersicon esculentum) « Red Robin »114,5de 56 à 77 joursNombre de fruits manquant à 100 %Blankenship et Kemble, 1996
Tomate (Lycopersicon esculentum) « Red Robin »114,550 joursAucun effet sur la hauteurBlankenship et Kemble, 1996
Canola (Brassica campestris L.)17587 joursRéduction du rendement en grains par plante de 53 %Reid et Watson, 1985
Note de page Tableau 7a a

Ces données sont fondées sur une relation bilogarithmique rassemblant toutes les données à court et à long terme d'Archambault et Li (2001). Cela représente la concentration à laquelle une baisse de 10 % du rendement en grains peut se produire et que l'on considère comme une CSENO.

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Tableau 7b. Exposition aiguë à l'éthylène (moins de 3 jours) et effets sur les espèces végétales canadiennes
EspèceConcentration atmosphérique d'éthylène
(µg/m3)
Période d’expositionEffetRéférence
Pois (Pisum sativum L.)11,52,5 jours8,5 ± 2,5 % de diminution de l'élongation de l'axe épicotyléGoeschl et Kays, 1975
Ipomée tricolore (Ipomoea tricolor Cav.)12supérieur(e) ou égal(e) à 1 heureAugmentation de la sénescence des pétalesHanson et Kende, 1975
Rose (Rosa sp., cv. Lovely Girl)232 joursInhibition de l'éclosion des fleursReid et al., 1989
Orge (Hordeum vulgare, cv. Harrington)573 joursRéduction de 41 % du rendement en grainsArchambault et Li, 2001
Oeillet des fleuristes (Dianthus caryophyllus)582 joursAugmentation de la sénescence des fleursWoltering et Harkema, 1987
Tomate (Lycopersicon esculentum, cv. Mill)581 jourInhibition partielle de l'élongation des racinesKonings et Jackson, 1979
Moutarde blanche (Sinapis alba)581 jourInhibition de l'élongation des racines de 20 %Konings et Jackson, 1979
Pois (Pisum sativum L.)1242,5 joursDiminution de l'élongation de l'axe épicotylé de 50 %Goeschl et Kays, 1975
Pin tordu latifolié
pin (Pinus contorta)
1 37412 heuresAucun effet sur la germination, la vigueur ou la croissanceArchambault et Li, 2001
Épinette blanche (Picea glauca)1 37412 heuresAucun effet sur la germination, la vigueur ou la croissanceArchambault et Li, 2001

La valeur critique de toxicité (VCT) pour les effets nocifs était fondée sur les concentrations sans effet nocif observé (CSENO) obtenues à partir de l'étude suivante. Archambault et Li (2001) ont établi une relation dose-réponse pour déterminer une concentration seuil qui se rapprocherait d'une baisse de 10 % du rendement en grains, et ce, en rassemblant toutes les données sur les effets à court terme et à long terme concernant l'orge cv. Harrington, le cultivar le plus sensible de l'étude. La diminution de 10 % du rendement en grains a été déterminée comme la limite de détection d'un changement du rendement en grains dans leurs essais biologiques. Par conséquent, il s'agirait d'une concentration sans effet nocif observé dans le cadre de leur étude. Néanmoins, les données sur les effets à court terme étaient probablement de trop courte durée pour causer un effet permanent ou irréversible; la diminution de 10 % du rendement en grains n'est donc pas réputée significative. À partir de la courbe dose-réponse, Archambault et Li (2001) ont également déterminé qu'une concentration de 70,9 µg/m3 serait requise pour entraîner une diminution de 25 % du rendement en grains. Par conséquent, on a choisi la valeur de 5,6 µg/m3 comme valeur critique de toxicité prudente à long terme pour les espèces de plantes sensibles, selon la fonction dose-réponse de l'orge d'Archambault et Li (2000).

La valeur de 57 µg/m3 sera utilisée comme valeur critique de toxicité à court terme, car elle reflète une diminution de 41 % du rendement en grains après trois jours d'exposition à un cultivar sensible de l'orge (tableau 8b; Archambault et Li, 2001). Toutefois, il convient de noter qu'Archambault et Li (2001) ont soumis deux cultivars de l'orge à des essais et qu'ils ont utilisé le cultivar le plus sensible (cv. Harrington), car il montrait une sensibilité accrue à l'éthylène par rapport à l'autre cultivar (cv. AC Lacombe). Par conséquent, les deux valeurs critiques de toxicité indiquent non seulement une espèce sensible, mais également un cultivar sensible au sein de cette espèce.

Hanson et Kende (1975) ont découvert que la sénescence des pétales de l'ipomée de Horsfall augmentait après une exposition pendant moins d'une heure à une concentration de 12 µg/m3. Cependant, il convient de souligner qu'il s'agissait de pétales détachés et non de plantes entières; par conséquent, on estime que cette étude n'est pas pertinente pour l'extrapolation aux plantes entières. En outre, les études qui visaient les effets de l'épinastie n'ont pas été jugées pertinentes, car on considère que l'épinastie n'est pas un effet nocif, mais simplement un indicateur de la présence de concentrations élevées d'éthylène.

Autres organismes terrestres

On n'a trouvé aucune donnée relative aux effets sur les invertébrés ou les oiseaux, à savoir les espèces qui sont les plus susceptibles d'être exposées à l'éthylène.

Les concentrations d'éthylène mises à l'essai dans les études suivantes sont réputées supérieures aux concentrations prévues dans l'environnement au Canada. L'exposition aux concentrations d'éthylène qui sont normalement mesurées dans l'environnement n'a pas entraîné d'effets toxiques au terme de l'exposition chez des rats (voir l'annexe 2 pour en savoir plus). Une exposition à court terme de rats Fischer 344 mâles n'a entraîné aucun effet toxique après cinq heures à une concentration de 11 500 mg/m3 d'éthylène (Guest et al., 1981). On a observé une toxicité subchronique (apparition de lésions nasales) à l'issue d'une exposition de 65 jours de rats Wistar et Fisher 344 mâles à une concentration de 11 472 mg/m3 d'éthène (6 heures par jour, 5 jours par semaine) (USEPA, 2009a). Une étude à long terme menée sur des rats Fischer 344 mâles et femelles exposés durant deux ans à une concentration de 3 450 mg/m3 d'éthylène (6 heures par jour, 5 jours par semaine) n'a révélé aucun effet cancérogène important (CIIT, 1979; Hamm et al., 1984).

La concentration minimale avec effet nocif observé (CMENO) à court terme concernant les effets subchroniques sur les mammifères est de 11 500 mg/m3 et la concentration minimale sans effet nocif observé (CSENO) à long terme concernant la toxicité pour le développement et la reproduction est de 5 750 mg/m3, et ce, sans effet nocif observé sur la performance de reproduction, la fertilité ou la grossesse (Aveyard et al., 1996; cité dans OCDE, 1998).

Organismes aquatiques

Comme l'éthylène ne devrait pas être rejeté dans l'eau, on ne prévoit donc aucune exposition dans ce milieu. En outre, aucune étude empirique appropriée sur la toxicité concernant les espèces aquatiques n'a été relevée.

Les valeurs estimées de la concentration létale médiane (CL50) en milieu aquatique après 96 heures provenant des modèles de relations quantitatives structure-activité (RQSA) varient de 50 à 116 mg/L pour différentes espèces de poissons et celles de la CL50 concernant les daphnies varient de 53 à 153 mg/L (OCDE, 2005). On a estimé une CSENO de 37 mg/L pour les daphnies après une exposition de 16 jours et une CSENO de 13 mg/L pour la tête-de-boule après une exposition de 28 jours (OCDE, 2005). Étant donné que l'éthylène ne devrait pas être rejeté dans l'eau, ces concentrations sont considérées comme très improbables pendant de telles périodes. C'est pourquoi les résultats des modèles ne sont pas jugés fiables.

Caractérisation des risques écologiques

La démarche suivie dans la présente évaluation a consisté à examiner les renseignements scientifiques disponibles et à tirer des conclusions en appliquant la méthode du poids de la preuve et en tenant compte du principe de prudence comme l'exige la LCPE. Sont au nombre des éléments de preuve pris en considération des renseignements sur les sources et le devenir dans l'environnement, la persistance, le potentiel de bioaccumulation, ainsi que l'écotoxicité de la substance.

Des analyses du quotient de risque intégrant les expositions connues ou potentielles ayant des effets nocifs connus ou potentiels sur l'environnement ont également été effectuées concernant l'éthylène. Seuls les scénarios d'exposition dans l'air ont été pris en compte dans la présente évaluation, en raison du faible potentiel d'exposition à l'éthylène dans l'eau, le sol et les sédiments. Les plantes terrestres ont été choisies comme étant les récepteurs écologiques les plus sensibles à l'éthylène dans ce milieu.

Sélection des scénarios d'exposition

Afin d'estimer le risque pour les écosystèmes canadiens, quatre scénarios ont été élaborés en fonction de régimes d'exposition à court terme et à long terme, lesquels étaient assortis de leurs propres concentrations environnementales estimées (CEE). En se fondant sur une analyse initiale des données de surveillance de la qualité de l'air au Canada, des sites ruraux et urbains ont été déterminés comme étant potentiellement exposés à des risques liés aux émissions d'éthylène provenant probablement de moteurs automobiles. Ces données de surveillance ont été utilisées afin d'établir la moyenne des concentrations à court terme et à long terme pour les zones rurales et urbaines. Les émissions industrielles ont également été évaluées à l'aide de deux scénarios, en fonction de régimes d'exposition à court terme et à long terme. On a utilisé des données de surveillance industrielles et régionales pour élaborer des scénarios de la pire éventualité; ces données comprenaient les données de surveillance dans la région de Sarnia-Lambton, qui combinaient à la fois les concentrations industrielles et les concentrations ambiantes d'éthène, et un cas ordinaire utilisant la moyenne annuelle des données sur les rejets pour toutes les installations industrielles au Canada.

Scénarios d'exposition à l'air ambiant en milieu urbain et rural

Deux scénarios d'exposition ont été élaborés pour déterminer si les concentrations d'éthylène dans l'air ambiant en milieu rural et urbain au Canada représentent un risque pour la végétation, tant à court qu'à long terme. Chaque scénario repose sur des données de surveillance de l'air ambiant provenant de sites ruraux ou urbains répartis dans l'ensemble du Canada, et ces données sont comparées à des seuils à court et à long terme afin de déterminer les répercussions néfastes potentielles pour la végétation. Ces valeurs représentent les rejets d'éthylène annuels moyens enregistrés entre 2005 et 2009 à l'échelle du Canada.

D'après les concentrations atmosphériques mesurées sur les sites dans l'ensemble du Canada de 2005 à 2010, les concentrations environnementales estimées (CEE) pour les scénarios d'exposition à l'air ambiant à long terme étaient fondées sur les concentrations quotidiennes moyennes, mesurées d'avril à septembre, soit 0,3 µg/m3 et 1,4 µg/m3 pour les zones rurales et urbaines, respectivement (tableau 8). Dans le cadre de scénarios d'exposition à l'air ambiant à court terme, les concentrations maximales de 3,2 µg/m3 et 32,9 µg/m3 ont été utilisées en tant que CEE pour les zones rurales et urbaines, respectivement.

Scénarios d'exposition sur les sites industriels

Deux scénarios d'exposition industrielle, soit un scénario moyen (c.-à-d., représentatif d'un cas ordinaire) et un scénario de la pire éventualité, ont été mis au point à partir des données industrielles et régionales de surveillance de la qualité de l'air. On a comparé aussi bien le scénario moyen que celui de la pire éventualité aux seuils d'exposition des plantes à court et à long terme.

Pour le scénario moyen d'exposition industrielle, une CEE relative à l'exposition à court terme de 26 µg/m3 a été déterminée à l'aide de la concentration maximale moyenne sur trois jours déclarée pour la région de Sarnia-Lambton, en Ontario, entre 2008 et 2012 (tableau 8; SLEA, 2013). Une CEE de 3,5 µg/m3, représentative de l'exposition à court terme, a été choisie en se basant sur la concentration moyenne annuelle déclarée par l'industrie (Dow Chemicals, 2013; NOVA Chemicals, 2013) pour des sites situés à proximité de la limite de la propriété d'industries qui rejetaient de l'éthylène entre 2007 et 2012 (tableau 8).

Quant au scénario réaliste de la pire éventualité dans les industries, les concentrations environnementales estimées ont aussi été déterminées au moyen des données de surveillance de la région de Sarnia-Lambton, en Ontario. Une CEE d'exposition à court terme de 140 µg/m3 a été déterminée en fonction de la plus forte concentration maximale mesurée sur trois jours et déclarée par l'industrie et l'association environnementale (tableau 8; Dow Chemicals, 2013; NOVA Chemicals, 2013; SLEA, 2013). En outre, une CEE d'exposition à long terme de 5,6 µg/m3 a été déterminée en fonction de la plus forte concentration moyenne annuelle déclarée par l'industrie (tableau 8; Dow Chemicals, 2013; NOVA Chemicals, 2013).

Tableau 8. Sommaire des concentrations environnementales estimées (µg/m3) pour les scénarios d'exposition en milieu urbain, rural et industriel
ScénarioConcentration environnementale estimée (µg/m3)
À court terme
Concentration environnementale estimée (µg/m3)
À long terme
Air ambiant en milieu urbain32,9Note de page Tableau 8[a]1,4[a]
Air ambiant en milieu rural3,2[a]0,3[a]
Moyenne en milieu industriel26Note de page Tableau 8[c]3,5Note de page Tableau 8[b]
Pire éventualité en milieu industriel140[c]5,6[b]
Note de page Tableau 8 a

Environnement Canada, 2011b : les concentrations à court terme reflètent les valeurs maximales quotidiennes, tandis que les concentrations à long terme représentent la moyenne des concentrations quotidiennes.

Retour à la note de page Tableau 8[a]

Note de page Tableau 8 b

NOVA Chemicals, 2013; Dow Chemicals, 2013

Retour à la note de page Tableau 8[b]

Note de page Tableau 8 c

SLEA, 2013

Retour à la note de page Tableau 8[c]

Sélection des récepteurs écologiques

En général, on détermine les concentrations estimées sans effet (CESE) en divisant une valeur critique de toxicité (VCT) par un facteur d'évaluation. Un facteur d'évaluation de 1 a été appliqué pour les plantes terrestres étant donné que les données disponibles englobaient tout un éventail d'espèces, y compris des espèces vulnérables. Les données de toxicité comprenaient des études menées en laboratoire et sur le terrain. Comme les études de laboratoire sont axées sur une exposition continue, elles présentent des résultats indiquant une sensibilité supérieure à l'éthylène que les expositions sur le terrain; par conséquent, aucun facteur d'évaluation n'a été jugé nécessaire pour représenter la variabilité entre le laboratoire et le terrain. La valeur critique de toxicité représentait généralement la valeur d'écotoxicité la plus faible sélectionnée à partir d'un ensemble de données disponibles et acceptables. Pour la présente évaluation, on a choisi deux VCT afin de représenter les plantes terrestres dans des scénarios d'exposition à court et à long terme.

On a choisi une valeur critique de toxicité de 5,6 µg/m3 pour représenter une concentration à laquelle on n'a observé aucun effet à long terme sur une vaste sélection de plantes (Archambault et Li, 2001). Dans le cas des expositions à court terme, une valeur critique de toxicité de 57 µg/m3 a été choisie pour traduire une diminution de 41 % du rendement en grains d'un cultivar sensible de l'orge (Archambault et Li, 2001).

Discussion concernant les résultats d'une analyse du quotient de risque

Le tableau 9 présente un sommaire des CEE, des CSENO et du quotient de risque pour les scénarios de concentrations ambiantes en milieu urbain et rural. Les quotients de risque indiquent que les concentrations ambiantes d'éthylène ne comportent aucun risque à court ou à long terme pour les plantes dans les milieux urbains ou ruraux.

Tableau 9. Sommaire des analyses du quotient de risque (QR) pour les concentrations d'éthène dans les zones rurales et urbaines, 2005-2009
Scénarios d'exposition des plantes en été (d'avril à septembre)CEE
µg/m3
VCT
µg/m3
Facteur d'évaluationCESE
µg/m3
QR
Zones rurales À court terme1,4570570,02
Zones rurales À long terme0,35,605,90,05
Zones urbaines À court terme32,9570570,6
Zones urbaines À long terme1,45,605,90,3

Le tableau 10 présente le résumé des calculs du quotient de risque pour les rejets industriels. En ce qui concerne la pire éventualité réaliste concernant les rejets industriels, le quotient de risque est de 2,4 pour les expositions à court terme et de 1 pour les expositions à long terme. Quant au cas ordinaire des rejets industriels, le quotient de risque est de 0,5 pour les expositions à court terme et de 0,6 pour les expositions à long terme. Ces analyses du quotient de risque indiquent que l'éthylène pourrait comporter des risques à court terme pour la végétation terrestre locale en raison des rejets des installations industrielles dans le cadre du scénario de la pire éventualité, tel que l'indique le quotient de risque de 1 ou plus.

Tableau 10. Résumé des analyses du quotient de risque (QR) pour les rejets industriels d'éthylène de 2007 à 2012
Scénarios d'exposition des plantes en été (d'avril à septembre)CEE
µg/m3
VCT
µg/m3
Facteur d'évaluationCESE
µg/m3
QR
Scénario réaliste de la pire éventualité À court terme140570572,4
Scénario réaliste de la pire éventualité À long termeNote de page Tableau 10[a]5,65,605,61Note de page Tableau 10[b]
Scénario moyen (cas ordinaire) À court terme26570570,5
Scénario moyen (cas ordinaire) À long terme[a]3,55,605,60,6
Note de page Tableau 10 a

Ces valeurs reflètent les concentrations annuelles et, à ce titre, elles ne se limitent pas à la période comprise entre avril et septembre.

Retour à la note de page Tableau 10[a]

Note de page Tableau 10 b

Il s'agit d'une CSENO.

Retour à la note de page Tableau 10[b]

À partir de la CESE de 57 µg/m3 pour un effet sur le rendement en grains d'une plante cultivée sensible (Archambault et Li, 2001), il est possible de calculer le nombre de jours où la moyenne sur trois jours dépassait ce seuil de 2008 à 2012. Seules les données soumises par le SLEA (2013) convenaient à ce calcul. Au total, 14 incidents dans tout l'ensemble de données présentaient des moyennes sur trois jours supérieures à ce seuil et, parmi ces jours, seuls sept dépassements ont eu lieu entre avril et septembre, ce qui représentait 0,002 % des jours disponibles (SLEA, 2013). Les dépassements ne se sont produits qu'aux sites se trouvant tout près de la source (c.-à-d. à la limite de la propriété); aucun d'entre eux n'a eu lieu plus loin. Cela représente une moyenne approximative d'une occurrence à court terme par année près des sites industriels rejetant de l'éthylène, d'une concentration suffisante pouvant causer des dommages aux plantes.

Pour le scénario industriel réaliste de la pire éventualité, un quotient de risque de 1 a été obtenu en utilisant une CESE de 5,6 µg/m3 pour une diminution estimée de 10 % du rendement en grains de l'orge cv. Harrington, le cultivar le plus sensible d'une espèce sensible mise à l'essai (Archambault et Li, 2001). À cette concentration, on n'a trouvé aucun effet sur les plantes, indépendamment du temps d'exposition, comme Archambault et Li (2001) considéraient que cette valeur était équivalente à la concentration témoin, ou de référence. À cette concentration, on n'a décelé aucun effet sur les plantes, indépendamment du temps d'exposition; Archambault et Li (2001) estimaient d'ailleurs que cette valeur équivalait à la concentration témoin, ou de référence. Cela dit, la concentration de 5,6 µg/m3 était considérée comme une valeur prudente qui allait protéger les plantes de toutes les répercussions.

Dans ce scénario, on présume que les plantes seront exposées continuellement à une concentration d'éthylène, ce qui n'est pas le cas d'après les données de surveillance. Les concentrations d'éthylène varient considérablement en fonction du moment de la journée et de la période de l'année. Il est probable que ces concentrations ne demeurent pas aux niveaux les plus élevés pendant de longues périodes, ce qui permettrait le rétablissement de la plupart des plantes. En raison de ces facteurs, le scénario industriel de la pire éventualité ne devrait pas causer de répercussions à long terme sur les plantes.

L'exposition atmosphérique des plantes à l'éthylène dépend fortement de plusieurs facteurs externes. Les études de laboratoire exposent fréquemment les plantes à des sources d'éthylène continues, tandis que l'exposition environnementale est beaucoup plus variable : elle subit l'influence d'éléments comme le vent, les conditions météorologiques et la variabilité des rejets par les cheminées au cours d'une année et, bien souvent, elle n'est pas soutenue pendant de longues périodes. Étant donné que l'exposition sera discontinue, les plantes peuvent se rétablir après une exposition à l'éthylène avant d'être exposées de nouveau. La propension au rétablissement ou à la réversibilité des effets, toutefois, dépend de la concentration et de la durée d'exposition, ainsi que de la nature et la portée des effets et de l'espèce de plante, ce qui complique l'estimation des répercussions de l'éthène dans l'environnement.

Tonneijck et al. (2000) ont étudié les effets de l'exposition à l'éthène de la pomme de terre, une espèce connue pour sa sensibilité à l'éthène, sur une période de dix ans à proximité de cinq installations industrielles émettant de l'éthène.v Dans cette étude, les niveaux d'émission étaient largement supérieurs à ceux estimés pour les zones adjacentes aux entreprises produisant de l'éthylène au Canada; en effet, les concentrations horaires maximales allaient de 307 à 7 276 µg/m3 à 1 000 m sous le vent à partir de la source d'émission. Malgré ces niveaux élevés, le rendement en plantes dans la zone voisine n'a pas subi les répercussions des taux d'émission de l'éthylène. Tonneijck et al. (2003) ont également utilisé le même site et le même plan pour leur étude sur le pétunia et la tagète, des plantes plus sensibles à l'éthylène, mais ils ont constaté que le nombre de fleurs ne changeait pas par rapport aux plantes témoins à des distances comprises entre 400 et 460 mètres sous le vent, et qu'il augmentait par rapport aux plantes témoins à une distance allant jusqu'à 1 000 mètres. Les plantes se trouvant plus près de la source des émissions perdaient leurs fleurs et leur taux de croissance moyen diminuait.

Dueck et al. (2003) ont utilisé de fortes concentrations d'éthylène (portée : de 230 à 920 µg/m3) qu'ils ont injectées au niveau du sol dans des chambres à toit ouvert sur des pommes de terre cultivées dans le champ. Ils ont constaté que les feuilles de pomme de terre se rétablissaient complètement après 12 heures d'exposition et trois jours de temps de rétablissement. Globalement, il y avait une diminution du nombre de grappes de fleurs; toutefois, le rendement en pommes de terre (y compris la taille ou la fréquence des pommes de terre malformées) n'était pas touché, indépendamment de la concentration ou de la fréquence du traitement avec l'éthylène.

D'autres études ont révélé que si l'exposition à l'éthylène se terminait avant que ne surviennent des effets irréversibles (la chute des feuilles, par exemple), les plantes étaient en mesure de se rétablir après l'exposition (Klassen et Bugbee, 2002). Archambault et Li (2001) ont trouvé que le pois de grande culture pouvait se rétablir après une exposition à long terme à 115 µg/m3 sur une période de 16 jours, si on attendait suffisamment. De plus, ces auteurs ont découvert que l'exposition des plants d'orge à des concentrations d'éthylène imitant les données de surveillance de cette substance recueillies pour le pire mois à une installation pétrochimique voisine (portée d'environ 11,5 à 300 µg/m3) n'avait pas d'effet nocif sur les plantes, probablement en raison de la nature intermittente de l'exposition.

Compte tenu de ces types de données d'émission, il est très peu probable que les plantes soient exposées à l'éthylène pendant des périodes suffisamment continues pour avoir des répercussions à long terme. Bien que les rejets individuels puissent entraîner de très fortes concentrations d'éthylène pendant une brève période, ces expositions sont limitées dans le temps en raison de la dispersion rapide de l'éthylène dans l'environnement et de l'absence d'exposition à long terme ou prolongée. L'exposition à long terme dépasse la CESE environ une fois par année, et les valeurs de l'exposition à long terme reflètent la concentration annuelle la plus élevée pour toutes les années, y compris les concentrations mesurées pendant les mois d'hiver.

Certaines espèces de plantes exposées à de fortes concentrations d'éthylène peuvent présenter une augmentation de l'épinastie, une diminution de la longueur des racines, une abscission des fleurs et une maturation de la fleur ou du fruit. Toutefois, il s'est aussi avéré que ces concentrations favorisaient la maturation des fruits et augmentaient le rendement en grains. De plus, les plantes exposées dans l'environnement ont tendance à résister davantage à l'exposition à l'éthylène par rapport aux plantes étudiées en laboratoire; dans les deux cas, lorsque les plantes bénéficient d'une période de rétablissement, on peut souvent observer ce rétablissement, surtout en ce qui concerne l'enroulement des feuilles et l'inhibition de la croissance.

Examen des éléments de preuve et conclusion

L'éthylène est une substance présente à l'état naturel, qui est produite et utilisée en grandes quantités au Canada. Les rejets anthropiques devraient avoir lieu exclusivement dans l'air et provenir surtout de la combustion de combustibles fossiles (émissions des véhicules) et des procédés industriels.

L'éthène n'est pas persistant dans l'air et le potentiel relatif à son transport à grande distance est faible. De plus, il n'est pas bioaccumulable.

L'éthylène est un précurseur de l'ozone troposphérique. On considère qu'il présente un potentiel de formation photochimique d'ozone de 100 et qu'il est le produit chimique standard aux fins de comparaison avec d'autres produits chimiques. De même, le formaldéhyde s'avère un produit de dégradation courant de l'éthylène dans l'air. L'éthylène est un précurseur du formaldéhyde en basse atmosphère. Tant l'ozone que le formaldéhyde sont des substances qui figurent à l'annexe 1 de la LCPE.

Les plantes terrestres sont extrêmement sensibles à l'éthylène dans l'air. Toutefois, les quotients de risque indiquaient que les concentrations ambiantes n'avaient probablement pas de répercussions dans les zones urbaines ou rurales lors d'expositions à court ou à long terme. Une analyse du quotient de risque utilisant des données de surveillance des concentrations industrielles d'éthène pour les années 2008 à 2012 indiquait qu'en moyenne, il y a une occurrence par année qui présente un risque d'effets nocifs sur les plantes terrestres en raison des émissions industrielles d'éthène. Aucune analyse du quotient de risque n'a été menée pour les mammifères terrestres, car les valeurs de toxicité pour les mammifères étaient bien supérieures aux concentrations atmosphériques prévues au Canada.

Le moteur à combustion interne constitue une importante source anthropique d'éthylène, ce qui explique en partie pourquoi que les concentrations atmosphériques d'éthylène dans les villes canadiennes peuvent être beaucoup plus élevées que celles dans les zones rurales et éloignées. Des progrès ont été réalisés au cours des 20 dernières années dans la réduction des polluants, dont l'éthylène, des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne. Les concentrations atmosphériques d'éthylène en milieu urbain au Canada, à partir des années 1980 et 1990, ont varié de 4 à 113 µg/m3 (Alberta Environment, 2003), tandis que les activités récentes de surveillance de la qualité de l'air (2005-2009) ont permis d'obtenir une plage de concentrations allant de 0,1 à 32,9 µg/m3 (Environnement Canada, 2011b). Il semble que les concentrations atmosphériques tendent à être plus faibles dans les villes canadiennes, et ce, même au cours des dix dernières années, ce qui est conforme aux réductions d'autres polluants provenant des gaz d'échappement des automobiles. D'autres réductions, résultant d'exigences plus rigoureuses concernant les oxydes d'azote, les oxydes de soufre et les composés organiques volatils, présents dans les gaz d'échappement des automobiles, ainsi que du retrait continuel des véhicules plus anciens, sont prévues.

Les installations qui fabriquent, importent, ou utilisent plus de 10 tonnes de la substance par année doivent déclarer leurs rejets à l'Inventaire national des rejets de polluants (INRP). En 2009, les installations à l'échelle du Canada ont déclaré à l'INRP des rejets sur place d'éthylène dans l'environnement totalisant environ 1 320 tonnes. Les rejets industriels ont chuté de plus de 50 % depuis 2000, principalement grâce à la quantité d'éthylène recyclée.

D'après les données mentionnées précédemment, l'éthylène présente un faible risque d'effets nocifs sur les organismes ou sur l'intégrité globale de l'environnement. On conclut donc que l'éthène ne satisfait pas aux critères énoncés aux alinéas 64a) ou 64b) de la LCPE, car il ne pénètre pas dans l'environnement en une quantité ou concentration ou dans des conditions de nature à avoir, immédiatement ou à long terme, un effet nocif sur l'environnement ou sur la diversité biologique, ou à mettre en danger l'environnement essentiel pour la vie.

Incertitudes dans l'évaluation des risques pour l'environnement

Les réactions de plantes particulières à l'éthylène sont difficiles à prévoir, étant donné que même les réponses d'espèces étroitement apparentées peuvent varier lorsqu'elles sont testées simultanément. La durée et la concentration de l'exposition à l'éthène sont deux variables importantes lorsqu'on prend en considération les effets de l'éthène sur les plantes; toutefois, de nombreuses études ne tenaient compte que d'une seule de ces variables à la fois.. De plus, il existe peu de tests qui tiennent précisément compte des étapes sensibles de la vie des plantes, comme la plupart des études sont axées sur des préoccupations horticoles telles que l'apparence des fleurs aux fins du transport des fleurs coupées.

L'espèce la plus sensible disponible, en plus du cultivar le plus sensible de cette espèce, a été utilisée pour conserver une approche prudente à l'égard de la détermination des répercussions potentielles sur les plantes. Le paramètre choisi pour l'exposition à court terme représentait un effet significatif, et il est possible que les concentrations inférieures puissent encore avoir un effet significatif sur l'orge. Le scénario d'exposition à long terme pour l'éthylène supposait que la valeur modélisée de 5,6 µg/m3 est une concentration sans effet, qui est considérée comme une valeur prudente. Toutefois, dans leur étude, Archambault et Li (2001) ont utilisé la valeur de 12 µg/m3 comme concentration de base, car elle était en accord avec les données de surveillance à ce moment-là et constituait une estimation raisonnable des concentrations de fond. Selon les données de surveillance, il est probable que les concentrations de fond soient inférieures à celles supposées dans l'étude d'Archambault et Li.

La présente évaluation comporte aussi des incertitudes en rapport avec la caractérisation de l'exposition à l'éthylène, laquelle est fondée sur des données de surveillance qui mettent en évidence un écart considérable aussi bien entre les sites qu'au fil du temps. D'après les données de surveillance disponibles, les concentrations d'éthylène peuvent varier sur une base quotidienne en raison de la façon dont la substance est rejetée et de la manière dont elle se disperse dans l'environnement. Par opposition aux concentrations variables auxquelles les plantes sont exposées dans l'environnement, la plupart des études étaient axées sur l'exposition continue à l'éthylène. Cette incertitude a été levée en mettant au point des scénarios d'exposition prudents utilisant à la fois le cas réaliste de la pire éventualité et le cas ordinaire.

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Potentiel d'effets nocifs sur la santé humaine

Évaluation de l'exposition

Compte tenu de ses propriétés physiques et chimiques, l'éthylène devrait se volatiliser dans l'air et il est peu probable de le trouver en quantités importantes dans le sol ou dans l'eau potable. À ce titre, on s'attend à ce que l'inhalation soit la principale voie d'exposition humaine. En tant que composé organique volatil (COV) courant, l'éthylène a été bien documenté dans les études de surveillance de la qualité de l'air au Canada (p. ex. Santé Canada, 2010a; Santé Canada, 2010b) et ailleurs (p. ex. Altuzar et al., 2005; Badol et al., 2008; Olson et al., 2009; Lai et Peng, 2011). L'éthylène a été étudié dans l'air en milieu urbain exposé à la circulation automobile (Cheng et al., 1994; Weichenthal et al. 2011; Environnement Canada, 2011b), ainsi que dans l'air autour des installations industrielles au Canada (Cheng et al. 1997; Environnement Canada, 2011b). L'éthylène n'est pas ajouté aux produits alimentaires ou aux boissons; toutefois, les fruits et les autres produits végétaux en produisent naturellement. L'éthène peut être utilisé comme gaz de soudage, fluide frigorigène et agent de mûrissement commercial pour les fruits et légumes. On trouve l'éthène sous forme de produit de combustion incomplète dans les gaz d'échappement des véhicules (p. ex. Tosaka et al., 1989; Taylor et al., 1994; Cheung et al., 2008) et dans la fumée de cigarette (Löfroth et al., 1989; Barrefors et Petersson, 1993; Baren et al., 2004).

Santé Canada a récemment élucidé l'exposition individuelle à l'éthylène en surveillant les concentrations dans l'air extérieur, l'air intérieur et l'air individuel mesurées dans des zones résidentielles dans le cadre de trois études canadiennes : l'étude d'évaluation de l'exposition à Windsor (Ontario) (Santé Canada, 2010a), l'étude de la qualité de l'air intérieur à Regina (Santé Canada, 2010b), et l'étude de la qualité de l'air intérieur à Halifax (Santé Canada, 2011). Dans le cadre d'une campagne de surveillance de la qualité de l'air résidentiel, ces études permettent de déterminer l'exposition individuelle aux COV de l'ensemble de la population du Canada. Avant cela, les renseignements disponibles sur l'éthylène en ce qui a trait à l'air intérieur et à l'air individuel en particulier étaient limités. Ces études, de concert avec d'autres études considérées comme étant applicables à l'évaluation de l'exposition à l'éthylène de l'ensemble de la population canadienne, sont présentées et résumées ci-après au tableau 11.

Air extérieur

Le programme du Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique (RNSPA), dont il est question à la section Évaluation de l'exposition écologique, représente la source la plus complète de données sur la surveillance de la qualité de l'air extérieur au Canada. Au total, 64 sites de surveillance répartis à la grandeur du Canada ont permis de recueillir des concentrations d'éthylène pour la période évaluée de 2005 à 2009. Les types de sites de surveillance pour cette période de cinq ans étaient dominés par des sites résidentiels (28) et commerciaux (18), suivis par des sites ruraux inexploités (8), agricoles (6), ruraux forestiers (2) et industriels (2). Les concentrations d'éthylène ont été mesurées sur une période de 24 heures ou de 4 heures pour un site donné. Les valeurs individuelles enregistrées sur l'ensemble des sites variaient de 0,03 à 74,98 µg/m3, tandis que les valeurs du 95e centile variaient de 0,39 à 14,2 µg/m3. La concentration médiane d'éthène la plus faible (0,03 µg/m3) a été observée sur le site d'Alert, un site rural inexploité situé à Alert, au Nunavut. Toutefois, ce site a été en ligne pendant 2 ans (en 2005 et 2006) seulement. Le site du parc national et lieu historique national du Canada Kemjimkujik, qui est situé en Nouvelle-Écosse et a été en ligne pendant la totalité des cinq ans, affichait la deuxième concentration d'éthylène parmi les plus faibles, avec une valeur médiane de 0,132 µg/m3et un 95e centile de 0,39 µg/m3. La concentration médiane d'éthylène la plus élevée (2,9 µg/m3) a été enregistrée sur le site d'Aamjiwnaang, site résidentiel situé à Sarnia, en Ontario. Les concentrations sur ce site variaient de 0,4 à 25,0 µg/m3et correspondaient à un 95e centile de 11,0 µg/m3. Le 95e centile le plus élevé pour l'ensemble des sites, 14,2 µg/m3, a été enregistré sur le site de surveillance du Parc du centenaire, site résidentiel situé également à Sarnia, en Ontario (Environnement Canada, 2011b).

Tel qu'il est décrit à la section de l'évaluation écologique, de janvier 2008 à décembre 2012, l'association environnementale de la région de Sarnia-Lambton [Sarnia-Lambton Environmental Association (SLEA), 2013] a réalisé une surveillance régionale de l'éthène dans la région de Sarnia-Lambton, en Ontario. Cette région abrite plusieurs sources industrielles d'éthène ainsi que des émissions automobiles et urbaines (y compris celles causées par une autoroute provinciale majeure). Les données horaires de cinq stations de surveillance ont été fournies. Des moyennes sur 24 heures ont été calculées pour chaque année de 2008 à 2012 pour le site de River Bend, soit le site qui se situe le plus près d'une zone résidentielle. Les valeurs globales pour ce site allaient de la limite de détection jusqu'à 30,0 µg/m3 [26,1 ppb], et on a observé la valeur la plus élevée du 95e centile de 1,8 µg/m3 [5,4 ppb] au cours de l'année 2009 (SLEA, 2013).

L'Alberta est la plus grande province productrice de combustibles fossiles au Canada (Cheng et al., 1997). À Edmonton, outre les émissions des véhicules, les composés organiques volatils (COV) sont émis par les installations industrielles à proximité de la ville. Afin d'étudier les émissions produites par les sources industrielles ainsi que par les transports, Cheng et al. (1997) ont mesuré les concentrations de COV dans l'air à deux endroits entre 1991 et 1993 : au cœur du centre-ville d'Edmonton (Alberta) et dans un complexe industriel à la périphérie de la ville. Les deux sites se trouvaient à une distance d'environ 9 km. Le site du centre-ville était situé sur le toit d'un bâtiment sans étage. Le site situé dans le complexe industriel, pour sa part, a fait l'objet d'un échantillonnage au moyen d'une remorque placée sur un terrain ouvert à une distance comprise entre 200 m et 2,5 km de réservoirs de stockage d'hydrocarbures, de raffineries de pétrole, de fonderies et d'usines de fabrication de bardeaux et de produits chimiques. Sur le site du centre-ville, l'éthylène représentait 3,9 % du carbone total enregistré, ce qui correspondait à une concentration médiane de 4,99 µg/m3. Les niveaux sur le site industriel étaient plus faibles, affichant une concentration médiane de 4,53 µg/m3, soit 2,2 % du carbone total. L'éthylène était la 7e espèce la plus abondante sur le site du centre-ville, tandis que sur le site industriel, il a été classé 10e parmi les 20 espèces les plus abondantes qui représentent la grande partie (c.-à-d. environ 80 %) des COV totaux. On s'attendait à ce que les émissions des véhicules soient les principales sources de ces composés au centre-ville. Les différents profils de concentration de COV sur les deux sites ont mis en évidence les émissions limitées à la région avoisinante. À ce titre, les auteurs ont noté que la réduction des émissions sur un site n'aurait pas d'incidence importante sur les concentrations de COV sur l'autre site (Cheng et al., 1997).

En 2010, Santé Canada a publié l'étude d’évaluation de l’exposition à Windsor (WOAES), sur l'exposition à 188 COV dans des échantillons d'air extérieur, intérieur et individuel prélevés à proximité de Windsor, en Ontario (Santé Canada, 2010a). Cent personnes ont participé à cette étude. Cinq échantillons consécutifs ont été prélevés sur 24 heures durant les périodes d'hiver et d'été en 2005 et 2006. Les statistiques sommaires ont été calculées pour les deux saisons de chaque année. Les concentrations d'éthylène dans l'air extérieur se situaient entre 0,2 et 11,7 µg/m3 dans toutes les mesures. La concentration médiane d'éthylène la plus élevée dans l'air extérieur, soit 3,0 µg/m3, a été déclarée au cours de l'hiver 2005, avec un 95e centile de 6,8 µg/m3. Les concentrations enregistrées au cours de l'hiver suivant (2006) étaient plus faibles, affichant une concentration médiane de 1,6 µg/m3 et un 95e centile de 3,1 µg/m3. Les concentrations médianes pendant la saison estivale pour 2005 et 2006 étaient de 1,2 et 1,1 µg/m3, respectivement; les valeurs du 95e centile, de 3,6 et 2,4 µg/m3.

En 2010, Santé Canada a également publié l'Étude de la qualité de l'air intérieur à Reginasur l'exposition à 194 COV dans des échantillons d'air extérieur et d'air intérieur prélevés dans des zones résidentielles de Regina, en Saskatchewan, afin de fournir des renseignements sur l'exposition (Santé Canada, 2010b). Cette ville en particulier a été choisie en raison de la rareté des données sur l'exposition et la qualité de l'air dans les provinces des Prairies. Des échantillons d'air intérieur et extérieur ont été recueillis lors d'une des deux séances d'échantillonnage de 10 semaines (ou lors des deux séances) au cours de l'hiver et de l'été 2007, et ce, auprès d'un total de 146 foyers participants. Les statistiques sommaires pour chaque COV ont été calculées pour chaque saison. Tout au long de l'étude, les concentrations d'éthylène dans l'air extérieur se situaient entre 0,2 et 8,1 µg/m3. Les concentrations d'éthylène les plus élevées correspondaient aux échantillons prélevés en hiver (sur 24 h uniquement), affichant une concentration médiane de 1,0 µg/m3 et une valeur du 95e centile de 4,0 µg/m3. Pour ce qui est de la saison estivale, la concentration médiane d'éthylène pour les échantillons appariés sur 24 heures se situait à 0,6 µg/m3, la valeur du 95e centile étant de 1,4 µg/m3. Les échantillons sur 5 jours qui ont également été recueillis au cours de la période d'échantillonnage estivale étaient seulement comparables aux échantillons prélevés en été sur 24 heures, affichant une concentration médiane de 0,7 µg/m3 et un 95e centile de 1,4 µg/m3.

L'étude la plus récente de Santé Canada, l'Étude de la qualité de l'air intérieur à Halifax, a également permis de mesurer 193 COV dans des échantillons d'air extérieur et intérieur provenant de zones résidentielles de Halifax, en Nouvelle-Écosse (Santé Canada, 2011). Les échantillons ont été prélevés pour 7 périodes consécutives sur 24 heures durant l'hiver et l'été 2009, auprès d'un total de 50 foyers participants, et les statistiques sommaires ont également été calculées par saison. Les concentrations d'éthylène mesurées dans l'air extérieur au cours de l'étude variaient de 0,1 à 5,9 µg/m3. La concentration médiane d'éthylène la plus élevée (0,7 µg/m3) a été enregistrée durant la période hivernale, affichant une concentration du 95e centile presque trois fois supérieure (2,1 µg/m3). La concentration médiane d'éthylène pendant la saison estivale se situait à 0,4 µg/m3, et la concentration du 95e centile s'établissait à 0,9 µg/m3.

Une tendance courante a été observée dans les trois études menées par Santé Canada sur l'air intérieur, soit l'enregistrement de concentrations plus élevées d'éthylène en hiver qu'en été. Plusieurs études de surveillance de la qualité de l'air dans les milieux urbains ont également mis en évidence cette même tendance saisonnière (Chang et al., 2005; Curren et al., 2006; Olson et al., 2009; Matsunaga et al., 2010; Lai et Peng, 2011). L'augmentation des concentrations de COV en hiver peut être due à la réduction de la hauteur de la couche de mélange au niveau du sol, ce qui limite le transport vertical des polluants atmosphériques et favorise l'accumulation (Cheng et al., 1997; Badol et al., 2008). Les concentrations plus élevées de certains COV en hiver, comparativement à l'été, peuvent également être attribuées à la diminution de la réactivité atmosphérique (Curren et al., 2006).

Bien que l'éthylène ne soit pas un composant combustible, il est présent dans les gaz d'échappement des véhicules à moteur du fait de la combustion incomplète des combustibles fossiles (CIRC, 1994), ce qui constitue une source majeure d'exposition à l'éthylène pour les navetteurs. Weichenthal et al. (2011) ont récemment mesuré les concentrations de COV dans des échantillons d'air extérieur à Ottawa, en Ontario, afin d'examiner la relation entre la pollution causée par la circulation et les répercussions sur la variabilité de la fréquence cardiaque et la fonction respiratoire des cyclistes. Les échantillons d'air extérieur ont été prélevés au cœur du centre-ville (voie de forte circulation) et le long d'une piste cyclable (voie de faible circulation). La concentration médiane d'éthylène le long de la voie de forte circulation était de 2,6 µg/m3, qui, comme on s'y attendait, était supérieure à la concentration médiane de 0,8 µg/m3 mesurée le long de la voie de faible circulation. Une étude semblable a été menée parmi les navetteurs à Dublin, en Irlande, en février 2003 (O'Donoghue et al., 2007). Des échantillons d'air ont été prélevés à l'intérieur d'un autobus au niveau des voies respiratoires et à l'aide d'un sac de transport adapté pour renfermer l'équipement d'échantillonnage placé sur une bicyclette. L'autobus et la bicyclette ont suivi la même voie. Les concentrations atmosphériques moyennes d'éthylène pour les passagers de l'autobus et à bicyclette ont été enregistrées à 11,92 et 7,77 ppb (10,37 et 6,76 µg/m3), respectivement. D'autres études internationales ont signalé des concentrations d'éthylène semblables dans l'air extérieur dans des zones de forte circulation (Chang et al., 2005; Franco et al., 2010; Matsunaga et al., 2010).

Plusieurs études internationales récentes ont également permis de mesurer l'éthylène dans l'air extérieur. Par exemple, aux États-Unis, Olson et al. (2009) ont rapporté les concentrations de 55 composés organiques volatils dans des échantillons recueillis à proximité de l'autoroute de Raleigh, en Caroline du Nord. La concentration moyenne d'éthylène la plus élevée était de 3,10 parties par milliard en volume (ou ppbv ou p.p. 109 en volume) [2,70 µg/m3]. Au Mexique, Altuzar et al. (2005) ont recueilli des échantillons en mars 1999 et en novembre 2001. Ils ont rapporté la concentration moyenne d'éthylène la plus élevée de 40,3 ppbv (35,06 µg/m3), prélevée sur leur site d'échantillonnage industriel en novembre 2001. En Europe, Badol et al. (2008) ont mesuré 53 COV pendant un an de septembre 2002 à août 2003 dans une zone urbaine de la France. Ils ont signalé des concentrations d'éthylène comprises entre 0,02 et 231 ppb (moyenne de 3,06 ppb) (de 0,017 à 201, moyenne de 2,66 µg/m3). En Asie, Lai et Peng (2011) ont mesuré les concentrations de 56 hydrocarbures présents dans un tunnel où circulent des véhicules, pendant 12 jours, en 2007 et 2008. Ils ont fait état de moyennes oscillant entre 15,2 et 118,3 ppb (de 13,2 à 103 µg/m3). Matsunaga et al. (2010) ont fait état de concentrations moyennes d'éthylène variant de 1,1 à 14,4 ppbv (de 0,96 à 12,5 µg/m3), mesurées sur cinq sites situés dans la région métropolitaine de Tokyo, au Japon, pendant l'été et l'hiver 2008. Enfin, dans l'Arctique, Hopkins et al. (2002) ont rapporté que les concentrations moyennes de trois sites d'échantillonnage s’élevaient à 412,6, 21,7 et 17,1 parties par billion en volume (ou p.p.1012) [0,3589, 0,0189 et 0,0149 µg/m3] pour les échantillons prélevés au cours de l'été 1999.

Air intérieur

Une bonne partie des renseignements sur la surveillance de l'éthylène présentés plus tôt étaient axés sur l'environnement extérieur, en particulier près des zones de forte circulation. Cependant, il est bien connu que les concentrations intérieures de COV entraînent parfois une plus grande exposition individuelle, compte tenu des sources intérieures importantes de certains de ces composés (Stocco et al., 2008). Cette affirmation s'applique particulièrement à la population canadienne, étant donné que les Canadiens passent près de 90 % de leur temps à l'intérieur (Santé Canada, 1998).

Dans l'étude réalisée à Windsor, en Ontario, les concentrations d'éthylène dans l'air intérieur de tous les échantillons recueillis en 2005 et 2006 dans les foyers de la ville se situaient entre 0,3 et 133,7 µg/m3 (Santé Canada, 2010a). La concentration médiane d'éthylène la plus élevée (3,5 µg/m3) a été enregistrée pendant l'hiver 2005 et correspondait à la valeur la plus élevée du 95e centile, soit 23,9 µg/m3. La concentration médiane d'éthylène mesurée à l'intérieur pendant l'hiver de l'année suivante (2006) était légèrement inférieure, soit 2,7 µg/m3, avec une concentration du 95e centile de 11,4 µg/m3. Les motifs et l'importance de cette différence d'une année à l'autre n'ont pas été abordés. Pour ce qui est de la saison estivale, les concentrations médianes d'éthylène en 2005 et 2006 étaient de 3,2 et 2,5 µg/m, respectivement, tandis que les valeurs du 95e centile étaient considérablement plus élevées et s'établissaient à 16,8 et 16,3 µg/m3, respectivement (Santé Canada, 2010a).

L'étude menée à Regina, en Saskatchewan, a permis d'enregistrer les concentrations d'éthylène dans des échantillons d'air prélevés dans des foyers de la ville, au cours de l'hiver et de l'été 2007 (Santé Canada, 2010b). En raison des différents effets que la fumée de tabac ambiante peut avoir sur les concentrations de COV, les résultats des concentrations de COV dans l'air intérieur concernaient les foyers de non-fumeurs et ils ont été séparés de ceux concernant les foyers de fumeurs. Seuls les foyers de non-fumeurs sont abordés dans la présente section aux fins de comparabilité par rapport aux études menées à Windsor et Halifax, qui ne comprenaient pas les foyers de fumeurs. Les concentrations d'éthylène dans les foyers de Regina (non-fumeurs) variaient de 0,4 à 21,0 µg/m3 pour l'ensemble des échantillons. Les échantillons sur 24 heures et ceux sur 5 jours étaient généralement semblables pour la même saison. La concentration médiane d'éthylène la plus élevée, soit 2,8 µg/m3, a été enregistrée en hiver (sur 24 heures et sur cinq jours), même si la valeur la plus élevée du 95e centile (10,9 µg/m3) pour les échantillons prélevés sur cinq jours se situait légèrement au-dessus pour les échantillons prélevés sur 24 heures, soit 10,5 µg/m3. Les valeurs médianes à l'intérieur en été pour cette étude s'établissaient à 1,6 et 2,0 µg/m3 pour les échantillons sur 24 heures et sur 5 jours, respectivement, tandis que les valeurs du 95e centile s'établissaient à 7,6 et 7,2 µg/m3, respectivement.

Quant à l'étude menée à Halifax, en Nouvelle-Écosse, elle a permis de rapporter les concentrations intérieures d'éthylène dans des échantillons prélevés en 2009 dans des foyers de la ville (Santé Canada, 2011). Les concentrations de cette substance mesurées dans l'air intérieur de tous les foyers participants à Halifax variaient entre 0,3 et 80,9 µg/m3 pour l'ensemble des échantillons. La concentration médiane d'éthylène dans l'air intérieur pour la saison hivernale a été enregistrée à 1,7 µg/m3, avec une valeur maximale saisonnière du 95e centile correspondante de 7,4 µg/m3. La concentration médiane en saison estivale était de 0,9 µg/m3, et la valeur correspondante du 95e centile s'établissait à 3,5 µg/m3.

En plus des études de surveillance de la qualité de l'air menées par Santé Canada, Weichenthal et al., 2011 ont rapporté récemment des concentrations intérieures d'éthylène dans des échantillons prélevés dans un immeuble de bureaux à Ottawa, en Ontario. L'objectif de l'étude consistait à déterminer le degré d'exposition des cyclistes aux polluants atmosphériques comme il est décrit précédemment. La concentration médiane d'éthène dans l'immeuble de bureaux était de 1,56 µg/m3, une valeur inférieure à la concentration extérieure en période de forte circulation (2,6 µg/m3), mais supérieure à la concentration en période de faible circulation (0,8 µg/m3) mesurée dans le cadre de cette étude.

Les études de Santé Canada (Santé Canada, 2010a; Santé Canada, 2010b; Santé Canada, 2011) ainsi que celle de Weichenthal et al. (2011) montrent que les concentrations intérieures d'éthylène peuvent être supérieures aux concentrations extérieures. Par exemple, dans l'étude menée à Windsor pendant l'hiver 2006, la concentration du 95e centile dans l'air intérieur (23,9 µg/m3) était environ 3,5 fois supérieure à cette concentration mesurée dans l'air extérieur (6,8 µg/m3). La présence d'éthylène dans les environnements intérieurs peut provenir de sources extérieures et intérieures. En tant que produit de combustion incomplète, l'éthylène, de même qu'un grand nombre de COV en général, peuvent être présents dans les foyers en raison de la fumée de cigarette (Löfroth et al., 1989; Barrefors et Petersson, 1993; Baren et al., 2004), des gaz d'échappement des véhicules s'infiltrant à partir des garages attenants (Stocco et al., 2008), de la combustion de bois (Barrefors et Petersson, 1995), de la présence d'une cuisinière à gaz (Stocco et al., 2008), ainsi que d'autres activités de combustion (p. ex. la cuisson et la combustion de bougies).

La production endogène d'éthylène par les fruits et les légumes (voir la section Évaluation des effets écologiques et la section Aliments et boissons de la partie de présente évaluation consacrée à la santé humaine) représente également une source d'éthylène dans l'air intérieur même si sa contribution relative devrait être négligeable dans les milieux résidentiels. L'éthylène a été mesuré dans les gaz émanant de la peau humaine, à une quantité moyenne de 20 ± 11 pg/cm2 (moyenne ± ET) sur une période de 30 minutes (Nose et al., 2005); cependant, les gaz émanant de la peau devraient également représenter une source négligeable d'éthylène dans les foyers.

Air individuel

L'Étude d'évaluation de l'exposition à Windsorréalisée par Santé Canada incluait les concentrations dans l'air individuel pendant l'hiver et l'été 2005 (Santé Canada, 2010a). L'air individuel correspond à l'air contenu dans les échantillons prélevés à l'aide d'un sac de transport adapté pour renfermer l'équipement d'échantillonnage que les participants adultes emportent partout avec eux tout au long de la journée. Par opposition à l'échantillonnage à partir d'une source fixe, cette technique d'échantillonnage prend en compte les types d'activité (à la fois intérieurs et extérieurs) des participants, ce qui représente une amélioration des estimations de l'exposition. Les recherches ont démontré que les concentrations de COV sont souvent supérieures dans l'air individuel par rapport à celles dans l'air extérieur correspondant (Wallace et al., 1985; Sexton et al., 2007); les concentrations d'éthylène dans l'air individuel, rapportées dans l'étude menée par Santé Canada à Windsor, ne faisaient pas exception. Pour les participants à cette étude, les concentrations d'éthylène dans l'air individuel se situaient entre 1,1 et 120,5 µg/m3. Les concentrations médianes d'éthylène dans l'air individuel en hiver et en été s'établissaient à 3,8 et 3,4 µg/m3, respectivement, soit des concentrations supérieures aux concentrations correspondantes dans l'air extérieur établies à 3,0 et 1,2 µg/m3, respectivement. Cependant, les concentrations médianes dans l'air individuel étaient légèrement plus faibles que celles établies dans l'air intérieur (3,5 et 3,2 µg/m3) en hiver et en été, respectivement. Les concentrations d'éthylène dans les échantillons d'air individuel prélevés en hiver variaient entre 1,1 et 66,1 µg/m3, tandis que celles mesurées pendant la saison estivale allaient de 1,3 à 120,5 µg/m3. La valeur la plus élevée du 95e centile pour les concentrations saisonnières dans l'air individuel a été mesurée en été et établie à 16,9 µg/m3.

Tableau 11. Concentrations d'éthylène dans l'air extérieur, intérieur et individuel au Canada

Tableau 11-A. Air extérieur
RéférenceLieuPériode d'échantillonnage et DuréenMoyenne (plage)
[µg/m3]
Médiane
(µg/m3)
P95
(µg/m3)
Environnement Canada, 2011bNote de bas de page Tableau 11-A[a])Site résidentiel
Parc du centenaire -
Sarnia (Ontario)Note de bas de page Tableau 11-A[b]
2005-2009
24 h
1823,9
(0,2-32,9)
1,814,2
Environnement Canada, 2011bSite résidentiel
Aamjiwnaang -
Sarnia (Ontario)Note de bas de page Tableau 11-A[c]
2005-2009
24 h
404,0
(0,4-25,0)
2,911,0
Environnement Canada, 2011bSite industriel
Est d'Edmonton -Edmonton (Alberta)
2005-2009
24 h
2943,0
(0,2-31,6)
1,98,7
Environnement Canada, 2011bSite commercial
Prg Plaza -
Prince George (Colombie-Britannique)
2005-2009
24 h
2172,1
(0,2-14,2)
1,46,2
Environnement Canada, 2011bSite rural agricole
Rivière-des-prairies -
Montréal (Québec)
2005-2009
24 h
2841,7
(0,2-39,4)
1,14,7
Environnement Canada, 2011bSite rural forestier
Syncrude UE1-
Fort Mackay (Alberta)
2005-2009
24 h
890,5
(0,1-2,3)
0,31,5
Environnement Canada, 2011bSites ruraux inexploités
Aéroport de Hope -
Metro Van-Hope (Colombie-Britannique)
2005-2009
24 h
330,7
(0,2-1,7)
0,61,6
Environnement Canada, 2011bSites ruraux inexploités
Alert (Nunavut)Note de bas de page Tableau 11-A[d]
2005-2009
4 h
980,1
(0,0-1,0)
0,00,4
Santé Canada, 2010aWindsor (Ontario)Hiver 2005
24 h
1263,2
(0,8-11,7)
3,06,8
Santé Canada, 2010aWindsor (Ontario)Été 2005
24 h
2161,5
(0,2-4,7)
1,23,6
Santé Canada, 2010aWindsor (Ontario)Hiver 2006
24 h
2151,7
(0,5-3,8)
1,63,1
Santé Canada, 2010aWindsor (Ontario)Été 2006
24 h
2141,2
(0,3-3,6)
1,12,4
Santé Canada, 2010bRegina (Saskatchewan)Hiver 2007
24 h
941,5
(0,4-8,1)
1,04,0
Santé Canada, 2010bRegina (Saskatchewan)Été 2007
24 h
1080,7
(0,2-3,1)
0,61,4
Santé Canada, 2010bRegina (Saskatchewan)Été 2007
5 j
970,8
(0,4 - 2,2)
0,71,2
Santé Canada, 2011Halifax (Nouvelle-Écosse)Hiver 2009
24 h
2870,9
(0,2-6,0)
0,72,1
Santé Canada, 2011Halifax (Nouvelle-Écosse)Été 2009
24 h
3240,5
(0,1-3,5)
0,40,9
Weichenthal et al, 2011Ottawa (Ontario)Forte circulation 2010
1 h
392,8
(0,5-6,5)
2,65,7
Weichenthal et al, 2011Ottawa (Ontario)Faible circulation
1 h
390,9
(0,4-2,8)
0,82,5
Cheng et al, 1997Edmonton (Alberta)1991-1994
24 h
2124,55,0 
SLEA, 2013Sarnia-Lambton (Ontario)2008
24 h
3621,5
(0-13,9)
0,85,3
SLEA, 2013Sarnia-Lambton (Ontario)2009
24 h
3601,8
(0-30,0)
0,96,2
SLEA, 2013Sarnia-Lambton (Ontario)2010
24 h
3571,2
(0-18,4)
0,63,8
SLEA, 2013Sarnia-Lambton (Ontario)2011
24 h
3581,4
(0-28,8)
0,45,7
SLEA, 2013Sarnia-Lambton (Ontario)2012
24 h
3570,9
(0-11,5)
0,43,8
Note de bas de page Tableau 11-A

Abréviations : P95, 95e centile; RNSPA, Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique; WOAES, étude d'évaluation de l'exposition à Windsor (Ontario); RIAQS, étude de la qualité de l'air intérieur à Regina; HIAQS, étude sur la qualité de l'air intérieur de Halifax.

Note de bas de page Tableau 11-A a

Les sites indiqués représentent les sites enregistrant la concentration la plus élevée au 95e centile pour le type de site en question (p. ex. les sites résidentiels), sauf avis contraire.

Return to Note de bas de page Tableau 11-A[a]

Note de bas de page Tableau 11-A b

Valeur la plus élevée correspondant au 95e centile de tous les sites

Return to Note de bas de page Tableau 11-A[b]

Note de bas de page Tableau 11-A c

Valeur médiane la plus élevée

Return to Note de bas de page Tableau 11-A[c]

Note de bas de page Tableau 11-A d

Valeur la plus faible correspondant au 95e centile de tous les sites

Return to Note de bas de page Tableau 11-A[d]

Tableau 11-B. Air intérieur
RéférenceLieuPériode d'échantillonnage et DuréenConcentration moyenne (plage) (µg/m3)Médiane (µg/m3)95e centile
Santé Canada, 2010aNote de bas de page Tableau 11-B[a]Windsor (Ontario)Hiver 2005
24 h
916,0
(0,3-72,4)
3,523,9
Santé Canada, 2010aWindsor (Ontario)Été 2005
24 h
2175,8
(0,9-133,7)
3,216,8
Santé Canada, 2010aWindsor (Ontario)Hiver 2006
24 h
2243,6
(0,8-16,7)
2,711,4
Santé Canada, 2010aWindsor (Ontario)Été 2006
24 h
2054,5
(0,6-45,8)
2,516,3
Santé Canada, 2010bNote de bas de page Tableau 11-B[b]Regina (Saskatchewan)Hiver 2007
24 h
833,8
(0,8-21,0)
2,810,5
Santé Canada, 2010bRegina (Saskatchewan)Hiver 2007
5 j
704,1
(1,1 -20,6)
2,810,9
Santé Canada, 2010bRegina (Saskatchewan)Été 2007
24 h
912,6
(0,4-12,4)
1,67,6
Santé Canada, 2010bRegina (Saskatchewan)Été 2007
5 j
882,8
(0,6 -16,5)
2,07,2
Santé Canada, 2011Note de bas de page Tableau 11-B[c]Halifax (Nouvelle-Écosse)Hiver 2009
24 h
3122,8
(0,4-60,7)
1,77,4
Santé Canada, 2011Halifax (Nouvelle-Écosse)Été 2009
24 h
3311,5
(0,3-80,9)
0,93,5
Weichenthal et al, 2011Note de bas de page Tableau 11-B[d]Ottawa (Ontario)Été 2010 1,8
(0,7-3,1)
1,62,7
Note de bas de page Tableau 11-B

Abréviations : P95, 95e centile; WOAES, étude d'évaluation de l'exposition à Windsor (Ontario); RIAQS, étude de la qualité de l'air intérieur à Regina; HIAQS, étude sur la qualité de l'air intérieur de Halifax.

Note de bas de page Tableau 11-B a

Foyers (uniquement de non-fumeurs)

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Note de bas de page Tableau 11-B b

Foyer

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Note de bas de page Tableau 11-B c

Foyer

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Note de bas de page Tableau 11-B d

Immeuble de bureaux

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Tableau 11-C. Air individuel
RéférenceLieuPériode d'échantillonnage et DuréenConcentration moyenne (plage) (µg/m3))Médiane (µg/m3)95e centile
Santé Canada, 2010aWindsor (Ontario)Hiver 2005
24 h
1196,6
(1,1-66,1)
3,813,4
Santé Canada, 2010aWindsor (Ontario)Été 2005
24 h
2075,7
(1,3-120,5)
3,416,9
Footnote Table 11-C

Abréviations : P95, 95e centile; WOAES, étude d'évaluation de l'exposition à Windsor (Ontario).

Eau potable

Compte tenu de ses propriétés physiques et chimiques, l'éthène ne devrait pas être présent dans l'eau potable; par conséquent, aucune donnée n'a été relevée concernant les concentrations d'éthène dans l'eau potable au Canada ou ailleurs.

Aliments et boissons

L'éthylène n'est pas ajouté aux produits alimentaires ou aux boissons; toutefois, les fruits et les autres produits végétaux en produisent naturellement. La production endogène d'éthylène dans les tissus végétaux augmente généralement vite au cours du mûrissement (CIRC, 1994). Bien que les plantes produisent normalement de 0,6 à 6 µg/kg de poids frais par heure, les taux de production peuvent augmenter jusqu'à 120 µg/kg de poids par heure pendant la maturation (Dörffling, 1982; Tille et al., 1985). Néanmoins, comme l'exposition potentielle à l'éthylène provenant de la consommation de fruits et de légumes devrait être négligeable, elle n'est donc pas caractérisée ici.

En outre, en raison de la forte volatilité de la substance, l'éthylène a reçu une exemption concernant l'établissement d'une tolérance pour les résidus ou d'une dose journalière acceptable pour son utilisation en tant que régulateur de croissance des plantes dans les cultures agricoles aux États-Unis et au Canada (USEPA, 1992a; ARLA, 2001a). Par conséquent, aucune exposition par voie alimentaire à l'éthylène ne devrait se produire chez les Canadiens qui consomment des produits dérivés des pommes de terre « Russet Burbank », pour lesquelles de l'éthylène est utilisé à des fins d'entreposage commercial au Canada (ARLA, 2001a).

Sol et poussière

La couche de surface du sol constituée de litière génère des quantités considérables d'éthylène, qui est produit par les plantes et les microorganismes vivant dans les sols, en conditions aérobies (Sawada et Totsuka, 1986). Smith et Restall (1971) ont mesuré la production d'éthylène par les sols dans des conditions anaérobies, dont les concentrations étaient supérieures à 20 ppm (17,4 mg/m3) dans plusieurs sols après 10 jours à 20 °C. Ces concentrations dépassaient celles dont on sait qu'elles freinent de façon considérable la croissance des racines de certaines espèces de plantes. En outre, les auteurs ont montré que de l'éthylène était produit par l'activité enzymatique et non par l'action chimique, d'après les expériences comparatives entre les sols stérilisés et non stérilisés (Smith et Restall, 1971). Même si la couche de surface du sol devrait rejeter de l'éthylène dans l'atmosphère, des couches de sol peu profondes peuvent dégrader activement l'éthylène, et ce, dans des conditions aérobies ou en présence de concentrations élevées d'éthylène (Sawada et Totsuka, 1986).

L'éthylène ne devrait pas être présent dans la poussière étant donné ses propriétés physiques et chimiques; par conséquent, aucune donnée n'a été relevée concernant les concentrations d'éthylène dans la poussière au Canada ou ailleurs.

Produits de consommation

On ne connaît aucune utilisation de l'éthylène comme produit de consommation (Dow Chemical Company, 2007). De plus, l'enquête menée conformément à l'article 71 de la LCPE n'a révélé aucune utilisation de cette substance dans les produits de consommation (Environnement Canada, 2003a). À ce titre, il ne devrait pas y avoir d'exposition à l'éthène par l'intermédiaire de produits de consommation.

Fumée du tabac

Il existe des preuves solides indiquant que la fumée de cigarette constitue une source importante d'exposition à l'éthylène. Dans l'étude de Santé Canada menée à Regina, les foyers de fumeurs étaient la source de concentrations plus élevées d'éthylène que les foyers de non-fumeurs (Santé Canada, 2010b). La concentration médiane d'éthylène dans les foyers de fumeurs durant l'hiver (6,6 µg/m3, échantillons sur cinq jours) était presque le double de celle présente dans les foyers de non-fumeurs (2,8 sans µg/m3, échantillons sur cinq jours). La valeur correspondante du 95e centile dans les foyers de fumeurs (23,1 µg/m3) était aussi presque le double de celle mesurée dans les foyers de non-fumeurs (10,9 µg/m3).

Barrefors et Petersson (1993) ont mesuré les concentrations d'éthylène dans un petit café (d'une superficie d'environ 150 m3) en Suède où se trouvaient 10 clients fumeurs et 10 clients non-fumeurs; les concentrations obtenues étaient de 56 µg/m3. À titre de comparaison, les auteurs ont ultérieurement mis une cigarette allumée dans un flacon, puis ils ont mesuré les concentrations d'éthylène dans le café vide; celles-ci se situaient à 42 µg/m3. L'éthylène était un composant majeur de la fumée dans les deux cas : de tous les hydrocarbures mesurés, l'éthylène était classé au troisième rang (8,9 %) lorsque les clients étaient présents, et au deuxième rang (11 %) lorsque la cigarette était allumée. Les concentrations correspondantes dans une voiture circulant en ville mesurées dans le cadre de la même étude étaient plus faibles (de 18 à 30 µg/m3) que celles décelées dans le café enfumé; toutefois, les concentrations d'éthylène mesurées près d'un tunnel en ville (280 µg/m3) étaient bien plus élevées.

La masse totale d'éthylène produite par cigarette a également fait l'objet de plusieurs études. Löfroth et al. (1989) ont déterminé que 1 200 µg d'éthylène étaient rejetés par cigarette dans la fumée secondaire (fumée rejetée à l'extrémité en combustion lors de la bouffée). Dans une étude expérimentale, Baren et al. (2004) ont mesuré l'éthylène dans la fumée principale (produite lors d'une bouffée lorsque l'air est tiré depuis l'extrémité en combustion) ainsi que dans la fumée secondaire où les deux types de fumée ont été échantillonnés simultanément, plutôt que séparément. La masse totale d'éthylène produite par cigarette dans la fumée principale de trois types de cigarettes différentes variait de 140 à 190 µg, tandis que la concentration d'éthylène contenue dans la fumée secondaire était inférieure à la limite de détection de 1 600 µg par cigarette, selon la méthode utilisée pour la fumée secondaire (Baren et al., 2004). Les niveaux d'éthylène dans la fumée principale et la fumée secondaire recueillies séparément ont été mesurés précédemment par Shi et al. (2003). Les productions d'éthylène pour une seule marque de cigarettes, dans ce cas, étaient de 140 µg pour la fumée principale et de 700 µg pour la fumée secondaire (Shi et al., 2003).

Estimation de l’exposition

Étant donné les propriétés physiques et chimiques de l'éthylène, la source d'exposition prédominante pour le grand public serait l'air. Les valeurs au 95e centile pour les concentrations dans l'air ambiant étaient, en moyenne, inférieures à celles dans l'air intérieur pour l'ensemble des études. À partir des données de surveillance disponibles, les concentrations d'éthylène dans l'air intérieur étaient soit plus élevées, soit semblables par rapport à celles dans l'air individuel. Les données relatives à l'air individuel sont considérées comme plus représentatives des concentrations dans l'air présentes dans la zone de respiration, car elles proviennent d'échantillons prélevés dans l'air entourant la personne, plutôt que dans l'air de sites fixes à l'intérieur ou à l'extérieur. On considère que les concentrations les plus élevées au 95e centile pour l'air individuel et intérieur, soit 16,9 µg/m3 et 23,9 µg/m3, respectivement, définies dans l'étude menée à Windsor (Santé Canada, 2010a), sont des concentrations atmosphériques de la limite supérieure auxquelles l'ensemble de la population canadienne est exposé.

Confiance à l'égard de la base de données sur l'exposition

On considère que le niveau de confiance dans les données sur l'exposition à l'éthène dans les milieux naturels est élevé. Des données de surveillance de la qualité de l'air ambiant, intérieur et individuel étaient disponibles, et elles étaient à la fois récentes et représentatives des foyers canadiens. Malgré le manque de données pour certains milieux naturels, par exemple l'eau potable, les propriétés physiques et chimiques de l'éthylène semblent indiquer la présence de quantités minimes. La confiance par rapport aux concentrations d'éthylène dans l'air est élevée, étant donné la nature prudente de l'évaluation.

Évaluation des effets sur la santé

L'annexe A présente un résumé des renseignements disponibles sur les effets de l'étlène sur la santé.

Le Centre International de Recherche sur le Cancer (CIRC) a conclu que les indications de cancérogénicité de l'éthylène sont insuffisantes chez l'homme et les animaux de laboratoire. Par conséquent, l'éthylène a été évalué comme une substance inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'homme (substance cancérogène du groupe 3) (CIRC, 1994). L'OCDE a également conclu à peu près en ces termes que des études pertinentes sur l'éthylène ont indiqué une faible toxicité et aucun risque pour la santé humaine (OCDE, 1998). La classification et les conclusions ci-dessus étaient surtout fondées sur les résultats d'expériences menées sur des animaux de laboratoire.

On n'a observé aucune tumeur chez les animaux de laboratoire exposés à l'éthylène au cours d'une étude de deux ans sur la cancérogénicité. Pour cette étude, 120 rats Fischer 344 (par sexe et par dose) ont été exposés à des concentrations de 0, 40, 1 000 ou 3 000 ppm d'éthylène par inhalation pendant une période allant jusqu'à 24 mois. Des animaux choisis de façon aléatoire ont été autopsiés et examinés après 6, 12 et 18 mois d'exposition. Tous les rats survivants ont été autopsiés à 24 mois. Il n'y avait aucune différence statistiquement significative entre les groupes exposés en ce qui avait trait à l'hématologie, la chimie du sang ou d'autres paramètres étudiés. Aucun changement macroscopique ou histopathologique dans les tissus attribuables aux effets du matériel d'examen n'a été observé chez les rats exposés (CIIT, 1979). D'après les observations mises en évidence par cette étude, Hamm et al. ont conclu que les résultats (de l'étude) ne fournissaient aucune preuve indiquant que l'éthylène à ces concentrations provoque une toxicité chronique ou est oncogène chez les rats Fischer 344 (Hamm et al., 1984).

L'éthène peut être métabolisé en oxyde d'éthylène in vivo chez les rongeurs et les humains (Ehrenberg et al., 1977; Törnqvisk et al. 1988; Törnqvist et al., 1989; Walker et al., 1990). Contrairement à l'éthylène, l'oxyde d'éthylène est un puissant agent alkylé et un cancérogène génotoxique tant chez les animaux de laboratoire que chez les humains (CIRC, 2008; Ehrenberg et al., 1977). Il s'est avéré que l'oxyde d'éthylène entraînait l'alkylation (2-hydroxyéthylate) de l'ARN, de l'ADN et des protéines, et on pense que les dommages génétiques causés jouent un rôle essentiel dans le déclenchement de mutations et de cancers chez les rongeurs (CIRC, 2008). On a aussi observé des produits de l'alkylation identiques après une exposition des rongeurs à l'éthylène; on a attribué cette observation à la conversion de l'éthylène en oxyde d'éthylène (Ehrenberg et al., 1977; Segerbäck, 1983; Eide et al., 1995).

De nombreuses études relatives au taux de métabolisation de l'éthène en oxyde d'éthylène ont été menées sur des animaux de laboratoire et des humains. Les résultats de ces études ont montré que l'inhalation de l'éthylène à de faibles concentrations, à savoir 5 à 10 %, pourrait convertir la substance en oxyde d'éthylène chez les souris, les rats et les hamsters exposés (Segerbäck, 1983; Törnqvist, 1988). La conversion maximale de l'éthylène en oxyde d'éthylène chez les humains a été estimée à 4 %, tandis qu'on a mesuré environ 1 %. De plus, il s'est avéré que le taux d'éthylène endogène chez les humains était inférieur à celui trouvé chez les rongeurs, car le taux de production endogène est inférieur chez les humains lorsqu'il est normalisé en fonction du poids corporel (Törnqvist, 1989; Törnqvist, 1994; Filser et al., 1992; Csanády et al., 2000; OCDE, 1998).

Afin d'évaluer plus précisément le potentiel de risque de cancer causé par l'exposition à l'éthène, Walker et al. ont étudié l'utilisation potentielle de la fréquence de mutation de la N-(2-hydroxyéthyl)-valine (HEV), de la N7-(2-hydroxyéthyl)-guanine (N7-HEG) et de l'hypoxanthine phosphoribosyltranférase (Hprt) à titre d'indicateurs quantitatifs ou de biomarqueurs de la conversion in vivo de l'éthène en oxyde d'éthylène chez les animaux de laboratoire. Dans l'étude de Walker et al., des groupes de rats F344 mâles et de souris B6C3F1 mâles ont été exposés à des concentrations de 0, 40, 1 000 ou 3 000 ppm d'éthylène, par inhalation, pendant quatre semaines. Les fréquences de mutation de l'HEV, de la N7-HEG et de l'HGPRT ont été évaluées afin de déterminer la dose d'oxyde d'éthylène résultant d'expositions exogènes à l'éthylène; les valeurs de ces biomarqueurs ont ensuite été comparées aux valeurs des mêmes biomarqueurs de référence. Les résultats de l'étude ont montré que la courbe dose-réponse pour la N7-HEG et l'HEV étaient superlinéaires chez les rats et souris exposés, ce qui indiquait que l'activation métabolique de l'éthylène était saturée à des expositions supérieures ou égales à 1 000 ppm (Walker et al., 2000). Ce résultat coïncidait avec les résultats d'une étude précédente réalisée par Bolt et Filser, au cours de laquelle ils ont utilisé un modèle pharmacocinétique à deux compartiments pour l'élimination de l'éthylène chez des rats Sprague-Dawley. Les résultats de l'étude de Bolt et Filser indiquaient qu'au-delà d'une concentration de 1 000 ppm, l'éthylène atteignait une vitesse de métabolisation maximale (Vmax). Par conséquent, des expositions plus fortes à l'éthylène n'entraîneraient pas une conversion supérieure en oxyde d'éthylène. L'exposition des rats à des concentrations d'éthylène supérieures ou égales à 1 000 ppm correspond à une exposition théorique à environ 6 ppm d'oxyde d'éthylène (Bolt et Filser, 1987).

La saturation du métabolisme de l'éthylène en oxyde d'éthylène peut expliquer le phénomène selon lequel l'éthylène ne parvenait pas à provoquer des mutations ou des cancers chez les animaux de laboratoire, malgré le fait que la substance puisse être convertie en oxyde d'éthylène in vivo. Lors d'un essai biologique sur le cancer mené par Snellings et al., l'exposition de rats F344 à de l'oxyde d'éthylène a considérablement augmenté l'incidence de la leucémie des cellules mononucléaires et des tumeurs au cerveau à des seuils d'exposition supérieurs ou égaux à 10 et 30 ppm, respectivement (Snellings et al., 1984); pourtant, l'exposition de rats F344 à 3 000 ppm d'éthylène pendant deux ans n'a pas causé ces tumeurs (Hamm et al., 1984). En outre, on n'a observé aucune réponse mutagène significative dans le gène HGPRT des animaux exposés à l'éthylène, tandis que l'exposition des rats et des souris à 200 ppm d'oxyde d'éthylène, en tant que témoin positif, a entraîné une hausse importante de la fréquence de mutation HGPRT dans les cellules T spléniques. Par conséquent, Walker et al. ont laissé entendre que l'exposition à l'éthylène produisait trop peu d'oxyde d'éthylène pour provoquer des réponses mutagènes et cancérogènes chez les animaux de laboratoire exposés dans les conditions actuelles des essais biologiques standard (Walker et al., 2000). Cette constatation est conforme à l'évaluation de l'ensemble des données préalables de l'OCDE : « Dans le cas de l'éthylène (éthène), un mécanisme possible relatif à un potentiel toxique chez les humains a été déterminé, mais on a observé peu de signes de toxicité. Cela est lié au fait que l'éthylène ne crée que d'infimes doses d'oxyde d'éthylène » [traduction] (OCDE, 1998).

On a aussi soumis l'éthène à des essais de génotoxicité in vivo et in vitro. L'annexe A présente un aperçu des études de génotoxicité disponibles; celles-ci sont résumées brièvement ci-après.

Les résultats généraux des essais de génotoxicité pour l'éthylène sont négatifs. L'éthylène n'a pas provoqué de mutations génétiques dans la souche TA100 du Salmonella typhimurium ou chez l'Escherichia coli avec ou sans activation métabolique. Il n'a pas provoqué d'aberration chromosomique dans les cellules ovariennes du hamster de Chine. Aucune hausse de la fréquence de l'HGPRTdans les cellules T spléniques n'a été observée chez les rats et les souris exposés à de l'éthylène par inhalation pendant quatre semaines.Lors d'un test du micronoyau in vivo, l'éthylène n'a pas beaucoup fait augmenter la fréquence des érythrocytes polychromatiques micronucléés dans la moelle osseuse des rats et des souris exposés à cette substance par inhalation pendant quatre semaines. Toutefois, il a montré des résultats positifs avec l'alkylation de l'ADN chez les souris et rats exposés, en raison de son métabolite, l'oxyde d'éthylène (CIRC, 1994).Tel qu’il a été mentionné précédemment dans le présent document, on n'a observé aucune tumeur chez les animaux exposés à l'éthylène lors d'une étude sur deux ans, bien qu'on ait trouvé des résultats d'alkylation positifs. Cette constatation est peut-être liée au fait que l'éthylène n'engendre que d'infimes doses d'oxyde d'éthylène.

L'exposition à l'éthylène a montré des effets non cancérogènes très limités chez des animaux de laboratoire. On n'a observé aucune toxicité significative chez les rats mâles et femelles Fischer 344 exposés à l'éthylène, à des concentrations allant de 0 à 3 000 ppm, par inhalation, pendant une période allant jusqu'à 24 mois (CIIT, 1979). Au cours d'une étude de 13 semaines, des rats albinos mâles et femelles ont été exposés à des concentrations allant de 0 à 10 000 ppm d'éthylène par inhalation. Aucune différence n'a été relevée entre les groupes témoins et les rats exposés à l'égard du changement de poids hebdomadaire moyen, du gain de poids total, de la consommation de nourriture, de l'hématologie, de la chimie clinique, de la pathologie clinique ou de l'histopathologie. Comparativement aux groupes témoins, le poids du foie chez plusieurs groupes de rats exposés était considérablement moins élevé. Toutefois, aucune relation dose-réponse n'a été établie à l'égard de cette perte de poids des organes, et la cause était inconnue (Rhudy et al., 1978; OCDE, 1998). Lors de deux autres études récentes sur 13 semaines, on a toutefois observé des effets nocifs chez les animaux exposés. Lors de la première de ces études, on a exposé des rats F344 mâles et femelles à des concentrations comprises entre 0 et 10 000 ppm d'éthylène par inhalation; on a observé une hyperplasie ou une hypertrophie multifocale très légère à modérée des cellules sécrétoires dans la muqueuse nasale, accompagnée d'accumulations multifocales d'éosinophiles très légères à légères (USEPA, 2007). Au cours de la seconde étude de 13 semaines, des rats Wistar et Fischer 344 mâles et femelles ont été exposés à des concentrations de 0 ou de 10 000 ppm d'éthylène par inhalation. Des lésions nasales ont été observées dans les deux souches de rats traités, mais les effets observés chez les rats Wistar étaient moindres que ceux observés chez les rats Fisher 344 (USEPA, 2009a). On a également fait état de lésions nasales chez des rats traités au cours d'une étude de quatre semaines pendant laquelle on a exposé des rats F344 mâles à des concentrations de 0 ou 10 000 ppm d'éthylène par inhalation. Des lésions liées à l'exposition ont été observées dans les voies respiratoires nasales proximales et distales des rats traités (USEPA, 2009b). Lors d'une autre étude de quatre semaines où des rats Fisher 344 mâles et des souris B6C3F1 mâles ont été exposés à des concentrations de 0, 40, 1 000 ou 3 000 ppm d'éthylène par inhalation, on a observé la formation d'hémoglobine et d'adduits de l'ADN tant chez les rats que chez les souris à 40 ppm et à des concentrations supérieures (Walker et al., 2000). On a également observé une alkylation de l'ADN lors d'une étude de 20 jours chez des rats F344 mâles exposés à des concentrations allant de 0 à 3 000 ppm d'éthylène par inhalation (Rusyn et al., 2005). Étant donné qu'on n'a observé aucun effet génotoxique ni cancérogène chez les animaux exposés à l'éthylène (à des concentrations beaucoup plus élevées), il serait plus approprié de considérer l'hémoglobine et les adduits à l'ADN en tant que biomarqueurs d'exposition plutôt que comme des effets toxicologiques.

Par ailleurs, on a étudié les effets potentiels sur le plan de la reproduction sur des rats mâles et femelles ainsi que sur celui du développement pour la progéniture. Pour ce faire, des rats mâles et femelles ont été exposés à des concentrations de 0, 200, 1 000 ou 5 000 ppm d'éthylène par inhalation. De l'éthylène a été administré aux animaux parents pendant deux semaines avant l'accouplement, pendant la période d'accouplement, jusqu'à la veille de l'autopsie pour les mâles (minimum de 28 jours) et jusqu'au 20e jour de la gestation pour les femelles. Les femelles et la progéniture ont été sacrifiées quatre jours après la mise bas. Aucun effet sur le gain de poids corporel, la fertilité ou la fécondité n'a été observé. En outre, le traitement n'a pas eu d'effet néfaste sur la taille de la portée, la proportion des sexes, le poids moyen des ratons, leur croissance et la condition clinique. L'autopsie n'a révélé aucun effet macroscopique, soit une indication de toxicité en raison du traitement. Enfin, on n'a observé aucun effet toxique sur les testicules, et aucun décès n'a été attribué à l'exposition (OCDE, 1998).

Plusieurs études épidémiologiques ont été recensées. Une étude a été réalisée auprès d'ouvriers travaillant dans une usine pétrochimique aux États-Unis. Elle a révélé un risque accru de développement du cancer du cerveau associé à l'exposition (à des niveaux non précisés) à un certain nombre de produits chimiques dont l'éthylène. Cependant, les chercheurs n'étaient pas convaincus du lien de causalité démontré par l'association. Plus précisément, on considérait que l'éthylène n'était probablement pas associé aux effets; en effet, on n'a trouvé aucune tumeur chez les rats au cours d'une étude de deux ans par inhalation, et on n'a observé aucun effet mutagène lors des tests d'Ames (Leffingwell, 1983). Une étude a été menée parmi les travailleurs d'une usine pétrochimique suédoise à l'aide des mesures des adduits à l'hémoglobine formés à partir d'oxyde d'éthylène pour assurer la surveillance de l'exposition à l'éthylène. L'étude a été menée en deux volets, l'un en 1989 et l'autre en 1993. Lors du premier volet, huit travailleurs exposés à des niveaux élevés d'éthylène (4 mg/m3) et trois travailleurs exposés à de faibles niveaux (0,1 à 0,3 mg/m3) ont été comparés à neuf groupes témoins exposés à 0,01 mg/m3. Tous les travailleurs exposés présentaient des niveaux élevés d'adduits à l'hémoglobine, et la formation d'adduits était liée à la dose administrée. Les résultats ont indiqué que 1 % environ de l'éthylène inhalé était métabolisé en oxyde d'éthylène. Le second volet de l'étude, qui visait quatre travailleurs, avait pour but de déterminer plus précisément les niveaux d'exposition. Les résultats du deuxième volet confirmaient ceux du premier, indiquant que 1 % environ de l'éthylène inhalé était métabolisé en oxyde d'éthylène et que la fraction maximale à convertir était estimée à 4 % (OCDE, 1998). On n'a relevé aucune augmentation de l'incidence du cancer chez 31 travailleurs exposés à l'éthylène (à des niveaux non précisés) lors d'une étude de cas-témoins sur le cancer du poumon chez les travailleurs d'une usine pétrochimique aux États-Unis (Bond et al., 1986).

En bref, l'éthylène ne causait pas de tumeurs chez les rats au cours d'une étude de deux ans par inhalation. Il ne présentait pas d'effets génotoxiques dans des essais in vivo ou in vitro. Bien que l'éthylène puisse être métabolisé en oxyde d'éthylène, des études pharmacocinétiques ont montré que la saturation du métabolisme de l'éthylène en oxyde d'éthylène a lieu à la fois chez les animaux de laboratoire et chez les humains, et que la quantité d'oxyde d'éthylène métabolisée à partir de l'éthylène était insuffisante pour produire des effets mutagènes ou cancérogènes chez les animaux de laboratoire. Les études ont aussi démontré que la vitesse de métabolisation de l'éthylène en oxyde d'éthylène est inférieure chez les humains par rapport aux animaux de laboratoire; par conséquent, la possibilité de causer le cancer chez les humains est encore moins plausible que chez les rongeurs. En outre, on n'a trouvé aucune preuve de cancérogénicité dans les études épidémiologiques.

En ce qui concerne les effets non cancérogènes, l'éthylène causait de légers effets sur les fosses nasales des rats exposés, par inhalation, à une concentration de 11 500 mg/m3 (10 000 ppm), ce qui représente la plus faible concentration minimale avec effet nocif observé (CMENO) pour l'exposition par inhalation. Aucun effet sur la reproduction et le développement n'a été observé, ni chez les rats mâles et femelles exposés, ni chez leur progéniture.

Le niveau de confiance accordé à la base de données sur la toxicité de l'éthène est jugé modéré à élevé, car on disposait d'un ensemble de données exhaustif comprenant la cancérogénicité, la génotoxicité, la toxicité pour la reproduction et le développement, ainsi que la toxicité après une exposition à doses répétées, ainsi que de données sur le mode d'action, permettant de déterminer des paramètres essentiels pour la caractérisation du risque. Néanmoins, seul un nombre limité d'études épidémiologiques ciblant l'éthylène était disponible.

Caractérisation des risques pour la santé humaine

Selon le CIRC, l'éthylène « est inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'homme (groupe 3) », car les indications de sa cancérogénicité sont insuffisantes chez les êtres humains et chez les animaux de laboratoire (CIRC, 1994). En outre, l'OCDE a notamment conclu que l'éthylène présente une faible toxicité d’après des études pertinentes sur cette substance (OCDE, 1998).

L'éthylène n'a pas produit de mutation génétique dans les essais in vitro ou in vivo. La substance n'était pas cancérogène chez les rats lors d'une étude de deux ans sur l'exposition par inhalation; en outre, les quelques études épidémiologiques disponibles n'ont pas permis non plus de révéler des cas de cancer chez les travailleurs exposés. Pour ce qui était des effets non cancérogènes, la plus faible CMENO pour l'exposition par inhalation (la principale voie d'exposition de la population générale) était de 11 500 mg/m3 (10 000 ppm), d'après l'observation de légers effets nasaux chez les rats lors d'une étude de 13 semaines sur l'exposition par inhalation. Les comparaisons de ce niveau d'effet avec les concentrations d'éthène les plus élevées au 95e centile mesurées dans l’air intérieur et l’air individuel au Canada (23,9 µg/m3 et 16,9 µg/m3) ont donné des marges d'exposition d'environ 481 200 et 680 500.

Compte tenu de l’adéquation des marges entre les estimations supérieures de l’exposition à l'éthène et des concentrations associées à un effet critique, on conclut que l'éthène ne satisfait pas aux critères énoncés à l'alinéa 64c) de la LCPE, car il ne pénètre pas l’environnement en quantités ou concentration ou dans des conditions de nature à constituer un danger au Canada pour la vie ou la santé humaines.

Incertitudes

La présente évaluation préalable ne comporte pas d'analyse complète du mode d'induction des effets associés à l'exposition à l’éthylène. Elle ne prend pas non plus en compte les différences possibles entre les êtres humains et les espèces examinées en ce qui concerne les effets provoqués par cette substance. Cependant, les marges d'exposition sont jugées suffisamment larges pour tenir compte adéquatement des écarts. Les données disponibles concernant les êtres humains étaient limitées en raison de la petite taille des échantillons, de l'exposition à un mélange de produits chimiques, du manque de détails relativement aux protocoles d'étude et aux conditions d'exposition, ainsi que des facteurs de confusion propres aux études épidémiologiques.

Les incertitudes relatives à l'exposition à l'éthylène sont mineures étant donné la grande confiance accordée à la base de données sur cette substance. En effet, cette base de données est fondée sur des études valables, récentes et bien menées de Santé Canada portant sur l'air extérieur, intérieur et individuel, soit les sources les plus pertinentes d'exposition à l'éthylène par l'environnement.

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Conclusion

D'après les renseignements contenus dans la présente évaluation préalable au sujet de la concentration d'éthylène dans l'environnement, il existe un faible risque d'effets nocifs de cette substance pour les organismes ou l'intégrité de l'environnement dans son ensemble. On conclut que l'éthène ne satisfait pas aux critères énoncés aux alinéas 64a) ou b) de la LCPE, car il ne pénètre pas dans l'environnement en une quantité ou concentration ou dans des conditions de nature à avoir, immédiatement ou à long terme, un effet nocif sur l'environnement ou sur la diversité biologique, ou à mettre en danger l'environnement essentiel pour la vie.

Compte tenu de l’adéquation des marges entre les estimations prudentes de l’exposition à l'éthène et des concentrations associées à un effet critique, on conclut que l'éthène ne satisfait pas aux critères énoncés à l'alinéa 64c) de la LCPE, car il ne pénètre pas l’environnement en quantités ou concentration ou dans des conditions de nature à constituer un danger au Canada pour la vie ou la santé humaines.

On conclut que l'éthène ne satisfait à aucun des critères énoncés à l'article 64 de la LCPE.

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Annexe A : Résumé de l'information portant sur les effets de l'éthylène sur la santé

Tableau A-1. Essais sur des animaux de laboratoire et in vitro
ParamètresDoses ou concentrations minimales avec effetNote de bas de page Annexe A Tableau A1[a] / Résultats
 Toxicité aiguëCL50 par inhalation (souris) = 1 093 000 mg/m3 (950 000 ppm)  (OCDE, 1998).

Plus faible CMEO par inhalation (rats) = 344 mg/m3 (300 ppm) d'après une inhibition de l'activité des enzymes (diverses monooxygénases et cytochromes P450) chez les rats mâles Fisher 344 exposés à l'éthylène par inhalation par voie nasale uniquement à 300, 600 et 1 000 ppm pendant une période allant jusqu'à 6 heures (Fennell et al., 2004).

Autres études :
CMEO (rats) = 1 147 mg/m3 (1 000 ppm) d'après une inhibition de l'activité des cytochromes P450 2E1 dans le foie des rats exposés à l'éthylène par inhalation globale pendant 2 heures (Erbach et al., 2007).

DSENO (rats) = 10 000 ppm d'après l'absence d'augmentation de l'activité enzymatique sérique et l'absence de tissu nécrotique chez les rats Fisher exposés à l'éthylène pendant 5 heures (Guest et al., 1981).

L'éthylène est en général utilisé comme anesthésique depuis de nombreuses années. Les symptômes immédiats des effets des gaz asphyxiants se traduisent par une respiration rapide et une respiration de Kussmaul, une diminution de la vivacité d'esprit et une altération de la coordination musculaire. Le manque constant d'oxygène entraîne un jugement erroné, un  apragmatisme, une fatigue rapide, une instabilité émotionnelle, des nausées, des vomissements, une prostration, de l'inconscience et, enfin, des convulsions, le coma ou la mort (Bibra, 1993).

Aucune étude par voie orale et cutanée n'a été recensée.
Toxicité à court termePlus faible CMENO par inhalation (rats) = 11 472 mg/m3 d'après des lésions liées à l'exposition dans les portions distales et proximales des voies respiratoires nasales chez les rats mâles F344 exposés à des concentrations d'éthylène à 0 (air filtré) ou 10 000 ppm (soit l'équivalent de 11 472 mg/m3) par inhalation globale pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période de quatre semaines (USEPA, 2009b).

Autres études sur l'exposition par inhalation :
CMEO (rats) = 46 mg/m3 d'après la formation d'hémoglobine et d'adduits de l'ADN observée chez les rats mâles F344 exposés à l'éthylène par inhalation globale à des concentrations de 0, 40, 1 000 ou 3 000 ppm (soit l'équivalent de 0, 46, 1 147 ou 3 442 mg/m3), pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période de quatre semaines (Walker et al., 2000).

CMEO (souris) = 46 mg/m3 d'après la formation d'hémoglobine et d'adduits de l'ADN observée chez les souris mâles B6C3F1 exposés à l'éthylène par inhalation globale à des concentrations de 0, 40, 1 000 ou 3 000 ppm (soit l'équivalent de 0, 46, 1 147 ou 3 442 mg/m3), pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période de quatre semaines (Walker et al., 2000).

CMEO (rats) = 3 442 mg/m3 d'après une augmentation importante (p inférieur(e) à 0,05) du nombre des adduits 7-HEV observée chez les rats mâles F344 exposés à l'éthylène par inhalation globale à des concentrations de 0 (air pur), 40 ou 3 000 ppm (soit l'équivalent de 0, 46 ou 3 442 mg/m3), pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période allant jusqu'à 20 jours (Rusyn et al., 2005)

Aucune étude par voie orale et cutanée n'a été recensée.
Toxicité subchroniqueCMENO par inhalation (rats) = 11 472 mg/m3 d'après les lésions nasales observées chez les rats mâles Wistar et Fisher 344 (10 par groupe) exposés à des concentrations d'éthylène par inhalation globale à des doses de 0 ou 10 000 ppm (soit l'équivalent de 0 ou 11 472 mg/m3), pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période de 13 semaines. Des lésions nasales ont été observées dans les deux souches de rats traités, mais les effets observés chez les rats Wistar étaient moindres que ceux observés chez les rats Fisher 344 (USEPA, 2009a).

Autres études sur l'exposition par inhalation :
Des rats albinos (15 par groupe par sexe) ont été exposés à des concentrations d'éthylène par inhalation à des doses de 0, 300, 1 000, 3 000 ou 10 000 ppm (soit l'équivalent de 0, 345, 1 150, 3 450 ou 11 500 mg/m3), pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période de 13 semaines. Aucune différence n'a été relevée entre les groupes témoins et les rats traités à l'égard du poids total, du changement de poids, de l'alimentation, de l'hématologie, de la chimie clinique, de la pathologie clinique ou de l'histopathologie. Comparativement aux groupes témoins, le poids du foie chez plusieurs groupes de rats exposés était considérablement moins élevé. Toutefois, aucune relation dose-réponse n'a été déterminée à l'égard de cette perte de poids et la cause était inconnue (CIIT, 1977, cité dans OCDE, 1998).

Des rats mâles Fisher 344 (10 par groupe par sexe) ont été exposés à des concentrations d'éthylène par inhalation globale à des doses de 0, 300, 1 000, 3 000 ou 10 000 ppm (soit l'équivalent de 0, 345, 1 150, 3 450 ou 11 500 mg/ m3), pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période de 13 semaines. Une hyperplasie et une hypertrophie multifocale très légères à modérées des cellules sécrétoires dans la muqueuse nasale, accompagnées de très légères accumulations multifocales d'éosinophiles ont été observées, et il semble que cela soit lié au traitement; cependant, aucune relation dose-réponse n'a été rapportée (USEPA, 2007).

Aucune étude par voie orale et cutanée n'a été recensée.
Toxicité chronique et cancérogénicitéCancérogénicité par inhalation chez les rats : Des rats Fisher 344, 120 par groupe par sexe, ont été exposés à des concentrations d'éthylène par inhalation globale, pendant six heures par jour et cinq jours par semaine, à des doses de 0, 300, 1 000 ou 3 000 ppm (soit l'équivalent de 0, 345, 1 150 ou 3 450 mg/m3) sur une période allant jusqu'à 24 mois. Une perte de poils, des dépôts secs et foncés sur les yeux et le nez et autour des yeux et du nez ainsi que des anomalies macroscopiques dans les yeux ont été observés; toutefois, aucune différence évidente n'a été détectée parmi les différents groupes de traitement. Le nombre d'animaux présentant des masses de tissus macroscopiques a augmenté de façon générale dans les groupes d'essai par rapport au groupe témoin, mais cette tendance n'était pas statistiquement significative. La mortalité spontanée (15,7 %) était à peu près égale pour tous les groupes traités. Le poids corporel final et les changements de poids total des mâles traités étaient plus élevés que ceux des groupes témoins, mais aucune tendance liée à la dose n'a été observée. Il n'y avait aucune différence statistiquement significative entre les groupes de traitement en ce qui concerne les paramètres liés à l'hématologie, à la chimie du sang ou les autres paramètres étudiés. Aucun changement macroscopique ou histopathologique dans les tissus attribuable aux effets des matières d'essai n'a été observé chez les rats traités (CIIT, 1979, Hamm et al., 1984).

Aucune étude par voie orale et cutanée n'a été recensée.
Toxicité
pour le développement et la reproduction
CSEO = 5 750 mg/m3 (5 000 ppm). Des rats (10 par sexe par groupe) ont été exposés à des concentrations d'éthylène par inhalation au niveau de la tête uniquement, pendant six heures par jour, à des doses de 0 (air seulement), 200, 1 000 ou 5 000 ppm (correspondant à 0, 230, 1 150 ou 5 750 mg/m3). De l'éthylène a été administré aux animaux parents pendant deux semaines avant l'accouplement, pendant la période d'accouplement, jusqu'à la veille de l'autopsie pour les mâles (minimum de 28 jours) et jusqu'au 20e jour de la gestation pour les femelles. Celles-ci ont pu prendre soin de leur progéniture jusqu'au 4e jour après leur naissance, alors qu'elles, tout comme leur progéniture ont été sacrifiées. Aucun décès n'a été attribué à l'exposition. Aucun effet sur le gain de poids corporel, la fertilité ou la fécondité n'a été observé. Le traitement n'a pas eu d'effet néfaste sur la taille de la portée, la proportion des sexes, le poids moyen des ratons, leur croissance et la condition clinique. L'autopsie n'a révélé aucun effet macroscopique, soit une indication de toxicité en raison du traitement. Aucun effet toxique sur les testicules n'a en outre été observé (Aveyard et al., 1996; cité dans OCDE, 1998).

Aucune étude par voie orale et cutanée n'a été recensée.
Génotoxicité et paramètres connexes in vivoMutagénicité
Résultats négatifs : Des rats mâlesFisher 344, sept par groupe, ont été exposés à des concentrations d'éthylène par inhalation globale à des doses de 0, 40, 1 000 ou 3 000 ppm, pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période de quatre semaines. Aucune augmentation de la fréquence du gène HGPRT dans les cellules T spléniques n'a été observée chez les souris exposées (Walker et al., 2000).

Résultats négatifs : Des souris mâles B6C3F1, sept par groupe, ont été exposées à des concentrations d'éthylène par inhalation globale à des doses de 0, 40, 1 000 ou 3 000 ppm, pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période de quatre semaines. Aucune augmentation de la fréquence du gène HGPRT dans les cellules T spléniques n'a été observée chez les souris exposées (Walker et al., 2000).

Micronoyaux
Résultats négatifs : Des rats mâles Fisher 344 (10 par groupe) ont été exposés à des concentrations d'éthylène par inhalation à des doses de 0, 40, 1 000 ou 3 000 ppm, pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période de 4 semaines. Un groupe témoin positif a été traité avec de l'oxyde d'éthylène à une dose de 200 ppm et soumis à des conditions d'exposition identiques. De la moelle osseuse a été prélevée environ 24 heures après l'exposition finale. L'éthylène n'a pas entraîné d'augmentation de la fréquence des érythrocytes polychromatiques micronucléés, liée à une exposition statistiquement significative, dans la moelle osseuse des rats. Par contre, l'exposition à l'oxyde d'éthylène a provoqué une augmentation importante de cette même fréquence chez les rats (Vergnes et Pritts, 1994).

Résultats négatifs : Des souris mâles B6C3F1 (10 par groupe) ont été exposées à des concentrations d'éthylène par inhalation à des doses de 0, 40, 1 000 ou 3 000 ppm, pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période de quatre semaines. Un groupe témoin positif a été traité avec de l'oxyde d'éthylène à une dose de 200 ppm et soumis à des conditions d'exposition identiques. De la moelle osseuse a été prélevée environ 24 heures après l'exposition finale. L'éthylène n'a pas entraîné d'augmentation de la fréquence des érythrocytes polychromatiques micronucléés, liée à une exposition statistiquement significative, dans la moelle osseuse des souris. Par contre, l'exposition à l'oxyde d'éthylène a provoqué une augmentation importante de cette même fréquence chez les souris (Vergnes et Pritts, 1994).

Alkylation de l'ADN
Résultats positifs : Des rats mâlesFisher 344, sept par groupe, ont été exposés à des concentrations d'éthylène par inhalation globale à des doses de 0, 40, 1 000 ou 3 000 ppm, pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période de quatre semaines. Une augmentation importante (p  inférieur(e) à  0,05) de la N7-(2-hydroxyéthyl)-guanine (N7-HEG) (principal adduit dans l'ADN de l'oxyde d'éthylène) a été observée dans l'ensemble les tissus examinés chez les rats (le foie, la rate, le cerveau et les poumons). La plus grande augmentation de N7-HEG a eu lieu au cours de la première semaine d'exposition et l'adduit s'est accumulé plus lentement pour atteindre un état d'équilibre entre la première et la quatrième semaines d'exposition, la plus grande augmentation de concentration s'étant produite dans le foie (Walker et al., 2000).

Résultats positifs : Des souris mâles B6C3F1, sept par groupe, ont été exposées à des concentrations d'éthylène par inhalation globale à des doses de 0, 40, 1 000 ou 3 000 ppm, pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période de quatre semaines. Une augmentation importante (p  inférieur(e) à  0,05) de la N7-(2-hydroxyéthyl)-guanine (N7-HEG) (principal adduit dans l'ADN de l'oxyde d'éthylène) a été observée dans l'ensemble les tissus examinés chez les souris (le foie, la rate, le cerveau et les poumons). La plus grande augmentation de N7-HEG a eu lieu au cours de la première semaine d'exposition et l'adduit s'est accumulé plus lentement pour atteindre un état d'équilibre entre la première et la quatrième semaines d'exposition, la plus grande augmentation de concentration s'étant produite dans le foie (Walker et al., 2000).

Résultats positifs : Des rats mâles F344, huit par groupe, ont été exposés par inhalation globale à des concentrations d'éthylène de 40 ou 3 000 ppm (soit l'équivalent de 46 ou 3 442 mg/m3), ou encore d'oxyde d'éthylène à des concentrations de 100 ppm (soit l'équivalent de 115 mg/m3), pendant six heures par jour, cinq jours par semaine, sur une période allant jusqu'à 20 jours. Une augmentation des adduits N7-HEG a été observée chez les rats exposés à l'éthylène, mais beaucoup plus faible que pour les rats exposés à l'oxyde d'éthylène (Rusyn et al., 2005).
Génotoxicité et paramètres connexes : in vitroMutagénicité chez les bactéries
Résultats négatifs dans la souche TA100 de la Salmonella typhimurium avec ou sans activation métabolique (Victorin et Stålberg, 1988).

Résultats négatifs dans la souche de l'Escherichia coli (Landry et Fuerst, 1968, cités dans OCDE, 1998).

Aberrations chromosomiques
Résultats négatifs dans les cellules d'ovaire de hamster de Chine (CHO) avec ou sans activation métabolique (Riley, 1996, cité dans OCDE, 1998).
Note de bas de page Annexe A Tableau A1

CL50, concentration létale médiane; DL50, dose létale médiane; CMENO, concentration minimale avec effet nocif observé; DMENO, dose minimale avec effet nocif observé; CMEO, concentration minimale avec effet observé, DMEO, dose minimale avec effet observé.

Retour à la note de page Annexe A Tableau A1[a]

Tableau A-2. Êtres humains
ParamètresRésultats
Études sur les êtres humainsPlusieurs études sur les êtres humains ont été recensées.

Une étude a été menée parmi les travailleurs d'une usine de traitement pétrochimique suédoise à l'aide des mesures des adduits à l'hémoglobine formés à partir de l'oxyde d'éthylène pour assurer la surveillance de l'exposition à l'éthylène. L'étude a été réalisée en deux volets, l'un en 1989 et l'autre en 1993. Huit travailleurs exposés à des niveaux élevés d'éthylène (4 mg/m3) et trois travailleurs exposés à de faibles niveaux (0,1 à 0,3 mg/m3) ont été comparés à neuf groupes témoins exposés à une concentration de 0,01 mg/m3. Tous les travailleurs exposés présentaient des niveaux élevés d'adduits à l'hémoglobine, et la formation d'adduits était liée à la dose administrée. Les résultats ont indiqué que 1 % environ de l'éthylène inhalé était métabolisé en oxyde d'éthylène. Le second volet de l'étude, qui portait sur quatre travailleurs, a été conçu pour déterminer de manière plus précise les niveaux d'exposition, dont la moyenne s'est établie à 4,5 mg/m3. Les résultats appuyaient ceux du premier volet, indiquant que 1 % environ de l'éthylène inhalé était métabolisé en oxyde d'éthylène et la fraction maximale à convertir était estimée à 4 % (Tornqvist, 1994, cité dans OCDE, 1998).

Une étude de cas-témoins emboîtés a révélé qu'il n'y avait aucune augmentation de l'incidence des cancers du poumon chez les 31 travailleurs exposés à l'éthylène (à des niveaux non précisés) dans une usine de traitement pétrochimique des États-Unis (Bond et al., 1986).

Une étude de cas-témoins emboîtés a révélé qu'il n'y avait aucune augmentation de l'incidence des cancers du poumon chez les 31 travailleurs exposés à l'éthène (à des niveaux non précisés) dans une usine de traitement pétrochimique des États-Unis (Bond et al., 1986).

Note de bas de page

Note de bas de page 1

La détermination de la conformité à l’un ou plusieurs des critères énoncés à l’article 64 repose sur une évaluation des risques pour l’environnement ou la santé humaine associés aux expositions dans l’environnement en général. Pour les humains, ceci comprend notamment les expositions à l'air ambiant, à l'air intérieur, à l'eau potable, aux produits alimentaires et dues à l'utilisation de produits de consommation. Une conclusion tirée en vertu de la LCPE n'est pas fondée sur une évaluation, qu'elle n'empêche pas non plus, par rapport aux critères de danger définis dans le Règlement sur les produits contrôlés, qui fait partie du cadre réglementaire applicable au Système d'information sur les matières dangereuses utilisées au travail pour les produits destinés à être utilisés au travail. De même, la conclusion qui s'inspire des critères énoncés à l'article 64 de la LCPE n'empêche pas la prise de mesures en vertu d'autres articles de cette loi ou d'autres lois.

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