Rejets de benzène provenant des stations-service – répercussions sur la santé humaine : Contexte

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• Effets du benzène sur la santé
• Statistiques sur les stations-service et les camions-citernes de livraison d'essence au Canada
• Concentrations de benzène dans l'air ambiant au Canada

Effets du benzène sur la santé

Le benzène a été classé comme cancérogène du groupe 1 (« cancérogène pour l'humain ») par le CIRC (CIRC, 2012 et 2018) et comme substance cancérogène pour l'humain par le gouvernement du Canada (Canada, 1993). Il a été ajouté à la Liste des substances toxiques de l'annexe 1 de la LCPE (1999) (Canada, 1999a). Les effets néfastes du benzène sur la santé ont été examinés et évalués précédemment dans des documents d'orientation canadiens et étrangers (Canada, 1993; ATSDR, 2007; Santé Canada, 2009; Santé Canada, 2013).

Parmi les différents composants volatils de l'essence liquide, le benzène représente la plus grande préoccupation pour la santé. De plus, l'essence a été classée par la Commission européenne comme cancérogène de catégorie 1B (« substance dont le potentiel cancérogène pour l'être humain est supposé ») lorsque la concentration de benzène dans l'essence liquide est égale ou supérieure à 0,1 % en poids (p/p) (Union européenne, 2008 et 2009; ONU, 2013; IMAP, 2018).

Le rapport d'évaluation sur le benzène de la Liste des substances d'intérêt prioritaire (LSIP) du gouvernement du Canada (Canada, 1993) a établi des estimations de l'excès de risque unitaire lié à l'exposition au benzène par inhalation. Une concentration tumorigène de 5 % (CT₀₅) pour le benzène a été calculée à 14 700 μg/m³ selon l'étude épidémiologique de Rinsky et coll. (1987), d'après les risques de leucémie myélogène aiguë chez les travailleurs du pliofilm. La CT₀₅ se définit comme la concentration atmosphérique d'une substance associée à une augmentation de 5 % de l'incidence de tumeurs ou de la mortalité due à des tumeurs. L'extrapolation linéaire des résultats pour la CT₀₅ aux concentrations de benzène associées à des niveaux de risque de 1 sur 1 000 000 et de 1 sur 100 000 donne des valeurs de 0,29 μg/m³ et de 2,9 μg/m³, respectivement. Par conséquent, le niveau de risque associé à une concentration de benzène de 1 μg/m³ est de 1 sur 290 000.

L'excès de risque unitaire estimé par Santé Canada à partir du rapport d'évaluation de la LSIP (Canada, 1993) peut être comparé aux valeurs estimées par d'autres organisations. L'Environmental Protection Agency des États-Unis (US EPA) a calculé des valeurs de référence pour le benzène (US EPA, 1998) en utilisant des ensembles de données épidémiologiques semblables. L'US EPA (1998) a calculé une plage de valeurs d'excès de risque unitaire pour le benzène; il a été estimé qu'une exposition à des concentrations de 0,13 à 0,45 μg/m³ est associée à un niveau de risque de 1 sur 1 000 000 et qu'une exposition à des concentrations de 1,3 à 4,5 μg/m³ est associée à un niveau de risque de 1 sur 100 000. En outre, l'Office of the Environmental Health Hazard Assessment de la Californie (OEHHA, 2001) a estimé que l'excès de risque unitaire du benzène était équivalent à 0,6 μg/m³ pour un niveau de risque de 1 sur 100 000 en fonction de la cohorte des travailleurs du pliofilm et d'une autre cohorte (cohorte de travailleurs chinois). Dans l'ensemble, à la lumière des données du Canada (1993), de l'US EPA (1998) et de l'OEHHA (2001), l'excès de risque unitaire du benzène varie entre 0,6 et 4,5 μg/m³ pour un niveau de risque de 1 sur 100 000. Santé Canada (2013) est arrivé à la même plage de valeurs à la suite d'un examen de ces trois évaluations pertinentes des risques liés au benzène. La valeur calculée par le Canada (1993) se situe à peu près au milieu de cette plage. Santé Canada continue d'évaluer les publications concernant les effets du benzène sur la santé et des mises à jour de l'évaluation des risques pourraient paraître dans le futur.

Le rapport d'évaluation de la LSIP (Canada, 1993) a également recensé des effets non cancérogènes liés à une exposition au benzène à court terme. Le critère d'effet le plus sensible était l'hématotoxicité pour le développement fœtal et néonatal chez des souris exposées à 5 ppm (16 mg/m³) de benzène in utero (Keller et Snyder, 1986; Canada, 1993). Aux États-Unis, l'OEHHA a établi un niveau d'exposition aiguë de référence (AREL, ou Acute Reference Exposure Level) de 0,008 ppm ou 27 μg/m³ pour le benzène sur la base de cet effet chez la souris en utilisant un facteur d'incertitude de 600 à la valeur de 5 ppm (5 ppm/600 = 0,008 ppm). Le facteur d'incertitude était fondé sur l'utilisation d'une dose minimale avec effet nocif observé comme point de départ, sur les différences interspécifiques et sur les différences intraspécifiques. On considère que la valeur AREL établie permet de protéger la population générale soumise irrégulièrement à une exposition d'une heure au benzène (OEHHA, 2014).

Statistiques sur les stations-service et les camions-citernes de livraison d'essence au Canada

Les stations-service sont omniprésentes en milieu rural et urbain. Leur taille varie en fonction de l'empreinte physique et du débit annuel moyen d'essence. Selon les données d'une étude de marché, au 31 décembre 2020, il y avait 11 908 stations-service de détail en exploitation au Canada (Kalibrate, 2021). Une étude menée dans 411 régions, englobant tous les grands marchés et de nombreux petits marchés dans les 10 provinces du Canada, a permis de recenser un total de 7 138 stations-service représentant environ 70 % des ventes brutes totales d'essence au Canada. De ce nombre, on a recueilli des renseignements détaillés (nom, adresse et débit de la station) sur 6 565 stations-service ayant un débit annuel d'essence supérieur à 1 million de litres (Kent Group, 2020). Le débit annuel total d'essence de ces stations était de 32 milliards de litres, avec un débit médian et un débit au 95^e percentile (ci-après appelé « débit élevé ») de 4 et de 10,6 millions de litres par année, respectivement. Ces valeurs ont été utilisées pour modéliser les rejets potentiels de vapeurs d'essence provenant des stations-service et l'exposition au benzène qui en résulte pour les Canadiens vivant à proximité. Il a été noté qu'il existe au Canada des stations-service dont le débit annuel est beaucoup plus élevé que le débit au 95^e percentile; toutefois, aux fins de la présente évaluation, la limite du 95^e percentile est plus représentative des stations-service à débit élevé auxquelles la population générale est exposée.

Les calendriers de remplissage des réservoirs d'essence dépendent de la capacité du réservoir et du débit de chaque station-service. La capacité du réservoir de stockage d'une station-service peut varier de 45 000 à 91 000 litres (Transcourt, 2018). Les camions-citernes de livraison d'essence typiques ont une capacité de stockage comprise entre 11 400 et 43 900 litres (USDT, 2012). Aux fins du présent rapport, on a supposé qu'un camion-citerne de livraison d'essence typique avait une capacité de 35 000 litres (Statistique Canada, 2012) et qu'un gros camion-citerne avait une capacité de 43 900 litres. Pour les stations-service à débit médian et à débit élevé, cela correspond à environ deux à six livraisons de carburant par semaine.

Les vapeurs d'essence qui se forment dans le réservoir de stockage d'une station-service sont causées par l'évaporation partielle de l'essence liquide aux températures de fonctionnement. Pour éviter les déséquilibres de pression attribuables à l'expansion et à la contraction des vapeurs d'essence dans le réservoir de stockage, des tuyaux d'évents sont installés sur le réservoir; ceux-ci permettent d'établir une liaison entre la phase vapeur du réservoir et l'atmosphère extérieure. Au Canada, les tuyaux d'évents débouchent directement dans l'atmosphère à une hauteur d'environ trois mètres ou plus. Ils sont généralement placés en groupes aux abords des stations-service [figure 1 a]. Pour certaines stations-service, les tuyaux d'évents peuvent être situés à proximité de bâtiments résidentiels (Hilpert, 2019).

En l'absence de système de récupération des vapeurs sur le camion-citerne de livraison d'essence, l'essence liquide livrée dans le réservoir de stockage d'une station-service pousse le mélange essence-air du réservoir vide dans l'atmosphère par les évents du réservoir de stockage [figure 1b]. Cette perte d'essence pendant le remplissage du réservoir de stockage est appelée « perte liée aux activités ».

Figure 1a - Équivalent textuel

La figure 1a montre deux exemples d'ensembles de quatre ou cinq tuyaux d'évents de stations-service reliés aux réservoirs de stockage souterrains qui se trouvent à dix mètres ou moins de bâtiments résidentiels. Les tuyaux d'évents situés à proximité de la clôture qui délimite la propriété de la station-service mesurent approximativement trois mètres de hauteur. Les tuyaux libèrent des vapeurs d'essence à une distance relativement proche des fenêtres ouvertes des bâtiments résidentiels.

Figure 1b - Équivalent textuel

La figure 1b est une représentation schématique de la livraison d'essence par un camion-citerne en l'absence de système de récupération des vapeurs. Le camion-citerne a un tuyau d'évacuation, d'où il transfert l'essence vers le réservoir de stockage souterrain. Des vapeurs d'essence se forment à la surface de l'essence liquide dans le camion-citerne. Il y a des vapeurs d'essence préexistantes dans le réservoir de stockage souterrain, en plus de l'essence résiduelle. Au fur et à mesure que le camion-citerne transfert le liquide dans le réservoir de stockage souterrain, les vapeurs du réservoir sont compressées et ventilées vers l'air extérieur par un tuyau d'évent relié au réservoir souterrain. Ceci équilibre la pression à l'intérieur du réservoir de stockage souterrain avec l'air extérieur et permet le transfert continu d'essence liquide du camion-citerne au réservoir de stockage souterrain.

Photos : Santé Canada, Bureau de l'évaluation des risques pour les substances existantes, septembre 2021

Graphique : JLARC Report on Gas Vapor Regulations (État de Washington)

À partir des modèles et des facteurs d'exposition tirés du document AP-42 de l'US EPA, l'Enquête sur les processus industriels (EPI) de Statistique Canada montre qu'en l'absence de système de récupération des vapeurs, les pertes totales moyennes par évaporation se chiffrent à 0,15 % du débit des stations-service (Statistique Canada, 2012; Yerushlami et Rastan, 2014).

Une comparaison des données sur l'emplacement des stations-service (Kent Group, 2020) et des données d'imagerie satellite a permis de repérer des zones résidentielles situées à 10 mètres seulement des limites de propriété des stations-service. La figure 2 est une représentation schématique de la configuration typique d'une station-service.

Figure 2 - Équivalent textuel

La figure 2 est une représentation schématique de la configuration typique d'une station-service dans une zone résidentielle. La dimension supposée de la station-service est de 20 mètres x 20 mètres comprenant deux îlots de ravitaillement. Un tuyau d'évent est placé le long de la limite de la propriété d'un côté de la station-service. On auppose que le tuyau d'évent est placé dans une surface rectangulaire de 0,3 mètre x 3 mètres. On suppose que la station-service se trouve proche d'un bâtiment résidentiel. La distance entre la clôture de la station-service et le bâtiment résidentiel est indiquée.

Concentrations de benzène dans l'air ambiant au Canada

De nombreuses études ont décrit la concentration de benzène dans l'air ambiant au Canada et les tendances indiquent une réduction de la concentration moyenne de benzène dans l'air extérieur au Canada au fil du temps (Dann, 2015; Stroud, 2016; Galarneau, 2016). Les concentrations de benzène dans l'air extérieur au Canada de 1999 à 2019 provenant des données du programme du Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique (RNSPA) sont présentées dans la figure 3. Ces données confirment une tendance à la baisse des concentrations de benzène dans l'air ambiant au cours de cette période, surtout pour les sites urbains (RNSPA, 2019). En 2019, les concentrations moyennes annuelles de benzène en milieu rural et en milieu urbain étaient de 0,20 et de 0,44 µg/m³, respectivement. Ces concentrations de benzène représentent les moyennes de données provenant de 51 sites urbains et 16 sites ruraux.

Figure 3 - Équivalent textuel

La figure 3 montre les concentrations annuelles moyennes de benzène dans l'air ambiant en milieu urbain et en milieu rural au Canada (l'axe des y) de 1999 à 2019 (l'axe des x). L'axe des y montre que les concentrations de benzène vont de 0 à 2,0 μg/m³. Les concentrations en milieu urbain commencent à ~1,9 μg/m³ en 1999 et diminuent à ~0,6 μg/m³ en 2019. Les concentrations rurales sont plus faibles et commencent à ~0,5 μg/m³ en 1999 et diminuent à ~0,3 μg/m³ en 2019.

Figure préparée à partir de données fournies dans une communication personnelle d'ECCC, Division de la recherche sur la qualité de l'air

Les tendances observées dans la figure 3 montrent une réduction des concentrations urbaines de benzène dans l'air extérieur au fil du temps; cependant, ces concentrations moyennes n'indiquent pas l'incidence directe de chaque station-service sur les concentrations locales de benzène dans les zones résidentielles adjacentes. La présence de stations-service peut hausser la concentration de benzène au-delà des valeurs ambiantes générales dans un rayon rapproché. En outre, les hausses à court terme (une heure) de la concentration de benzène dans les zones résidentielles adjacentes aux stations-service attribuables à des activités telles que le remplissage des réservoirs de stockage ne se reflètent pas expressément dans les tendances générales de l'air extérieur. Les rejets provenant des stations-service peuvent entraîner une exposition supplémentaire au benzène et des effets sur la santé pour la population générale canadienne vivant à proximité des stations-service.