Liste des substances d'intérêt prioritaire - Rapport d'évaluation pour les sels de voirie

Environnement Canada
Santé Canada
2001
ISBN : 0-662-86219-8
No de catalogue : En40-215/63F

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Loi canadienne sur la protection de l'environnement 1999

Table des matières

• Liste des abréviations
• Synopsis
• 1.0 Introduction
• 2.0 Résumé de l'information essentielle à l'évaluation des sels de voirie
  • 2.1 Identité, propriétés, production et sources
    • 2.1.1 Caractérisation
    • 2.1.2 Propriétés physiques et chimiques
    • 2.1.3 Production et utilisation
      • 2.1.3.1 Chlorure de sodium
      • 2.1.3.2 Chlorure de calcium
      • 2.1.3.3 Mélange de chlorure de sodium et de chlorure de calcium
      • 2.1.3.4 Chlorure de magnésium
      • 2.1.3.5 Mélange de chlorure de sodium et de chlorure de magnésium
      • 2.1.3.6 Chlorure de potassium
      • 2.1.3.7 Saumures
      • 2.1.3.8 Ferrocyanure
    • 2.1.4 Sources et rejets
      • 2.1.4.1 Sources naturelles
      • 2.1.4.2 Sources anthropiques
  • 2.2 Charges de sels de voirie
    • 2.2.1 Enquêtes
      • 2.2.1.1 Provinces
      • 2.2.1.2 Administrations municipales et régionales
      • 2.2.1.3 Données de l'industrie du sel
      • 2.2.1.4 Estimations municipales
      • 2.2.1.5 Utilisation provinciale et municipale de sels comme abat-poussière
    • 2.2.2 Résultats
      • 2.2.2.1 Chlorure de sodium
        • 2.2.2.1.1 Taux d'épandage recommandés
        • 2.2.2.1.2 Charges
      • 2.2.2.2 Chlorure de calcium
      • 2.2.2.3 Charges totales de chlorure
      • 2.2.2.4 Tendances historiques
    • 2.2.3 Fiabilité des données sur les charges
    • 2.2.4 Sommaire
  • 2.3 Élimination de la neige
    • 2.3.1 Caractérisation de la neige usée
    • 2.3.2 Volumes de neige dans les villes canadiennes
    • 2.3.3 Méthodes d'enlèvement et d'élimination de la neige
      • 2.3.3.1 Méthodes sans enlèvement de la neige
      • 2.3.3.2 Méthodes avec rejet dans les plans d'eau, après traitement de l'eau de fonte
      • 2.3.3.3 Méthodes de rejet dans les eaux de surface sans traitement préalable
    • 2.3.4 Méthodes d'élimination utilisées par les municipalités canadiennes
    • 2.3.5 Sommaire
  • 2.4 Entrepôts de sels
    • 2.4.1 Nombre d'entrepôts de sels et quantités entreposées
    • 2.4.2 Conception et gestion des entrepôts de sels
    • 2.4.3 Estimation des rejets provenant des entrepôts de sel
    • 2.4.4 Concentrations de sels à différents points autour des entrepôts
      • 2.4.4.1 Concentrations en surface autour des entrepôts de sels
      • 2.4.4.2 Concentrations dans l'eau de puits des entrepôts de sels
      • 2.4.4.3 Concentrations dans les eaux souterraines de faible profondeur
      • 2.4.4.4 Concentrations dans le sol aux entrepôts de sels
    • 2.4.5 Concentrations à l'extérieur des entrepôts de sels
  • 2.5 Devenir et pénétration dans l'environnement
    • 2.5.1 Devenir et transport
      • 2.5.1.1 Chlorure
      • 2.5.1.2 Sodium et potassium
      • 2.5.1.3 Calcium
      • 2.5.1.4 Magnésium
      • 2.5.1.5 Ferrocyanure de sodium
    • 2.5.2 Voies de pénétration dans l'environnement
      • 2.5.2.1 Épandage sur les routes
      • 2.5.2.3 Lieux d'entreposage des sels
  • 2.6 Concentrations de chlorure dans les eaux de surface au Canada
    • 2.6.1 Carte des concentrations de chlorure dans les bassins versants du Canada
    • 2.6.2 Concentrations dans l'environnement : lacs et rivières
      • 2.6.2.1 Région de l'Atlantique (Terre-Neuve, Nouvelle-Écosse, Nouveau-Brunswick et Île-du-Prince-Édouard)
      • 2.6.2.2 Région du centre (Ontario et Québec)
      • 2.6.2.3 Région des Prairies (Manitoba, Saskatchewan, Alberta)
      • 2.6.2.4 Région du Pacifique (Colombie-Britannique)
      • 2.6.2.5 Yukon, Territoires du Nord-Ouest et Nunavut
    • 2.6.3 Concentrations dans l'environnement : sédiments benthiques
    • 2.6.4 Concentrations dans l'environnement : terres humides
    • 2.6.5 Concentrations dans l'environnement : lacs et étangs urbains
    • 2.6.6 Concentrations de chlorure basées sur le bilan massique
      • 2.6.6.1 Calcul des concentrations de chlorure dans les bassins versants provenant de l'utilisation des sels de voirie
      • 2.6.6.2 Calcul des concentrations de chlorure dans le ruissellement des routes
    • 2.6.7 Sommaire
• 3.0 Évaluation du caractère " toxique " au sens de la LCPE 1999
  • 3.1 Évaluation en vertu des alinéas 64a) - Environnement et 64b Environnement essentiel pour la vie de la LCPE de 1999
  • 3.2 Eaux souterraines
    • 3.2.1 Introduction
    • 3.2.2 Principes reliés aux eaux souterraines
      • 3.2.2.1 Cycle de l'eau
      • 3.2.2.2 Écoulement à travers un sol non saturé et alimentation de la nappe souterraine
      • 3.2.2.3 Écoulement à travers un sol saturé et migration des contaminants
    • 3.2.3 Effets des sels de voirie sur la qualité des eaux souterraines
      • 3.2.3.1 Facteurs contrôlant la migration des sels de voirie
      • 3.2.3.2 Concentrations prévues de sels de voirie dans les eaux souterraines
      • 3.2.3.3 Migration du panache et évaluation des effets
    • 3.2.4 Études de cas
    • 3.2.5 Conclusions
  • 3.3 Écosystèmes aquatiques
    • 3.3.1 Méthode d'évaluation et d'établissement de la portée
    • 3.3.2 Études en laboratoire
      • 3.3.2.1 Études sur la toxicité à court terme ou toxicité aiguë
      • 3.3.2.2 Toxicité chronique
    • 3.3.3 Évaluation de la toxicité pour les écosystèmes aquatiques
      • 3.3.3.1 Caractérisation du risque selon le quotient
      • 3.3.3.2 Évaluations de niveaux 1 et 2
        • 3.3.3.2.1 Valeur estimée de l'exposition (VEE)
        • 3.3.3.2.2 Valeurs critiques de la toxicité (VCT)
        • 3.3.3.2.3 Conclusions pour les évaluations de niveaux 1 et 2
      • 3.3.3.3 Évaluations de niveau 3 avec validation sur le terrain
        • 3.3.3.3.1 Étude de cas no 1 : Effets du ruissellement des sels de voirie sur les ruisseaux, cours d'eau et petites rivières de régions urbaines densément peuplées
        • 3.3.3.3.2 Étude de cas no 2 : Effets du ruissellement des sels de voirie sur les ruisseaux, cours d'eau et rivières de régions moins densément peuplées
        • 3.3.3.3.3 Étude de cas no 3 : Effets du ruissellement des sels de voirie sur les étangs et les lacs en milieux urbains
        • 3.3.3.3.4 Étude de cas no 4 : Effets du ruissellement routier sur les lacs et étangs en milieux ruraux
        • 3.3.3.3.5 Étude de cas no 5 : Lieux d'entreposage de sels et écosystèmes aquatiques
        • 3.3.3.3.6 Cas no 6 : Lieux d'élimination de la neige
      • 3.3.3.4 Autres effets
      • 3.3.3.5 Conclusions pour les écosystèmes aquatiques
  • 3.4 Sols
    • 3.4.1 Salinisation des sols due à l'épandage de sels de voirie
      • 3.4.1.1 Définitions et équations
      • 3.4.1.2 Études de cas
      • 3.4.1.3 Discussion
      • 3.4.1.4 Conclusions
    • 3.4.2 Effets biologiques des sels de voirie sur les sols
      • 3.4.2.1 Rôle écologique des communautés biotiques du sol
      • 3.4.2.2 Effets sur le biote du sol
      • 3.4.2.3 Exposition des organismes du sol aux sels de voirie
      • 3.4.2.4 Évaluation environnementale
      • 3.4.2.5 Conclusions
  • 3.5 Végétation terrestre
    • 3.5.1 Évaluation environnementale prudente
      • 3.5.1.1 Valeurs-seuils avec effet observé
      • 3.5.1.2 Valeurs estimées de l'exposition
      • 3.5.1.3 Estimation des quotients
    • 3.5.2 Évaluation environnementale détaillée - Analyse basée sur les valeurs-seuils
      • 3.5.2.1 Réaction à la présence de sodium dans le sol
      • 3.5.2.2 Réaction à la présence de chlorure dans le sol
      • 3.5.2.3 Réaction à la présence de chlorure de sodium dans le sol
      • 3.5.2.4 Réaction au sodium et au chlorure par dispersion aérienne
      • 3.5.2.5 Évaluation environnementale détaillée - résumé de l'analyse basée sur les valeurs-seuils
    • 3.5.3 Évaluation environnementale détaillée - analyse des lieux de référence
      • 3.5.3.1 Propagation d'espèces végétales halophiles
      • 3.5.3.2 Changements dans les communautés d'un marais perturbé par les sels de voirie
      • 3.5.3.3 Effets de la dispersion de sels provenant d'une autoroute à quatre voies sur des vergers de pêches et de prunes de Grimsby (Ontario)
      • 3.5.3.4 Effets de la dispersion de sels provenant d'une autoroute à quatre voies sur des vergers de pêches et de prunes situés près de St. Catharines (Ontario)
      • 3.5.3.5 Effets de la dispersion de sels provenant d'une autoroute à deux voies sur des bleuets, dans l'ouest de la Nouvelle-Écosse
      • 3.5.3.6 Concentrations dans le sol et les plantes ligneuses aux abords d'autoroutes dans l'intérieur de la Colombie-Britannique
      • 3.5.3.7 Concentrations dans le sol et le feuillage de plantes ligneuses le long d'une autoroute à deux voies de la Colombie-Britannique
      • 3.5.3.8 Concentrations dans le feuillage de plantes ligneuses longeant une autoroute à deux voies du Connecticut
      • 3.5.3.9 Concentrations dans le sol et le feuillage de plantes ligneuses et herbacées, le long de routes du Massachusetts
      • 3.5.3.10 Concentrations dans le sol et les plantes ligneuses, en aval d'une autoroute à quatre voies de la Colombie-Britannique
      • 3.5.3.11 Concentrations dans le sol et le feuillage d'espèces ligneuses, à proximité d'un entrepôt de sels
    • 3.5.4 Modifications des taux d'épandage et dommages actuellement observés au Canada
    • 3.5.5 Estimation de la superficie à risque
    • 3.5.6 Résumé de l'évaluation des risques et conclusions
  • 3.6 Faune terrestre
    • 3.6.1 Caractérisation de l'exposition
      • 3.6.1.1 Mammifères
      • 3.6.1.2 Oiseaux
    • 3.6.2 Caractérisation des effets
      • 3.6.2.1 Toxicité aiguë du chlorure de sodium
      • 3.6.2.2 Effets sublétaux dus à l'ingestion d'un excès de sels chez les oiseaux et les mammifères
    • 3.6.3 Caractérisation du risque
      • 3.6.3.1 Estimation du rôle de la toxicité du sel dans les collisions avec les véhicules
      • 3.6.3.2 Conclusions et discussion de l'incertitude
  • 3.7 Ferrocyanures
    • 3.7.1 Caractérisation de l'exposition
      • 3.7.1.1 Sol
        • 3.7.1.1.1 Ferrocyanure en l'absence de lumière
        • 3.7.1.1.2 Ferrocyanure en présence de lumière
      • 3.7.1.2 Eau
      • 3.7.1.3 Air
      • 3.7.1.4 Bioamplification
    • 3.7.2 Concentrations mesurées et estimées dans l'environnement
    • 3.7.3 Caractérisation des effets
      • 3.7.3.1 Biote aquatique
        • 3.7.3.1.1 Microorganismes
        • 3.7.3.1.2 Végétaux
        • 3.7.3.1.3 Invertébrés
        • 3.7.3.1.4 Vertébrés
      • 3.7.3.2 Biote terrestre
        • 3.7.3.2.1 Microorganismes
        • 3.7.3.2.2 Végétaux
        • 3.7.3.2.3 Invertébrés
        • 3.7.3.2.4 Vertébrés
    • 3.7.4 Caractérisation du risque
      • 3.7.4.1 Caractérisation du risque de niveau 1
        • 3.7.4.1.1 Concentration de cyanure dans l'eau.
        • 3.7.4.1.2 Concentration de cyanure dans le sol : Cas I
        • 3.7.4.1.3 Concentration de cyanure dans le sol : Cas II
        • 3.7.4.1.4 Concentration de cyanure dans l'air
        • 3.7.4.1.5 Calcul des quotients
        • 3.7.4.1.6 Conclusions pour le niveau 1
      • 3.7.4.2 Caractérisation du risque de niveau 2
        • 3.7.4.2.1 Concentration de cyanure dans l'eau
        • 3.7.4.2.2 Concentration de cyanure dans le sol : Cas I
        • 3.7.4.2.3 Concentration de cyanure dans le sol : Cas II
        • 3.7.4.2.4 Concentration de cyanure dans l'air
        • 3.7.4.2.5 Calcul des quotients
        • 3.7.4.2.6 Conclusions pour l'évaluation de niveau 2
      • 3.7.4.3 Caractérisation du risque de niveau 3
        • 3.7.4.3.1 Hypothèses
        • 3.7.4.3.2 Estimation de la fréquence des incidents toxiques
        • 3.7.4.3.3 Résultats et conclusions de l'évaluation de niveau 3
    • 3.7.5 Conclusion pour les ferrocyanures
  • 3.8 Conclusions globales
    • 3.8.1 Considérations
      • 3.8.1.1 Environnement
      • 3.8.1.2 Effets nocifs
      • 3.8.1.3 Poids de la preuve
    • 3.8.2 Résumé de l'évaluation
    • 3.8.3 Incertitudes
    • 3.8.4 Conclusions
  • 3.9 Considérations pour le suivi (mesures à prendre)
• 4.0 Références
  
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Annexes

• Annexe A Stratégies de recherche utilisées pour les données pertinentes
• Annexe B Documentation complémentaire préparée pour l'évaluation des sels de voirie inscrits sur la LSIP

Liste des tableaux

• Tableau 1 Propriétés physico-chimiques des sels de voirie
• Tableau 2 Charges totales de chlorure de sodium sur les routes, hiver 1997-1998 (d'après Morin et Perchanok, 2000)
• Tableau 3 Quantités estimatives de chlorure de calcium épandues sur les routes, au cours d'une année normale (d'après Morin et Perchanok, 2000)
• Tableau 4 Charges totales de chlorure (d'après Morin et Perchanok, 2000)
• Tableau 5 Volume total de neige usée et quantité de sels utilisée dans certaines villes canadiennes, durant l'hiver 1997-1998 (d'après Delisle et Dériger, 2000)
• Tableau 6 Méthodes d'élimination de la neige utilisées dans certaines villes canadiennes, durant l'hiver 1997-1998 (d'après Delisle et Dériger, 2000)
• Tableau 7 Nombre d'entrepôts provinciaux de sels et quantité de chlorure de sodium et d'abrasifs utilisée, par province (d'après Snodgrass et Morin, 2000)
• Tableau 8 Estimation de l'importance des pertes de sels provenant des entrepôts (d'après Snodgrass et Morin, 2000)
• Tableau 9 Concentrations de chlorure dans divers cours d'eau du bassin visés par le Plan d'assainissement de la Communauté urbaine de Toronto, entre 1990 et 1996 (d'après la Toronto and Region Conservation Authority, 1998)
• Tableau 10 Réactions des organismes à la toxicité du chlorure de sodium, après une exposition de moins d'une journée (d'après Evans et Frick, 2001)
• Tableau 11 Réactions des organismes à la toxicité du chlorure de sodium, après une exposition d'une journée (d'après Evans et Frick, 2001)
• Tableau 12 Valeurs de la CL₅₀ après 4 jours pour divers taxons exposés au chlorure de sodium (d'après Evans et Frick, 2001)
• Tableau 13 Valeurs de la CL₅₀ et de la CE₅₀ pour divers taxons, après une exposition de 7 à 10 jours au chlorure de sodium1 (d'après Evans et Frick, 2001)
• Tableau 14 Résumé des évaluations de niveau 2 (d'après Evans et Frick, 2001)
• Tableau 15 Valeurs optimales du pH, du phosphore total et du chlorure pour certaines espèces de diatomées dans le nord-est des États-Unis (d'après Dixit et al., 1999)
• Tableau 16 Tolérance de certaines espèces végétales au chlorure de sodium dans une section du lit du marais Pinhook (Indiana), qui avait été perturbée par les sels (d'après Wilcox, 1982)
• Tableau 17 Pourcentage cumulatif prévu d'espèces touchées par une exposition chronique au chlorure (d'après Evans et Frick, 2001)
• Tableau 18 Valeurs modélisées de la conductivité électrique et des concentrations de chlorure dans le ruisseau Corbett, en aval de l'entrepôt de sels de voirie de Fredericton
• Tableau 19 Liste d'espèces d'arbres et d'arbustes évalués en fonction de leur résistance aux sels de voirie aéroportés (d'après Lumis et al., 1983)
• Tableau 20 Liste des essences forestières indigènes, en fonction de leur résistance aux sels de voirie aéroportés
• Tableau 21 Intervalle des valeurs-seuils estimées dans le sol et l'eau, pour divers types de végétaux (d'après Cain et al., 2001)
• Tableau 22 Intervalle des valeurs-seuils estimées dans les tissus de plantes herbacées, après une exposition en solution du sol ou solution aqueuse (d'après Cain et al., 2001)
• Tableau 23 Intervalle des valeurs-seuils estimées dans les tissus de plantes ligneuses, après une exposition atmosphérique (d'après Cain et al., 2001)
• Tableau 24 Calcul du nombre de particules de sel qu'un oiseau doit ingérer pour atteindre la VCT, sur la base d'un moineau domestique de 28 g consommant des particules dont la taille se situe à l'extrémité supérieure de ses préférences connues
• Tableau 25 Calcul du nombre de particules de sel devant être ingérées pour atteindre la VCT, chez un moineau domestique de 28 g consommant des particules de taille moyenne
• Tableau 26 Résultats du calcul des quotients pour le biote aquatique - Niveau 1 (d'après Letts, 2000a)
• Tableau 27 Résultats du calcul des quotients pour le biote terrestre - Niveau 1 (d'après Letts, 2000a)

Liste des figures

• Figure 1 Segment régional du réseau routier provincial (d'après Morin et Perchanok, 2000)
• Figure 2 Taux d'épandage de sel de voirie (chlorure de sodium) par agence provinciale en 1998 (d'après Morin et Perchanok, 2000)
• Figure 3 Taux d'épandage moyen de sels de voirie (chlorure de sodium) par municipalité en 1998 (d'après Morin et Perchanok, 2000)
• Figure 4 Quantités totales de chlorure de sodium utilisées par district d'entretien (d'après Morin et Perchanok, 2000)
• Figure 5 Historique de l'utilisation de sel de voirie par les agences provinciales (fondée sur les enquêtes du « Salt Institute 1964-1983 » et Morin et Perchanok, 2000)
• Figure 6 Concentration moyenne quotidienne en 1975-1976 des lixiviats provenant d'un d'un amas d'abrasif mélangé avec du sel (d'après ME et MT NB, 1978)
• Figure 7 Concentration de chlorure dans deux puits d'approvisionnement de Heffley Creek (d'après AGRA, 1999)
• Figure 8 Le transport du sel de voirie à partir des routes
• Figure 9 Les concentrations de chlorure observées dans les bassins versants canadiens (d'après Mayer et al., 2000)
• Figure 10 Estimation de la concentration de chlorure à partir de la charge annuelle moyenne de sels de voirie (NaCl) et du ruissellement (d'après Mayer et al., 2000)
• Figure 11 Estimation de la concentration de chlorure dans le ruissellement provenant des routes provinciales au Canada
• Figure 12 Estimation de la concentration de chlorure dans les eaux souterraines à divers taux d'épandage et à un taux d'alimentation des eaux souterraines de 10 cm/an (d'après Johnston et al., 2000)
• Figure 13 Estimation de la concentration de chlorure dans les eaux souterraines à divers taux d'épandage et à un taux d'alimentation des eaux souterraines de 20 cm/an (d'après Johnston et al., 2000)
• Figure 14 Estimation de la concentration de chlorure dans les eaux souterraines à divers taux d'épandage et à un taux d'alimentation des eaux souterraines de 40 cm/an (d'après Johnston et al., 2000)
• Figure 15 Concentration de chlorure dans les eaux souterraines des puits d'approvisionnement municipaux dans le Sud de l'Ontario (d'après Johnston et al., 2000)
• Figure 16 Diversité des espèces dans différents gradients de salinité et de chlorure (d'après Wetzel, 1983)
• Figure 17 La toxicité aiguë expérimentale et toxicité chronique prévue pour les taxons aquatiques (d'après Evans et Frick, 2001)
• Figure 18 La contamination par les sels de voirie causant des effets biologiques défavorables à partir d'une brève exposition à des concentrations de chlorure dans l'environnement aquatique canadien
• Figure 19 La contamination par les sels de voirie causant des effets biologiques défavorables à partir d'une longue exposition à des concentrations de chlorure dans l'environnement aquatique canadien
• Figure 20 Régions où l'épandage de sels de voirie pose un danger faible, moyen ou élevée selon la teneur en argile du sol et du coefficient de sodium échangeable (d'après Morin et al., 2000)
• Figure 21 Le diagramme représente la conductivité électrique et les concentrations de chlorure dans l'eau de fossé longeant les deux routes près du dépôt de sel de voirie de Frédéricton pour les mois de juin, juillet et octobre 1999 et janvier 2000. Le diagramme démontre les données du 10e, 25e, 50e, 75e et 90e percentile ainsi que les données inférieures et supérieures aux 10e et 90e percentile (cercles). Les mots « bien-drainé », « écoulement croisé » et « stagnant » se réfèrent à trois conditions : crête à partir de laquelle l'eau est bien drainée; croisement d'un cours d'eau; et fossé sans écoulement (d'après Arp, 2001)
• Figure 22 Estimation par bassin versant et par municipalité des solides dissous totaux (SDT) et de la conductivité électrique (CE) moyenne des eaux du sol et de surface en Ontario et au Québec (d'après Morin et al., 2000)
• Figure 23 Pourcentage de sodium échangeable (PSE) le long des routes par district d'entretien provincial (d'après Morin et al., 2000)
• Figure 24 La tolérance au sel et le rendement des récoltes en fonction de la salinité du sol (conductivité électrique, CE) et le pourcentage estimé d'emprises routières ayant un niveau correspondant de CE (d'après Bresler et al., 1982)