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1 ÉMISSIONS PROVENANT D UN FOUR CRÉMATOIRE PRÉSENTATION DANS LE CADRE DE L ATELIER DE FORMATION AUTOMNE 2009 ASSOCIATION DES CIMETIÈRES CATHOLIQUES ROMAINS DU QUÉBEC ACCRQ OCTOBRE 2009 PRÉSENTATION TECHNIQUE QUÉBEC : 255, St-Sacrement, bureau 202, Québec (Québec) G1N 3X9 Téléphone : Télécopieur : Sans frais : AIR (247) MONTRÉAL : 589, St-Jean-Baptiste, Terrebonne (Québec) J6W 4R2 Téléphone : Télécopieur : SITE INTERNET :

2 PRÉSENTATION TECHNIQUE ÉMISSIONS PROVENANT D UN FOUR CRÉMATOIRE PRÉSENTATION DANS LE CADRE DE L ATELIER DE FORMATION AUTOMNE 2009 ASSOCIATION DES CIMETIÈRES CATHOLIQUES ROMAINS DU QUÉBEC (ACCRQ) Par : Gaston Boulanger, chimiste et président Québec, octobre 2009

3 TABLE DES MATIÈRES AVANT-PROPOS... I 1 INTRODUCTION DESCRIPTION DU PROCÉDÉ NORMES ENVIRONNEMENTALES RÉGLEMENT PROVINCIAL SUR L ASSAINISSEMENT DE L AIR RÉGLEMENT 90 DE LA CMM NORMES D AIR AMBIANT AUTRES NORMES ENVIRONNEMENTALES OU CRITÈRES COMPARATIFS COMBUSTIBLES FOSSILES (GAZ NATUREL, PROPANE ET HUILE) INCINÉRATEUR DE DÉCHETS SOLIDES INCINÉRATEUR DE DÉCHETS BIOMÉDICAUX RÉGLEMENT SUR LES APPAREILS DE CHAUFFAGE AU BOIS CRITÈRE D AIR AMBIANT DES NATIONS-UNIS POUR LE MERCURE FACTEURS INFLUENÇANT LES ÉMISSIONS DE PARTICULES REMARQUES SUR LA NORME DE PARTICULES POUR LES CRÉMATORIUMS MERCURE USEPA ENVIRONNEMENT CANADA ÉTAT DE SITUATION DES REJETS ANTHROPIQUES DE MERCURE DANS L ENVIRONNEMENT AU QUÉBEC ÉVALUATION MONDIALE DU MERCURE (DOCUMENT DES NATIONS UNIS) CONCLUSION LISTE DES TABLEAUX TABLEAU 4-1 NORME PARTICULES COMBUSTIBLES FOSSILES 8 TABLEAU 4-2 MONOXYDE DE CARBONE INSTALLATIONS D INCINÉRATION (AUTRE QUE CRÉMATORIUM) 8 TABLEAU 4-3 MERCURE INSTALLATIONS D INCINÉRATION (AUTRE QUE CRÉMATORIUM) 10 TABLEAU 6-1 ABSORPTION QUOTIDIENNE MOYENNE ESTIMATIVE ET RÉTENTION DANS LE CORPS (ENTRE PARENTHÈSE) DU MERCURE 21 Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre 2009 i

4 LISTE DES ANNEXES ANNEXE 1 MERCURY STUDY REPORT TO CONGRESS VOL. II : INVENTORY OF ANTROPOGENIC MERCURY EMISSIONS IN UNITED STATES, (EPA-452/R ) ANNEXE 2 ÉVALUATION MONDIALE DU MERCURE, PROGRAMME DES NATIONS-UNIS POUR L ENVIRONNEMENT ANNEXE 3 ÉTAT DE LA SITUATION DES REJETS ANTROPIQUES DE MERCURE DANS L ENVIRONNEMENT AU QUÉBEC ANNEXE 4 RÈGLEMENT SUR L ASSAINISSEMENT DE L AIR ANNEXE 5 ARTICLES DU RÈGLEMENT 90 DE LA CMM ANNEXE 6 ESTIMATION DE LA CONCENTRATION À LA SOURCE ET DANS L AIR AMBIANT SUR 15 MINUTES SELON RÈGLEMENT 90 ANNEXE 7 RÉGLEMENT PROVINCIAL SUR LES APPAREILS DE CHAUFFAGE AU BOIS ANNEXE 8 CREMATION ASSOCIATION OF NORTH AMERICA (CANA) ANNEXE 9 ENVIRONNEMENT CANADA MERCURE: À LA RECHERCHE DE RÉPONSES ANNEXE 10 ENVIRONNEMENT CANADA : SOURCES DE MERCURE: PRODUITS EN CONTENANT ANNEXE 11 CURRICULUM VITAE GASTON BOULANGER Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre 2009 ii

5 AVANT-PROPOS Fondée en 1991, Consulair est composée d une structure intégrée de chimistes, de techniciens et d administrateurs formant ainsi une équipe solide possédant plus de 180 années d expérience pertinente dans le domaine de l échantillonnage de l air. Depuis ses débuts, notre équipe a su acquérir une excellente crédibilité auprès des organismes gouvernementaux et des industries. Consulair a démontré son savoirfaire à maintes reprises dans des programmes de mesures, qu ils étaient simples ou complexes. Notre mission : Consulair veut demeurer un chef de file dans le domaine de l échantillonnage des émissions atmosphériques. Consulair offre, dans un souci d intégrité, de respect et d amélioration continue, un service professionnel de qualité rapide qui répond aux BESOINS PRÉCIS de ses CLIENTS. Consulair vous offre une vaste gamme de services environnementaux tels que l'échantillonnage à la source, un programme de mesure de l'air ambiant, des mesures en hygiène industrielle, des analyses en laboratoire, l'audit/étalonnage/réparation d'analyseurs de gaz et pour des mesures de gaz en continu (CEM) à la source. Ces services vous sont assurés par une équipe d expérience, par des équipements à la fine pointe de la technologie ainsi que par des méthodes d échantillonnage reconnues par les autorités compétentes telles que le Ministère du Développement durable, de l Environnement et des Parcs (MDDEP), le Ministère de l Environnement du Canada (SPE), l Agence de Protection Environnement Américaine (USEPA), la NIOSH, l ASTM, etc. Consulair s assure de planifier et de réaliser une campagne d échantillonnage en suivant rigoureusement un programme d assurance et de contrôle de la qualité qui tient compte aussi des notions relatives aux ressources humaines ainsi que des ressources matérielles employées. Consulair est composée de huit chargés de projets (5 à 31 ans d expérience). Le personnel clé de Consulair est présenté au tableau suivant : TABLEAU 0-1 RESSOURCES HUMAINES DE CONSULAIR / ÉCHANTILLONNAGE RÉSUMÉ DU PERSONNEL CLÉ DE CONSULAIR ÉCHANTILLONNAGE À LA SOURCE ET AIR AMBIANT NOM EXPÉRIENCE PERTINENTE FONCTIONS Gaston Boulanger Louis Lawson 30 ANS 29 ANS Président, chimiste & directeur administration Chargé de projets Responsable scientifique Directeur général & responsable marketing Chargé de projets Responsable scientifique Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre 2009 i

6 Michel Ménard Christian Gagnon Carl Jackson 31 ANS 21 ANS 16 ANS Responsable du bureau de Montréal Chargé de projets Responsable scientifique Responsable Santé, Sécurité & AQ/CQ Chargé de projets Responsable scientifique Responsable du développement, conception et entretien des équipements Chargé de projets Responsable scientifique Eric Trépanier 12 ANS Chargé de projets & Chef d équipe Pascal Waltzing Vincent Blais 7 ANS 5 ANS Pascal Bernier 3 ANS Chef d équipe Françoise Tremblay Biochimiste. Chargé de projets & Chef d équipe Technicien en instrumentation et responsable de l entretien des équipements de mesures en continu. Chargé de projets & Chef d équipe TABLEAU 0-2 RESSOURCES HUMAINES DE CONSULAIR / LABORATOIRE RÉSUMÉ DU PERSONNEL CLÉ DE CONSULAIR ÉCHANTILLONNAGE LABORATOIRE 27 ANS Technicienne de laboratoire Analyses chimiques Malha Kirèche 2 ANS Analyses chimiques Consulair a réalisé des essais avec succès à plus d une quinzaine de fours crématoires. En plus du service de base d échantillonnage, Consulair peut vous offrir les services de fourniture et installation d analyseurs fixes ainsi que du support technique avant et après l installation d un four. Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre 2009 ii

7 1 INTRODUCTION Dans le cadre d un atelier de formation présentée par l ACCRQ en automne 2009, nous avions réalisé une présentation. Le présent document qui découle de cette présentation a été modifié pour tenir compte des nouvelles normes du règlement sur l assainissement de l air sorties en date de juin 2011 et décrit les différents facteurs influençant les émissions provenant de four crématoire. Dans le cadre de notre travail, nous avons été appelés à nous prononcer sur la conformité aux normes et aux critères des émissions provenant d un four crématoire, nous avons consulté différents documents soit le règlement actuel sur la qualité de l atmosphère qui s applique sur le territoire d la province de Québec autre que l île de Montréal, le règlement 90 de la CMM concernant l assainissement de l air, le règlement futur proposé par le Ministère du Développement Durable et de l Environnement et des Parcs, les différentes normes de divers organismes, la littérature concernant les émissions provenant de four crématoire ainsi que le document de l EPA aux États-Unis concernant les sources anthropiques de mercure (reproduit en partie à l annexe 1). Le document des Nations-Unis concernant l évaluation mondiale du mercure qui est reproduit en partie à l annexe 2 est une source immense d informations. (www.chem.unep.ch/mercury/gma%20in%20f%20and%20s/final-assessment-report-f-revised.pdf) Nous avons aussi basé notre évaluation sur notre expérience concernant l échantillonnage de plus de 15 fours crématoires de type semblable installés au Québec. Les normes et différents critères relatifs à la qualité de l atmosphère qui ont été évalués sont pour les émissions de matières particulaires, le mercure, l acide chlorhydrique et les dioxines et furannes. Les émissions de plomb provenant d un crématorium devraient être faibles, aucune référence que nous avons consultée ne mentionne de problème à ce sujet. Pour le mercure en particulier, nous ferons un survol des autres sources contamination pour la population du Québec soit par l alimentation de poissons ou autre qui sont beaucoup plus importantes que les émissions provenant de crématoriums. Le document du Ministère du Développement Durable et de l Environnement et des Parcs qui s intitule État de la situation des rejets anthropiques de mercure dans l environnement du Québec a été très utile à ce propos, ce document est reproduit à l annexe 3. Le mercure dans les plombages est soit émis par incinération à court terme, ou soit retourné au milieu récepteur quand les dépouilles sont enfouis soit sous forme gazeuse (effet de méthanisation ou décomposition) ou soit avec l eau souterraine. Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

8 2 DESCRIPTION DU PROCÉDÉ Les dépouilles sont placées à l intérieur de boites de cartons, boites ou cercueil de bois, et sont introduites dans les fours à l aide d un convoyeur manuel. Habituellement, les pièces métalliques (poignées et autres) sont enlevées. Les fours sont équipés de 2 chambres de combustion, soit une chambre primaire et une chambre secondaire. Chacune des chambres est munie d un brûleur au gaz naturel ou au propane. Il y a un système de contrôle de la température pour chacune des chambres. La crémation s effectue à l intérieur de la chambre primaire tandis que la chambre secondaire sert à compléter la destruction des imbrûlées. Avant le début de la crémation dans la chambre primaire, les brûleurs de la chambre secondaire sont mis en fonction de façon à atteindre une température de 1000 C. Les températures pour les deux chambres sont habituellement conservées sous forme de données informatisées. L étanchéité de la porte de chargement de la chambre primaire est importante pour réduire au maximum l entraînement des particules. Habituellement l admission d air pour la combustion dans la chambre primaire est réglée automatiquement de façon à réduire au maximum l entraînement des particules. Généralement, on observe que la température de la chambre primaire augmente graduellement jusqu à 700 à 900 C puis diminue jusqu à ce que le brûleur de la chambre primaire soit mis en fonction. Noter qu il n est pas obligatoire de maintenir une température de 1000 C au niveau de la chambre primaire. Quand la température de la chambre primaire commence à diminuer, l idéal est de maintenir une température minimale (de l ordre de 800 C à d autres crématoriums) avec le brûleur. La hauteur de la cheminée varie habituellement de 7 à 14 mètres par rapport au sol. Habituellement, le fonctionnement du four est ajusté automatiquement de façon à toujours maintenir une pression négative dans la chambre primaire. Cette item est important car il évite que les gaz de combustion ne s échappent de la chambre primaire par les côtés et ainsi contaminer la pièce où est située la chambre primaire et aussi les environs du crématorium. Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

9 3 NORMES ENVIRONNEMENTALES 3.1 RÉGLEMENT PROVINCIAL SUR L ASSAINISSEMENT DE L AIR Les normes d'émission qui sont présentées à l annexe 4, sont tirées du document suivant : Règlement sur l assainissement de l air (RAA). Les normes d'émission à la source pour les particules sont les mêmes que celles du règlement 90 de la CMM. Un crématorium ne peut émettre dans l atmosphère des matières particulaires dont la concentration excède 70 mg/nm3 corrigé à 11 % d oxygène. Cette concentration est calculée pendant le cycle complet de crémation ou pendant une période n'excédant pas deux heures à partir du moment où le brûleur d'ignition est mis en marche. La dernière chambre de combustion d un crématorium doit être munie, à sa sortie, d un système qui mesure et enregistre en continu la température des gaz. Il y a de plus des normes stipulant les critères de conception et d exploitation d un crématorium, ainsi il doit être conçu et exploité de façon à offrir une durée de résidence, en tout temps d au moins 1.0 seconde dans la dernière chambre de combustion, à une température de 1000 C et les critères d opération soit l interdiction de mettre les brûleurs d ignition en marche tant que la température de la dernière chambre de combustion n a pas été maintenue à 1000 C pour une période de 15 minutes. Selon l article 129, l exploitant d un crématorium doit procéder, au moins une fois tous les cinq ans, à l échantillonnage à la source des gaz émis dans l atmosphère, en calculer la concentration en particules, et à cette fin, mesurer chacun des paramètres nécessaires à ce calcul. En outre, l exploitant doit procéder aux premiers échantillonnages et calcul dans un délai n excédant pas un an à compter du 30 juin 2011 dans le cas d un crématorium existant ou dans un délai n excédant pas un an à compter de la date de leur mise en exploitation, dans le cas d un nouveau crématorium. REMARQUE : La moyenne pour tous les essais officiels que nous avons réalisés est de moins de 50 mg/nm 3 à 11% O 2. Certains essais peuvent dépasser la norme, nous discuterons des raisons dans une section ultérieure. Nous jugeons que la norme de 70 mg/nm3 corrigé à 11 % d oxygène est la norme la plus sévère qui peut être fixée sinon un système d épuration devrait être installé. Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

10 3.2 RÉGLEMENT 90 DE LA CMM L annexe 5 présente les normes du règlement 90. L incinérateur doit être maintenu en état de remplir en tout temps les fonctions auxquelles il est destiné (règlement 90, article 6.09). Le four crématoire ne doit pas émettre des particules à l atmosphère à une concentration supérieure à 70 mg/rm 3 corrigé à 11 % d oxygène pour la durée complète d un cycle de crémation n excédant pas 2 heures à partir du moment où le brûleur d ignition est en marche (règlement 90-4, article 5.75). Il est interdit d émettre ou de laisser émettre dans l atmosphère d une ou plusieurs cheminées situées sur une même propriété, un agent polluant odorant en quantité telle que la somme des valeurs L calculées selon la formule 3.04 soit supérieure à 1, hors des limites de cette propriété (règlement 90, article 3.04). Il est interdit d émettre ou de laisser émettre dans l atmosphère des fumées dont l opacité est supérieure au numéro 1 de l échelle d opacité des fumées ou une substance qui voile la vue à l égal de ces fumées (règlement 90, article 3.05). Il est interdit d émettre ou de laisser émettre dans l atmosphère un agent polluant en quantité telle que le nombre d unités d odeur mesuré hors des limites de la propriété où est située la source, soit égal ou supérieur à 1 (règlement article 7.10). Selon l article 5.79 du règlement 90.4, l exploitant d un four crématoire doit mesurer et enregistrer en continu la température des gaz à la sortie de la dernière chambre de combustion ainsi que le pourcentage d oxygène et de monoxyde de carbone, ces données doivent être conservées deux ans. REMARQUE : Tous les crématoriums ont un système de mesure des gaz en continu, mais très peu de sites disposent d analyseurs d O 2 et CO. Nous discuterons de la pertinence ou pas d avoir ces types d analyseur. D autres items concernent le temps de séjour dans la chambre secondaire, les conditions d opération (température et procédure de démarrage) ; les normes sont sensiblement les mêmes que le règlement provincial sur la qualité de l atmosphère. Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

11 L exploitant doit effectuer un échantillonnage à la cheminée de chaque four crématoire pour déterminer qualitativement et quantitativement le rendement ou l émission à l atmosphère sous la supervision d un représentant de la direction de l environnement le plus tôt possible après la fin des travaux dans un délai raisonnable. Les résultats doivent être transmis 30 jours après la fin des prélèvements. L exploitant doit effectuer au moins une fois tous les 5 ans un échantillonnage à la cheminée de chaque four pour mesurer les émissions de particules (règlement 90, article 5.80); L émission dans l environnement d un contaminant ne doit pas être susceptible de porter atteinte à la vie, à la santé, à la sécurité, au bien-être ou au confort de l être humain, de causer du dommage ou porter autrement préjudice à la qualité du sol, à la végétation, à la faune ou aux biens (article 20, Loi sur la qualité de l environnement, c.q.2); tout altération, modification ou changement du procédé, du système d épuration ou d un produit utilisé, doit faire l objet d une nouvelle demande de permis (règlement 90, article 8.04). Les concentrations au sol de contaminants ne doivent pas dépasser les valeurs A indiquées au tableau 3.01 en utilisant la formule Lorsqu il y a plusieurs cheminées, la formule 3.02 est utilisée (règlement 90, articles 3.01 et 3.02). REMARQUES : les principaux polluants dont les normes pourraient s appliquer sont les particules (40 ug/m 3 sur 15 minutes), l acide chlorhydrique (100 ug/m 3 sur 15 minutes), le mercure (5 ug/m 3 sur 15 minutes) et le formaldéhyde (12 ug/m 3 sur 15 minutes). L annexe 6 présente les concentrations calculées dans l air ambiant avec la formule 3.01 du règlement 90 avec une cheminée de 7 et 14 mètres. Pour les particules, la concentration dans l air ambiant est de 4.1 et 9.8 ug/m 3 respectivement avec une cheminée de 14 et 7 mètres en utilisant la norme (70 mg/nm 3 à 11% O 2 ), donc la norme de 40 ug/m 3 est respectée. Le facteur entre une cheminée de 7 et de 14 mètres est de 2.4. Pour l acide chlorhydrique, la concentration dans l air ambiant est de 2.9 et 7.1 ug/m 3 respectivement avec une cheminée de 14 et 7 mètres en utilisant le taux d émissions (0.13 kg par crémation) de la référence de CANA (annexe 8), donc la norme de 100 ug/m 3 est respectée. Pour le mercure, la concentration dans l air ambiant est de et ug/m 3 respectivement avec une cheminée de 14 et 7 mètres en utilisant le taux d émissions de l USEPA ( kg par crémation) (annexe 1), donc la norme de 5 ug/m 3 est respectée par un facteur de et Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

12 Pour le formaldéhyde, en l absence de données, nous avons calculé le taux d émissions qui correspondrait à la norme d air ambiant de 12 ug/m 3 avec une cheminée de 14 et 7 mètres. Ces taux sont de 0.28 et 0.11 kg/h donc sur une période de 15 minutes, le taux d émission maximale permis serait de 0.07 et kg. 3.3 NORMES D AIR AMBIANT Dans le nouveau règlement sur l assainissement de l air, des nouvelles normes d air ambiant s appliquent. Le calcul doit être réalisé avec des modèles de dispersion. Parmi les contaminants émis, les normes (annexe K du réglement) qui peuvent s appliquer au four crématoire sont pour l acide chlorhydrique (norme sur 4 minutes : 1150 ug/m 3 et norme sur 1 an : 20 ug/m 3 ), pour les particules totales (norme sur 24 heures : 120 ug/m 3 moins le niveau de bruit de fond de 90 ug/m 3 ), pour les particules inférieures à 2.5 microns (norme sur 24 heures : 30 ug/m 3 moins le niveau de bruit de fond de 20 ug/m 3 ) et pour le mercure (norme sur 24 heures : 0.15 ug/m 3 moins le niveau de bruit de fond de 0,01 ug/m 3 ). Les normes pour les dioxines/furanes ( ug/m 3 ) et le benzo(a) pyrène ( ug/m 3 ) sont établies sur base annuelle, donc la probabilité que les normes soient excédées sont faibles. Par contre, parce que les normes pour le formaldéhyde (37-3 = 34 ug/m 3 ) sont établies sur 15 minutes, il est possible que les normes soient excédées à cause d une alimentation insuffisante d air car ce produit peut être présent en quantité non négligeable dans le chargement. En utilisant screen 3 (calcul de dispersion), nous avons calculé avec les paramètres de l annexe 6 (température, diamètre de cheminée, vitesse des gaz) que pour des cheminées de 14 et 7 mètres, un g/s de contaminant donnait et ug/m 3 comme moyenne horaire. Pour obtenir une concentration annuelle, il suffit de multiplier la concentration horaire par 0.04, une concentration journalière par 0.24, une concentration sur 15 minutes par 1.37 et une concentration sur 4 minutes par REMARQUE : Pour les particules de moins de 2.5 microns, en utilisant le taux d émission moyen qui correspond à la norme de 70 mg/nm 3 à 11% O 2, nous obtenons une concentration journalière de 0.66 et 1.3 ug/m 3 respectivement pour une cheminée de 14 et 7 mètres. Donc les émissions sont inférieures à la norme de 10 ug/m 3. Donc, un site qui aurait plus d une unité (10/1.3= 7.7) n aurait pas de problème à rencontrer la norme. De plus les fours crématoires ne fonctionnent pas 24 heures par jour. De plus toutes les particules émises ne son pas tous inférieures à 2.5 microns. Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

13 REMARQUE : Pour l acide chlorhydrique, en utilisant le taux d émissions (0.13 kg par crémation) de la référence de CANA (annexe 8), nous obtenons une concentration annuelle de 0.08 et 0.16 ug/m 3 respectivement pour une cheminée de 14 et 7 mètres. Donc les émissions sont très inférieures à la norme de 20 ug/m 3. REMARQUE : Pour le mercure, en utilisant le taux d émissions (0.001 g par crémation) de l USEPA (annexe 1), nous obtenons une concentration annuelle de et ug/m 3 respectivement pour une cheminée de 14 et 7 mètres. Donc les émissions sont très inférieures au critère annuel de 0.15 ug/m 3. Même en utilisant le facteur 1.63 g/ crémation de la documentation de l annexe 3 du ministère du Développement Durable, de l Environnement et des Parcs, nous obtenons une concentration annuelle de et ug/m 3 qui sont bien inférieures aux normes. REMARQUE : Pour le formaldéhyde, en l absence de données, nous avons calculé le taux d émissions qui correspondrait à la norme d air ambiant de 34 ug/m 3 avec une cheminée de 14 et 7 mètres. Ces taux sont de 0.6 et 0.3 kg/h donc sur une période de 4 minutes, le taux d émission maximale permis serait de 0.04 et 0.02 kg. Habituellement, le formaldéhyde est facilement détruit à une température de 1000 o C, mais s il y a absence d oxygène, il ne peut pas avoir de combustion complète du formaldéhyde. On pourrait penser qu en absence d oxygène (conditions de pyrolyse), le formaldéhyde (H 2 CO) serait réduit en H 2 et CO à une température de 1000 o C. Selon le règlement de la CMM, la stabilité thermique du formaldéhyde le classe entre le 46 au 50 e rang de stabilité parmi une échelle qui compte 320 produits (2 e classe sur 7 classes). 4 AUTRES NORMES ENVIRONNEMENTALES OU CRITÈRES COMPARATIFS 4.1 COMBUSTIBLES FOSSILES (GAZ NATUREL, PROPANE ET HUILE) Bien que ces normes ne s appliquent pas à un four crématoire, elles peuvent servir de critère comparatif. Les normes d'émission sont tirées du document suivant : Règlement sur l assainissement de l air. Les normes peuvent être résumées ainsi pour un appareil nouveau (après le 14 novembre 1979). Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

14 TABLEAU 4-1 NORME PARTICULES COMBUSTIBLES FOSSILES PROCÉDÉ Mazout léger ou lourd (3 à 15 MW)) Mazout léger ou lourd (>15 MW ) ARTICLE NORME Particules 60 mg/mj 45 mg/mj La norme du Règlement 90 de la Communauté Métropolitaine de Montréal (CMM) pour l utilisation des combustibles fossiles dans des appareils de combustion autres que des incinérateurs de déchets ou combustion du bois est de 60 mg/mj pour des appareils inférieures à 60 MW ou 43 mg/mj pour des appareils supérieures à 60MW. De plus, elle ne s applique pas des appareils de moins de 0,1 MW. REMARQUES : La puissance des fours des crématoriums est inférieure à 1 MW. De plus, le taux d émission de matières particulaires calculé à partir de la norme de 70 mg/nm 3 à 11% O 2 pour les crématoires et à partir du facteur F d Environnement Canada (Rapport SPE 1/PG/7 révisé en décembre 2005) est de 35 mg/mj, ceci représente 78% de la norme de 45 mg/mj qui s applique pour des installations nouvelles dont la puissance énergétique est supérieure à 15 MW. Donc les normes d émissions de particules des crématoriums sont plus sévères que pour l utilisation de combustibles fossiles 4.2 INCINÉRATEUR DE DÉCHETS SOLIDES Bien que ces normes ne s appliquent pas à un four crématoire, elles peuvent servir de critère comparatif. Les normes d'émission sont tirées du document suivant : Règlement sur l assainissement de l air. TABLEAU 4-2 MONOXYDE DE CARBONE INSTALLATIONS D INCINÉRATION (AUTRE QUE TYPE DE MATIÈRES INCINÉRÉS CRÉMATORIUM) MONOXYDE DE CARBONE MOYENNE MOBILE (minutes) (mg/nm 3 à 11% O 2 ) Matières dangereuses résiduelles Déchets biomédicaux et autres matières résiduelles Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

15 Pour l utilisation de combustible autres que fossiles à des fins énergétiques, l article 78 stipule une norme de 114 mg/nm 3 à 11% O 2. REMARQUES : les concentrations moyennes mesurées de monoxyde de carbone d un four crématoire qui sont inférieures à 5 mg/nm 3 corrigé à 11% d O 2 sont beaucoup inférieures aux normes les plus sévères pour les installations d incinération de matières résiduelles soit 57 mg/nm 3 à 11% O 2 (moyenne mobile 4 heures) telles que prévu dans la proposition de modification au règlement. Ceci démontre que l efficacité de combustion est excellente. Habituellement, il y a une bonne corrélation entre les émissions de composés organiques et les émissions de monoxyde de carbone. Quand la charge dans le four crématoire s enflamme trop rapidement et qu il manque d oxygène, les concentrations de CO peuvent atteindre des pointes de plus de 1000 mg/nm 3 corrigé à 11% d O 2 par contre ces épisodes ne durent pas longtemps habituellement. Pour les installations d incinération (autres que des crématoriums), les matières particulaires sont limitées à 20 mg/nm 3 à 11% O 2 quand la capacité est supérieure à une tonne par heure. Pour des installations autres que des déchets biomédicaux et si la capacité est moindre qu une tonne par heure, la norme de matières particulaires est de 50 mg/nm 3 à 11% O 2. Les émissions d acide chlorhydrique (HCl) doivent être inférieures à 50 mg/nm 3 à 11% O 2. Pour des installations autres que des déchets biomédicaux et des matières dangereuses résiduelles dont l efficacité de destruction doit être supérieure à %, la norme d acide chlorhydrique est de 100 mg/nm 3 à 11% O 2 si la capacité est moindre qu une tonne par heure. REMARQUES : les données de la CANA (Cremation Association of North America) sont présentées à l annexe 8, les émissions d acide chlorhydrique d un four crématoire qui sont de l ordre kg/h, la concentration calculée à la source d acide chlorhydrique est de l ordre 51 mg/nm 3 à 11% O 2. Ceci est sensiblement équivalent à la norme prévue dans le projet de modification au règlement pour les installations d incinération de plus d une tonne par heure (autres que les crématoriums) soit 50 mg/nm 3 à 11% O 2, pour des installations dont la capacité est moindre qu une tonne par heure, la norme d acide chlorhydrique est de 100 mg/nm 3 à 11% O 2. La quantité de composés halogénés qui se dégagent des fours crématoires est de beaucoup inférieurs à celle des incinérateurs de déchets solides urbains. Car sans système d épuration, les émissions d acide chlorhydrique des incinérateurs de déchets solides urbains seraient de l ordre de 500 à 1000 mg/nm 3 à 11% O 2. Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

16 La norme de dioxines et furannes exprimés en équivalent toxique au 2,3,7,8 TCDD est de à 0.08 ng/nm 3 à 11% O 2. Ceci ne s applique pas à un incinérateur où l effluent ne contient pas de composés organiques halogénés. REMARQUES : les résultats de dioxines et furannes de la CANA (annexe 8) sont peu utiles, parce qu il n est pas fait mention si les résultats sont exprimés en équivalent toxique au 2, 3, 7 et 8-TCDD et que les facteurs de correction peuvent varier de à 1. Les émissions varieraient de 82 à 192 ng/min de dioxines et furannes. Nous croyons que les émissions de dioxines et furannes d un four crématoire seront faibles ou du même ordre de grandeur que la norme (proposition de modification au règlement pour autres que crématoriums) de 0.08 ng/nm 3 à 11% O 2 car le contenu en halogénés est faible et les conditions de combustion sont excellentes (concentration de monoxyde de carbone faible). Les normes pour le mercure sont les suivantes. TABLEAU 4-3 MERCURE INSTALLATIONS D INCINÉRATION (AUTRE QUE CRÉMATORIUM) TYPE DE MATIÈRES MERCURE INCINÉRÉS (ug/nm 3 à 11% O 2 ) Matières dangereuses résiduelles 50 Déchets biomédicaux 40 Autres matières résiduelles 20 REMARQUE; l utilisation d amalgame au mercure diminue de façon drastique au courant des dernières années. Selon la documentation de l annexe 3 du ministère du Développement Durable, de l Environnement et des Parcs, le taux d émissions de mercure est de 1.63 g/ crémation. Ceci est beaucoup plus élevé que ceux mentionnés dans la documentation de l USEPA soit g par crémation (annexe 1). Si nous utilisons ce taux de g/ crémation pour calculer la concentration prévue à la source, le résultat est 0.37 ug/nm 3 à 11% O 2. Cette concentration est inférieure par un facteur de 54 à 135 fois les normes de 20 à 50 ug/nm 3 à 11% O 2 prévues dans le projet de modification au règlement pour les installations d incinération (autres que les crématoriums) qui sont munis de système d épuration. 4.3 INCINÉRATEUR DE DÉCHETS BIOMÉDICAUX Selon le Règlement 90 de la CMM (article 5.38 et 5.17), les normes d émissions pour un incinérateur de déchets biomédicaux sont les mêmes que pour les déchets urbains. Pour une nouvelle installation, les émissions de matières particulaires doivent être inférieures à 15 mg/nm 3 à 11% d O 2, celles du monoxyde de Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

17 carbone inférieures à 50 mg/nm 3 à 11% d O 2 (moyenne mobile d une heure), celles de l acide chlorhydrique inférieures à 30 mg/nm 3 à 11% d O 2 (moyenne mobile sur quatre heures). D autres normes s appliquent pour les composés organiques (COGT, HAP, BPC, CP, CB, PCDD/F) ainsi que pour des métaux lourds. Selon l article 5.39 du règlement 90 de la CMM, pour des unités existantes de moins de 0.2 t/h et recevant uniquement des déchets anatomiques, la norme pour les particules est de 55 mg/nm 3 à 11% d O 2, les autres valeurs limites ne s appliquent pas sauf le monoxyde de carbone, l acide chlorhydrique, les dioxines et furannes, l opacité, le cadmium, mercure et plomb. 4.4 RÉGLEMENT SUR LES APPAREILS DE CHAUFFAGE AU BOIS L annexe 7 présente le règlement sur les appareils de chauffage au bois. Ce règlement s applique à tout poêle, fournaise, chaudière et foyer encastrable ou préfabriqué conçus pour ne brûler que du bois sous toutes ses formes. Il ne s applique pas à un foyer encastrable ou préfabriqué dont le taux de combustion minimal moyen est supérieur à 5 kg/h ou aux foyers destinés à être utilisé exclusivement à l extérieur d un bâtiment. Selon la norme de CAN/CAS B415.1, le taux moyen d émissions de particules doit inférieure à 7.5 g/h pour des appareils dont le taux de combustion égal ou inférieures à 5.3 kg sec par heure, ceci correspondrait à un maximum de 1.4 g/kg de bois. Pour plus de 5.3 kg/h, la norme est la plus forte des valeurs suivantes soit 7.5 g/h ou g/mj. En considérant une valeur calorifique de kj/kg, ceci correspondrait à un maximum de 2.7 g/kg de bois. En considérant que le bois contient 49.5% de carbone, la concentration de particules correspondante serait de l ordre de 268 mg/nm3 à 11% O 2 ou environ 10% de CO 2. Ceci serait 3.8 fois plus élevé que la norme de particules pour les crématoriums. 4.5 CRITÈRE D AIR AMBIANT DES NATIONS-UNIS POUR LE MERCURE La limite repère proposée par les Nations-Unis (annexe 2) serait donc une moyenne annuelle de 0,05 µg/m 3. En Europe, toutefois, cette concentration dans l air ambiant est rarement dépassée. Une dose quotidienne typique serait de 0,6-0,8 µg de mercure chez les adultes. L exposition au mercure élémentaire provenant des amalgames dentaires représente dans la majorité des cas une dose quotidienne beaucoup plus élevée que celle qu entraînerait une telle limite. L ATSDR et le PISSC ont calculé une limite repère de 0,2 µg de composés inorganiques de mercure par kg de masse corporelle par jour. REMARQUE : Même en utilisant le facteur 1.63 g/ crémation de la documentation de l annexe 3 du ministère du Développement Durable, de l Environnement et des Parcs, nous obtenons une concentration annuelle de et ug/m 3 qui sont bien inférieures au critère des Nations-unis. Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

18 5 FACTEURS INFLUENÇANT LES ÉMISSIONS DE PARTICULES Le principal facteur est l entraînement des particules de la chambre primaire. L admission d air dans la chambre primaire doit être réduite au minimum, de plus la puissance du brûleur primaire ne doit pas être excessive de façon à limiter l entraînement des particules. Il vaut mieux un brûleur moins puissant qui fonctionne plus longtemps qu un brûleur qui fonctionne de façon intermittente. La température du réfractaire dans la chambre primaire est aussi un facteur important. Ainsi on observe que les émissions corrigées à 11% O 2 pendant la première crémation de la journée sont plus faibles principalement parce qu il faut brûler plus de combustible. Si le chargement s enflamme trop rapidement et que l admission d air dans la chambre primaire est trop élevée, le débit des gaz de combustion devient trop élevé et la quantité d air alimenté à la chambre secondaire ne suffit plus même si la température au secondaire est supérieure à 1000 C. Il y a alors présence de fumées noires qui contiennent des matières imbrûlées et augmentent ainsi les émissions de particules qui sont habituellement constituées de cendres seulement. Il y a plusieurs autres facteurs comme des enveloppes de plastiques ou boîtes de carton qui s enflamment rapidement, les tissus (oreillers ou autres) et vêtements dont les cendres peuvent être entraînées plus facilement, le pourcentage de tissus graisseux. Le fait que le corps soit embaumé ou non et qu il y ait des bourrures est aussi un facteur important. Si un des liquides qui servent à l embaumement est constitué de sels qui sont volatils à des températures de l ordre de 800 à 900 C tel que l on retrouve dans la chambre primaire, les émissions de particules peuvent être augmentées. On devrait vérifier par des analyses chimiques si les liquides d embaumement peuvent causer un problème (% de solides après évaporation à 100 o C et à 200 o C et % de cendres à 500 ou 800 o C. Avec la quantité de liquide utilisé, on pourrait estimer les émissions et ainsi éliminer certains liquides problématiques. Le type de cercueils (boites de cartons, MDF, Presswood ou bois) et leur poids n est pas un facteur négligeable. Ainsi un cercueil vide en MDF avait déjà été pesé antérieurement, le poids était de 42 kg. Si le MDF contient 0,5 % de cendres, le potentiel d émissions de cendres serait alors de l ordre de 210 grammes. Si on estime qu il y a environ 45,6% de carbone dans le MDF (ou le bois) et que les émissions provenant de la combustion de sciures de bois sans système d épuration sont au mieux de l ordre de 120 mg/nm 3 corrigée à 11% O 2, les émissions supplémentaires provenant de la combustion de 42 kg de bois sont de l ordre de 40 grammes pour les deux heures. L utilisation de boite de carton est préférable quand on considère que Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

19 le poids est beaucoup moins important. Par contre le pourcentage de cendres dans le carton n est pas connu, il pourrait beaucoup plus élevé que 0.5%, on devrait faire une analyse du % de cendres dans le carton. La norme d émission de 70 mg/nm 3 corrigée à 11% O 2 correspondait en moyenne à 0.15 kilogrammes émis pour les deux heures (variation 0.13 à 0.16 kg/h). On peut observer de grandes variations au niveau des émissions d une crémation à une autre. 5.1 REMARQUES SUR LA NORME DE PARTICULES POUR LES CRÉMATORIUMS Antérieurement, le Ministère utilisait la norme de 1 g/kg pour des nouveaux crématoriums. La norme actuelle pour des crématoriums est la même que la CMM, soit 70 mg/nm 3 corrigée à 11% O 2. Dans la dernière (novembre 2005) proposition de modification au règlement provincial, il n y a pas de changement prévu. La norme actuelle de 70 mg/nm 3 à 11% O 2 a le défaut de pénaliser les fours dont l'efficacité énergétique est meilleure et ne tient pas compte du type de combustible pour les brûleurs (gaz naturel ou propane). Pour des incinérateurs de déchets solides, le fait d'établir une norme sur une concentration corrigée à 7% O 2, 11% O 2 ou 50% d'excès d'air est justifiable car on n'utilise pas ou très peu de combustibles fossiles. Dans le cas d'un crématorium on utilise beaucoup de combustibles fossiles. Plus on brûle du gaz naturel (ou propane), plus on diminue la quantité d'oxygène et plus les concentrations corrigées à 11% O 2 sont faibles. Selon les caractéristiques physiques du gaz naturel, chaque m 3 de gaz naturel consomme 1,99 m 3 d O 2, et diminue la quantité de gaz sec de combustion par 0,966 m 3. À partir de la concentration d'o 2 mesuré, de la concentration d'o 2 estimé pour rencontrer la norme et du débit de gaz sec et normalisé, il est possible de calculer la quantité supplémentaire de gaz naturel pour rencontrer la norme de 70 mg/nm 3 à 11% O 2. Ainsi si on prend l exemple une concentration de 79 mg/nm 3 à 11% O 2 pour un pourcentage d'o 2 de 16,9% et un débit de gaz de combustion de 2763 Nm 3 /h, il aurait fallu alimenter 8,3 m 3 par heure de gaz naturel de plus pour pouvoir rencontrer la norme de 70 mg/nm 3 à 11% O 2, soit environ 11.1% de plus d énergie Donc, pour le même taux d'émissions de particules en kg/h, si le crématorium est moins efficace au niveau énergétique (excès d'air plus grand au secondaire), la concentration corrigée à 11% O 2 est plus faible. Cette norme est complètement illogique, car pour rencontrer la norme il faut consommer plus de gaz naturel et polluer plus. Ceci va contre la réduction des gaz à effet de serre (CO 2 ) et des oxydes d'azote. Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

20 Si on compare les émissions avec les normes pour l'utilisation de combustibles fossiles, les émissions de particules sont limitées à 60 mg/mj pour une nouvelle installation comprise entre 3 à 15 MW et à 45 mg/mj pour plus de 15 MW. Les crématoriums sont des unités dont la puissance est inférieure à 1.0 MW. Selon la méthode d'environnement Canada, on peut utiliser la formule de conversion suivante: Q = F s (20,9) (mg/nm 3 ) (1000) (20,9 - O 2 ) où Q = mg/mj mg/nm 3 = mg de contaminant par Nm 3 de gaz sec O 2 = % O 2 sur base sèche F s = 251 m 3 /GJ pour l'huile F s = 247 m 3 /GJ pour le gaz naturel F s = 238 m 3 /GJ pour le gaz propane Donc, 45 mg/mj correspond à une concentration de 86 mg/nm 3 corrigée à 11% O 2 pour le gaz naturel, 90 mg/nm 3 corrigée à 11% O 2 pour le gaz propane et de 85 mg/nm 3 à 11% O 2 pour l'huile. La norme de 45 mg/mj pour des appareils de combustion est moins sévère que la norme actuelle de 70 mg/nm 3 à 11% O 2 surtout que les crématoriums sont munis de chambre secondaire de combustion contrairement aux appareils utilisant des combustibles fossiles à des fins énergétiques. Nous jugeons que la norme de 70 mg/nm3 corrigé à 11 % d oxygène est la norme la plus sévère qui peut être fixée sinon un système d épuration devrait être installé. On devrait faire une recherche afin de comparer les normes pour les crématoriums dans les autres pays ou provinces. Si on ne désire pas à tout prix que les crématoriums soient munis d'un système d'épuration dispendieux autre qu'une chambre secondaire de combustion, on devrait tenir compte des résultats d échantillonnage qui démontrent que la norme actuelle est quelques fois dépassée. Bien que la norme n est pas parfaite, on devrait la conserver mais permettre que la norme soit excédée si l entraînement des cendres est minime, habituellement elle est inférieure à 6 %. La norme de 70 mg/nm 3 à 11% O 2 ne représente que 150 g en moyenne par crémation, l impact au niveau air ambiant est négligeable et très limité. Présentation dans le cadre de l atelier de formation de l ACCRQ- Octobre

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