QUALITÉ DE L'AIR DANS LES MINES SOUTERRAINES:

MAÎTRISE DES ÉMANATIONS DE MOTEURS DIESEL

Maximilien Debia, Ph.D., Université de Montréal

Laboratoire d’hygiène du travail

Département de santé environnementale et santé au travail

École de Santé Publique de l’Université de Montréal

Collaborateurs :

Caroline Couture, Ève Neesham-Grenon, Jérôme Lavoué, UdeM

Pierre-Éric Njanga, Stéphane Hallé, ETS

Guillaume Lachapelle, François Couture, Agnico Eagle

Hugo Coulombe, IamGold

Simon Aubin, IRSST

1

Émanations de moteurs diesel (EMD)

Phase gazeuse CO

NOX

SO2

Phase particulaire Noyaux de carbone

Carbone élémentaire

Substances adsorbées Cendres métalliques

Sulfates

Nitrates

Agglomérats de différentes tailles (10 nm -1000 nm)

Composés organiques (CXHY) Sous forme de vapeur ou adsorbés à la surface des particules

COV (formaldéhyde, benzène, aldéhydes); HAP; Dioxines

Source : Health Effects Institute, 1995

2

Particules ultrafines (PUF)

et nanoparticules (NP)

60 μm

PM10 PM2.5 PUF

NP

.

1 PUF est 600 fois plus petite qu’un cheveu humain…

3

Courbes de déposition

4

Atteintes à la santé

Phase gazeuse Irritation des muqueuses

Yeux

Peau

Voies respiratoires

(Source: Centre Canadien d’hygiène et de sécurité au travail)

Phase particulaire (PUF) Maladies respiratoires (Ristovski, 2012)

Maladies cardiovasculaires (Weichenthal, 2012; Mills, 2011; Sioutas, 2005)

Réponses immunitaires (Xia, 2015)

Source : NIOSH

5

Potentiel cancérogène

Émanations de moteur diesel (EMD)

2012 : Groupe 1 (cancérogène pour l’homme) (CIRC)

Association avec cancer du poumon

Association possible avec cancer de la vessie

Populations

Travailleurs Secteur minier

Secteur des transports

Population générale (pollution urbaine)

6 % des décès par cancer du poumon seraient en lien avec EMD (Vermeulen, 2013)

6

Règlementation

Québec (RSST dans les mines)(2016) La ventilation dans les endroits où sont utilisés

ces moteurs doit permettre de diluer les contaminants présents dans les gaz d’échappement à des valeurs d’exposition moyennes pondérées mesurées au niveau de la zone respiratoire du travailleur; ces valeurs d’exposition doivent être: a) inférieures à 0,4 mg de carbone total par mètre

cube d’air;

b) en deçà des valeurs d’exposition prévues à l’annexe I du Règlement sur la santé et la sécurité du travail (chapitre S-2.1, r. 13)

9

Évaluation des expositions

Autres recommandations ?

Mine Safety and Health Administration (MSHA) USA 160 μg/m3 TC – méthode 5040

publiée par le National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH).

Fraction sub-micrométrique (1 μm et moins (PM1)) (voir figure).

10

NIOSH NIOSH propose d’utiliser la mesure de carbone

élémentaire (CE) (Birch, 2003). Méthode 5040: méthode thermale-optique

Finlande Le Finnish Institute of Occupational Health

recommande 20 µg/m³ CE (8h) (fraction respirable) pour les mines et 5 µg/m³ CE (fraction respirable) pour les autres milieux.

Australie L’ Australian Institute of Occupational Hygienists

recommande 100 µg/m³ CE (8h) (fraction PM1).

Évaluation des expositions

11

Ontario Carbone total : 400 µg/m³

Carbone élémentaire (x 1,3) : 400 µg/m³

Québec 2016: Règlement sur la santé et la sécurité du travail dans les mines:

400 μg/m3 CT – méthode 5040. L’Institut de recherche Robert-Sauvé en

santé et en sécurité du travail a publié une méthode d’échantillonnage avec

une fraction respirable.

Avant 2016: Méthode pour les poussières combustibles respirables (PCR) :

0,6 mg/m³.

Évaluation des expositions

12

Objectifs

Évaluer les expositions

professionnelles dans deux mines

souterraines au Québec

Tester l’utilité des instruments à

lecture directe

13

Méthodes

Analyses intégrées sur filtres (NIOSH5040)

Carbone élémentaire (CE) et Carbone total (CT) (carbone organique (CO) + CE)

PCR

Fractions PMresp et PM1

Analyse des poussières combustibles respirables (PCR)

14

Méthodes

P-Trak 8525 (TSI) Comptage (particules/cm³)

20 nm à 1 µm

Dust-Trak 8520 et DRX (PM1; PM2,5; PMresp; PM10) (TSI) Masse (mg/m³)

100 nm à 10 µm

Airtec (émanation diesel)

Instruments à lecture directe

15

PCR

(ug/m3)

CE

(ug/m3)

CT

(ug/m3)

MA 273 122 196

MG 210 94 160

Norme 600 (avant 2016)

310 (Ontario)

400(2016)

ETG 2,1 2,2 1,9

n 175 174 174

Tableau 2: Résumé des mesures en personnel pour les PCR, le CT et le CE

PCR: poussières combustibles respirables; CT: carbone total; CE: carbone élémentaire; MA: moyenne arithmétique estimée;

IC 95%: intervalle de confiance à 95%; LIC: limite inférieure de l’intervalle de confiance; LSC: limite supérieure de l’intervalle

de confiance; MG: moyenne géométrique; ETG: écart-type géométrique; N: nombre d’échantillons

Résultats

16

CT vs PCR

600 μg/m³

(avant 2016)

400 μg/m³

(2016)

17

CE vs CT

Ratio moyen

CT/CE = 1,62

18

PCR (ug/m3) CT (μg/m3) CE (μg/m3) Ratio

CT/CEGES* MG ETG N MG ETG N MG ETG N

Camionneurs 238 1,5 24 209 1,5 22 142 1,5 22 1,5

Opérateurs chargeuse-

navette 335 2,2 18 231 1,8 18 149 2,2 18 1,6

Foreurs jumbo 231 2,5 12 167 2,1 12 71 2,3 12 3,2

Boulonneurs 130 3 8 106 2,7 8 49 3,2 8 2,3Mineurs

conventionnels 274 1,8 11 195 2,1 11 84 2,2 11 2,7

Ambiant 236 1,9 17 184 2,3 18 133 2,3 18 1,4

Tableau 3: Résultats de PCR, CT et CE par GES

PCR: poussières combustibles respirables; CT: carbone total; CE: carbone élémentaire; MG: moyenne géométrique; ETG:

écart-type géométrique; N: nombre d’échantillons, GES: groupe d’exposition similaire

* Seuls les GES pour lesquels 2 échantillons ou plus ont été prélevés sont présentés

Résultats – par groupe d’exposition

19

Exemple d’un thermogramme

(NIOSH 5040)

Les différences observées d’un chromatogramme à un autre

pourraient être mises à profit pour mieux “caractériser” la source ou

le type de CO

CO CE

Comparaison mines 1 et 2

Cam: camionneur; CN: opérateur de chargeuse-navette; For: foreur jumbo; Boul: boulonneur; Min:

mineur conventionnel; Amb: Mesures d’ambiance; CE: carbone élémentaire21

Résultats – CE vs ILD

22

Carbone PM1 vs respirable

0

100

200

300

400

500

600

0 100 200 300 400 500 600 700

Fra

cti

on

PM

1

Fraction respirable

Concentration en CE (ug/m3)

0

100

200

300

400

500

600

700

0 200 400 600 800

Fra

cti

on

PM

1

Fraction respirable

Concentration en CT (ug/m3)

23

Conclusions

Nouvelle norme du RSSTM

400 μg/m³ de carbone total

Interférences (brouillard d’huile)

Mesure CE plus spécifique

Ratio CT/CE ≈ 1,6

24

Conclusions

Groupes les plus exposés

Camionneurs, opérateurs chargeuses-

navettes

Cabines fermées

Jusqu’à 40 % moins d’exposition pour les

groupes d’exposition les plus exposés.

25

Références

Coulombe, H, Lachapelle, G. Neesham-Grenon, E, Hallé, S, Debia, M. (2016). Diesel exhaust

exposures in an underground mine. Congrès ISMS2016, McGill. ISMS 1(1):409-413.

Debia, M., Trachy-Bourget, M-C., Beaudry, C., Neesham-Grenon, E., Perron, S., Lapointe, C.

Characterization of Indoor Diesel Exhaust Emissions from the Parking Garage of a School. Environ

Sci Pollut Res. Accepté.

Debia, M.; Neesham Grenon, E. Mudaheranwa, O.C.; Ragettli, M. (2016). Diesel Exhaust Exposures

in Port Workers. Journal of Occupational and Environmental Hygiene, 3:7, 549-557.

Debia, M. ; Weichenthal, S. ; Dufresne, A. (2014). Ultrafine Particles Exposure in Apprentice

Welders. Journal of Occupational and Environmental Hygiene, 11(1):D1–D9.

Debia, M; Beaudry, C; Weichenthal, S; Tardif, R; Dufresne, A. Caractérisation et contrôle de

l’exposition professionnelle aux nanoparticules et particules ultrafines. Études et recherches /

Rapport R-746, Montréal, IRSST, 2012, 66 pages.

Debia, M, Beaudry, C., Weichenthal, S., Tardif, R., Dufresne, A. (2012) Exposition aux particules

ultrafines dans le procédé des anodes précuites d’une aluminerie. Travail & Santé.

Debia, M, Weichenthal, S., Tardif, R., Dufresne, A. (2012) Ultrafine Particle (UFP) Exposures in an

Aluminium Smelter : Soderberg vs. Prebake Potrooms. Environment and Pollution. 1(1): 2:12.

26

Remerciements

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