Rapport d'étape 2006 concernant l'Accord Canada - États-Unis sur la qualité de l'air

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Section 3 : Coopération et recherche scientifiques et techniques

• Inventaires et tendances des émissions
• Rapport et cartographie de la qualité de l'air
• Évaluation scientifique des particules transfrontalières - Mise à jour
• Effets de la pollution sur la santé
  • Recherche dans le bassin atmosphérique des Grands Lacs
  • Recherche dans le bassin atmosphérique international de Géorgie et de Puget Sound
  • Indice canadien de la qualité de l'air axé sur la santé
  • Indicateur canadien de santé axé sur la qualité de l'air
  • Rapport américain sur les effets de l'ozone sur la santé
  • Examen des normes américaines sur la qualité de l'air relatives à l'ozone et aux particules
  • Recherche américaine sur la santé
• Effets du dépôt acide
  • Effets de la pollution sur le milieu aquatique - Recherche et surveillance
  • Effets de la pollution sur le milieu terrestre - Recherche
  • Charges critiques et dépassements
  • Rétablissement des lacs et des cours d'eau acidifiés

Inventaires et tendances des émissions

INITIATIVES COLLECTIVES

Le Canada et les États-Unis ont mis à jour et amélioré leurs inventaires et leurs projections des émissions afin que ceux-ci tiennent compte des données les plus récentes. Les inventaires ont aussi été remaniés en fonction des modèles canadiens et américains de qualité de l'air en vue de la réalisation de l'évaluation technique des problèmes de qualité de l'air. Aux États-Unis, les données d'inventaire les plus récentes remontent à 2002. Les données sur les émissions de 2003 et de 2004 qui figurent dans ce rapport ont été obtenues par interpolation à l'intérieur de la période couvrant les émissions de 2002 et les projections pour 2010 des émissions utilisées lors de la promulgation du RIAA.

Les deux pays ont participé activement à l'évaluation des émissions pour la préparation d'un inventaire dans le cadre de la NARSTO (anciennement la « North American Research Strategy for Tropospheric Ozone » ou Stratégie nord-américaine de recherche sur l'ozone troposphérique). Ce programme a été complété à l'été 2005. Le rapport définitif, intitulé « Improving Emission Inventories for Effective Air Quality Management across North America », formule des recommandations visant à améliorer à long terme les programmes d'inventaire des émissions au Canada et aux États-Unis, de même qu'au Mexique, le troisième membre de la NARSTO.

Les données sur les émissions canadiennes et américaines de 2004 sont présentées aux figures 26, 27, 28 et 29. La figure 26 montre la ventilation des émissions de SO₂, de NO_x et de COV par catégories de sources. Les observations suivantes découlent de cette figure :

• Aux États-Unis, les émissions de SO₂ sont causées en grande partie par la combustion de charbon dans le secteur de l'électricité tandis qu'au Canada, elles résultent surtout de la combustion de charbon dans les hauts fourneaux industriels, le secteur de l'électricité produisant moins d'émissions en raison de la grande capacité hydroélectrique du pays.
  
  
• La ventilation des émissions de NO_x est similaire dans les deux pays, les véhicules routiers et hors route étant à l'origine de la plus grande partie des émissions dans les deux pays.
  
  
• Les émissions de COV sont celles qui présentent les profils d'émissions les plus diversifiés pour chaque pays. La différence la plus significative s'explique par le fait que la plupart des COV du Canada sont produits par le secteur industriel, résultat de la production proportionnellement plus élevée de pétrole et de gaz au pays.

Figure 26 Émissions nationales canadiennes et américaines de certains polluants, ventilés par secteur, 2004

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Source : EPA et Environnement Canada

Les tendances des émissions de SO₂, de NO_x et de COV illustrées aux figures 27, 28 et 29, respectivement, montrent la quantité relative d'émissions enregistrées durant la période 1990-2004. Aux États-Unis, les principales réductions des émissions de SO₂ sont surtout attribuables à la production d'électricité. Les réductions des émissions de NO_x sont surtout attribuables aux sources routières mobiles et à la production d'électricité. Les réductions des émissions de COV sont attribuables aux sources routières mobiles et à l'utilisation de solvants. Durant cette période, les États-Unis ont émis substantiellement plus d'émissions que le Canada. Par ailleurs, bien que les deux pays aient considérablement réduit leurs émissions de SO₂, les États-Unis affichent des réductions plus importantes de COV et de NO_x que le Canada.

Figure 27 Émissions de SO₂ au Canada et aux États-Unis, 1990-2004

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Source : EPA et Environnement Canada

Figure 28 Émissions de NO_x au Canada et aux États-Unis, 1990-2004

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Source : EPA et Environnement Canada

Figure 29 Émissions de COV au Canada et aux États-Unis, 1990-2004

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Source : EPA et Environnement Canada

Rapport et cartographie de la qualité de l'air

INITIATIVES COLLECTIVES

Il incombe à chaque pays d'assurer l'étalonnage et la comparabilité des mesures de l'ozone et des particules. Depuis 2001, les diverses instances gouvernementales du Canada et des États-Unis collaborent à l'exécution du programme AIRNow, dirigé par l'EPA (www.epa.gov/airnow). Depuis 2004, ce site Web a été complété de manière à présenter des renseignements relatifs aux mesures de l'ozone et des particules à l'échelle continentale et l'année durant (figures 30 et 31). Au Canada, les scientifiques perfectionnent sans cesse la cartographie en combinant les mesures à des prévisions numériques obtenues au moyen du modèle prévisionnel opérationnel de qualité de l'air. Les deux pays améliorent leurs services prévisionnels et ils collaborent à la mise au point de modèles nationaux de prévision de la qualité de l'air. Les instances gouvernementales se consultent pour la préparation des prévisions courantes dans la région frontalière ainsi que pour la mise au point de documents de communication destinés au public.

Figure 30 Carte AIRNow illustrant les concentrations en temps réel de l'ozone troposphérique (moyenne de la concentration de pointe horaire)

Source : EPA

Figure 31 Carte AIRNow illustrant les concentrations en temps réel des P_2,5 (moyenne de 3 heures)

Source : EPA

CANADA

En ce moment, Environnement Canada agrandit et remet à neuf les réseaux fédéraux, provinciaux et territoriaux de stations de surveillance dans tout le pays. Le Canada assure le fonctionnement de deux réseaux nationaux de surveillance de la qualité de l'air ambiant. Le Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique (RNSPA) est un réseau commun, utilisé par les administrations fédérale, provinciales, territoriales et municipales, qui a été établi en 1969. Il s'agit principalement d'un réseau urbain qui compte plus de 260 stations de mesure de la qualité de l'air installées dans plus de 170 collectivités. Le Réseau canadien de surveillance de l'air et des précipitations (RCSAP) est un réseau rural constitué de 30 stations de surveillance de la qualité de l'air réparties au Canada et d'une station située aux États-Unis.

Le RNSPA recueille des données sur les constituants du smog (c.-à-d. l'ozone, les particules, le SO₂, le CO, les NO_x et les COV). Entre 2002 et 2005, Environnement Canada a acquis beaucoup de nouveau matériel pour le RNSPA, y compris 58 appareils de mesure de l'ozone et 36 appareils de mesure des NO_x, soit nouveaux, soit de remplacement, 11 nouveaux échantillonneurs de COV, 76 appareils de surveillance en continu des P_2,5 (balances microélectroniques ou TEOM et moniteurs à atténuation bêta) et huit nouveaux échantillonneurs séparateurs de particules. En décembre 2002, le Ministère a lancé un programme d'échantillonnage pour déterminer la spéciation chimique et caractériser les particules. Ce programme exploite 12 stations à l'échelle du pays. De plus, pour appuyer ces travaux, le Ministère a construit deux nouveaux laboratoires et les a dotés d'un spectromètre de masse à plasma inductif pour l'analyse des métaux et d'un analyseur de carbone organique ou élémentaire. Au bilan, depuis 2004 le réseau est passé de 240 à 260 dispositifs de surveillance atmosphérique répartis dans 170 collectivités.

Les appareils de surveillance de l'ozone à 18 stations du RCSPA recueillent des données en temps réel qui servent à l'exécution du Programme de prévision de la qualité de l'air et qui sont communiquées au programme américain AIRNow. Cinq stations du RCSPA (situées à moins de 500 km de la frontière) mesurent la masse des P_2,5 et des P₁₀, déterminent la spéciation des P_2,5 et mesurent les COV de façon intégrée. Trois stations, soit le centre de recherche atmosphérique d'Egbert (Ontario), Kejimkujik (Nouvelle-Écosse) et l'île Saturna (Colombie-Britannique), mesurent continuellement les composés réactifs de l'azote (y compris l'oxyde nitrique (NO), le NO₂ et les NO_y).

ÉTATS-UNIS

La majeure partie de la surveillance de la qualité de l'air est mise en oeuvre par des organismes municipaux et d'État. Elle est réalisée au moyen de cinq grandes catégories de stations de surveillance : les SLAMS (stations locales et d'État de surveillance de l'air), les NAMS (stations nationales de surveillance de l'air), les PAMS (stations de surveillance photochimique), le STN (réseau de surveillance des tendances de la spéciation des P_2,5) et les stations de surveillance des toxiques atmosphériques. En outre, le gouvernement fédéral (EPA, Service national des parcs, National Oceanic and Atmospheric Administration), ainsi que l'industrie et les Conseils de bande s'occupent de la surveillance de la qualité de l'air ambiant. On trouvera une description détaillée de la surveillance de la qualité de l'air ambiant aux États-Unis ainsi que des plans en préparation dans le document sur le projet de décembre 2005 de stratégie nationale de surveillance de la qualité de l'air ambiant à l'adresse suivante : (www.epa.gov/ttn/amtic/monitor.html).

Les réseaux SLAMS et NAMS ont pour fonction première de vérifier la conformité aux NNQAA relatives à l'ozone, aux P_2,5, aux P₁₀, au CO, au SO₂, au NO₂ et au plomb. Quelque 1 200 stations aux États-Unis prennent des mesures de l'ozone. La surveillance des P_2,5 dans l'air ambiant est assurée dans plus de 1 100 SLAMS qui appliquent la méthode de référence fédérale par filtration, ainsi que dans plus de 260 stations de surveillance continue des P_2,5. La mesure des P₁₀, du CO, du SO₂, du NO₂ et du plomb est effectuée présentement dans environ 1 000, 400, 500, 400 et 200 stations, respectivement.

Des données sur les P_2,5 faisant l'objet d'une spéciation chimique sont collectées à 54 stations urbaines de mesure des tendances et à plus de 160 autres stations du STN. Ce type de données est aussi collecté à plus de 50 stations rurales et à environ 180 stations IMPROVE situées dans des zones de classe I (http://vista.cira.colostate.edu/improve). L'EPA exploite cinq stations urbaines utilisant des technologies de spéciation chimique en continu pour le nitrate, le sulfate et le carbone. L'agence et les États utiliseront ces données pour décider s'ils feront appel à cette même technologie de mesure à d'autres endroits. Avec l'annonce du projet de nouvelles NNQAA relatives à la surveillance des P_10-2,5, il est projeté de mettre sur pied un réseau de surveillance pour s'assurer de la conformité à ces nouvelles normes. Ce réseau devrait se substituer en bonne partie au réseau de surveillance des P₁₀.

Les PAMS mesurent l'ozone et ses précurseurs dans les zones de non-conformité qui présentent les plus forts taux de pollution. Les données recueillies servent à la préparation de stratégies antipollution, au suivi de la réduction des émissions et au perfectionnement de la modélisation et de la prévision des concentrations d'ozone. Ces stations fournissent aussi des renseignements sur le transport des polluants et les conditions météorologiques locales. En 2005, plus de 100 PAMS étaient en exploitation dans cinq régions des États-Unis : nord-est, Grands Lacs, Géorgie (Atlanta), Texas (cinq zones) et Californie (sept zones).

La surveillance des polluants atmosphériques toxiques est assurée à plus de 200 stations, notamment à 23 stations du NATTS (National Air Toxics Trends Stations ou réseau national de mesure des tendances de concentration des toxiques atmosphériques). Ce réseau doit fournir des données de surveillance à long terme en provenance de régions représentatives, sur certaines de ces substances toxiques d'intérêt prioritaire, à l'inclusion des composés organiques et des métaux toxiques. Les données recueillies devraient permettre de dégager les tendances globales concernant ces polluants. Le programme PAMS produit aussi beaucoup de données sur certains toxiques organiques. De manière à compléter le RDM (réseau de mesure du dépôt de mercure) du PNDA, l'EPA encourage la mise en place d'un réseau de mesure de différentes espèces du mercure dans l'air ambiant pour obtenir un bilan des concentrations de mercure et des tendances, de même que des estimations du dépôt sec. Cette initiative emploiera la structure du comité du PNDA pour sa mise en place et son développement.

Le PNDA (programme national des dépôts atmosphériques) exploite trois réseaux de surveillance qui servent à déterminer les tendances dans le temps et dans l'espace de la chimie des précipitations. Le PNDA/RNT (Programme national des dépôts atmosphériques/Réseau national des tendances), le plus ancien et le plus étendu, a été établi en 1978. Il compte plus de 230 stations de surveillance des précipitations réparties sur l'ensemble des États-Unis. Il s'agit d'une initiative mixte des State Agricultural Experiment Stations, du Geological Survey, du Department of Agriculture et de nombreuses autres organisations gouvernementales et privées. Les précipitations collectées à chaque station sont expédiées au laboratoire d'analyse central du PNDA en vue du dosage de l'hydrogène (acidité exprimée en pH), du sulfate, du nitrate, de l'ammonium, du chlorure et des cations communs (calcium, magnésium, potassium et sodium). Le recours à des programmes d'assurance de la qualité permet de s'assurer que les données sont toujours précises, exactes et comparables d'une année à l'autre.

Le PNDA exploite deux autres réseaux de surveillance. Le PNDA/RDM, qui compte plus de 90 stations, a été établi en 1995. Sa fonction est de déterminer les tendances des concentrations de mercure dans les précipitations. Des échantillons hebdomadaires des précipitations sont recueillis dans des contenants d'échantillonnage spécialement traités et sont expédiés au laboratoire d'analyse du mercure du PNDA. Le mercure total contenu dans tous les échantillons est dosé et le méthylmercure est dosé dans les échantillons des stations participantes. Le PNDA/AIRMoN a été établi pour étudier la chimie des précipitations avec une résolution temporelle plus fine. Les échantillons de précipitations provenant de neuf stations sont prélevés quotidiennement. Les analyses portent sur les mêmes constituants que ceux du réseau PNDA/RNT.

L'EPA exploite le réseau CASTNET. Il s'agit d'un programme de surveillance à long terme mis sur pied en 1988 pour évaluer l'efficacité des mesures de réduction des émissions de SO₂ et de NO_x (www.epa.gov/castnet). Les objectifs du programme sont de déterminer et de chiffrer les tendances dans le temps et dans l'espace de la qualité de l'air et des dépôts à l'échelle régionale, aux États-Unis. Le CASTNET compte 88 stations représentatives sur le plan régional de mesure de l'ozone troposphérique, des concentrations hebdomadaires des particules totales contenant du soufre et de l'azote et de leurs précurseurs gazeux, le SO₂ et l'acide nitrique. Toutes les stations enregistrent des paramètres météorologiques appliqués à un modèle d'estimation par inférence du taux de dépôt sec aux stations. L'équipe du programme procède à l'évaluation d'un dispositif automatisé à fonctionnement semi-continu de mesure des constituants gazeux (SO₂, acide nitrique, ammoniac) et sous forme d'aérosols (sulfate, ammonium, nitrate, chlorure, cations communs).

La proposition de mettre sur pied un nouveau réseau de surveillance de multiples polluants (connu sous le sigle NCore) est un volet fondamental du projet de stratégie nationale de surveillance de la qualité de l'air ambiant. Les dispositifs de surveillance installés aux stations du NCore mesureront les particules (P_2,5, P_2,5 ayant fait l'objet d'une spéciation, P_10-2,5), l'ozone, le SO₂, le CO et les NO_x (NO/NO₂/NO_y), et ils enregistreront des données météorologiques de base. Un jour sans doute, des mesures de l'ammoniac et de l'acide nitrique seront effectuées à ces stations. Les stations seront implantées dans des secteurs urbains (55 stations) et dans des secteurs ruraux (une vingtaine) largement représentatifs, partout au pays. Il arrivera probablement très souvent que les États vont implanter les stations NCore au même endroit que les PAMS ou les NATTS, de manière à promouvoir davantage la mesure de multiples polluants. Ce réseau servira à collecter les renseignements supplémentaires requis pour la mise au point de modèles des émissions et de la qualité de l'air, pour la reddition de comptes concernant le programme sur la qualité de l'air, et pour de futures études sur la santé. En janvier 2006, l'EPA a proposé des modifications à la réglementation sur la surveillance de l'air ambiant afin de tenir compte de l'établissement de ce nouveau réseau. Elles devraient être complétées vers la fin de 2006. Le lecteur trouvera des renseignements sur l'avis de réglementation proposée en se rendant à l'adresse Web suivante : www.epa.gov/ttn/amtic/40cfr53.html.

Évaluation scientifique des particules transfrontalières - Mise à jour

Outre les réalisations dans le cadre de l'évaluation scientifique Canada-États- Unis des particules transfrontalières (rapport paru en 2004), d'autres scénarios de modélisation ont été examinés par le Centre météorologique canadien à Dorval (Québec). Ainsi, le modèle CHRONOS a été appliqué aux données de l'été 2003 afin de déterminer dans quelle mesure les émissions canadiennes influent sur la concentration des particules dans l'air ambiant aux États-Unis.

En prenant comme valeur de référence la concentration limite de 0,2 µg/m³ (appliquée dans le RIAA) pour déterminer si les émissions en provenance d'une instance contribuent de manière importante au non-respect de la norme annuelle moyenne relative aux P_2,5 par une autre instance, il est possible d'établir l'effet des émissions canadiennes sur les concentrations de P_2,5 aux États-Unis. Cet effet se fait fortement sentir sur l'ensemble de la côte est ainsi que dans le Midwest des États-Unis, et aussi sur la côte ouest, mais dans une moindre mesure (figure 32).

Figure 32 Carte synthèse de l'effet des émissions canadiennes (émissions américaines soustraites) sur les concentrations de P_2,5 aux États-Unis à l'été 2003

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Source : Environnement Canada

Effets de la pollution sur la santé

De concert avec des équipes de recherche américaines et dans le cadre du volet canadien de la Stratégie sur la qualité de l'air transfrontalier, Santé Canada a entrepris deux programmes de recherche visant à déterminer l'exposition aux polluants atmosphériques et à définir des problèmes de santé. Les activités de mise au point d'indicateurs atmosphériques de santé se sont poursuivies; elles ont porté notamment sur la mise au point d'indices de la qualité de l'air axés sur la santé (IQAS) et sur la préparation d'une méthode de suivi des progrès sur le plan sanitaire attribuables à l'amélioration de la qualité de l'air dans la région frontalière.

Recherche dans le bassin atmosphérique des Grands Lacs

Voici certaines des activités de recherche sur la santé dans le bassin atmosphérique des Grands Lacs :

• Étude sur la santé respiratoire des enfants de Windsor : Cette étude en trois étapes porte sur une population vulnérable située dans un secteur où la pollution atmosphérique est assez élevée. À la première étape (décembre 2004), un questionnaire d'enquête de base a été soumis à 20 000 écoliers du niveau primaire dans la municipalité de Windsor. À la deuxième étape (juin 2005), les chercheurs ont procédé à une étude transversale de la fonction respiratoire d'écoliers et du degré d'inflammation pulmonaire. La troisième étape (décembre 2005) prévoyait la tenue, pendant un mois, d'essais quotidiens sur la fonction respiratoire de 200 enfants asthmatiques en vue d'établir une corrélation avec la pollution mesurée dans l'air extérieur. Les résultats sont en cours d'analyse.
  
  
• Étude d'évaluation de l'exposition à Windsor : Cette étude comporte deux volets. Le premier est une évaluation spatiale de la pollution atmosphérique (2004-2007) qui permettra d'établir les concentrations de plusieurs polluants dans l'air de la municipalité (particules, NO₂, SO₂, ozone, nitrate, carbone élémentaire ou organique, COV, hydrocarbures aromatiques polycycliques et vapeurs acides). Les résultats de cette évaluation sont appliqués à la recherche sur la santé dans cette région. Les méthodes d'analyse comprennent l'emploi d'un système d'information géographique (SIG) pour cartographier la zone d'influence des divers polluants. Le second volet porte sur la surveillance du degré d'exposition personnelle à la pollution atmosphérique. Il applique des méthodes conformes au protocole employé pour l'étude de l'EPA intitulée « Detroit Exposure and Aerosol Research Study (DEARS) ». Des adultes non fumeurs en santé (2005) et des écoliers (2006-2007) ont été recrutés en vue de la détermination du degré de pollution de l'air à l'intérieur comme à l'extérieur d'édifices, et en vue de la mesure de leur exposition personnelle. Le dernier essai est prévu pour l'été 2007.
  
  
• Exposition à long terme à des polluants atmosphériques et taux de mortalité et de morbidité, à l'inclusion du cancer : Les taux de mortalité et de morbidité à Windsor, Sarnia et London depuis la fin des années 1970 ont été comparés aux taux observés dans l'ensemble de l'Ontario. Il reste à associer ces résultats à la pollution atmosphérique, notamment au moyen de techniques SIG.
  
  
• Effets cardiovasculaires de la pollution atmosphérique sur les diabétiques : L'étude sur des diabétiques de Windsor prévoit le suivi pendant sept semaines de diabétiques afin de mesurer leur degré d'exposition personnelle aux P₁₀ et leurs indicateurs de santé cardiovasculaire. Les résultats paraissent indiquer l'existence possible d'un lien entre l'exposition aiguë à des polluants atmosphériques sous forme de particules et des troubles de la fonction cardiovasculaire des diabétiques.
  
  
• Étude sur la santé des personnes âgées : L'étude sur la santé des personnes âgées de Windsor porte sur l'exposition journalière de ces personnes à différents polluants atmosphériques, à l'intérieur comme à l'extérieur, et sur leur effet sur la fonction cardiovasculaire.
  
  
• Étude sur les femmes enceintes et l'issue des grossesses : Il s'agit d'une étude pilote sur 10 femmes enceintes d'Ottawa en Ontario, portant sur l'exposition à des polluants et sur la santé de ces femmes ainsi que sur l'issue des grossesses.
  
  
• Étude toxicologique in vitro : La cytotoxicité de constituants de particules pour des cellules épithéliales humaines est étudiée à partir d'échantillons de particules provenant de secteurs précis de Windsor.

Recherche dans le bassin atmosphérique international de Géorgie et de Puget Sound

Cette recherche est effectuée par l'Université de la Colombie-Britannique, l'Université de Victoria et l'Université de Washington. Elle est coordonnée dans le cadre d'un partenariat entre Santé Canada et le Centre d'épidémiologie de la Colombie-Britannique. Voici la liste des études :

• Établissement d'une cohorte d'enfants atteints de maladies : Une cohorte d'environ 120 000 enfants nés dans le bassin de Géorgie a été établie pour évaluer la relation entre l'exposition à des polluants atmosphériques et les troubles respiratoires. Les analyses préliminaires font état d'une relation entre la pollution atmosphérique et la bronchiolite.
  
  
• Analyse de l'issue des grossesses dans le DRV : Le registre de la base de données de la Colombie-Britannique sur la périnatalité et la base de données sanitaires de la Colombie- Britannique servent à faire un lien entre l'exposition à la pollution atmosphérique de femmes enceintes et des issues non souhaitables des grossesses.
  
  
• Exposition personnelle et profils d'activité de femmes enceintes et de nourrissons : Des données ont été recueillies sur l'exposition personnelle, sur les activités et sur l'exposition à la circulation automobile de 20 femmes enceintes (sur un objectif de 40) en fonction du stade de la grossesse et de la saison.
  
  
• Étude cardiovasculaire sur une cohorte : La base de données sanitaires de la Colombie- Britannique est employée pour constituer une cohorte d'adultes de plus de 45 ans résidant dans le bassin de Géorgie afin d'examiner la relation entre la pollution atmosphérique et les maladies cardiovasculaires de différents groupes d'âge, indépendamment des prédispositions, chez les sous-populations à risque élevé.
  
  
• Étude sur les déplacements à pied : Cette étude par SIG intégrera des renseignements sur l'utilisation du territoire et sur les réseaux de transport et opérera un rapprochement avec la marche et l'exposition aux émissions. Les résultats seront éventuellement appliqués à Vancouver et à Seattle.
  
  
• Inventaire et consolidation de données : Un site Web sur l'inventaire de données a été préparé (www.geog.uvic.ca/AIR). Il fait le lien entre des renseignements obtenus par SIG en vue de simplifier l'estimation de l'exposition personnelle à des polluants atmosphériques. Des lacunes dans les données et des possibilités de meilleure utilisation des données ont été décelées.
  
  
• Modélisation de l'infiltration à l'échelle régionale : Les caractéristiques architecturales tirées des données d'évaluation foncière servent à la préparation d'un modèle d'estimation de l'exposition aux P_2,5 dans l'air intérieur, à comparer aux concentrations enregistrées à l'extérieur. Le modèle sera validé au moyen d'une campagne de surveillance.
  
  
• Modélisation des P_2,5 au moyen du MODIS : Des mesures satellitaires d'aérosols serviront à l'étude de la répartition des P_2,5 dans le temps et dans l'espace.
  
  
• Modélisation de l'exposition des populations : Un modèle probabiliste de cas d'exposition personnelle sera élaboré au moyen d'un SIG et de l'emploi de profils d'activité en fonction de l'heure choisis de façon aléatoire afin d'estimer les erreurs d'évaluation de l'exposition de cohortes.
  
  
• Évaluation améliorée de l'exposition à la circulation et à la fumée de combustion du bois : Des techniques compatibles, notamment l'emploi de SIG et des campagnes de surveillance, ont servi à la préparation d'estimations modélisées et validées d'exposition à l'échelle des quartiers urbains. Ces estimations trouveront des applications dans les études sur la santé et en gestion de la qualité de l'air.
  
  
• Exposition aux particules et santé des nourrissons à Puget Sound : Une cohorte de naissance est suivie en fonction de l'exposition à la fumée de combustion du bois et aux émissions causées par la circulation automobile. L'étude repose sur des estimations géospatiales individualisées de l'exposition permettant d'établir un lien entre les issues des grossesses et la pollution atmosphérique.

Indice canadien de la qualité de l'air axé sur la santé

En 2006, une proposition détaillée d'un nouvel IQAS sera soumise à l'approbation d'un comité multipartite de direction. Cet indice devrait se substituer aux indices utilisés dans les rapports publics au Canada. Ces indices reposent tous sur des fondements remontant à 1976 et qui ne reflètent pas l'interprétation moderne des effets sanitaires à court terme de la pollution atmosphérique. L'indice repose sur une relation linéaire entre la concentration et la réponse, sans seuil d'effet, pour décrire les risques à court terme pour la santé de polluants multiples. L'échelle employée va de 0 à 10+. Les travaux entourant le développement de ce nouvel indice ont démarré en 2001 dans le cadre d'une collaboration multipartite. Il a fallu procéder à des enquêtes et mettre sur pied des groupes de consultation en 2004 et 2005 pour préparer la transmission de l'information et effectuer des essais pilotes plus à jour.

Indicateur canadien de santé axé sur la qualité de l'air

Un indicateur de santé a été proposé en mai 2005. Il peut servir à la mesure des gains obtenus progressivement grâce à la gestion de la qualité de l'air. L'indicateur de santé (ISQA) est défini comme suit : le pourcentage de décès quotidiens attribuables à l'exposition au polluant à l'étude. Cet indicateur est proportionnel au degré de risque, estimé au moyen d'un modèle statistique approprié, et à la concentration du polluant à l'étude. Il peut servir à l'évaluation au Canada des tendances dans le temps et dans l'espace de la pollution atmosphérique et du risque sanitaire correspondant depuis 1981. D'autres analyses sont en cours afin d'améliorer la méthodologie.

Rapport américain sur les effets de l'ozone sur la santé

Les effets de l'ozone sur les plans de la santé et du bien-être sont décrits et évalués de manière critique dans l'Ozone Criteria Document de l'EPA et dans l'Ozone Staff Paper de l'EPA. À la fin de février 2006, l'ébauche finale révisée du document sur les critères relatifs à l'ozone a été rendue publique. La version définitive du document se trouve sur le site Web suivant : http://cfpub.epa.gov/ncea/cfm/recordisplay.cfm?deid=149923.

L'objet de ce document intitulé « Air Quality Criteria for Ozone and Other Photochemical Oxidants » est de procéder à un examen critique des renseignements scientifiques les plus récents qui ont paru après la dernière révision des NNQAA relatives à l'ozone en 1996. Cette nouvelle révision de 2006 porte sur des renseignements utiles de la dernière décennie et elle contribue à l'évaluation des données sur les effets sanitaires et environnementaux associés à l'exposition à l'ozone dans l'air ambiant. Un document distinct, l'« Ozone Staff Paper », rédigé par l'Office of Air Quality Planning and Standards de l'EPA, s'inspirera des principaux constats et conclusions de ce document ainsi que d'autres analyses en vue de présenter des options à l'administrateur de l'EPA en ce qui concerne l'examen et la possible révision des NNQAA relatives à l'ozone.

De nouvelles recherches pointent vers l'existence d'effets sanitaires qui étaient passés inaperçus jusqu'ici, en plus de ceux qui étaient connus au moment de l'adoption de la norme sur la moyenne de 8 heures sur l'ozone, en 1997. Depuis cette date, plus de 1 700 nouvelles études sur la santé et le bien-être traitant de l'ozone ont paru dans des revues dont le contenu est examiné par des pairs. Beaucoup de ces études se sont penchées sur les effets de l'exposition à l'ozone sur la santé tels que l'altération de la structure et de la biochimie pulmonaires, l'inflammation pulmonaire, l'exacerbation et le déclenchement de l'asthme, l'absentéisme scolaire pour des troubles respiratoires, le nombre d'hospitalisations et de visites à l'urgence pour l'asthme et d'autres troubles respiratoires, ainsi que les décès prématurés.

L'ozone peut irriter les voies respiratoires supérieures et inférieures, provoquer la toux, irriter la gorge et être à l'origine de malaises (douleur) thoraciques. L'ozone peut entraver le fonctionnement respiratoire, être à l'origine d'une respiration sifflante et empêcher de respirer profondément. Pendant l'exercice, le rythme respiratoire peut s'accélérer, la respiration devenir superficielle et donc réduire le degré d'activité normal d'une personne. L'ozone peut aggraver l'asthme et élever la fréquence des crises nécessitant une attention médicale ou le recours à un surcroît de médicaments. De plus, cette substance peut provoquer une inflammation et l'endommagement de la muqueuse respiratoire, ce qui peut donner lieu à une transformation irréversible du tissu pulmonaire, à une réduction permanente du fonctionnement respiratoire et à une perte de qualité de vie si l'inflammation est récurrente sur une longue durée. Les enfants, les personnes âgées et les adultes qui ont des activités intenses à l'extérieur (comme les travailleurs de la construction) sont davantage à risque.

L'aggravation de l'asthme par l'exposition à court terme à l'ozone dans l'air ambiant avait été signalée avant l'établissement de la norme de 1997 et a été signalée de nouveau dans des études subséquentes. D'ailleurs, une relation entre les concentrations à long terme d'ozone dans l'air ambiant et l'incidence de nouveaux cas d'asthme chez les adultes de sexe masculin (et non féminin) a été signalée. Une autre étude subséquente suggérait un lien entre l'exercice intense et l'incidence de nouveaux diagnostics d'asthme chez les enfants vivant dans des collectivités du sud de la Californie où les concentrations d'ozone sont élevées. Cette relation a été vérifiée chez des enfants pratiquant au moins trois sports et passant plus de temps à l'extérieur. Elle n'a pas été vérifiée chez les enfants qui pratiquaient un ou deux sports. Des études antérieures ont établi une relation entre l'ozone et les hospitalisations dans la population en général. Une étude effectuée à Toronto a fait ressortir une relation significative entre la concentration horaire maximale d'ozone et les hospitalisations pour troubles respiratoires chez les enfants âgés de moins de deux ans. Compte tenu de la vulnérabilité des enfants de ce groupe d'âge, ces résultats sont préoccupants. Dans des études réalisées au Nevada, la hausse des taux d'absentéisme en milieu scolaire pour cause de maladie a été associée à la concentration quotidienne horaire maximale et à la moyenne sur huit heures de la concentration maximale d'ozone. Ces études paraissent indiquer que les concentrations supérieures d'ozone dans l'air ambiant peuvent être à l'origine de l'absentéisme.

Les particules constituent le polluant atmosphérique le plus nettement associé aux décès prématurés. Des dizaines d'études font ressortir cette relation. Cependant, l'exposition répétée à l'ozone peut être un facteur contribuant aux décès prématurés en provoquant une réaction d'inflammation pulmonaire susceptible de prédisposer les personnes âgées et les sujets vulnérables à devenir plus sensibles à d'autres facteurs de stress, comme les particules. D'autres analyses récentes tendent à montrer que l'exposition à l'ozone est associée à une hausse de la mortalité. Tout dernièrement, de nouvelles analyses portant sur les 95 municipalités recensées dans les ensembles de données de la National Morbidity, Mortality, and Air Pollution Study (NMMAPS) ont établi des relations entre la mortalité quotidienne et les concentrations d'ozone au cours de la semaine précédente qui demeuraient valides après ajustement pour les particules, les conditions météorologiques, la saison et les tendances à long terme. Des analyses antérieures portant sur toute l'année, dans le cadre de la NMMAPS, n'ont pas souligné de lien entre l'ozone et la mortalité totale, mais les chercheurs à l'origine de ces études avaient observé un effet lorsqu'ils limitaient leur analyse à la saison estivale, la période de l'année où les concentrations d'ozone sont le plus élevées. Une autre étude récente, qui a porté sur 23 villes européennes, a également établi un lien entre les concentrations d'ozone dans l'air ambiant et la mortalité quotidienne. Récemment, de nombreuses études épidémiologiques ont mentionné une relation entre l'exposition aiguë à l'ozone et la mortalité. L'Ozone Criteria Document en présente un résumé.

Examen des normes américaines sur la qualité de l'air relatives à l'ozone et aux particules

L'EPA procède présentement à l'examen des NNQAA relatives à l'ozone. Des renseignements, notamment les documents pertinents, sont affichés sur le site Web suivant : www.epa.gov/ttn/naaqs/standards/ozone/s_o3_index.html.

L'EPA a également examiné les NNQAA relatives aux particules, un terme générique appliqué à une vaste gamme de substances différentes sur le plan chimique comme sur le plan physique, qui forment des particules distinctes (sous forme de solides ou de gouttelettes) et dont le diamètre varie considérablement. Les particules peuvent être émises directement ou se former dans l'atmosphère par la transformation d'émissions gazeuses, par exemple, de SO_x, de NO_x et de COV. L'exposition aux particules a été associée à la morbidité prématurée ainsi qu'à des indices de morbidité, notamment les hospitalisations et les visites aux urgences pour des troubles respiratoires, l'absentéisme en milieu scolaire, la perte de jours de travail, le nombre de jours d'activité restreinte, les effets sur le fonctionnement pulmonaire et leurs symptômes, des changements morphologiques et l'altération des mécanismes de défense immunitaire.

Des normes nationales de qualité de l'air relatives aux particules ont été établies pour la première fois en 1971. Elles ont été révisées en profondeur en 1987 lorsque l'EPA a modifié l'indicateur de ces normes de manière à réglementer les particules inhalables de 10 µm de diamètre ou moins (P₁₀). En 1997, l'EPA a procédé à une nouvelle révision des normes en établissant cette fois des normes distinctes pour les particules fines, soit de 2,5 µm de diamètre ou moins (P_2,5).

De récentes études épidémiologiques signalent toujours un lien entre l'exposition à court terme aux particules fines et des effets tels que des décès prématurés, les admissions à l'hôpital ou les visites à l'urgence des hôpitaux pour des troubles respiratoires, ainsi que des effets sur le fonctionnement pulmonaire et leurs symptômes. En outre, de récentes études épidémiologiques ont apporté de nouveaux indices établissant un lien entre l'exposition à court terme à des particules fines et des effets sur l'appareil cardiovasculaire, notamment les admissions à l'hôpital pour des troubles de cet ordre. Elles font apparaître aussi d'autres indicateurs plus subtils de l'état cardiovasculaire. L'exposition à long terme aux P_2,5 et au sulfate a également été associée à la mortalité attribuable à des maladies cardiopulmonaires et au cancer des poumons et de ses effets sur l'appareil respiratoire, par exemple une perte d'efficacité respiratoire ou l'apparition de maladies respiratoires chroniques.

Des études épidémiologiques confirment aussi le lien entre l'exposition à court terme à des particules grossières à pénétration bronchique et la morbidité respiratoire, les effets allant d'une hausse des symptômes respiratoires à l'hospitalisation pour des maladies respiratoires. De nouvelles données pointent vers un lien avec des effets sur l'appareil cardiovasculaire et peut-être même la mortalité.

Plusieurs groupes peuvent être sensibles ou vulnérables aux effets associés aux particules. Il faut penser aux personnes souffrant déjà de maladies pulmonaires ou cardiaques, aux personnes âgées et aux enfants.

Les dernières révisions des NNQAA relatives aux particules renforcent la norme relative à la concentration à court terme des particules fines. Elles conservent la norme relative à la concentration journalière des P10 dans le cas des particules grossières. Le lecteur est invité à se rendre sur le site Web suivant pour plus de renseignements : www.epa.gov/air/particles/standards.html.

Recherche américaine sur la santé

Ces dernières années aux États-Unis, la recherche sur la santé a porté principalement sur les particules. L'EPA table sur un programme de recherche bien établi et qui correspond bien aux recommandations du Committee on Research Priorities for Airborne Particulate Matter du Conseil national de recherche des É.-U. Le programme de recherche sur les effets de la pollution de l'air sur la santé est axé sur deux objectifs : atténuer les incertitudes liées à l'établissement de normes de protection de la santé et de l'environnement, établir la relation entre des effets sur la santé et diverses sources ou des propriétés des particules par l'entremise d'un programme intégré portant sur des polluants multiples.

Il est essentiel de bien définir la constituante de danger associée aux particules afin d'atténuer les incertitudes liées à l'établissement de futures normes de qualité de l'air ainsi qu'à leur mise en application. Les études sur les effets sur la santé associés aux particules dans l'air ambiant ou à leur équivalent aident à comprendre les mécanismes de la toxicité relative ainsi que les mécanismes associés à des sources déterminées. Des études toxicologiques et épidémiologiques réalisées dans plusieurs villes, coordonnées avec la stratégie nationale de surveillance de l'air ambiant (National Ambient Air Monitoring Strategy) encadrent une approche systématique qui intègre des données obtenues en laboratoire et sur le terrain en vue d'évaluer les effets sur la santé de combinaisons de constituants et de sources. La recherche est axée sur la détermination des groupes de personnes sensibles souffrant de maladies cardiovasculaires ou de diabète, et des modèles animaux en vue d'étudier des attributs précis du risque (p. ex., génétique-environnement, affaiblissement). Dans ses travaux de recherche, l'EPA inclut une nouvelle étude par cohortes visant à évaluer les effets à long terme des particules fines dans l'air ambiant, soit la catégorie de particules dont la réglementation a permis d'obtenir les plus grands avantages mesurables. La recherche visant à définir l'exposition à des sources mobiles routières, à déterminer les risques y afférents et à atténuer les incertitudes associées à des mélanges atmosphériques complexes (constituants dangereux des particules, attribution à des sources, polluants associés, etc.) est en cours.

Plusieurs études sont en cours dans la région de Détroit-Windsor. Elles sont coordonnées avec des études canadiennes. Ce sont notamment la DEARS, des études sur la santé des enfants qui portent sur la caractérisation des effets des polluants dans l'environnement sur l'asthme, ainsi que des études toxicologiques sur les particules visant à en caractériser les effets. Ces recherches visent à établir des liens entre des effets sur la santé et des types de sources spécifiques et des propriétés des particules.

Effets du dépôt acide

Effets de la pollution sur le milieu aquatique - Recherche et surveillance

Un examen des renseignements les plus récents sur les effets du dépôt acide sur la chimie et le biote des milieux aquatiques au Canada a été complété dernièrement. Le document intitulé « Évaluation scientifique 2004 des dépôts acides au Canada : sommaire des résultats clés³ » en présente un résumé. L'examen montre que la réduction des émissions de SO₂ s'accompagne d'une baisse constante de la teneur en sulfate des lacs situés dans le sud-est du Canada. Cependant, beaucoup de ces lacs demeurent toujours acidifiés et l'eau d'un grand nombre d'entre eux n'atteint pas le pH ≥6, un seuil déterminant pour le maintien des populations de poissons et d'autres constituants du biote aquatique. La perte généralisée des cations communs dans les sols, le rejet du soufre qui avait été emmagasiné dans le sol (à cause des sécheresses) et la perte d'efficacité des mécanismes aquatiques qui créent des conditions alcalines sont certains des facteurs qui freineraient le rétablissement de la qualité de l'eau de surface.

Les conditions d'ensemble dans de nombreux lacs indiquent qu'il se produit une amélioration de la capacité de supporter le biote. Par exemple, le nombre d'oiseaux aquatiques piscivores parvenus à maturité s'élève en Ontario, au Québec et à Terre Neuve, et ce phénomène est observé particulièrement tout près de sources dont les émissions ont été réduites. Mais en même temps, les populations d'algues et d'invertébrés ainsi que les organismes constituant les réseaux trophiques exploités par les oiseaux aquatiques de nombreux lacs dans cette partie du Canada souffrent toujours de l'acidification (c. à d. les effets directs de l'acidification, la toxicité des métaux, la perte d'espèces qui servent de proies et la perte de valeur nutritive des proies restantes), particulièrement dans les plans d'eau où les communautés piscicoles ont souffert de l'acidification. Les populations de saumon atlantique qui fréquentent les rivières situées dans le Southern Upland, Nouvelle Écosse, demeurent gravement perturbées et disparaîtront sans doute si le taux de survie des adultes ne se redresse pas et si la hausse du pH est encore différée.

Le rétablissement biologique est un phénomène très complexe, et c'est ce qui explique pourquoi le parfait rétablissement des communautés marquera un retard sur les progrès observés sur le plan de la chimie, peut- être même par plusieurs dizaines d'années. En outre, il est probable que les lacs reviennent à un état plus dilué (concentration ionique inférieure, donc sensibilité accrue) qu'avant l'épisode d'acidification. Les communautés vivantes en seront modifiées à jamais⁴.

Effets de la pollution sur le milieu terrestre - Recherche

Le document intitulé « Évaluation scientifique 2004 des dépôts acides au Canada : sommaire des résultats clés⁵ » se penche également sur les effets exercés par les dépôts acides sur les sols et les forêts. Le rythme de la perte nette des cations communs dans les sols des bassins hydrographiques boisés, situés dans l'est du Canada, a ralenti en réponse à la baisse du dépôt de sulfate, et malgré tout il se produit toujours des pertes nettes. Les apports par météorisation n'arrivent pas à contrebalancer les pertes par lessivage, particulièrement du calcium. De plus, la relation entre l'importance des réservoirs des cations communs dans les bassins hydrographiques boisés et l'acidification de l'eau superficielle ainsi que le mauvais rétablissement du pH paraît de plus en plus claire. Les effets nocifs de la baisse de la fertilité des sols sur l'état des forêts sont de plus en plus souvent signalés. Les chercheurs s'inquiètent des effets des dépôts acides sur la productivité des forêts canadiennes de l'est situées sur des sols dont l'effet tampon est en partie perdu. Il leur est encore difficile de quantifier la relation entre les dépôts acides, la perte de cations communs et l'état des forêts à cause de nombreux facteurs associés aux conditions observées sur place et qui masquent la relation. C'est pourquoi ils veulent intensifier les efforts de recherche en ce sens.

L'évaluation montre aussi que dans les bassins hydrographiques situés dans l'est du Canada, la quantité de soufre dégagée par les sols dépasse la quantité déposée de soufre. Deux sources propres aux bassins, la désorption du sulfate et le dégagement lors de la décomposition de la matière organique, sont sans doute à l'origine de ce bilan inégal. Le rejet de ce soufre excédentaire équivaut à une charge acide additionnelle dans les sols et dans les cours d'eau situés en aval. Ce phénomène peut en partie ralentir le rétablissement de l'eau de surface dans les bassins hydrographiques boisés de l'est du Canada.

Par ailleurs, l'azote est un élément nutritif essentiel à la croissance des arbres qui constitue souvent un facteur limitant dans les écosystèmes de l'est du Canada. Par conséquent, la saturation en azote ne semble pas être un problème dans la plupart des bassins hydrographiques de cette région. Des indices d'une saturation en azote ont été observés dans des bassins hydrographiques de l'Ontario. C'est pourquoi il importe de poursuivre la surveillance des changements dans les concentrations d'azote. Le sulfate demeure le principal agent acidifiant dans les bassins hydrographiques de l'est du Canada.

Charges critiques et dépassements

La charge critique correspondant aux dépôts acides est définie comme le dépôt maximal qu'un écosystème parvient à assimiler sans subir de dommages importants à long terme. Le dépôt des composés azotés combiné à celui des composés soufrés peut concourir à un dépassement de la charge critique. Au Canada, ce phénomène a servi de principal indicateur du possible endommagement à long terme de l'environnement. Pour la première fois en Amérique du Nord, des modèles de régime permanent ont permis d'obtenir des estimations nouvelles et combinées de la charge critique correspondant au dépôt d'acides azotés et soufrés à partir d'échantillons d'eau de surface et de sols forestiers de plateau (figure 33). Le soufre et l'azote ayant une masse atomique différente, la charge critique combinée ne peut être exprimée en unités de masse (kg par ha et par an). Il faut tenir compte de la charge ionique et plutôt l'exprimer en « équivalents par hectare et par an » (équ./ha/an). Vingt kg de sulfate par ha et par an correspondent à 416 équ./ha/an.

Figure 33 Charges critiques de dépôts acides au Canada

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Note : Charges critiques (maximales) des formes acides, combinées de soufre et d'azote au Canada, exprimées en équ./ha par an, calculées au moyen d'un modèle approprié au milieu récepteur. La valeur correspondant à chacune des mailles est la valeur la plus faible entre les deux suivantes : 5^e percentile pour les lacs ou 5^e percentile pour les polygones de sol. La carte répertoire (en bas à gauche) indique quel modèle a été appliqué à la détermination de la valeur (rouge = Expert, jaune = Steady State Water Chemistry (SSWC), vert = bilan massique simple (BMS)).

Source : Jeffries, D.S. et Ouimet, R. (2005) Chapitre 8 : Les charges critiques : sont-elles dépassées? In : Évaluation scientifique 2004 des dépôts acides au Canada [CD-ROM]. Disponible auprès d'Environnement Canada.

Selon les hypothèses correspondant au meilleur et au pire des scénarios possibles d'acidification attribuable aux formes acides azotées, respectivement, les calculs de dépassement confirment que de 21 % à 75 % de la superficie cartographiée dans l'est du Canada continue de recevoir des dépôts acides à un degré supérieur à la charge critique. Il s'agit de 0,5 à 1,8 million de km². La partie de la plage de valeurs située du côté optimiste (figure 34) donne l'estimation du degré actuel (mineur) d'acidification attribuable à l'azote. La partie de la plage de valeurs située du côté pessimiste (figure 35) donne une estimation à long terme en se fondant sur l'hypothèse de conditions stationnaires où tous les dépôts d'azote et de soufre sont acidifiants. En d'autres mots, il n'y a plus d'assimilation de l'azote à cause de la saturation de l'écosystème.

Figure 34 Dépassements actuels de la charge critique au Canada

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Note : Dépassement de la charge critique observé dans le cas du dépôt acide (équ./ha par an, azote et soufre combinés). Ce calcul est fondé sur l'acidification attribuable à l'azote qui est mesurée. Les valeurs négatives signifient que la valeur estimée du dépôt est inférieure à la charge critique pour cette maille. Les valeurs positives signifient que l'environnement subit toujours des dommages. Même grille de détails qu'à la figure 33.

Source : Jeffries, D.S. et Ouimet, R. (2005) Chapitre 8 : Les charges critiques : sont-elles dépassées? In : Évaluation scientifique 2004 des dépôts acides au Canada [CD-ROM]. Disponible auprès d'Environnement Canada.

Les simulations effectuées au moyen du modèle ADOM (Acid Deposition and Oxidant Model)⁶ montrent qu'il faudrait une réduction additionnelle des émissions de SO₂ de l'ordre de 75 % pour revenir à la charge critique de soufre dans les écosystèmes aquatiques mentionnée dans le rapport Acid Rain Assessment de 1997. Nous ne disposons pas des résultats similaires pour estimer les réductions requises en fonction de la nouvelle charge critique (figure 33). Cependant, les nouvelles estimations sont inférieures à celles de 1997 dans de nombreuses régions et elles sont plus élevées dans quelques autres, de sorte qu'une réduction de 50 % à 75 % pourrait être requise pour parvenir à la charge critique, selon les régions.

Depuis la date de préparation des cartes précédentes, de nouvelles estimations des charges critiques et des dépassements ont été réalisées dans les secteurs forestiers du Manitoba et de la Saskatchewan. Ces travaux ont été financés par le Groupe de travail sur les pluies acides du CCME. Des calculs similaires sont en cours pour le bassin de Géorgie (Colombie- Britannique) et pour l'Alberta.

Figure 35 Aperçu à long terme des dépassements de la charge critique au Canada

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Note : Dépassement de la charge critique observé dans le cas du dépôt acide (équ./ha par an, azote et soufre combinés). Ce calcul est fondé sur l'estimation du dépôt et sur la charge critique, par maille, recalculés en appliquant l'hypothèse de la saturation en azote résultant de conditions invariables. Dans la plupart des régions, la capacité du milieu d'absorber l'azote n'est pas encore épuisée. Les valeurs positives signifient que l'environnement subit ou subira des dommages si le dépôt demeure aussi intense. Même grille de détails qu'à la figure 33.

Source : Environnement Canada

Rétablissement des lacs et des cours d'eau acidifiés

Les pluies acides comptent pour un des nombreux effets anthropiques à grande échelle qui endommagent les lacs et les cours d'eau des États- Unis. Les variations climatiques, la maturation des forêts, les perturbations d'origine biologique (pensez aux organismes nuisibles) et les changements de vocation du territoire peuvent également perturber les écosystèmes qui sont déjà endommagés par le dépôt acide. Les scientifiques ont néanmoins observé des progrès mesurables dans certains lacs et cours d'eau depuis l'adoption du programme de lutte contre les pluies acides. Ils ont étudié des lacs et des cours d'eau de quatre régions, soit la Nouvelle- Angleterre, les Adirondacks, la partie nord des Appalaches (à l'inclusion des Catskills) et la partie sud des Appalaches (à l'inclusion des monts Blue Ridge). Ils ont observé des signes de rétablissement à beaucoup de ces endroits, mais pas partout (figure 36). Ils ont observé une baisse des concentrations de sulfate et d'aluminium (tableau 2) et une baisse de l'acidité. Par exemple, 48 des 49 lacs situés dans les Adirondacks qui font l'objet d'une surveillance ont montré une baisse des concentrations de sulfate proportionnelle à la réduction des concentrations atmosphériques de soufre. Ces réductions, parallèlement à la réduction des concentrations de nitrate qui ne semble pas être attribuable à des changements au niveau du dépôt atmosphérique, ont conduit à une hausse du pH et du potentiel de neutralisation de l'acide (PNA, un indicateur du rétablissement des écosystèmes aquatiques), ainsi qu'à une réduction de la quantité d'aluminium inorganique toxique dans ces lacs.

Figure 36 Acidification des lacs et des cours d'eau - Tendances régionales, 1990-2004

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Note : La hauteur des barres donne l'ampleur des tendances régionales en fonction de chaque variable et pour chaque région.

*Exception faite de l'aluminium (µg/L par an).

Note : Les valeurs correspondent à la pente de la courbe de la tendance régionale (valeur médiane des tendances à toutes les stations dans la région). Les tendances régionales statistiquement significatives sont données en caractères gras.

Le redressement du PNA était apparent dans deux régions à l'étude (les Adirondacks et le secteur nord des Appalaches). Près du tiers des lacs et des cours d'eau de ces régions qui étaient antérieurement endommagés par les pluies acides ne sont plus acides à l'étiage, quoiqu'ils demeurent très sensibles à d'éventuels changements dans le dépôt.

Amélioration de la qualité de l'eau de surface

Les réseaux de surveillance à long terme fournissent des renseignements sur la chimie des lacs et des cours d'eau. Cela nous permet d'apprécier l'ajustement des plans d'eau aux changements dans les émissions. Les données présentées ici montrent les tendances régionales de l'acidification entre 1990 et 2004 dans des régions de l'est des États-Unis. Les scientifiques ont pris des mesures de différents indices du rétablissement suivant l'acidification dans les lacs ou les cours d'eau du réseau étudiés un à un. Les résultats ont été portés en graphique en fonction du temps. Pour déterminer les tendances sur l'ensemble de la période de 15 ans, les scientifiques ont pris le changement de chacune des mesures (p. ex., de la concentration de sulfate) chaque année et pour chacun des lacs ou des cours d'eau à l'étude. À partir des tendances dans chacun des plans d'eau, ils ont déterminé les changements régionaux médians de chacune des mesures du rétablissement. Lorsque la pente de la courbe décrivant la tendance régionale prend une valeur négative, cela signifie que la mesure en question est à la baisse dans la région. À l'inverse, lorsqu'elle est positive, cela signifie que cette mesure est en hausse. Plus la tendance est forte, plus le changement annuel est important. Un rétablissement est indiqué par une tendance positive de la courbe du PNA et par une tendance négative de la courbe de concentration de sulfate, de nitrate, de l'ion hydrogène et d'aluminium. La tendance négative de la courbe de concentration des cations communs et la tendance positive de celle de la concentration des acides organiques peuvent annuler la tendance à la baisse des courbes de concentration du sulfate et du nitrate, et empêcher toute hausse du PNA.

Voici un résumé de ce qui ressort de cette analyse :

• Les concentrations de sulfate baissent de manière importante dans toutes les régions sauf une. Les concentrations de sulfate dans les lacs et les cours d'eau de la partie sud des Appalaches sont en hausse. Cette région constitue un cas particulier. Ses sols peuvent accumuler une grande quantité de sulfate d'origine atmosphérique. Mais lorsque le potentiel d'accumulation est épuisé, les concentrations de sulfate dans les cours d'eau se mettent à augmenter. Le sud des Appalaches est la seule région où la chimie du dépôt atmosphérique et celle des lacs et des cours d'eau sont « découplées ».
  
  
• Les concentrations de nitrate sont en baisse de manière importante dans toutes les régions, même si l'importance des changements est limitée, particulièrement en Nouvelle Angleterre. À remarquer cependant que cette situation ne semble pas refléter les changements dans les émissions ou le dépôt mesurés dans cette région. Elle résulte probablement du jeu de facteurs écosystémiques qui sont toujours mal élucidés.
  
  
• À cause de la baisse des concentrations de sulfate (et du nitrate dans une certaine mesure), l'acidité des lacs et des cours d'eau est de moins en moins marquée dans trois des régions sur quatre. Dans les Adirondacks et dans la partie nord des Appalaches, le PNA est à la hausse. En Nouvelle-Angleterre, il semble se relever légèrement, de manière non significative, mais les concentrations de l'ion hydrogène sont en baisse, ce qui correspond à une hausse du pH, qui est en hausse rapide dans les Adirondacks.
  
  
• Les cations communs ont un rôle déterminant. Ils exercent un effet tampon qui compense l'effet du dépôt de soufre ou d'azote. Les concentrations de ces cations dans l'eau des lacs et des cours d'eau devraient s'abaisser à mesure que le taux de dépôt atmosphérique s'abaisse. Si elles diminuent trop toutefois, le rétablissement du pH et du PNA sera freiné. Cette baisse prononcée dans la partie nord des Appalaches peut paraître préoccupante, cependant elle ne semble pas entraver le rétablissement. Il faudra néanmoins suivre cet indicateur de près.
  
  
• Les acides organiques sont une forme naturelle d'acidité. La teneur en acidité naturelle des lacs et des cours d'eau varie largement, et avec le temps, la hausse de la teneur en acides organiques, ainsi que la baisse de la teneur en cations importants, peut limiter le degré de rétablissement observé. La hausse des concentrations des acides organiques est un phénomène qui s'intensifie à beaucoup d'endroits sur la planète sans qu'on sache très bien pourquoi. Des régions faisant l'objet d'une surveillance de la part de l'EPA, uniquement celle des Adirondacks montre une augmentation significative des concentrations des acides organiques et cette augmentation pourrait retrancher de 10 % à 15 % du rétablissement (du PNA) attendu.
  
  
• Il manque de données sur l'aluminium dans la plupart des régions pour que des tendances puissent être estimées. L'aluminium est un élément d'importance critique parce que sa concentration augmente lorsque l'eau des lacs et des cours d'eau s'acidifie. Il est très toxique pour le poisson et pour d'autres formes de vie sauvage. Les Adirondacks constituent la seule région fournissant des données de qualité sur l'aluminium. On y observe une baisse marquée de la forme la plus toxique (l'aluminium monomère inorganique).
  
  
• Tant sur le plan physiographique que sur celui de sa réponse aux changements du dépôt atmosphérique, la région sud des Appalaches est un cas particulier. Les concentrations de sulfate étant en forte hausse dans cette région, bon nombre des autres variables chimiques (comme le PNA et le pH) montrent une tendance caractéristique de conditions acidifiantes plutôt que d'un rétablissement.

Surveillance environnementale à long terme assurée par l'EPA

Les programmes de surveillance chronologiquement intégrée des écosystèmes (SCIE) et de surveillance à long terme (SLT) de l'EPA sont conçus de façon à déceler les tendances sur le plan de la chimie de groupes régionaux de lacs ou de cours d'eau, et de façon à déterminer si les réductions des émissions sont parvenues à réduire l'acidification comme prévu. Les programmes SCIE/SLT assurent la surveillance de 145 lacs et de 147 cours d'eau au total. Ces plans d'eau sont représentatifs de toutes les grandes régions sensibles à l'acidification du nord et de l'est des États- Unis, soit la Nouvelle-Angleterre, les Adirondacks, le plateau nord des Appalaches (à l'inclusion des Catskills) et les provinces Ridge/Blue Ridge de la Virginie. Les programmes SCIE/SLT mesurent différentes caractéristiques chimiques importantes, notamment le PNA, le pH et les concentrations de sulfate, de nitrate, des cations communs (p. ex., le calcium et le magnésium) et d'aluminium. La représentativité du réseau des programmes SCIE/SLT est quelque peu limitée, cependant la banque de données du programme SCIE est l'ensemble le plus cohérent à l'échelle régionale de données individuelles concernant ce type d'analyse. En outre, il y a quelque temps que le Geological Survey des États-Unis mesure la qualité de l'eau de surface dans plusieurs bassins hydrographiques de recherche partout aux États-Unis. Cet organisme prélève des échantillons lors de phénomènes hydrologiques et collecte des données auxiliaires sur d'autres caractéristiques des bassins hydrologiques qui servent à évaluer les mécanismes à l'oeuvre dans ces bassins contre l'acidification de l'eau de surface.

Il en a été question ailleurs dans ce rapport, le programme de lutte contre les pluies acides a permis de réduire de façon très appréciable les émissions de SO₂ et de NO_x des centrales électriques aux États- Unis. Comme décrit cependant dans le rapport de 2005 au Congrès du programme national d'évaluation des précipitations acides (PNEPA - National Acid Precipitation Assessment Program, NAPAP) (www.al.noaa.gov/AQRS/reports/napapreport05.pdf), de récents travaux de modélisation et de nombreux articles publiés indiquent que les réductions des émissions de SO₂ et de NO_x obtenues en vertu du Titre IV ne suffisent pas pour un rétablissement complet ou pour empêcher la poursuite de l'acidification de certaines régions. Les études dont il est question plus haut confirment cette conclusion en montrant que, dans bon nombre d'endroits sensibles, les progrès sur le plan de l'environnement ont mis du temps à se manifester et que les signes de rétablissement ne sont pas clairs dans certaines régions. Le rapport du PNEPA au Congrès arrive à la conclusion que des réductions additionnelles des émissions de SO₂ et de NO_x des centrales électriques et d'autres sources sont nécessaires pour faire diminuer le dépôt et pour abaisser le nombre de lacs et de cours d'eau acidifiés dans de nombreuses régions des États-Unis. Pour y parvenir, il faudra appliquer des règlements existants et prendre de nouveaux règlements relatifs au transport de l'ozone et des particules fines ainsi qu'au dépôt de mercure, notamment l'Appel de SIP NO_x dans l'est des États- Unis, les règlements relatifs aux niveaux 2 et 3 ainsi qu'au carburant diesel employé dans les sources mobiles, des Appels de SIP NO_x pour atteindre les NNQAA relatives aux particules et à l'ozone et enfin les récents règlements pris en vertu du Clean Air Act visant à réduire le transport d'un État à l'autre des particules fines et de l'ozone, du mercure et de la brume sèche à l'échelle régionale produits par les centrales électriques.

³ Jeffries, D.S., McNicol, D.K. et Weeber, R.C. (2005) Chapitre 6 : Les effets sur la chimie et la biologie aquatiques In : Évaluation scientifique 2004 des dépôts acides au Canada [CD-ROM]. Disponible auprès d'Environnement Canada.

⁴ Weeber, R.C., Jeffries, D.S. et McNicol, D.K. (2005) Chapitre 7 : Le rétablissement des écosystèmes aquatiques. In : Évaluation scientifique 2004 des dépôts acides au Canada [CD-ROM]. Disponible auprès d'Environnement Canada.

⁵ Houle, D. (2005) Chapitre 5 : Effets sur les forêts et les sols des bassins versants. In : Évaluation scientifique 2004 des dépôts acides au Canada [CD-ROM]. Disponible auprès d'Environnement Canada.

⁶ Moran, M.D. (2005) Chapitre 4 : Les programmes de mesures de contrôle des émissions, actuels et proposés : comment affecteront-ils les dépôts acides? In : Évaluation scientifique 2004 des dépôts acides au Canada [CD-ROM]. Disponible auprès d'Environnement Canada.