Moteurs à combustion : substances, effets, prévention ! - Colloque SAT 2018 Atelier - CNESST
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Moteurs à combustion : substances, effets,
prévention !
Colloque SAT 2018
Atelier
Juin 2018
Vos animateurs • Marc Robitaille, médecin responsable programme SAT, DSPu • Marc Mastromatteo, APPR (hygiène du travail), DSPu
Objectifs de la présentation • Présenter quelques notions de base en toxicologie et effet à la santé entourant les produits émis par les moteurs à combustion interne • Présenter sommairement les principales mesures de prévention par rapport aux substances dégagées, telles que le monoxyde de carbone, les oxydes d’azotes et les particules
Plan de présentation • Les généralités • Émissions potentielles • Sources potentielles • Les valeurs de références • Notions de toxicologie • Voies d’entrée • Arbre pulmonaire (pénétration agresseurs) • organes cibles (poumons, sang, reins) • NAOEL, LAOEL, CL50, limite des valeurs • Effet synergique (Ex. : Mixie) • Mesure de prévention
Un petit rappel • Gaz : existe sous forme gazeuse à TPN/pas de forme précise et occupe tout l’espace… • Ordre de la molécule • La pression et la température influencent le volume • Aérosol : particule solide ou liquide en suspension dans l’air ambiant • Dans le cadre de la combustion, souvent de fines particules solides • Ordre de 0,001 à 100 microns • Fibres, agrégats, plaques, sphériques
Exemple d’ajustement à TPN
Conditions Volume Masse de CS2 [CS2] [CS2]
dans le ballon Mg/m3 ppm
Condition TPN 1 31 31 10
T= 25
(10)
P=101.3 KPa
Condition 2 0,81 31 38,3 10
T= 25
(12,3)
P=125,1 KPa
Condition 3 0.93 31 33.3 10
T= 5
(10.7)
P=101.3 KPa
Condition 4 0.82 31 37.8 10
T= 30
(12.14)
P=125.1 KPa
ppm ajusté à TPN indiqué en couleur rouge
Combustion • Moteur à combustion • Combustion complète hydrocarbure + O2 + N2→ CO2 + H2O + N2 + énergie • Combustion incomplète hydrocarbure + O2 + N2 → CO + CO2 + H2O + NOx + particules +énergie
Les déterminants de l’exposition • Dilution dans la pièce • Influence du temps de réchauffement • Taux d’émission • Temps d’utilisation • Moyens de contrôle en place
Principales sources • Véhicule à combustion • Essence, propane et diésel • Influencé par: système de catalyseur, ajout d’additif, entretien de l’équipement
Autres sources contributives pour le CO • Unité de chauffage au gaz • Salamandre, fournaise • Chauffe-eau au gaz (laveuse à pression) • Génératrice/compresseur • Scie à béton, chaine • Polisseuse • Pompe à eau
Valeurs de référence
NAAQS Santé Canada Santé RSST ACGIH
publique
NO2 0,1 ppm 1 hr 0,011 ppm 24 hr 3 ppm 8 hr 0,2 ppm 8 hr
0,053 ppm 1 an 0,09 ppm 1 hr
CO 9 ppm 8 hr 10 ppm 24 hr 20 ppm 35 ppm 8 hr
35 ppm pr 1 hr 25 ppm 1 hr 200 ppm 15 min*
Formaldéhyde 0,04 ppm 8 hr 2 ppm (P) 0,1 ppm 8 hr
( H-CHO) 0,1 ppm 1 hr 0,3ppm STEL
SO2 0,075 ppm 1 hr 2 ppm 8 hr 0,25 ppm STEL
5 ppm 15 min*
Carbone Totale (RSSM)
0,4 mg/m3
NAAQS, National ambiant air quality stadard de l’US EPA
Santé Canada, site web
RSST, Règlement sur la santé et la sécurité du travail
ACGIH: American conference of gouvernemental industrial hygienists
* et autres conditions d’application.Le carbone total (CT)
Somme du carbone élémentaire (CE) et du carbone organique (CO)
Forme environ 85 % de la matière particulaire diesel
CT = CE + CO
Carbone élémentaire (CE) :
Particules de carbone pur
Carbone organique (CO) :
composés complexes de carbone (aldéhydes et hydrocarbures
aromatiques polycycliques).
Fumée de cigarette, carbonates, brouillard d’huile (interférence
sur la mesure du carbone organique)
Mesure de la matière particulaire diésel dans les mines/Ressources naturelles CanadaRéférence (propane)
InfoLABO n° 2000-02
Gaz émis Concentrations recommandées
Oxyde de 0,1 - 0,8 % (ralenti);
carbone 0,5 - 0,8 % (vitesse de croisière)
Oxygène 0,8 - 2 %
Hydrocarbures Moins de 200 ppm
Dioxyde de Égale ou supérieure à 11 %
carbone
Source : IRSSTNotion de toxicologie • Volet toxicologie • Voies d’entrée • Arbre pulmonaire (pénétration agresseurs) • Organes cibles (poumons, sang, reins) • NAOEL, LAOEL, CL50, limite des valeurs
Relation dose-effet
• La valeur seuil représente la
quantité minimale sous laquelle il
ne se produit pas d’effet. Au-
dessus de ce seuil, l’effet observé
dépend de la dose
• La notion de seuil toxique est
importante, car elle peut servir à
fixer des normes
http://www.csst.qc.ca/prevention/reptox/toxicologie/notions-toxicologie/Pages/06-dose-relations-toxiques.aspxAspects toxicologiques
Produits Effets
• Formaldéhyde Irritant puissant
• Acroléine Irritant puissant
• Phtalates Sensibilisants
• NO2 Irritant
• SO2 Irritant
• Particules Irritation, adsorption
• HAP Cancérigènes
• Hydrocarbures OppressionVoies respiratoires Marieb, 2010, fig. 22.1
Voies respiratoires
Aérosols
• Les particules qui peuvent
passer par le nez sont dites
inhalables
• Celles qui se rendent aux
alvéoles sont dites respirables
RÉGION GROSSEUR DES PARTICULES
Naso-pharynx
de 5 à 30 µm
(nez et gorge)
Trachée, bronches,
de 1 à 5 µm
bronchioles
Alvéoles pulmonaires 1µm et moinsAérosols • Les grosses particules (5 à 30 um) vont se déposer dans la région du nez/pharynx où elles seront éliminées par la toux, l’éternuement ou le mouchage • Les particules insolubles de dimension intermédiaire (1 à 5 um), se déposent dans la région de la trachée/bronches et peuvent être éliminées sous l’action de l’escalier muco-cilié • Elles peuvent remonter vers la gorge et être avalées • Les petites particules (0,1 à 1 um) atteignent facilement la région alvéolaire pour être phagocytées ou transportées par le système lymphatique
Toxicologie
Gaz
Particules, gaz et
vapeurs toxiquesFumées diésel
Toxicologie Ecobichon, D.J. The basis of toxicity testing.
CRC Press, Boca Raton, USA. 1992Toxicologie
• NOEL (No Observable Effect Level)
• le dosage maximal où aucun effet n’est observable
• NOAEL (No Observable Adverse Effect Level)
• dosage maximal où aucun des effets toxiques n’est observable
• LOAEL (Lowest Observable Adverse Effect Level)
• dosage le plus bas auquel les effets toxiques sont observables
• La DL50, dose létale pour 50 %
• est la dose à laquelle la moitié de la population est décédée
• La CL50, concentration létale pour 50 %
• Est la concentration dans l’air à laquelle la moitié de la population est décédéeToxicité chronique • Certains effets néfastes peuvent prendre plusieurs semaines ou de nombreuses années avant d’être diagnostiqués et éventuellement se révéler irréversibles. • L’évaluation de la toxicité aiguë ne permet pas de prédire ce type de toxicité d’une substance. • Des études destinées à évaluer la toxicité chronique doivent donc être effectuées. Celles- ci durent plusieurs mois ou années et supposent l’administration de plus d’une dose à des intervalles variant selon la méthode employée. http://www.csst.qc.ca/prevention/reptox/toxicologie/notions-toxicologie/Pages/08-comment-evaluer-effet-toxique.aspx
Cancer Les fumées d’échappement des moteurs diésels sont reconnues comme cancérogènes depuis 2012 par le Centre international de recherche sur le cancer (groupe 1 : definite human cancerogen) Plusieurs études tendaient à le démontrer, surtout dans l’industrie ferroviaire, celle du transport et aussi l’industrie minière
Cancer • Ceci avait déjà été quantifié dans d’autres pays • En 2012, Brown et al. avaient estimé que 1,8 % des cancers du poumon au Royaume-Uni étaient reliés à une exposition aux fumées diésels au travail • La troisième cause de cancer pulmonaire après : • L’amiante • La silice
Cancer La première étude canadienne à quantifier le fardeau du cancer du poumon secondaire aux émanations des moteurs diésels est en voie de publication : Kim J, Peters CE, Arrandale VH, et al., Occup Environ Med Epub http://dx.doi.org/10.1136/oemed-2017-104950
Cancer
Cette étude rapporte que, selon leurs calculs :
• 2,4 % des cas de cancers du poumon au Canada
seraient dus à l’exposition aux fumées de diésel
• 560 cas et 460 décès en 2011
• Les professions les plus à risque :
• Mineurs sous-terre
• Chauffeurs de camion
• MécaniciensCancer
Cancer
Suivi biologique/air ambiant
Agresseur Suivi biologique Air ambiant
Monoxyde de carbone (CO) Carboxyémoglobine ILD pour voir variation
(après exposition, peu journalière
indicateur à de faible taux)
Dioxyde d’azote (NO2) Aucun examen spécifique ILD pour voir variation
journalière
Carbone total Aucun examen spécifique Évaluation
environnementale
Bref, il y a peu de suivi à faireSynergie des agresseurs (Diesel)
Le SO2, le NO2 et le formaldéhyde (gaz présent en faible
concentration) ont en commun 3 classes d’effets toxiques :
• Atteintes oculaires
• Atteintes des voies respiratoires supérieures et inférieures
http://www.irsst.qc.ca/mixiePrévention
Les 4 grands principes
1. Substitution (le plus efficace, s’il ne cause pas d’autre
problème)
2. Isolement (contrôle les émissions/protège contre)
3. Ventilation (générale et locale)
4. Mesure administrativePrévention • Substitution • Pas toujours évident/équipement électrique là où applicable • Choix du combustible/essence versus propane
Prévention • L’isolement (contextuel) • Sortir la source du milieu de travail • Encoffrement des petites sources • Système d’échappement • Aucun APR filtrant efficace pour l’ensemble des gaz présents
Prévention
• La ventilation
• Général
• Principe de dilution seulement
• Nécessite un apport d’air frais
• Valeur règlementaire à respecter ≠ Contrôle total
• Locale (captation à la source)
• La plus efficace et moins couteuse
• Nécessite de l’ingénierie et de l’entretien préventif
• Conception, balancement du systèmePrévention
Prévention
Exemple
Prévention
• Les mesures administratives
• L’entretien préventif
• Injecteur, filtres (air, essence), ajustement
• La rotation de poste
• Habitudes de vie
• Arrêt du moteur, aire de stationnement
• Les critères d’achat
• Spécification sur la performance, cabines, ventilationVos commentaires
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