Exposition au sulfure d'hydrogène émanant des opérations industrielles

de l'usine Fortress, à Thurso: impacts potentiels

 

 

 

 

MANDAT

 

 

Évaluer les impacts potentiels de l'exposition au sulfure d'hydrogène (H2S) sur la santé des citoyens vivant au pourtour de la compagnie Fortress Cellulose Spécialisée, à Thurso, durant la période du 8 juillet au 13 novembre 2015.

 

 

I-    GÉNÉRALITÉS: CRITÈRES DE QUALITÉ DE L'AIR

 

[1]       Au Québec, les critères de qualité de l'air sont développés par le ministère du Développement durable, de l'Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MDDELCC). La liste des critères en air ambiant est publiée dans le Règlement sur l'assainissement de l'atmosphère (RAA) (Règlement sur l'assainissement de l'atmosphère. Juin 2011).

 

[2]     Les fondements de la méthodologie utilisée pour le détail des informations retenues pour la détermination des critères se retrouvent essentiellement dans quatre documents publiés par le ministère de l'Environnement :

 

•      Critères de qualité de l'air. Cadre d'application et de détermination. Mai 2002.

 

 

•     Critères de qualité de l'air. Méthode de détermination. Mai 2002.

 

 

•     Critères de qualité de l'air. Fiches synthèses. Mai 2002.

 

 

•     Mise à jour des critères québécois de qualité de l'air. Mars 2010.

 

 

[3]       Les critères de qualité de l'air sont construits à partir des concentrations dites

 

«sans effet nocif (CSEN)» :

 


« Concentration   la plus élevée d'un contaminant  dans   l'air permettant d'éviter l'apparition prédite ou démontrée d'un effet


 

 


nocif sur la santé humaine, le bien-être ou l'écosystème »  (MDDEP, Cadre d'application  et de détermination, p.4).

 

 

 

 

[4]       Ces concentrations, appelées seuil de référence, servent à définir les valeurs utilisées comme critères de qualité de l'air (CQA) :

« Seuil de référence utilisé pour la gestion de la qualité de l'air,

qui est établi à la plus faible des concentrations sans effet nocif »

(CSEN)  (MDDEP, Cadre d'application et de détermination, p.4).

 

 

 

 

[5]        Les concentrations sans effet nocif (CSEN) tiennent compte des groupes sensibles de la population :

« Les concentrations  sans effet nocif doivent prendre en compte les

différences de sensibilité de sous-groupes de la population ou d'organisme de l'écosystème » (MDDEP, Cadre d'application et de détermination, p. 6).

 

« ..., nous désirons que des groupes sensibles (enfants, personnes âgées, asthmatiques, femmes enceintes, etc.), de manière générale, soient protégés adéquatement par l'application des critères et des normes de qualité de l'air » (MDDEP, Cadre d'application et de détermination, p. 7).

 

 

 

 

[6]        Dans le contexte de la qualité de l'air, on s'intéresse particulièrement à l'exposition suite à l'inhalation d'un contaminant en référant spécifiquement aux seuils établis pour les concentrations sans effet nocif par inhalation (CSEN-i (inhalation)).

 

 

 

[7]       Les critères de qualité de l'air sont construits à partir des concentrations sans effet par inhalation (CSEN-i), soit pour :

 

§               des effets  aigus : effets d'une substance chimique observée après  une exposition de courte durée (quelques heures à quelques jours);

 

 

 

 

 


§               des effets chroniques non cancérigènes : effets d'une substance chimique observée après une longue période d'exposition (quelques mois à quelques années);

§               des effets chroniques cancérigènes.

 

 

 

[8]             Pour les  effets aigus, les seuils  de référence calculés par I'Environmental Protection Agency de la Californie (EPA-CAL) ont été adoptés par le ministère de l'Environnement du Québec. Ainsi, les valeurs de ce qui est désigné par « Acute Reference Exposure Levels » ou RELs de I'EPA-CAL ont été utilisées pour la détermination des CSEN-i.


II-  ÉCHANTILLONNAGE

 

[9]       Fortress Cellulose Spécialisée (Fortress) procède à l'échantillonnage des composés soufrés totaux (SRT) et du sulfure d'hydrogène (H2S), à partir de leur station des odeurs située aux limites du terrain de l'entreprise, à Thurso (rue Chartrand). L'échantillonnage en continu est réalisé à partir de deux analyseurs de gaz (SRT THERMO 43C et H2S Thermo 450 i). La période de prise de l'échantillon pour les deux gaz est de 120 secondes (2 minutes). Des travaux d'entretien et d'étalonnage des deux analyseurs de gaz ont été réalisés par SNC-Lavalin les 6 et 7 juillet 2015. La fiabilité des deux appareils a été établie à 0,99981 pour l'analyseur SRT et 0,99952 pour l'analyseur H2S. Le prochain étalonnage par SNC-Lavalin sera effectué en janvier 2016.

 

 

[10]    Les deux appareils de lecture font l'objet d'une calibration quotidienne automatique et d'une vérification interne, de 13 h 22 à 13 h 42. Une fois par semaine, il y a calibration avec vérification visuelle par un instrumentiste qui provoque la cellule interne des appareils et vérifie que les données lues sur les appareils correspondent aux données de calibrations journalières. Si elles ne correspondent  pas, il y a ajustement de l'appareil.


III-         ANALYSE DES DONNÉES

 

 

[11)      Les données recueillies par l'analyseur H2S entre le 8 juillet 2015 et le 13 novembre 2015 font l'objet de la présente analyse. Les mesures prises aux 120 secondes ont été utilisées pour le calcul des moyennes sur 4 minutes afin de faciliter la comparaison avec le seuil de référence (basé sur l'odeur) tel que défini dans le RAA pour cette même période de temps (6 g/m3 ou 4,31ppb). Les données de l'analyseur durant la période de calibration ont été exclues. Les moyennes arithmétiques ont été calculées pour différentes périodes d'intérêt : période complète, jour de la semaine, mois, horaire de travail, heure. D'autres paramètres ont également été calculés pour ajouter à la description, soit l'écart type, la médiane, les quartiles, le niveau maximal, la proportion (%) de dépassement du critère du RAA.


IV        RÉSULTATS

 

[12]     On retrouve au tableau 1(en annexe), le résumé de l'ensemble des résultats de la campagne d'échantillonnage pour le H2S pour la période s'échelonnant du 8 juillet au 13 novembre 2015, soit sur 129 jours continus. Au total, 90 046 lectures aux 120 secondes ont été utilisées pour calculer 45 023 moyennes sur 4 minutes. Pour l'ensemble de la période, la moyenne de la concentration  en H2S prise aux 4 minutes est de 1,64 ppb et la valeur médiane (valeur centrale) se situe à 0,60 ppb. Le pourcentage de dépassement du seuil établi à 4,31ppb est de l'ordre de 10 %. Il y a des fluctuations de moyennes en fonction des mois de juillet à novembre 2015, de 2,68 ppb à 0,99 ppb. On note également des fluctuations de moyennes durant la semaine (1,28 ppb à 2,17 ppb). Les moyennes observées selon les horaires de travail (réparties sur 12 h) sont relativement semblables (1,55 ppb pour l'horaire de jour et 1,74 ppb pour l'horaire de soir- nuit).

 

La différence marquée entre la moyenne arithmétique (1,64) et la médiane (0,60) est manifeste d'une distribution de données avec des valeurs extrêmes qui influencent la moyenne arithmétique. Ce type de distribution, avec des données qui s'étirent à l'extrémité de la courbe, est fréquemment observé dans les analyses sur des mesures biologiques ou des mesures environnementales. À cet égard, la valeur médiane (point central), est un meilleur indicateur de l'exposition réelle, alors que la valeur observée au 3e quartile pourrait représenter un scénario extrême.

 

 

[13]     Afin de décrire les facteurs associés aux périodes de dépassement du critère (10 %), des analyses complémentaires ont été réalisées. Au tableau 2, on retrouve les résultats de l'analyse menée spécifiquement sur les données supérieures au critère. On remarque que les dépassements sont presque quotidiens (98/129 jours), et plus fréquemment observés après 18 heures. Il y a peu de différence en fonction des jours de la semaine. Cependant, les mois d'été (juillet à septembre 2015) démontrent une différence notable en comparaison aux mois d'automne (octobre- novembre 2015). De fait, à l'automne, les dépassements sont d'environ une journée sur deux (46 %), alors qu'à l'été, il y en a pratiquement tous les jours (92 %).


V-      DISCUSSION

[14]   Dans le tableau en annexe, on présente les valeurs calculées pour la moyenne arithmétique, ainsi que la médiane (donnée centrale de la distribution de l'ensemble des valeurs). La différence notable entre la valeur moyenne (1,64 ppb) et la médiane (0,60 ppb) démontre que la moyenne arithmétique est fortement influencée par des valeurs extrêmes, que les valeurs des moyennes ne sont pas normalement distribuées (en référence à la Loi normale, en termes de probabilité). Du point de vue mathématique, on aurait pu calculer la moyenne géométrique (transformation logarithmique des valeurs), moyenne qui est moins sensible aux valeurs extrêmes que la moyenne arithmétique. Ce faisant, la moyenne géométrique se rapprocherait inévitablement de la médiane. L'utilisation de la moyenne géométrique est d'un intérêt particulier dans les analyses statistiques, lorsqu'on veut comparer des données entre elles et qu'on s'intéresse à la signification statistique des différences observées pour des valeurs non distribuées normalement.

La présente démarche vise uniquement à comparer une valeur d'exposition avec un seuil de référence à respecter. À cet égard, aucune transformation mathématique n'est requise. Ce faisant, les individus sont donc exposés, à un moment donné, à une certaine concentration. Dans le contexte d'une analyse de risque, cette valeur d'exposition (moyenne arithmétique ou médiane...) serait utilisée pour calculer la dose (exposition x unité de temps).

 

 

[15]     Le Règlement sur l'assainissement de l'atmosphère (RAA) établit le seuil d'hydrogène sulfuré (H2S) pour deux périodes distinctes, 4 minutes et 1an. Le seuil à ne pas dépasser dans l'air ambiant est de 6 g/m3 ou 4,31ppb (4 minutes) et 2 g/m3 ou 1,44 ppb  (1an). En fonction des valeurs moyennes observées sur une durée de 4 minutes, il n'y a pas de dépassement du seuil présenté dans le RAA. Il en est de même pour les valeurs moyennes observées à la médiane, ainsi qu'au troisième quartile (75e centile). Le pourcentage de dépassement du seuil est estimé à 10%, pourcentage qui s'atténue de juillet à novembre 2015, pour atteindre 3,6 %. Les données journalières montrent des


écarts peu significatifs allant de 1,28 ppb à 2,17 ppb, données qui demeurent sous le seuil de référence. On remarque également certaines fluctuations au cours des mois d'échantillonnage, avec un léger écart, dans les moyennes observées durant la période d'été (2,16 ppb: juillet, août, septembre 2015). On note également que les proportions de dépassement du seuil, pour la période d'été à l'automne, sont en baisse significative, passant de 14% à 2,7 %.

 

[16]     Le H2S est un gaz incolore à odeur nauséabonde (œufs pourris). Selon I'EPA-CAL, le seuil olfactif serait de l'ordre de 8,1ppb. Lorsque l'exposition dépasse substantiellement le seuil olfactif, les personnes peuvent éprouver différents malaises en lien avec l'odeur caractéristique, soit des maux de tête et des nausées. Afin de protéger les personnes de ces effets, I'EPA-CAL propose d'établir le seuil d'exposition pour une heure à 30 ppb (Exposure Level, California Ambient Air Quality Standard); en annexe. Pour les effets chroniques, le critère a été établi à 8 ppb (Acute, 8-Hour, and Chronic Reference Exposure Levels (RELs) Summary Table.  EPA-CAL. Appendix B. October 2013); en annexe.

 

[17]     Tel que présenté au tableau 1, en référence aux résultats calculés sur chaque période d'une heure, la moyenne observée pour l'ensemble de la période (juillet­ novembre 2015), ainsi que l'ensemble des valeurs (médiane, 3e quartile, valeur maximale), sont en deçà des seuils proposés par I'EPA-CAL, autant pour les effets aigus (30 ppb) et les effets chroniques (8 ppb). En fonction des valeurs maximales observées, il demeure certain que l'odeur caractéristique est perçue par la population environnante et ce, à certaines périodes, tel que documenté au tableau 2.

 

[18]     En 2000, l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) a publié ses recommandations quant aux valeurs à observer pour la qualité de l'air ambiant (Air Quality Guidelines for Europe. OMS. 2000). L'OMS soumet que la concentration la plus faible ayant induit des effets (irritation oculaire) serait de l'ordre de 107 ppb pour 24 heures. L'OMS recommande une concentration inférieure à 5 ppb sur une période de 30 minutes afin d'éviter les désagréments liés à l'odeur.


VI-      CONCLUSION

 

 

[19]     Les données recueillies par l'analyseur en continu pour le sulfure d'hydrogène (H2S), durant la période du 8 juillet au 13 novembre 2015, ont été utilisées afin d'évaluer l'exposition à la limite  de la propriété de Fortress Cellulose Spécialisée, à Thurso. Les valeurs moyennes pour 4 minutes ont été calculées et comparées au seuil établi à 4.31ppb par le ministère du Développement durable, de l'Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MDDELCC) pour la qualité de l'air dans le Règlement sur l'assainissement de l'atmosphère (RAA). Les résultats de l'analyse des données recueillies à partir de l'échantillonneur calibré montrent que les moyennes arithmétiques observées, la médiane de ces moyennes et les valeurs moyennes au 3e quartile sont toutes en deçà du seuil réglementaire québécois. En moyenne, on note un dépassement du seuil pour 10% des valeurs calculées. On observe également des valeurs maximales qui dépassent le seuil olfactif estimé à environ 8 ppb, sans qu'on puisse définir les conditions d'opération qui amènent ces dépassements.

 

Toutes les valeurs moyennes de sulfure d'hydrogène (H2S), mesurées lors de la campagne d'échantillonnage réalisée à la limite de la propriété de Fortress, sont bien en deçà des concentrations pouvant mener à des effets aigus ou chroniques sur la santé de la population environnante (effets sur le système nerveux central et effets respiratoires), en référence aux critères établis par le MDDELCC, I'EPA-CAL et l'OMS.

 

 

 

 

 

 


 

 

Claude Tremblay, M.Sc., Ph.D. Épidémiologiste, toxicologue


2015-12-14

 

Date


RÉFÉRENCES

 

Gouvernement du Québec. Règlement sur l'assainissement de l'atmosphère. Loi sur la qualité de l'environnement. Chapitre Q-2, r.4.1 Juin 2011.

 

 

Gouvernement du Québec. Ministère de I'Environnnement. Critères de qualité de l'air. Cadre d'application et de détermination. Mai 2002.

 

 

Gouvernement du Québec. Ministère de l'Environnement. Critères de qualité de l'air. Méthode de détermination. Mai 2002.

 

 

Gouvernement du Québec. Ministère de l'Environnement. Critères de qualité de l'air. Fiches synthèses. Mai 2002.

 

 

Gouvernement du Québec. Ministère  de l'Environnement. Mise  à  jour  des critères québécois de qualité de l'air. Mars 2010.

 

 

California Environmental Protection (CAL-EPA). Acute toxicology  summary. Hydrogen sulfide. Appendix D2. June 2008, p. 143-151.

 

 

California Environmental Protection  Agency (CAL-EPA). Acute, 8-Hour, and  Chronic

Reference Exposure Levels (RELs).Summary Table. Appendix B. October 2013, p. 1-10.

 

 

WHO. Air quality guidelines for Europe; second edition. Hydrogen sulfide. Chapter 6.6.

2000, p. 1-7.

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 



ABRÉVIATIONS

 

 

 

CSEN:                 Concentration sans effet nocif

CSEN-i:              Concentration sans effet nocif - inhalation

CQA:                   Critères de qualité de l’air

EPA-CAL :         Environmental  Protection Agency - California

Fortress:           Fortress Cellulose Spécialisée

H2S:                     Sulfure d’hydrogène

MDDELCC:        ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les                     changements climatiques

MDDEP :           ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs

MENV :              ministère de l’Environnement du Québec

ppb :                   Partie par milliard

OMS :                 Organisation Mondiale de la Santé

RAA :                  Règlement sur l’assainissement de l’atmosphère

RELs :                  Acute Reference Exposure Levels

SRT :                   Composés soufrés totaux

Seuils :               .MDDEP :      4 minutes : 4,31 ppb (santé)
                                                     1 an : 1,41 ppb (odeur)

                             .EPA-CAL :     30 minutes : 30 ppb (santé)
                                                      Long terme : 8 ppb (santé)

                             .OMS :           30 minutes : 5 ppb (odeur)
                                                      24 heures : 107 ppb (santé)

mg/m3               Microgramme par mètre cube


 

 

Rapport d'expertise H2S

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