Deuxième rapport du groupe de travail chargé de l'inventaire national des rejets de polluants de 2001 à 2002 : chapitre 2

2. Spéciation des principaux contaminants atmosphériques

• 2.1 Historique
• 2.1.1 Introduction
• 2.1.2 Spéciation des PCA et modélisation régionale de la qualité de l'air
• 2.2 Cadre pour la spéciation des COV
• 2.2.1 Liste des espèces de COV d'intérêt pour la spéciation
• 2.2.2 De-minimus pour la déclaration des espèces
• 2.3 Paramètres pour la spéciation des COV
• 2.3.1 Listes des espèces de COV
• 2.3.2 De-minimus de déclaration
• 2.3.3 Traitement des mélanges et des isomères
• 2.3.4 Déclarations sur la spéciation similaires aux déclarations sur les COV totaux
• 2.3.5 Spéciation par les installations déclarantes, supportée par des efforts continus pour élargir et améliorer les outils de spéciation
• 2.4 Autres questions et exigences concernant les travaux relatifs à la spéciation
• 2.4.1 Extrapolation des émissions de COV non spéciées
• 2.4.2 Spéciation d'autres PCA
• 2.4.3 Déclaration de l'information sur les PCA

2.1 Historique

2.1.1 Introduction

Les PCA suivants ont été ajoutés à l'INRP pour l'année de déclaration 2002 : oxydes d'azote, dioxyde de soufre, monoxyde de carbone, composés organiques volatils (COV) et particules. Il est à noter que les particules sont inscrites dans des listes distinctes : particules totales (PT), particules inférieures à 10 µm (PM₁₀) et particules inférieures à 2,5 µm (PM_2,5).

En ajoutant ces PCA à l'INRP, EC prenait en considération les points de vue exposés dans le premier rapport du GT (31 octobre 2001). Ce rapport traitait des définitions et des seuils pour les substances ainsi que d'un certain nombre d'autres exigences en matière de données, notamment les paramètres de déclaration des cheminées et les variations temporelles. D'autres éléments de données (concernant entre autres la spéciation des COV et d'autres PCA) ont également été pris en considération par le GT en 2001 afin d'être inclus dans l'année de déclaration 2002. Cependant, on a reporté ces éléments supplémentaires à l'année de déclaration 2003 afin d'avoir plus de temps pour effectuer des recherches et des analyses sur les approches possibles. À cette fin, le GT a formé un sous-groupe (SG) sur la spéciation en septembre 2001 pour aider EC à élaborer davantage d'options à lui présenter (voir l'annexe B pour de plus amples renseignements).

Le GT reconnaît au départ que la spéciation est justifiée et qu'elle est nécessaire pour la modélisation régionale de la qualité de l'air. Par ailleurs, il reconnaît également que l'amélioration de l'information ne doit pas entraîner une augmentation indue du fardeau administratif.

La spéciation sera également fort utile pour des initiatives nationales et internationales pour lesquelles on a besoin d'information sur les émissions et les tendances et de prévisions. Les principales initiatives en question sont :

• les Standards pancanadiens relatifs aux particules et à l'ozone;
• la Stratégie pancanadienne sur les pluies acides;
• l'Annexe sur l'ozone à l'Accord Canada-États-Unis sur la qualité de l'air de 1991;
• la Convention sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance;
• l'élaboration d'objectifs de qualité de l'air ambiant;
• la Commission mixte internationale;
• la Commission économique des Nations Unies pour l'Europe.

Le GT reconnaît que les COV - qui, pour la présente année de déclaration, ne sont rapportés que sous forme de COV totaux, mais qui peuvent représenter des dizaines ou des centaines d'espèces dans les installations - constituent la priorité en matière de spéciation. Les émissions de COV influent sur la chimie de l'atmosphère et la qualité de l'air de diverses façons, dont les suivantes :

• les COV contribuent à la formation de polluants secondaires (ozone, sulfates, nitrates, aérosols organiques secondaires, etc.);
• les COV contribuent directement et indirectement à la masse des aérosols organiques;
• certaines espèces de COV sont nocives pour la santé humaine.

2.1.2 Spéciation des PCA et modélisation régionale de la qualité de l'air

Un modèle régional de la qualité de l'air (MRQA) est un code machine qui résout de façon numérique un modèle mathématique exhaustif et temporel des processus relatifs à la qualité de l'air dans l'atmosphère. Le modèle consiste en un ensemble d'équations et de rapports décrivant l'ensemble des processus chimiques, physiques et dynamiques prenant place dans l'atmosphère et régissant la qualité de l'air.

Jusqu'à maintenant, on a utilisé conjointement des systèmes de traitement des émissions et la déclaration des émissions de COV totaux imputables aux procédés pour évaluer les émissions de COV spéciées utilisées à titre de données d'entrée dans les MRQA. La déclaration des émissions de COV totaux à l'échelle des installations n'offre cependant pas suffisamment d'information pour les MRQA. C'est pourquoi, lorsque l'information n'est pas suffisamment détaillée, on utilise des hypothèses.

Il est important de noter que la surveillance et la modélisation de la qualité de l'air sont des processus complémentaires. Les MRQA sont utiles pour les initiatives suivantes :

• établissement de liens entre les émissions dans l'atmosphère et les concentrations dans l'air ambiant/dépôt atmosphérique;
• synthèse des meilleures connaissances sur l'ensemble des processus relatifs aux dépôts acides;
• détermination de l'importance des divers processus;
• mise à l'essai d'hypothèses scientifiques (hypothèse de linéarité, etc.);
• correction des lacunes dans les réseaux de surveillance;
• conception et optimisation de réseaux de surveillance;
• détermination de l'attribution des sources;
• simulation de scénarios d'anticipation.

Par ailleurs, il faut utiliser l'information sur les COV spéciés avec les MRQA, car chaque espèce de COV présente des différences au chapitre :

• de la réactivité (les MRQA utilisent de l'information spéciée pour déterminer la réactivité atmosphérique en phase gazeuse et aqueuse);
• du potentiel de formation de l'ozone;
• de la volatilité;
• du potentiel de formation d'aérosols.

2.2 Cadre pour la spéciation des COV

Le GT a accepté l'approche, proposée par le SG sur la spéciation, qui consiste à établir une liste des espèces d'intérêt et un de-minimus de déclaration.

2.2.1 Liste des espèces de COV d'intérêt pour la spéciation

Toutes les espèces figurant sur la liste doivent être déclarables si le seuil de déclenchement pour les COV totaux (10 tonnes rejetées dans l'air) et le de-minimus de l'espèce (voir ci-après) sont atteints. Les membres du GT s'entendent sur le recours à une liste des substances d'intérêt pour la spéciation après avoir étudié l'option d'une « liste générale » - c.-à-d. une approche obligeant les installations à spécier leurs rejets à partir de l'éventail complet des quelque 800 espèces de COV, approche jugée inutile et extrêmement lourde du point de vue administratif.

On convient que la liste soit axée sur les espèces de COV jouant un rôle important dans la formation de l'ozone troposphérique et des particules. L'approche recommandée par le GT pour atteindre cet objectif est la suivante :

• Les listes des espèces de COV doivent être établies d'après des critères spécifiques. (Les membres du GT appartenant à des ONGE sont en faveur d'une couverture cible de 90 % pour chaque critère, tandis que les membres de l'industrie sont en faveur d'une approche « 80/20 » pour le critère dans son ensemble.)
• Les critères spécifiques doivent inclure : la masse, la réactivité, la solubilité et le potentiel de condensation. (Voir l'annexe C pour de plus amples renseignements.)
• Il faut effectuer des vérifications croisées (p. ex., d'après les formulations/solvants, les informations provenant de l'industrie ainsi que l'analyse de la spécificité régionale et des sources) pour faire en sorte que les espèces de COV soient bien identifiées.

Les membres de l'industrie faisant partie du GT recommandent également que l'on prenne en considération le retrait d'espèces de la liste si celles-ci ne sont pas déclarées pendant un certain nombre d'année.

2.2.2 De-minimus pour la déclaration des espèces

Le de-minimus est le seuil établi pour déterminer à quel moment il faut déclarer une espèce figurant sur la liste. Ainsi, lorsque le seuil de déclaration des COV totaux est dépassé, il faudra également déclarer toute espèce figurant sur la liste des substances d'intérêt rejetée en quantité égale ou supérieure aux de-minimus.

Les fondement de l'établissement des de-minimus sont les suivants :

• Les seuils de déclaration de l'INRP doivent continuer de s'appliquer. Autrement dit, le seuil pour les COV totaux demeure à 10 tonnes de rejet dans l'air, et chaque COV figurant présentement dans les listes de l'INRP doit respecter le seuil qui lui a été attribué (soit le seuil standard de 10 tonnes fabriquées, traitées ou utilisées d'une autre manière [FTU], soit l'autre seuil de déclaration [ASD] applicable).
• Comme pour le seuil des COV totaux, le de-minimus doit être un seuil fondé sur rejet dans l'air.

2.3 Paramètres pour la spéciation des COV

En s'appuyant en partie sur l'application du cadre précédent, le GT recommande les paramètres suivants pour la spéciation des COV.

2.3.1 Listes des espèces de COV

Liste type des substances candidates

Le GT s'entend sur l'élaboration d'une liste type des substances candidates pour la spéciation en fonction des points suivants.

Espèces de COV figurant déjà dans l'INRP.

Comme on le voit au tableau D-1 de l'annexe D, 101 substances, mélanges ou isomères de COV figurent présentement dans l'INRP.

Espèces supplémentaires relevées dans le cadre de l'analyse nationale qui répondent aux critères établis dans la sous-section 2.2.1.

Les tableaux D-2 et D-3 de l'annexe D énumèrent les espèces relevées dans le cadre de l'analyse nationale. La liste a été élaborée à l'aide d'informations tirées du Système d'inventaire des rejets résiduels (SIRR) pour 1995 et de la base de données SPECIATE, version 3.0, de l'EPA des États-Unis. Au niveau de couverture de 90 % indiqué pour les critères dans la sous-section 2.2.1, on compte 64 espèces, 18 mélanges et 12 groupements d'isomères. De ces 94 substances, 35 figurent déjà dans les listes de l'INRP, comme le montre le tableau D-1. Ainsi, un total de 59 espèces doivent être ajoutées à la liste type.

Espèces supplémentaires relevées dans le cadre d'une analyse régionale qui répondent aux critères établis dans la sous-section 2.2.1.

Selon le tableau D-4 de l'annexe D, un total de 12 espèces supplémentaires (c.-à-d. ne figurant pas dans l'INRP et n'ayant pas été identifiées dans le cadre de l'analyse nationale précédente) ont été relevées dans le cadre d'une analyse régionale du corridor Windsor-Québec. On a effectué cette analyse pour déterminer si la liste nationale correspondait aux analyses régionales.

Le personnel d'EC doit fusionner les tableaux de l'annexe D en une seule liste type en effectuant des rapprochements supplémentaires et en éliminant toute duplication.

Liste finale des espèces de COV

En principe, le GT s'entend pour que les substances figurant présentement dans l'INRP soient incluses dans la liste finale des substances d'intérêt. Les opinions divergent cependant quant à l'objectif de couverture de 80 ou de 90 % à appliquer aux espèces identifiées par l'application des critères à l'échelle nationale. Les membres du GT ne peuvent pas non plus formuler de recommandation sur les espèces identifiées dans le cadre des analyses régionales qui devraient être incluses, s'il y en a. EC entreprendra d'autres analyses sur ces douze substances et présentera ses conclusions au GT à l'occasion de sa réunion de septembre. On demande aux intervenants de fournir de l'information et d'exprimer leurs points de vue.

2.3.2 De-minimus de déclaration

D'après une analyse du pourcentage de couverture à différents niveaux de-minimus, tel qu'indiqué à l'annexe E, les membres de l'industrie faisant partie du GT estiment qu'un de-minimus d'une tonne est approprié. (Avec ce de-minimus, une fois que la déclaration des COV totaux est déclenchée, la déclaration s'applique également à toute espèce figurant sur la liste des substances d'intérêt dont les rejets équivalent à une tonne ou plus.) Les membres des ONGE faisant partie du GT précisent qu'un déclencheur d'une tonne ne constitue un de-minimus approprié que s'il est appliqué conjointement avec une liste des substances d'intérêt fondée sur une couverture de 90 % pour les quatre critères.

Il convient de souligner de nouveau qu'aucun changement n'est prévu aux seuils totaux qui déclenchent la déclaration. Autrement dit, les COV totaux ne demeurent déclarables par une installation que lorsqu'au moins 10 tonnes de ces substances sont rejetées, conformément à l'avis publié dans la Gazette du Canada pour l'INRP 2002. (De la même façon, les émissions d'une espèce de COV figurant dans l'INRP demeurent déclarables lorsque le seuil pour cette espèce de COV est dépassé.)

2.3.3 Traitement des mélanges et des isomères

Pour les mélanges, le GT recommande que la déclaration soit faite soit par espèce de COV (si elle est connue), soit par mélange. Pour les isomères, le GT recommande que la déclaration soit fondée sur le total agrégé, sauf lorsque les propriétés isomères présentent des différences marquées en matière de potentiel de formation d'ozone et de particules. En pareil cas, l'isomère est identifié dans les listes d'espèces de COV et est déclaré individuellement à l'INRP; le reste des isomères peuvent être déclarés en tant que groupe dont est exclu l'isomère déclaré à part. Le GT recommande qu'EC élabore des directives appropriées pour les mélanges et les isomères. Le GT demande également à EC de déterminer les exigences légales en matière de diligence raisonnable et d'élaborer des directives appropriées pour la déclaration des mélanges versus les substances comprises dans le mélange et pour les cas où ces composants sont énumérés individuellement dans l'INRP avec des seuils FTU.

2.3.4 Déclarations sur la spéciation similaires aux déclarations sur les COV totaux

D'après l'avis publié dans la Gazette du Canada pour l'INRP de 2002, les COV (et autres PCA) doivent être déclarés en tant que total par installation. En outre, lorsque des cheminées importantes sont exploitées, des valeurs distinctes doivent également être déclarées pour les émissions au niveau du sol et pour les émissions de chaque cheminée majeure. (Par « cheminée d'importance », on entend les cheminées dont la hauteur est égale ou supérieure à 50 m et qui émettent une quantité minimale spécifiée de PAC - 5 tonnes dans le cas des COV.) Le GT convient que la spéciation des COV doit être effectuée d'une manière similaire.

2.3.5 Spéciation par les installations déclarantes, supportée par des efforts continus pour élargir et améliorer les outils de spéciation

Conformément à la tradition d'autodéclaration des émissions de l'INRP, les installations doivent entreprendre des estimations de la spéciation qu'elles fourniront à EC. Les installations peuvent se servir d'un outil, la base de données SPECIATE 3.1 de l'EPA des États-Unis, qui contient des profils de spéciation standard pour environ 600 procédés. Les installations peuvent aussi avoir des profils de spéciation qui sont mieux adaptés à leurs procédés. D'autres outils doivent au besoin être mis à disposition, et la poursuite de l'élaboration d'outils est importante. Les membres du GT reconnaissent que la qualité des données puisse être limitée au départ. Elle devrait s'améliorer à mesure que les déclarants se familiariseront avec les exigences et les procédures, et que des progrès seront accomplis au chapitre des directives et des méthodes.

2.4 Autres questions et exigences concernant les travaux relatifs à la spéciation

2.4.1 Extrapolation des émissions de COV non spéciées

Certains moyens de représentation des émissions de COV non spéciées sont nécessaires pour la modélisation. Le GT a relevé les approches suivantes, en se fondant sur des questions optionnelles posées aux déclarants.

• Le logiciel de déclaration de l'INRP peut inciter les déclarants à fournir volontairement de l'information sur l'importance (p. ex., élevée, moyenne, faible) de la portion non spéciée de leurs rejets de COV dans l'atmosphère par rapport à leurs propriétés principales (réactivité, solubilité et potentiel de condensation).
• Le logiciel de l'INRP peut inciter les déclarants à fournir volontairement de l'information à laquelle ils peuvent avoir accès sur d'autres espèces de COV ne figurant pas sur la liste des substances d'intérêt (y compris les numéros CAS et les valeurs des émissions atmosphériques). Les déclarants doivent faire preuve d'un certain jugement pour déterminer si la déclaration d'une espèce supplémentaire est justifiée; toutefois, les modélisateurs sont particulièrement intéressés par l'information sur les plus importants participants (sur le plan de la masse) aux émissions massiques de COV non spéciés.

2.4.2 Spéciation d'autres PCA

Comme le CO et le SO₂sont des substances distinctes et que la spéciation des NO_xest déjà traitée efficacement par les modélisateurs, le GT reconnaît que les PM doivent faire l'objet de travaux de spéciation supplémentaires. Étant donné le délai requis pour élaborer des recommandations, le GT fixe l'objectif d'application à l'année de déclaration 2004.

Les émissions massiques de PM sont constituées principalement des six substances suivantes : carbone élémentaire, sulfates (SO₄), ammoniac (NH₃), cristaux, carbone organique et NO₃. Les sources de PM comprennent les procédés de combustion et de transformation et les émissions fugitives. Le GT recommande qu'EC effectue une analyse supplémentaire, consulte les principaux secteurs responsables des émissions et prépare une proposition qui sera étudiée pendant la prochaine série de consultations. Le cadre suivant est établi :

• identifier les principaux secteurs responsables des émissions de PM;
• déterminer la ventilation en pourcentage des composants des PM par catégorie;
• adopter pour l'exploration des options relatives à la spéciation des PM une approche similaire à celle utilisée pour la spéciation des COV.

2.4.3 Déclaration de l'information sur les PCA

On peut déclarer individuellement une espèce de COV si elle est inscrite comme telle dans l'INRP, mais on peut aussi l'inclure dans la liste des COV totaux. Cette situation préoccupe les membres du GT, car les utilisateurs des données de l'INRP risquent de compiler deux fois les émissions. L'ensemble du GT appuie EC pour ce qui est de publier les renseignements suivants, chaque année à partir de l'année de déclaration 2002;

• contexte approprié situant l'information sur les PCA contenue dans l'INRP, au moment où les données de l'INRP sont dévoilées au public;
• tableaux récapitulatifs de l'inventaire national exhaustif des émissions de PCA, après la diffusion des données de l'INRP;
• rapport récapitulatif national sur l'inventaire des émissions de PCA, après la diffusion des tableaux récapitulatifs.

Considérant la fourniture d'un contexte pour l'interprétation des données, les membres de l'industrie demandent à EC de faire en sorte que des orientations claires (p.ex., un protocole et des directives) visant à réduire le risque de double compilation soient données aux utilisateurs de données dans diverses situations, notamment lorsqu'ils consultent la base de données de l'INRP. EC doit aussi étudier la possibilité de regrouper certaines substances (précurseurs de l'ozone, etc.) aux fins de la déclaration.