Analyses des données sur la qualité de l'air et techniques de modélisation

Les analyses de données sur la qualité de l’air ambiant ainsi que les techniques de récepteurs constituent une composante de plus en plus importante de la gestion efficace de la qualité de l’air. L’identification des types de sources d’émissions, qu’elles soient anthropogéniques ou attribuables à des événements naturels comme des feux de forêt, et leurs contributions relatives à la mesure de la pollution atmosphérique, permettent d’identifier et de quantifier les sources qui gagneraient le plus à être contrôlées.

Les modèles de récepteurs fournissent le cadre théorique et mathématique qui permet de quantifier les contributions de la source à ce récepteur. Il existe deux principaux types de modèles de récepteurs :

1. Sources connues (ex. : système de mesure des produits chimiques);
2. Sources inconnues (ex. : analyse de facteurs et factorisation de matrice positive).

Dans le cas du premier type, une technique de régression est utilisée pour apparenter les profils chimiques ou les « empreintes » dans la matière particulaire ambiante mesurée à ceux des émissions provenant de sources potentielles. Le système de mesure des produits chimiques exige une connaissance préalable des sources majeures et des caractéristiques de leurs émissions dans le champ d’étude. La modélisation du système de mesure des produits chimiques fournit un moyen qui permet d’évaluer le pourcentage de contribution de chaque source à la concentration de polluant mesurée. Ces techniques statistiques sont utilisées pour identifier et quantifier la contribution d’importantes sources d’émissions.

Le deuxième type n’exige que des données de mesures ambiantes pour obtenir une répartition des sources. Ces modèles comptent sur la variabilité interne des données pour déterminer les profils des facteurs et leurs contributions à chaque échantillon. Ces profils de facteurs sont ensuite reliés à des sources spécifiques comme des émissions de combustion ou de diesel. Il faut au moins une centaine d’échantillons provenant de plusieurs endroits ou d’un endroit pendant une grande période pour ce type de modélisation de récepteurs.

À l’heure actuelle, les modèles de récepteurs ont une capacité limitée de distinguer des sources de composés secondaires de MP, sauf quand ils sont combinés à des éléments de modèles orientés sur des sources ou d’autres analyses à l’appui.

Les études de répartition des sources (modélisation des récepteurs) font appel à la mesure et à l’échantillonnage en milieu ambiant de particules atmosphériques ou de gaz, suivis d’analyses en laboratoire afin de séparer et d’identifier les constituants des échantillons cueillis par leur composition chimique. La surveillance de la spéciation chimique aide les scientifiques à comprendre les propriétés des polluants atmosphériques au(x) site(s) des récepteurs et à identifier les sources d’émissions, y compris les sources potentielles qui ne sont pas identifiées immédiatement dans les inventaires préliminaires d’émissions comme les feux de cuisson et les particules en suspension dans l’air transportées sur de grandes distances. De plus, les analyses permettent de quantifier la contribution de sources d’émissions connues et peuvent aider à valider et à améliorer l’inventaire d’émissions lui-même.

Parmi les objectifs des études de répartition des sources, notons les suivants :

• Relier quantitativement les émissions aux caractéristiques des aérosols visés à un site de récepteur spécifique.
• Évaluer l’efficacité des stratégies de contrôle à la longue.
• Améliorer et valider les inventaires d’émissions en déterminant les sources majeures de polluants atmosphériques comme les matières particulaires et d’autres contaminants.
• Renforcer la gestion environnementale, particulièrement sur les plans régional et local.
• Améliorer les liens entre les sources d’émissions spécifiques et la qualité de l’air ambiant.
• Guider l’application de modèles de sources.
• Évaluer et améliorer les résultats des modèles de sources.
• Fournir des données en vue d’appuyer la réduction des émissions grâce à des stratégies intégrées.

On fait de plus en plus appel aux analyses de répartition des sources comme moyen relativement précis, rapide et rentable d’identifier et de cibler les sources et leurs relatives contributions à la charge totale de pollution. Ces renseignements scientifiques aident les modélisateurs en qualité de l’air ainsi que les décideurs et les responsables des orientations politiques.

Les données obtenues des études de répartition des sources fournissent à ces décideurs et responsables des orientations politiques des outils pratiques permettant d’identifier et de quantifier les différentes sources de pollution atmosphériques, améliorant leur capacité à mettre en place des mesures politiques et réglementaires ainsi que des stratégies de contrôle qui permettent de réduire la pollution atmosphérique à des niveaux acceptables. De plus, il est possible de réaliser des bénéfices partagés - par exemple, les études de répartition des sources visant des polluants atmosphériques spécifiques peuvent également être utilisées pour évaluer les impacts climatiques, identifier les mesures d’énergie propre et les stratégies de réduction des émissions des gaz à effet de serre .

La réussite de l’application des méthodes de répartition des sources (modélisation de récepteurs) et le soutien à la prise de décision et à l’élaboration de politiques efficaces dépendent de la précision et de la pertinence des mesures de la qualité de l’air et de l’interprétation qui en est faite par les scientifiques et les gestionnaires de la qualité de l’air. Les experts en qualité de l’air d’Environnement Canada ont décidé de faire des études de répartition des sources et de l’amélioration des techniques de répartition des sources une partie intégrante de leurs activités scientifiques et de recherche; ils s’efforcent ainsi de toujours obtenir la meilleure qualité de données et d’information.