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Rapport de conformité aux règlements sur le mercure des usines de chlore et de soude caustique de 1986 à 1989

Section 4: Usines de chlore et de soude caustique équipées d'électrolyseurs au mercure

Au cours de la période couverte par le présent rapport, cinq usines de chlore et de soude caustique équipées d'électrolyseurs au mercure étaient exploitées au Canada. On résume au tableau 9 les renseignements concernant l'exploitation de ces usines jusqu'en 1989. On trouve dans la présente section un résumé indiquant comment chacune de ces usines a respecté les règlements fédéraux sur les effluents et les émissions.

4.1 Canadian-Oxy Ltd., Squamish, Colombie-Britannique

Située au fond du Howe Sound, lequel est soumis aux marées, cette usine se trouve sur la rive ouest du Maquam Blind Channel. Les effluents finaux de l'usine sont déversés dans le Howe Sound.

La Canadian-Oxy produit du NaOH, du C12 et du HCl, qui servent principalement à l'industrie papetière.

4.1.1 Règlement fédéral sur les effluents

Les quantités de mercure rejetées dans les effluents de l'usine durant la période allant de 1986 à 1989 apparaissent au tableau 10. Au cours de cette période de quatre ans, aucune infraction au règlement fédéral sur les effluents des usines de chlore et de soude caustique n'a été signalée.

4.1.2 Règlement fédéral sur les émissions

L'une des caractéristiques de cette usine réside dans le fait que les électrolyseurs au mercure sont situés à l'air libre plutôt qu'à l'intérieur d'un immeuble. Par conséquent, les émissions de mercure se dégagent directement dans l'atmosphère et sont plus difficiles à mesurer en utilisant la méthode de référence prescrite en vue de leur contrôle. Les émissions des électrolyseurs de cette usine sont donc calculées à partir du résultat des contrôles trimestriels de la concentration ambiante de mercure (μg/m3) et du débit de circulation d'air (m3/min) à six endroits dans la zone des électrolyseurs, ce qui donne la masse de mercure rejetée par unité de temps. Les émissions de mercure venant de la Canadian-Oxy de 1986 à 1989 apparaissent au tableau 11.

En 1987, les émissions de mercure ont totalisé 466,3 kg, dépassant ainsi la limite permise de 335,8 kg/a calculée d'après la production nominale. Ce surplus, émis durant le troisième trimestre de 1987, a été le résultat d'une combinaison de plusieurs facteurs :

  • le niveau de production de l'usine était le plus haut enregistré en raison d'une augmentation de la puissance électrique et des bonnes conditions de marché;

  • des températures globales élevées dans l'électrolyseur (dues au niveau élevé de production);

  • des températures ambiantes élevées (dues à la chaleur estivale);

  • un mauvais refroidissement par l'eau de mer,

  • un mauvais fonctionnement du matériel.

Après des discussions avec les autorités fédérales et provinciales en matière de réglementation, la société a immédiatement amélioré ses méthodes d'entretien et modifié son matériel de traitement, ses pompes et ses réservoirs pour en améliorer l'étanchéité de façon à empêcher que du mercure s'échappe du secteur des électrolyseurs.

Voici certaines des modifications apportées :

  • fabrication de nouveaux couvercles en plastique renforcé de fibres pour les réservoirs des pompes à mercure;

  • amélioration de l'étanchéité du joint entre les réservoirs à pompes à mercure et leur couvercle;

  • installation d'un nouveau système de lavage du collecteur aval (pour améliorer le refroidissement et réduire les émissions);

  • installation de joints d'étanchéité très efficaces sur l'axe des pompes à mercure et utilisation de fixations solides pour empêcher le piégeage du mercure;

  • installation d'indicateurs du niveau de mercure sur les pompes pour réduire les fuites de mercure;

  • amélioration de la ventilation du collecteur par modification de la pente des conduites d'évent;

  • utilisation d'un piège de la conduite d'évacuation de l'échangeur de chaleur plus profond pour permettre un vide plus poussé sans entraînement des liquides condensés (l'entraînement de ces liquides fait fluctuer la pression et provoque un gonflement du mercure dans le réservoir des pompes);

  • remplacement des couvercles du décomposeur par un modèle où le nombre de points de fuite est réduit.

Ces modifications ont été entreprises au cours du quatrième trimestre de 1987 et complétées en 1988. Par conséquent, les émissions de mercure ont diminué durant ce trimestre et, en 1988 et en 1989, ont été bien inférieures aux niveaux permis, reflétant les modifications apportées au procédé et l'amélioration du matériel.

Le secteur des électrolyseurs n'étant pas clos à la Canadian-Oxy, il est difficile de dire avec exactitude le nombre de jours où les émissions y ont dépassé la limite admise en 1987. En principe, le règlement n'a jamais été respecté durant toute l'année, sauf pendant la période d'entretien annuel.

Les émissions de mercure provenant du collecteur et du circuit de l'hydrogène étaient inférieures aux limites permises, donc en conformité avec le règlement, pendant toute la période couverte (1986-1989). Le récupérateur ne fonctionne plus depuis 1983.

4.1.3 Canadian-Oxy : autres pertes de mercure

Les pertes de mercure associées aux produits et aux déchets solides durant la période allant de 1986 à 1989 sont inscrites au tableau 12. On présente au tableau 13 un résumé de toutes les pertes survenues pendant les opérations (effluents, émissions, produits et déchets solides), de la production totale de chlore et des pertes de mercure par tonne de chlore produit.

4.2 ICI Ltée de Cornwall, Ontario

L'usine de chlore et de soude caustique équipée d'électrolyseurs au mercure de Comwall, Ontario, dont l'exploitation remonte à 1935, est la plus ancienne usine de ce genre au Canada. Depuis les agrandissements apportés en 1954 et 1955, l'usine comporte 60 cellules d'électrolyse et produit (en plus du chlore, de la soude caustique et de l'hydrogène) de l'hydroxyde de potassium, du HCl et du NaOCl. Les substances nécessaires à la fabrication de chlore et de soude caustique sont utilisées, sur place, dans une usine de disulfure de carbone et de tétrachlorure de carbone.

4.1 Règlement fédéral sur les effluents

Les quantités de mercure rejetées dans les effluents de l'usine entre 1986 et 1989 apparaissent au tableau 14. Au cours de cette période de quatre ans, aucune infraction au règlement fédéral sur les effluents des usines de chlore et de soude caustique n'a été relevée. Toutefois, un certain jour d'avril 1988, la teneur en mercure notée dans les effluents de l'usine dépassait de 98 g la valeur quotidienne permise de 375 g. Une enquête effectuée par des représentants d'Environnement Canada a permis de trouver que les effluents avaient été accumulés à l'usine pendant une période de deux à trois jours. Dans ce cas, le règlement permet de faire la moyenne de la teneur en mercure des effluents sur le nombre de jours d'accumulation [article 10(2)]. Une fois la moyenne ainsi faite, la teneur en mercure était conforme à la norme. La société a fait l'objet de poursuites, mais elle a été trouvée non coupable d'avoir enfreint le règlement sur les effluents.

4.2 Règlement fédéral sur les émissions

Les émissions de mercure de l'usine ICI de Cornwall de 1986 à 1989 apparaissent au tableau 15. Comme on peut le constater, la société a respecté la norme tout au long de cette période.

4.3 ICI Ltée de Cornwall: autres pertes de mercure

Les quantités de mercure perdues dans les produits et les déchets solides de 1986 à 1989 apparaissent au tableau 16. On présente au tableau 17 un résumé de toutes les pertes survenues pendant l'exploitation, de la production totale de chlore et des pertes de mercure par tonne de chlore produit.

4.3 ICI Ltée de Dalhousie, Nouveau-Brunswick

La production de chlore et de soude caustique au moyen du procédé à cellules de mercure a commencé en 1963 à l'usine d'ICI à Dalhousie. Depuis son agrandissement en 1965, l'usine comprend 38 cellules dont la production nominale est de 94 t de chlore parjour. Les effluents de l'usine sont traités, puis rejetés dans la baie des Chaleurs.

4.3.1 Règlement fédéral sur les effluents

Les quantités de mercure rejetées par l'usine pour la période de 1986 à 1989 apparaissent au tableau 18. Au cours de cette période de quatre ans, aucune infraction n'a été constatée au règlement fédéral sur les effluents des usines de chlore et de soude caustique.

4.3.2 Règlement fédéral sur les émissions

Les quantités de mercure émises par l'usine d'ICI de Dalhousie pour la période visée apparaissent au tableau 19.

Au cours du troisième trimestre de 1986, pendant les essais de conformité, les émissions de mercure étaient élevées dans la salle d'électrolyse. Les raisons en étaient une forte production et un manque d'entretien de l'usine durant l'été. Les émissions ont été réduites dans la salle d'électrolyse par la mise hors circuit de certaines cellules, la réparation de cellules, l'élimination de fuites et un nettoyage général. Par la suite, la moyenne des résultats des essais trimestriels révélait que l'usine se conformait au règlement. Les émissions de la salle d'électrolyse étaient conformes au règlement sur les émissions de 1987 à 1989 inclusivement.

En plus des fortes quantités de mercure émises parla salle d'électrolyse, les émissions de mercure dues au circuit de l'hydrogène n'étaient pas conformes au règlement durant toute la période qui suit :

  1. janvier et février 1986, à cause de difficultés survenues dans le laveur à absorption par contact turbulent;

  2. les essais de conformité du troisième trimestre de 1986 à cause de la forte production de l'usine et du mauvais entretien de celle-ci (les émissions ont été réduites grâce à une baisse de la production, la remise en état de cellules et la réparation de fuites);

  3. finalement, les essais de conformité du troisième trimestre de 1987 en raison de difficultés causées par l'épurateur.

À la suite de discussions avec des représentants de l'administration centrale et du bureau régional d'Environnement Canada, l'usine ICI Ltée de Dalhousie a amélioré ses méthodes de maintenance en augmentant la fréquence d'entretien de l'électrolyseur, en se servant quotidiennement d'un détecteur de mercure pour déceler les zones problèmes dans la salle d'électrolyse et en encourageant, grâce à des mesures incitatives, les opérateurs à maintenir bas le niveau des émissions.

4.3.3 ICI Ltée de Dalhousie : autres pertes de mercure

Les pertes de mercure dans les produits et les déchets solides de 1986 à 1989 apparaissent au tableau 20.

Un résumé de toutes les pertes de mercure survenues pendant l'exploitation, de la production totale de chlore et des pertes de mercure par tonne de chlore produit apparaît au tableau 21.

4.4 Canso Chemicals Ltd., Point Abercrombie, Nouvelle-Écosse

L'exploitation de la Canso Chemicals a débuté en 1970; l'année suivante, sa production a été augmentée de 50 %, niveau de production qu'on a maintenu jusqu'à présent. La Canso Chemicals appartient conjointement à ICI Canada Inc., aux Papiers Scott Ltée et à Stora Forest Products Ltd. Elle produit du chlore, de la soude caustique et de l'hydrogène qui sont amenés directement par canalisation à l'usine des Papiers Scott Ltée, lesquels possèdent les terrains où est située l'usine de la Canso Chemicals.

Les déchets solides produits à la Canso Chemicals sont séparés en fractions où le mercure est récupérable ou non récupérable. La fraction non récupérable, constituée entre autres de saumure et de boues, contient moins de 10 ppm de mercure et est enfouie dans une décharge située sur les lieux-mêmes. La décharge dispose d'un revêtement d'argile ainsi que de puits de contrôle et constitue un site autorisé. La fraction récupérable, composée notamment de boues caustiques et de boues de la salle d'électrolyse, renferme une concentration de mercure de l'ordre de plusieurs milliers de parties par million, voire du pour cent et est stockée sur les lieux dans des barils revêtus de plastique en attendant que le mercure soit récupéré.

4.4.1 Règlement fédéral sur les effluents

Les quantités de mercure rejetées dans les effluents de l'usine durant la période s'échelonnant de 1986 à 1989 apparaissent au tableau 22.

4.4.2 Règlement fédéral sur les émissions

Les émissions de mercure de la Canso Chemicals durant la période allant de 1986 à 1989 apparaissent au tableau 23.

4.4.3 Canso Chemicals :autres pertes de mercure

Les pertes de mercure dans les produits et les déchets solides de 1986 à 1989 apparaissent au tableau 24. Un résumé de toutes les pertes de mercure au cours de l'exploitation, de la production totale de chlore et des pertes de mercure par tonne de chlore produit apparaît au tableau 25.

4.5 PPG Canada Inc., Beauharnois, Québec

Le premier électrolyseur au mercure utilisé à Beauharnois, construit en 1948, a été exploité par la Standard Chemicals Inc. à partir de 1949 et a continué de l'être jusqu'en 1959. En 1955, l'usine a été achetée par la Pittsburgh Plate and Glass Inc. (PPG), mais elle a conservé son nom original jusqu'en 1977 alors qu'elle est devenue la Stanchem. En 1984, l'usine a encore changé de nom et est devenue la PPG Canada Inc.; elle a conservé ce nom depuis lors.

En 1959, on a fermé la première usine équipée d'électrolyseurs au mercure et l'exploitation d'une deuxième usine équipée d'électrolyseurs au mercure a commencé; elle s'est poursuivie jusqu'au moment de sa fermeture définitive en novembre 1990. Au même moment, on a aussi commencé l'exploitation d'une nouvelle usine munie d'électrolyseurs à membrane.

Une usine de traitement des effluents a été construite en 1973 pour les eaux usées contenant du mercure. Une nouvelle usine de traitement des eaux usées est entrée en exploitation en 1986.

Un programme de dépollution actuellement en cours vise à remettre en état le site de l'usine de Beauharnois en rendant les lieux aussi exempts que possible de mercure. La dépollution consiste à remettre l'usine en état (élimination du sol contaminé, qui sera traité et enfoui), élimination de toutes les anciennes salles d'électrolyse (démolition et enfouissement des matériaux) et remise en état de la décharge (déblaiement des trois décharges les plus anciennes situées sur le terrain et élimination de ces substances dans une nouvelle décharge contrôlée d'avant-garde). Le coût total de l'élimination du mercure et de la remise en état du site est évalué à environ 25 millions de dollars.

4.5.1 Règlement fédéral sur les effluents

Les quantités de mercure rejetées dans les effluents de l'usine durant la période allant de 1986 à 1989 apparaissent au tableau 26. Au cours de cette période de quatre ans, il s'est produit plusieurs infractions au règlement fédéral sur les effluents en 1986, trois en 1988 tandis qu'il n'y en a eu aucune en 1987 et en 1989. Ces infractions, leurs causes et les mesures prises afin d'y remédier apparaissent au tableau 27.

4.5.2 Règlement fédéral sur les émissions

Les émissions de mercure de la PPG Canada entre 1986 et 1989 apparaissent au tableau 28. Ces chiffres ont été compilés à partir des données fournies à Environnement Québec par la compagnie.

Ce n'est qu'en 1988 que le règlement sur les émissions a été respecté pour toutes les sources. Pour les autres années, les cas de respect et d'infraction en fonction de la source apparaissent au tableau 29.

4.5.3 PPG Canada: autres pertes de mercure

Les pertes de mercure dans les produits et les déchets solides de 1986 à 1989 apparaissent au tableau 30. Un résumé de toutes les pertes de mercure survenues pendant l'exploitation, de la production totale de chlore et des pertes de mercure par tonne de chlore produit apparaît au tableau 31.

4.6 Pertes de mercure dans les effluents et les émissions

Les pertes de mercure dans les effluents et les émissions durant la période s'échelonnant de 1986 à 1989 apparaissent respectivement aux tableaux 32 et 33.

De 1986 à 1989, les pertes de mercure dans les effluents ont diminué constamment, passant de 88,07 kg à 46,29 kg, ce qui représente une baisse globale de 47 %.

Durant cette même période, les pertes de mercure dans les émissions ont diminué, passant de 680,56 kg à 547,18 kg, soit une diminution de 20 %. Toutefois, en 1987, les émissions se sont élevées à 831,45 kg à cause de l'importance des rejets survenus à l'une des usines (Canadian-Oxy Ltd.) au cours de cette année.

4.7 Pertes de mercure dans les produits et les déchets solides

Apart from the loss of mercury to effluent streams and as plant emissions, the two remaining sources of mercury loss from chlor-alkali plants are to products (produced from chlorine, sodium hydroxide, and hydrogen) and as solid wastes generated during plant operations.

4.7.1 Mercure dans les produits

Vu la présence de petites quantités de mercure dans l'hydrogène et la soude caustique (il en reste des traces après la purification du produit), les nouveaux produits (p. ex., l'hypochlorite de sodium et l'acide chlorhydrique) fabriqués à partir de ces substances chimiques contiennent des traces de ce métal. Même si on peut considérer que ces produits sont contaminés, la concentration de mercure présente correspond aux spécifications des divers produits. On trouve au tableau 34 les quantités de mercure perdues dans les produits de 1986 à 1989 aux cinq usines équipées d'électrolyseurs au mercure.

4.7.2 Mercure dans les déchets solides

Voici les principales sources de déchets solides produits aux usines équipées d'électrolyseurs au mercure :

  • boues du saturateur à saumure;

  • boues de saumure recyclées;

  • boues des usines de traitement des eaux usées;

  • déchets solides résultant de l'entretien de l'électrolyseur et de l'utilisation du récupérateur de mercure.

Dans les usines où les déchets solides sont traités d'une façon ou d'une autre pour récupérer le mercure, le produit final est un résidu solide, inerte et exempt de mercure qui est enfoui dans une décharge. On creuse des puits de contrôle et on y prélève des échantillons pour vérifier si du mercure migre vers les eaux souterraines.

On trouve au tableau 35 les quantités de mercure perdues de 1986 à 1989 dans les déchets solides aux cinq usines équipées d'électrolyseurs au mercure.

4.8 Comptabilité du mercure

Une des obligations fixées par le règlement sur les effluents des usines de chlore et de soude caustique consiste à faire chaque année une comptabilité du mercure, c'est-à-dire à noter les points suivants :

  1. Entrées annuelles nettes de mercure à l'usine : comportent les achats, les ventes et les transferts de mercure, tant les entrées que les sorties.

  2. Stock initial de mercure : comprend le mercure dans les boucles (c.-à-d., l'électrolyseur, le décomposeur et les collecteurs), le matériel utilisé dans le procédé (c.-à-d. pièges, conduites, réservoirs, joints d'étanchéité, réservoirs d'alimentation du procédé et fosses), les solides dont la récupération est prévue (p. ex., filtre à soude caustique, garniture du décomposeur, charbon ayant servi au traitement des effluents et sulfure de mercure récupéré du traitement des effluents), les eaux de lavage des cellules, les résidus ainsi que les eaux de lavage du fond des cellules et le beurre de mercure.

  3. Stock final de mercure : représente le mercure des mêmes sources que pour le dénombrement du stock initial. Il est à noter que le stock initial et le stock final de mercure sont mesurés respectivement au début et à la fin de l'année de production.

  4. Rejets de mercure : comprend le mercure perdu dans les produits (qui sortent de l'usine), les effluents liquides, les émissions atmosphériques et les solides captés (c.-à-d. les solides dont la récupération n'est pas prévue).

Ce bilan de masse permet de calculer la consommation annuelle de mercure (comptabilité du mercure). Les variations pour une usine donnée peuvent être établies à l'aide des formules suivantes :

Consommation de mercure = (entrées nettes de mercure à l'usine) + (toute baisse du stock de mercure)

Variation = (consommation de mercure) - (total des rejets de mercure)

La variation du bilan du mercure peut être due : à des difficultés et à des inexactitudes inhérentes à la mesure ou à l'estimation des stocks de l'usine, à un échantillonnage non représentatif, à l'accumulation de mercure non récupérable à l'intérieur de l'usine (c.-à-d. formation d'amalgame avec l'acier, pénétration du béton) ainsi qu'à d'autres causes de pertes non identifiées ou non identifiables (c.-à-d., vols, traces fugitives laissées à partir de la salle d'électrolyse, etc.). Idéalement, la variation devrait être nulle.

La comptabilité du mercure faite aux cinq usines de chlore et de soude caustique de 1986 à 1989 apparaît aux tableaux 36 à 40.

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