Indicateurs canadiens de durabilité de l'environnement : sur l'ozone troposphérique pondéré selon la population

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Soheil Rastan et Joe St. Lawrence, Division des comptes et de la statistique de l'environnement

Les Indicateurs canadiens de durabilité de l'environnement (ICDE) sont une série d'indicateurs publiés par le gouvernement fédéral dans le but de permettre aux Canadiens de mieux comprendre le lien entre l'économie, l'environnement et la santé humaine. L'indicateur de l'exposition à l'ozone troposphérique fait partie de ces indicateurs. Ce dernier reflète la tendance des niveaux d'ozone pondérés selon la population.

La présente étude pousse l'analyse des tendances plus loin et se fonde sur l'indicateur des ICDE. Elle présente deux autres tendances de la concentration d'ozone troposphérique pondérées selon la population de 1990 à 2005 : une tendance basée sur une limite inférieure ou le 25e percentile des données sur la concentration et une tendance basée sur une limite supérieure ou le 75e percentile des données sur la concentration (voir l'encadré pour de plus amples renseignements).  

De 1990 à 2005, l'augmentation estimée, selon la limite inférieure des données annuelles sur la concentration, était statistiquement plus significative que l'augmentation estimée selon la tranche moyenne de données annuelles sur la concentration. En revanche, l'analyse de la tendance selon la limite supérieure des données sur la concentration n'a pas révélé d'augmentation ni de diminution statistiquement significative.

Qu'est-ce que l'ozone troposphérique?
Distribution de concentration d'ozone
La limite inférieure des données révèle une tendance à la hausse plus significative
Conclusion

Ce que vous devriez savoir au sujet de la présente étude

Cette étude est fondée sur les données tirées des Indicateurs canadiens de durabilité de l'environnement (ICDE), 2007. L'information sur les sources de données et les méthodes qui sous-tendent l'indicateur d'exposition à l'ozone troposphérique est tiré des Indicateurs canadiens de durabilité de l'environnement : Indicateurs de la qualité de l'air : Sources des données et méthodes, no 16-254-X au catalogue.

Plus de 250 stations de surveillance de la qualité de l'air sont situées partout au Canada. La plupart des stations qui recueillent des données sur l'ozone troposphérique sont organisées en vertu du programme du Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique (RNSPA). L'indicateur de l'ozone des ICDE est une estimation de la tendance de l'exposition chez la population à l'ozone troposphérique. Une méthodologie pondérée selon la population est utilisée pour tenir compte du nombre de personnes qui vivent dans un rayon de 40 km des stations de surveillance. On prête un plus grand poids aux données sur la concentration d'ozone dans les régions à plus forte densité de population qu'à celles dans les régions moins peuplées afin de rajuster les écarts entre les secteurs plus peuplés et les secteurs moins peuplés.

L'indicateur de l'ozone de 1990 à 2005 est basé sur des concentrations moyennes pondérées selon la population recueillies auprès de 76 stations de surveillance satisfaisant aux critères d'inclusion des ICDE, du mois d'avril au mois de septembre, lorsque les concentrations d'ozone sont relativement élevées par rapport à d'autres mois de l'année. La tendance est exprimée en taux de variation annualisé sous forme de parties par milliards par année (ppb/année) et de pourcentage de variation par année, avec des intervalles de confiance connexes, respectivement.

25e, 50e et 75e percentiles

Les concentrations au 25e et au 75e percentiles servent à regrouper les données de la période chaude de 180 jours, d'avril à septembre, en 3 parties, soit le quart le plus bas, le quart le plus haut, et le milieu.

La limite inférieure du spectre représente les jours affichant des concentrations d'ozone qui sont approximativement en dessous de 30 ppb. Ces jours ont des concentrations qui sont similaires aux niveaux naturels et sont considérés dans cette étude comme étant les « bons jours » de la période chaude sur le plan de la concentration en ozone troposphérique.

La limite supérieure du spectre représente les jours affichant des concentrations d'ozone qui sont approximativement au dessous de 40 ppb. Ces jours ont des concentrations qui sont passablement au-dessus de celles des niveaux naturels et sont considérés dans cette étude comme étant les « mauvais jours » de la période chaude sur le plan de la concentration en ozone troposphérique.

Le milieu du spectre comporte le point médian (le 50e percentile) et le point moyen. Ces points représentent la concentration en ozone troposphérique d'un jour moyen de la période chaude. Le milieu du spectre représente les jours moyens affichant des concentrations d'ozone se situant autour de 35 ppb.

Analyse

L'analyse des tendances menée dans le cadre de cette étude se fonde sur le même test de régression linéaire non paramétrique utilisé dans le rapport des ICDE de 2007. Le terme « significatif » utilisé dans cette étude renvoie à la signification statistique. Les tendances déclarées ont des valeurs de probabilité (p) et des intervalles de confiance (IC). Cette étude ne prétend pas faire la synthèse et l'analyse des données spatiotemporelles et environnementales pour examiner les relations de cause à effet, ce qui dépasserait le cadre de l'étude.

Qu'est-ce que l'ozone troposphérique?

L'ozone troposphérique est un polluant atmosphérique. Il s'agit d'un composé instable et hautement réactif qui réagit au contact de presque tout, principalement d'autres polluants présents dans l'air ambiant, notamment les oxydes d'azote (NOx) et les composés organiques volatiles (COV). Ensemble, ces polluants atmosphériques entraînent la formation du smog, en particulier durant les mois plus chauds de l'année.

L'exposition à l'ozone troposphérique est plus grande pendant les périodes chaudes que pendant les périodes froides de l'année.  L'exposition à l'ozone comporte certains dangers pour la santé et peut provoquer un éventail de problèmes respiratoires mineurs et graves.

Les activités humaines ont une incidence sur la formation de l'ozone troposphérique; toutefois, l'ozone est également présent dans l'environnement naturel à des concentrations connues sous le nom de niveaux naturels.

Distribution de concentration d'ozone

En général, la concentration moyenne annuelle d'ozone dans les stations naturelles canadiennes se situe entre 25 et 35 parties par milliard (ppb), une plage similaire à celle des sites naturels aux États-Unis et autour du monde1. Ces niveaux naturels de concentration d'ozone représentent presque la moitié de la valeur limite tolérable du standard pancanadien (SP) pour l'ozone troposphérique2.

Au cours des mois chauds de l'année, d'avril à septembre, les concentrations quotidiennes d'ozone troposphérique varient d'aussi peu que 10 ppb à plus de 100 ppb, selon le mercure, l'ensoleillement, la configuration des vents, les concentrations de NOx et la proximité spatiale entre les stations de surveillance et les sources de polluants responsables de la production et de l'appauvrissement de l'ozone.

Sur le plan de l'exposition accumulée, les jours caractérisés par des niveaux d'ozone similaires ou supérieurs au 75e percentile3 ont un plus haut degré de risque, comparativement aux jours qui ont des niveaux d'ozone similaires ou inférieurs au 25e percentile4.

La limite inférieure des données révèle une tendance à la hausse plus significative

À la suite d'une analyse de la tendance à la limite supérieure du spectre de la concentration d'ozone, soit le 75e percentile, les résultats n'ont pas révélé d'augmentation ni de diminution statistiquement significative5.

Les résultats d'une analyse des tendances dans la tranche moyenne, soit la moyenne et la médiane du spectre de la concentration d'ozone, où on retrouve les jours caractérisés par des concentrations d'ozone de près de 35 ppb, révèlent  une tendance à la hausse statistiquement significative, une augmentation de 0,3 ppb/année6. Ce taux est équivalent à une augmentation moyenne annuelle en pourcentage de 0,8 %7.

Toutefois, une analyse de la tendance à la limite inférieure du spectre de la concentration d'ozone, soit le 25e percentile, révèle une tendance à la hausse statistiquement plus significative, une augmentation de 0,4 ppb/année8. Ce taux est équivalent à une augmentation moyenne annuelle en pourcentage de 1,5 %9. Le graphique 1 présente les résultats de l'analyse des tendances des trois groupes de concentrations.

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Graphique 1
Les bons jours deviennent de moins en moins bons et les mauvais jours demeurent pareils

Conclusions

Les résultats de cette étude génératrice d'hypothèses révèlent qu'en ce qui concerne l'estimation nationale de la concentration d'ozone troposphérique pondérée selon la population, les bons jours deviennent de moins en moins bons et les mauvais jours demeurent pareils.

On doit examiner davantage la mesure dans laquelle l'augmentation des températures, d'une part, et la baisse des émissions de NO, d'autre part, ont influencé ces tendances à la hausse.

Analyser l'influence de tels paramètres est hors du champ de la présente étude. Les travaux à venir pourraient davantage évaluer le rôle de certains de ces facteurs qui influencent l'importance de notre exposition cumulée à l'ozone troposphérique durant les mois chauds de l'année.


Notes

  1. Ian G. McKendry, 2006, Background Concentrations of PM2.5 and Ozone in British Columbia, Canada, (PDF) Geography / Atmospheric Science, Préparé pour le British Columbia Ministry of the Environment, (site consulté le 28 avril, 2008).
  2. Le standard pancanadien pour l'ozone troposphérique est de 65 ppb, durée moyenne de 8 heures, résultat fondé sur la mesure ambiante annuelle se situant au 4e rang des plus élevées, répartie sur trois années consécutives, d'ici 2010. Voir Le Conseil canadien des ministres de l'environnement, 2008, Particule et ozone au niveau du sol, (site consulté le 14 avril 2008).
  3. Le 75e percentile des données représente les jours affichant des concentrations d'ozone approximativement au-dessus de 40 ppb.
  4. Le 25e percentile des données représente les jours affichant des concentrations d'ozone approximativement en dessous de 30 ppb.
  5. p = 0,260; IC à 90 % : -0,1 à 0,5 ppb/année.
  6. p = 0,054; IC à 90 % : 0,1 à 0,5 ppb/année.
  7. IC à 90 % : 0,1 % à 1,7 %.
  8. p = 0,001; IC à 90 % : 0,2 à 0,5 ppb/année.
  9. IC à 90 % : 0,7 % à 1,8 %.