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Présence de dioxines et furanes au Saguenay (Québec), Canada

Dioxins and Furans in the Saguenay Region (Quebec), Canada

André Germain, Chung Chiu et Gary Poole

p. 235-345

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Résumé

Le développement industriel du Saguenay a été encouragé par la présence de ressources hydriques abondantes. Ce développement a toutefois eu un impact sur l'environnement et a amené les gouvernements à mesurer différents polluants. Alors que les niveaux élevés d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) étaient connus depuis longtemps, les valeurs élevées de dioxines et de furanes surprenaient. Un projet utilisant des aiguilles de pin (Pinus sylvestris) et des échantillons d'air a donc été mis sur pied pour évaluer la distribution des dioxines et furanes dans la région et tenter d'identifier leurs sources. À la fin août, il y avait généralement moins de dioxines et furanes dans les aiguilles de pin recueillies dans la région de Jonquière qu'aux stations témoins situées à Saint-Ignace-de-Loyola et à Montréal. En décembre, les niveaux avaient augmenté dans toutes les stations, sauf à Montréal. De plus, ils étaient un peu plus élevés dans la partie sud de la région de Jonquière. Pour ce qui est de l'air ambiant, les niveaux de dioxines et furanes ont baissé de moitié depuis 1995 et il n’y avait pas de différences significatives entre les valeurs mesurées à Jonquière, Chicoutimi et Montréal lors du projet. Le chauffage au bois, le brûlage à ciel ouvert, le transport routier et certaines sources industrielles dont les recycleurs de métaux sont des sources de dioxines et furanes à Jonquière et Chicoutimi. À la station de Montréal, ils proviennent du transport automobile alors que les industries sidérurgiques expliquent en bonne partie les niveaux retrouvés à Saint-Ignace-de-Loyola.

Abstract

The abundance of hydraulic resources encouraged the industrial development in the Saguenay area. However, this development had some impacts on the environment and brought the governments to measure different pollutants. While elevated polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were known for a long time, high dioxin and furan levels were surprising. A project using Pine needles (Pinus sylvestris) and air samples was designed to evaluate the regional dioxin and furan distribution and to attempt to identify the sources. At the end of August, there was generally less dioxins and furans in pine needles collected in the Jonquiere area than at reference stations located at Saint-Ignace-de-Loyola and Montreal. In December, levels rose at all the stations, except in Montreal. Also, they were slightly higher in the southern part of the Jonquiere area. Regarding ambient air, dioxin and furan levels decreased by a factor of two since 1995 and there was no significant differences in values measured in Jonquiere, Chicoutimi and Montreal during this project. Residential wood heating, backyard burning, motor vehicle traffic, and some industrial sources such as metal recyclers are dioxin and furan sources in Jonquiere and Chicoutimi. At the Montreal station, they originate from motor vehicles while the steel and iron industries explain a large fraction of the levels found at Saint-Ignace-de-Loyola.

Entrées d'index

Mots-clés : dioxine, furane, bio-indicateur, aiguilles de pin, sources

Keywords: dioxins, furans, bioindicator, pine needles, sources

Texte intégral

Introduction

La présence de ressources hydriques en abondance a amené le développement industriel de la région du Saguenay au Québec (Canada), dont celui du secteur de l'aluminium dans la ville de Jonquière. La première usine d'électrolyse de l'aluminium y a débuté ses opérations en 1926 [1] et en 2001, la capacité de production des quatre usines qui s'y retrouvent était estimée à 1 060 000 tonnes [2].

En 1969, le Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique (RNSPA) était mis sur pied afin de mesurer la pollution de l'air au Canada et les efforts étaient concentrés sur les polluants tels que les oxydes d'azote (NOx), le monoxyde de carbone (CO), le dioxyde de soufre (SO2) et l'ozone [3]. Au fil des ans, le réseau a évolué afin de répondre aux besoins changeants et en 1989, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) s'ajoutaient à la liste des paramètres mesurés à Jonquière, suivi en 1993 des dibenzodioxines polychlorées (PCDD) et des dibenzofuranes polychlorés (PCDF). En 1998. Environnement Canada [4] indiquait que le niveau moyen de HAP (810 ng/ m3) mesuré à Jonquière était le plus élevé de toutes les stations du RNSPA tout comme la valeur percentile 901 des PCDD/PCDF (0,326 pg ET/m3 ou picogramme équivalent toxique par mètre cube) pour la période 1994-1997.

La présence de HAP à des niveaux élevés à Jonquière est connue depuis longtemps [5, 6] et s'explique par la proximité d'une usine d'électrolyse de l'aluminium qui utilise la technologie Söderberg à goujons horizontaux, mais la présence de PCDD et PCDF aux niveaux mentionnés surprenait. L'examen des résultats d'air ambiant a montré que la ou les sources de PCDD et de PCDF étaient locales et que les valeurs les plus hautes étaient mesurées lorsque le vent soufflait du sud [7]. Nous avons donc voulu vérifier s’il y avait des différences dans les niveaux de PCDD et de PCDF présents dans l'air de la région au moyen de bio-indicateurs et tenté d'en identifier la ou les sources. Plusieurs sortes de bio-indicateurs peuvent servir à mesurer la présence de polluants dans l’air : la sphaigne [8], les aiguilles de différentes espèces de pins [9-11] ou d'épinettes [12, 13] ou encore de l'hypnum (ou mousse hypnacée) [13]. D'ailleurs, une revue de la littérature faite pour Environnement Canada identifiait plus d'une centaine de bio-indicateurs potentiels [14]. Pour ce projet, nous avons choisi d'utiliser les aiguilles de pin sylvestre (Pinus sylvestris) qui sont facilement différentiables selon leurs classes d'âge et qui permettent de capter les polluants présents dans l'air sur une longue période de temps [15]. La partie cireuse présente sur les aiguilles est composée de lipides et permet de capter et de retenir les composés organiques lipophiles tels que les biphényles polychlorés (PCB), les pesticides organochlorés (DDT) ou les PCDD/PCDF présents dans l'air [9, 13, 15]. Des échantillons d'air ont aussi été recueillis en deux sites de la région lors de ce projet et nous allons comparer ces résultats à ceux de Montréal. Nous allons aussi examiner l'évolution temporelle à Jonquière et à Montréal.

Méthodologie

Les 11 et 12 juillet 2000, des pins sylvestres d’environ 125 cm de hauteur ont été plantés dans 11 sites de la région choisis en fonction des vents dominants, des activités urbaines et industrielles (Figure 1) et dans deux stations témoins situées à l’extérieur de la région. Ces deux stations sont situées à Saint-Ignace-de-Loyola (station 12), sous les vents dominants du secteur des usines sidérurgiques de Sorel, et à Montréal (station 13) à proximité de deux autoroutes. Des échantillons d'air « conventionnels » ont aussi été prélevés et analysés pour les PCDD/PCDF aux stations EC et 2 (Figure 1). La station EC de Jonquière est opérationnelle depuis le début du RNSPA et la station 2, qui avait servi pour mesurer les HAP entre 1993 et 1995, a été remise en fonction pour la durée du projet.

Pour connaître les niveaux de PCDD et de PCDF présents au départ dans les aiguilles de pin, nous avons coupé les extrémités de deux ou trois branches correspondant aux pousses de l’année de chacun des arbres utilisés. Ces branches étaient ensuite regroupées et gardées au congélateur jusqu’à l’analyse en laboratoire. La mise en commun des branches et leur analyse comme un seul échantillon était justifiée puisque les arbres avaient le même âge et provenaient du même endroit.

Une première série d’aiguilles a été recueillie à la fin août (29-31 août 2000) et une seconde au début décembre (4-5 décembre 2000). Ces périodes ont été retenues pour connaître les niveaux correspondant à l’été alors qu’il n’y a pas de chauffage au bois, et au début de l’hiver, alors que la température a refroidi et que les gens ont commencé à chauffer. À chaque site, les extrémités de 10 à 20 branches correspondant aux pousses de l’année étaient coupées et enveloppées dans du papier d’aluminium nettoyé au préalable à 550 °C, mises dans un sac fermé hermétiquement. Les sacs étaient ensuite gardés dans une glacière à 4 °C et envoyés au laboratoire où ils étaient congelés jusqu’à l’analyse. Au laboratoire, les aiguilles étaient séparées des branches, mises dans un appareil d’extraction aux micro-ondes, puis l’extrait purifié [16] avant d’être analysé par chromatographie en phase gazeuse. L’identification des produits a été faite au moyen d’un spectromètre de masse à haute définition [17]. Les résultats de PCDD et PCDF ont été exprimés en picogrammes par gramme de poids sec (pg/g ps) et en picogrammes d'équivalent toxique à la 2,3,7,8-tétrachlorodibenzodioxine ou 2,3,7,8-TCDD. Les facteurs internationaux d'équivalence de la toxicité ont été utilisés [18].

Figure 1 : Localisation des stations de mesure de Jonquière et Chicoutimi (et des stations de référence de Montréal et Saint-Ignace-de-Loyola identifié SIL dans l'encadré).
Location of measurement stations in Jonquiere and Chicoutimi (and of reference stations of Montreal and Saint-Ignace-de-Loyola identified SIL in the box).

Carte : Environnement Canada, Direction de la protection de l'environnement, région du Québec

Cette méthode d’extraction a initialement été mise au point pour l’analyse des PCB par le Centre de technologie environnementale d’Environnement Canada. Depuis, elle a été reconnue par l’Agence de protection de l’environnement des États-Unis (US EPA) et sert de méthode de référence pour l’analyse de matériel biologique. La teneur en humidité des aiguilles a aussi été déterminée pour permettre d’exprimer les résultats sur une base sèche.

Lors de la campagne d’échantillonnage de l’été 2000, une station « conventionnelle » de collecte d’air a été installée à Chicoutimi (station 2). Entre août 2000 et la fin de mars 2001, neuf échantillons d’air y ont été prélevés aux 28 jours et analysés pour les HAP, les PCDD et les PCDF par Environnement Canada. En outre, trois échantillons supplémentaires ont été recueillis et analysés au laboratoire du ministère de l'Environnement du Québec (MENV). Pendant ce temps, la collecte d’échantillons d’air a continué en parallèle à la station d’Environnement Canada à Jonquière. Chaque échantillon a été recueilli sur une période de 24 heures (de minuit à minuit) et représentait environ 1 000 m3 d'air.

Les données météorologiques obtenues de la station située à Jonquière montrent que les directions des vents observées pour les périodes juillet-août et juillet-décembre correspondent à celles généralement observées dans la région, soit dans l'axe est-ouest, axe de la rivière Saguenay.

Résultats

PCDD et PCDF retrouvés dans les aiguilles de pin

Les aiguilles témoins recueillies avant que les arbres ne soient plantés contenaient uniquement deux dioxines et aucun furane : la 1,2,3,7,8-pentachlorodibenzodioxine (ou 1,2,3,7,8-P5CDD) et l’octachlorodibenzodioxine (ou T8CDD). Au total, leurs concentrations s’élevaient à 7,6 pg/g ps ou 0,8 pg ET/g ps lorsqu'elles étaient exprimées en équivalent toxique à la 2,3,7,8-TCDD (Tableau 1).

Les niveaux de PCDD et de PCDF mesurés dans les aiguilles recueillies à la fin de l’été sont près des limites de détection des différents produits et, dans la région de Chicoutimi-Jonquière, c’est la station 6 située en milieu rural qui montre le plus haut total avec 129 pg/g ps. Généralement, les niveaux sont plus faibles dans la région (moyenne globale de 35,9 pg/g ps) qu’à Saint-Ignace-de-Loyola (91,7 pg/g ps) ou à Montréal (369 pg/g ps). Exprimés en ET, les niveaux de PCDD et de PCDF sont plus élevés dans les stations de Saint-Ignace-de-Loyola (0,79 pg ET/g ps), Montréal (0,68 pg ET/g ps) et dans la station 8 située dans le parc industriel de Chicoutimi (0,77 pg ET/g ps). Lorsque nous corrigeons les concentrations ET pour tenir compte des deux produits retrouvés au départ dans les aiguilles, la station de Saint-Ignace-de-Loyola montre toujours la valeur la plus haute, suivie des stations des deux parcs industriels alors que le niveau diminue beaucoup à la station de Montréal. Les résultats de la région montrent une légère variation selon l’emplacement des stations mais il est risqué d’en tirer des conclusions car les niveaux se retrouvent près des limites de détection.

Tableau 1 : Concentrations totales et équivalent toxique (ET) des PCDD et des PCDF mesurés dans les aiguilles de pin recueillies à la fin août (poids sec).
Total concentrations and toxic equivalent (TEQ) of PCDDs and PCDFs measured in the pine needles collected at the end of August (dry weight).

* Valeurs corrigées pour un taux d’humidité de 57 % : 0,48 pg/ m3 et 0,27 pg ET/ m3.
** Duplicata de terrain : les mesures ont porté sur un second arbre (Pinus sylvestris).

Il faut noter que la teneur en humidité des aiguilles recueillies à la station 8 était plus haute (79,8 %) que dans les autres stations (environ 57 %) ; il se pourrait qu’une erreur soit survenue dans une des pesées et que le poids sec de l’échantillon soit supérieur. En supposant que le pourcentage en eau de cet échantillon soit de 57 %, le niveau de PCDD et de PCDF baisse alors à 0,27 pg ET/g ps. En hiver, la teneur en eau des aiguilles de pin de cette station (58,3 %) est semblable à celle des autres stations (57,7 %). La teneur plus élevée en eau (85,8 %) des aiguilles prélevées dans les arbres au moment de la plantation en juillet s’explique par la « jeunesse » des aiguilles. En effet, les jeunes pousses contiennent plus d’eau et sont plus tendres qu’à la fin août ou au début décembre alors qu’elles ont vieillies.

À l'exception de Montréal où ils ont légèrement diminué, les niveaux de PCDD et de PCDF mesurés dans les aiguilles de pins recueillies en décembre ont augmenté dans toutes les stations (Tableau 2) par rapport à ceux du mois d’août. La station 9 située en bordure du parc industriel de Jonquière montre la plus haute valeur (265 pg/g ps), suivie de la station 6 située en milieu rural (205 pg/g ps). Les résultats montrent que les niveaux sont un peu plus élevés dans la partie sud de la région. Le niveau moyen mesuré dans la région (105,4 pg/g ps) est plus bas que celui mesuré à Saint-Ignace-de-Loyola mais plus haut qu’à Montréal.

Tableau 2 : Concentrations totales et équivalent toxique (ET) des PCDD et des PCDF mesurés dans les aiguilles de pin recueillies au début décembre (poids sec).
Total concentrations and toxic equivalent (TEQ) of PCDDs and PCDFs measured in the pine needles collected at the beginning of December (dry weight).

* Duplicata de terrain : les mesures ont porté sur un second arbre (Pinus sylvestris).

Lorsque nous exprimons les résultats en ET, les niveaux les plus hauts se retrouvent dans les stations des parcs industriels, suivis de ceux obtenus à la station historique d’Environnement Canada et à Saint-Ignace-de-Loyola. La station située en milieu rural montre aussi des niveaux élevés. La correction des résultats pour tenir compte des niveaux de PCDD et de PCDF présents dans les aiguilles au départ conduit aux mêmes conclusions, soit des niveaux plus hauts dans les stations des parcs industriels, puis à la station historique et à Saint-Ignace-de-Loyola.

Comparaison avec la littérature

Les niveaux moyens de PCDD et de PCDF mesurés dans les aiguilles de pin recueillies à la fin août et au début décembre 2000 au Québec, et dans la région de Jonquière en particulier, sont comparables à ceux mesurés au Texas (Figure 2). Ils sont toutefois inférieurs à ceux mesurés près d’usines de préservation du bois situées au Texas (espèce non spécifiée ; 5,4 pg ET/g ps) et au Montana (7,7 pg ET/g ps ; espèce non spécifiée [9]) ou encore en Corée (espèce non spécifiée) dans des milieux urbains influencés par la circulation automobile (4,5-8,2 pg ET/g ps [10]) ou dans les pins noirs (Pinus thunberghii) au Japon (13,6-18,3 pg ET/g ps [11]). Les teneurs mesurées dans les aiguilles de pin (espèce non spécifiée) des lieux de référence Kootenai National Park Forest et Glacier-Waterton International Peace Park atteignent moins de 0,32 et moins de 0,30 pg ET/g ps respectivement [9] et 0,5 pg ET/g ps à Cheju [10]. Il est intéressant de noter que les niveaux mesurés dans des aiguilles d'épinette en Bavière (0,31-1,12 pg ET/pg ps) et en Hesse (1,2-2,67 pg ET/g ps), en Allemagne [12], sont du même ordre de grandeur ou légèrement plus hauts que ceux mesurés dans les aiguilles de pin au Québec.

PCDD et PCDF retrouvés dans l’air ambiant

Bien que les valeurs de PCDD et de PCDF mesurées en 2000-2001 soient un peu plus élevées à Chicoutimi qu'à Jonquière ou Montréal, il n'y a pas de différences significatives (p < 0,05) entre les stations (Tableau 3). Les valeurs moyennes se comparent à la moyenne calculée (0,036 pg ET/ m3) pour l’ensemble des stations pour lesquelles il y a eu des mesures faites entre 1997 et 1999 par Environnement Canada [19]. Elles sont toutefois inférieures à celles obtenues dans un quartier résidentiel (RDP) de Montréal influencé par le chauffage au bois [20] (Figure 3). Elles sont aussi environ deux fois plus faibles que celles obtenues en Hesse (0,058 pg ET/ m3), en Allemagne [12], et environ 20 fois plus faibles qu'à Hirakata (0,408-0,535 pg ET/ m3), au Japon [11]. La teneur moyenne la plus élevée retrouvée dans la littérature est de 0,900 pg ET/ m3 pour la Saxe, en Allemagne [12]. En faisant abstraction des unités, il est intéressant de constater que le rapport air/aiguille oscille entre 0,025 et 0,034 pour Jonquière, Montréal, Myata (Japon) et Hesse (Allemagne), bien que les niveaux moyens de PCDD et de PCDF soient plus élevés en Hesse (environ 2,5 fois) et à Myata (environ 20 fois) qu’à Jonquière. Les niveaux mesurés dans les aiguilles de pin semblent bien refléter les teneurs présentes dans l'air.

Figure 2 : Comparaison des niveaux moyens de PCDD et de PCDF mesurés dans les aiguilles de pin recueillies au Québec à ceux rapportés dans la littérature (* : aiguilles d’épinette).
Comparison of mean PCDD and PCDF levels measured in pine needles collected in Quebec with those reported in the literature (*: spruce needles).

Tableau 3 : Résumé statistique des PCDD et des PCDF mesurés entre le 1er juillet 2000 et le 31 mars 2001 dans l’air ambiant de Chicoutimi, Jonquière et Montréal (pg/ m3 et pg ET/ m3).
Statistical summary of PCDD and PCDF levels measured between July 1, 2000 and March 31, 2001, in ambient air in Chicoutimi, Jonquiere and Montreal (pg/ m3 and pg ET/ m3).

Site et paramètres

Moyenne

Médiane

Maximum

Arithmétique

Géométrique

Chicoutimi (n* = 12)

2,104

0,924

0,617

12,720

PCDD (pg/m3)

PCDF (pg/ m3)

0,781

0,515

0,599

1,631

PCDD + PCDF (pg/ m3)

2,885

1,517

1,293

14,040

pg ET/ m3

0,039

0,021

0,024

0,102

Jonquière (n = 10)

1,302

0,735

0,572

4,110

PCDD (pg/ m3)

PCDF (pg/ m3)

0,552

0,283

0,278

1,365

PCDD + PCDF (pg/ m3)

1,854

1,174

1,719

5,016

pg ET/ m3

0,029

0,015

0,019

0,071

Montréal (n = 12)

0,962

0,726

0,831

2,058

PCDD (pg/ m3)

PCDF (pg/ m3)

0,426

0,355

0,376

1,057

PCDD + PCDF (pg/ m3)

1,388

1,110

1,207

2,912

pg ET/ m3

0,025

0,020

0,023

0,054

* Nombre d’échantillons.

Relation avec les vents

La rivière Saguenay, orientée dans l'axe est-ouest, détermine grandement la direction des vents de la région, et les villes de Jonquière et de Chicoutimi peuvent s'influencer mutuellement selon que les vents proviennent de l'ouest ou de l'est. Les niveaux moyens calculés pour les journées où le vent soufflait au moins 10 heures dans une direction donnée montrent que la valeur moyenne est plus haute à Chicoutimi lorsque le vent provient de l'ouest et qu'elle est plus faible par vent d'est (Tableau 4). À Jonquière, nous observons l'effet contraire alors que la moyenne de PCDD et PCDF est plus grande par vent d'est. Nous avions observé le même comportement pour les données recueillies entre 1991 et 1999 [7]. Nous avions aussi noté que les valeurs de PCDD et de PCDF augmentaient lorsque le vent provenait du sud, qu'elles baissaient lorsque le vent soufflait de l'ouest et qu'elles étaient stables par vent d'est. Le nombre restreint d'échantillons d'air ambiant recueillis lors de ce projet ne permet pas de faire une telle étude. En revanche, nous constatons que les résultats de PCDD et de PCDF dans les aiguilles de pin semblent un peu plus élevés dans la partie sud de la région de Jonquière.

Figure 3 : Comparaison des niveaux de PCDD et de PCDF mesurés à Chicoutimi, Jonquière et Montréal à ceux rapportés dans la littérature.
Comparison with documented levels of the average PCDD and PCDF levels measured in Chicoutimi, Jonquiere and Montreal.

Tableau 4 : Influence de l'origine des vents sur les niveaux de PCDD et PCDF mesurés à Jonquière et Chicoutimi, incluant les valeurs historiques mesurées à Jonquière.
Influence of wind origin on PCDD and PCDF levels measured in Jonquiere and Chicoutimi, including historical values measured in Jonquiere.

Origine des vents

Niveaux moyens de PCDD + PCDF (pg ET/m3)

Jonquière

Chicoutimi

2000‑2001

1991‑1999

2000‑2001

Ouest

23

35

56

Est

58

55

15

Évolution temporelle des PCDD et des PCDF mesurés dans l’air ambiant

Les PCDD et PCDF présents dans l'air ambiant de Jonquière et de Montréal sont généralement semblables et en 2000-2001, ils ont diminué de moitié par rapport à 1995-1996 (Figure 4). Toutefois, deux valeurs élevées mesurées en novembre et décembre 1996 à Jonquière font augmenter la teneur moyenne et provoquent le dépassement de la valeur guide annuelle (0,06 pg ET/ m3) du MENV [21] pour 19951996.

Figure 4 : Évolution temporelle des PCDD et des PCDF (exprimés en équivalent toxique) à Jonquière et Montréal.
Evolution of PCDDs and PCDFs (in terms of toxic equivalent) in Jonquiere and Montreal.

Discussion

Les véhicules à moteur diesel sont responsables d'environ 5 % des émissions canadiennes de PCDD et de PCDF dans l’atmosphère et les résultats obtenus près de l’autoroute « Métropolitaine » à Montréal tendent à prouver l’impact de la circulation puisque les niveaux y sont élevés. Nous savons qu’il n’y a pas de chauffage au bois ou d’industries reconnues pour émettre des PCDD et des PCDF à proximité de cette station. La circulation routière pourrait être une source de PCDD et de PCDF aux stations 8 (Chicoutimi) et 9 (Jonquière), mais son impact n’est pas aussi important qu’à la station de Montréal puisque le volume de circulation y est plus faible.

Le chauffage au bois, populaire dans la région du Saguenay-Lac-Saint-Jean, est sûrement une source de PCDD et PCDF à prendre en considération. En effet, les résultats obtenus dans les quartiers plus résidentiels de Jonquière augmentent entre la fin d'août et le début de décembre. Dans cette région, il est courant d'avoir de la neige au début d'octobre et les habitations doivent être chauffées tôt à l'automne. Certains utilisent leur poêle à bois comme un incinérateur personnel, ce qui augmente les émissions de PCDD et de PCDF. En effet, les émissions d’un poêle à bois peuvent augmenter de 5 à 25 fois si on brûle du bois contaminé (peint, traité ou autre) plutôt que du bois sec [22] alors que le bois peint, le papier, le carton ou un mélange de bois et de plastique peuvent générer jusqu’à 40 fois plus de PCDD et PCDF [23]. Les cendres qui en résultent contiennent aussi beaucoup plus de contaminants.

Les entreprises de recyclage de métaux comme celles qui se trouvent dans le parc industriel de Jonquière pourraient expliquer en partie les valeurs de PCDD et de PCDF plus élevées observées dans la partie sud de Jonquière. Le chauffage ou la combustion de rebuts de câbles électriques pour se débarrasser de la gaine de plastique émet environ 40 g ET de PCDD et de PCDF par tonne (g ET/t) de câbles lorsqu’elle est faite dans des équipements appropriés et plus de 500 g ET/t lorsqu’elle est faite de façon illégale dans des installations de fortune [22]. À Dayton (Ohio), les niveaux de PCDD et PCDF mesurés à environ 300 m de l'incinérateur de déchets domestiques (capacité de 150 000 tonnes/an) étaient environ cinq fois plus faibles que lorsque l'usine de récupération de métal située à un peu moins de 1 km était en fonction pour enlever le PVC recouvrant les métaux par pyrolyse dans un four [24]. Lorsqu’il n’y avait que l’incinérateur en fonction, le niveau moyen de PCDD et PCDF s'élevait à 3,36 pg/ m3 alors qu'il atteignait 16,12 pg/ m3 lorsque le four de pyrolyse était en marche. La capacité du four de cette usine était de 182 kg par période de neuf heures. À Jonquière, trois entreprises de recyclage de métaux ont déjà été condamnées pour avoir brûlé illégalement des rebuts de câbles dans des installations « maison » et elles ont dû abandonner cette pratique. Une autre a pour activité la refonte des métaux dans une installation conforme et possède un certificat d’autorisation du MENV [25].

Nous y retrouvons aussi une entreprise qui répare des moteurs électriques et les chauffe dans des fours pour les dégarnir du vernis présent sur les fils. Cette activité s’apparente à brûler des fils électriques et représente une source de PCDD et de PCDF dans l’air [22]. En décembre, les PCDD et les PCDF étaient semblables dans les aiguilles des pins plantés aux stations 3 et 5, situées de part et d’autre des installations de ce réparateur (en tenant compte des vents dominants) ; par contre, il y en avait plus à la station 5, plus proche des installations du recycleur de moteurs lorsqu’ils étaient exprimés en ET. En août, les niveaux étaient trop près des limites de détection pour tirer des conclusions. Rappelons que les vents provenaient du sud lorsque nous avons mesuré deux valeurs élevées de PCDD et PCDF dans l'air ambiant en 1996 et que l'entreprise en question se trouve au sud de la station d'échantillonnage utilisée depuis 1989 par Environnement Canada. Aucun des échantillons d'air prélevés lors de ce projet ne correspondait à une période où le vent soufflait du sud.

La teneur élevée mesurée en milieu rural en été peut surprendre à première vue, mais le brûlage de déchets dans des barils ou brûlage à ciel ouvert est une source importante d’émissions de PCDD et de PCDF à l’atmosphère [26]. Le brûlage de déchets dans des barils de 220 litres rejette entre 6 et 264 g de PCDD et de PCDF par kg de déchet, ce qui est beaucoup plus que les 0,0035 g/kg émis par un incinérateur de déchets municipaux d’une capacité de 180 000 kg de déchets par jour. Ainsi, brûler des déchets dans 2 à 40 barils émet autant de PCDD et de PCDF durant une journée que ne le fait un incinérateur municipal qui en brûle 180 000 kg [26]. Les Américains estiment que le brûlage de déchets dans des barils, qu’ils appellent « backyard burning » rejette près de 30 % de tous les PCDD et les PCDF émis dans l’atmosphère au cours d'une année. En Suisse, le Département fédéral de l’environnement, des transports, de l’énergie et de la communication (DETEC) estime que le brûlage illégal d’ordures ménagères représente 1 à 2 % des déchets incinérés et que ce brûlage émet plus du double de toutes les émissions des usines d’incinération de déchets ménagers et déchets spéciaux réunies [27].

La station de Saint-Ignace-de-Loyola est influencée par les usines sidérurgiques situées à Sorel, à une distance d'environ 3,5 km [28]. Les fours à arc électrique, principales sources de PCDD et de PCDF de ces usines, émettent dans l’air environ 7 % du total canadien de PCDD et de PCDF [29]. Les niveaux retrouvés dans les aiguilles de pin à Saint-Ignace-de-Loyola semblent montrer un impact des activités industrielles de Sorel sur l’air de cette région.

Conclusion

Les aiguilles de pin représentent un bon outil pour mesurer la présence de PCDD et de PCDF dans l'air. Elles ont montré des variations dans les différents secteurs surveillés et permis de faire des liens avec des sources potentielles de PCDD et de PCDF. À Jonquière et Chicoutimi, l’augmentation des PCDD et des PCDF observée dans les aiguilles de pin recueillies au début de l’hiver par rapport à celles recueillies en août pourrait s’expliquer en partie par l’exposition plus longue (145 jours vs 50 jours), mais surtout par l’apport de sources comme le chauffage au bois, le brûlage à ciel ouvert, le transport routier et certaines sources industrielles dont les recycleurs de métaux. À la station de Montréal, les PCDD et PCDF proviennent du transport automobile, alors qu'à Saint-Ignace-de-Loyola, les industries sidérurgiques de la région de Sorel expliquent en bonne partie les niveaux retrouvés dans la région.

Les niveaux de PCDD et de PCDF présents dans les aiguilles de pin sont semblables à ceux mesurés en milieu urbain aux États-Unis et environ 5 fois plus bas que ceux mesurés près d’usines de préservation du bois des États-Unis. Ils sont jusqu’à 40 fois plus faibles qu’en Corée ou au Japon où les PCDD et les PCDF sont présents en grande quantité dans l’air. Depuis 1995-1996, les niveaux ont baissé dans l’air ambiant de Jonquière et de Montréal. En 2000-2001, il n’y a pas de différences significatives entre les niveaux de PCDD et de PCDF mesurés à Jonquière, Chicoutimi et Montréal et ils sont semblables à ce qui a été trouvé dans d'autres régions du Canada. En revanche, ils sont environ 10 fois plus faibles que ceux mesurés à proximité d’un incinérateur de déchets municipaux et d’un récupérateur de fils électriques recouverts de PVC aux États-Unis, 20 fois plus faibles que ceux mesurés au Japon ou 40 fois plus faibles que ceux mesurés en Saxe (Allemagne).

Ce projet n’aurait pu se faire sans la collaboration de plusieurs partenaires. Les principaux furent le ministère des Ressources naturelles du Québec (MRN), le ministère de l’Environnement du Québec (MENV), le Conseil régional de l’environnement Saguenay-Lac-Saint-Jean et la compagnie Alcan Ltée. Nos remerciements s’adressent aussi à toutes les autres personnes ou organismes qui ont collaboré à la réussite de ce projet.

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Notes

1  Cette valeur s’obtient en classant les valeurs de la plus petite à la plus grande et en choisissant celle qui correspond à la 90e plus grande si le nombre de valeurs est de 100. Lorsque le nombre de valeurs est différent de 100, la valeur retenue est celle qui représente le multiple de 90 par rapport à 100 (exemple : la 9e  valeur si nous en avons 10, la 900e  si nous en avons 1 000).

Pour citer ce document

Référence papier : André Germain, Chung Chiu et Gary Poole « Présence de dioxines et furanes au Saguenay (Québec), Canada », Pollution atmosphérique, N° 182, 2004, p. 235-345.

Référence électronique : André Germain, Chung Chiu et Gary Poole « Présence de dioxines et furanes au Saguenay (Québec), Canada », Pollution atmosphérique [En ligne], N° 182, mis à jour le : 06/11/2015, URL : http://lodel.irevues.inist.fr/pollution-atmospherique/index.php?id=1611, https://doi.org/10.4267/pollution-atmospherique.1611

Auteur(s)

André Germain

Environnement Canada, Direction de la Protection de l’Environnement, région du Québec, 105, rue McGill, Montréal (Québec) Canada H2Y 3E7

Chung Chiu

Environnement Canada, Centre de technologie environnementale, Ottawa (Ontario), Canada, K1A 0H3

Gary Poole

Environnement Canada, Centre de technologie environnementale, Ottawa (Ontario), Canada, K1A 0H3