Développement de facteurs de caractérisation pour les mélanges complexes d'hydrocarbures pour l'évaluation de l'impact écotoxicité aquatique en analyse du cycle de vie

L'Analyse du Cycle de Vie (ACV) est un outil qui évalue les impacts potentiels des émissions de contaminants dans l'environnement tout au long du cycle de vie d'un produit, procédé ou service. Les émissions de mélanges d'hydrocarbures, tels que les produits pétroliers, sont très fréquentes lors des activités industrielles (essence, diesel), particulièrement lors de déversements dans les fleuves et les océans. Or, ce type de mélange n'est pas caractérisé lors de l'Évaluation des Impacts du Cycle de Vie (ÉICV), qui correspond à la troisième étape d'une ACV. Actuellement, les facteurs de caractérisation (FC) considérés sont soit le plus faible et le plus élevé des constituants du mélange à l'étude, soit celui de substances supposées représentatives du mélange, soit ceux issus du fractionnement du mélange ou encore les impacts des différents composés sont additionnés. Les interactions pouvant exister entre les composés ne sont alors pas prises en compte, car les FC considérés sont pour des substances seules et non résultants de tous les constituants en présence. Il est alors important de développer des facteurs de caractérisation pour des mélanges complexes d'hydrocarbures afin de pouvoir évaluer, en ACV, les impacts potentiels de ces derniers sur les écosystèmes aquatiques. Ce projet porte sur le cas de l'huile de traitement des poteaux de bois sans pentachlorophénol, qui est un mélange d'hydrocarbures issu des processus de distillation de l'industrie pétrolière. L'objectif principal de la recherche est de développer des FC pour la catégorie d'impact écotoxicité aquatique pour des mélanges organiques complexes, dont les constituants présentent un mode d'action toxique commun, et pour lesquels les facteurs de sort (FF) ont été calculés pour différents compartiments environnementaux. Des FF ont été déterminés expérimentalement afin de prendre en compte les interactions entre co-contaminants. Ces FC expérimentaux ont alors été comparés avec les FC obtenus à partir du calcul des FF en utilisant différentes méthodes théoriques de regroupement des substances de propriétés et de devenir similaires dans l'environnement. L'hypothèse de recherche de cette étude est : « Dans un contexte d'ÉICV et pour la catégorie écotoxicité aquatique, les facteurs de caractérisation (FC) théoriques pour un mélange complexe d'hydrocarbures, développés en utilisant les propriétés des principales fractions du mélange, ont des valeurs qui ne sont pas significativement différentes des FC obtenus à partir de mesures expérimentales, qui prennent en compte les interactions pouvant exister entre co-contaminants.

Abstract

Life Cycle Assessment (LCA) is a tool used to assess the potential impacts of contaminant emissions to the environment over the whole life cycle of a product, process or service. Hydrocarbon mixtures, such as petroleum products, are frequently emitted to the environment because of industrial activities (gasoline, diesel), particularly when considering oil spill in rivers and oceans. This type of mixture is not characterized in Life Cycle Impact Assessment (LCIA), which corresponds to the third phase of a LCA. Currently, the characterization factors (CFs) considered are either the lowest and the highest of the mixture constituents or the most representative substance one or obtained by fractioning the mixture or finally the impacts of the different constituents are summed. Potential interactions between components are then not taken into account, as the considered CFs are for single substances and not the result of all the components taken together. Consequently, it is important to develop characterization factors for hydrocarbon complex mixtures in order to be able to evaluate, in LCA, the potential impacts of those products on aquatic ecosystems. This project is based on the case of the pole-treating oil without pentachlorophenol, which is a hydrocarbon mixture from distillation processes in the petroleum industry. The principal research objective is to develop CFs for the aquatic ecotoxicity impact category for organic complex mixtures, whose constituents have a common toxic mode of action, and for which fate factors (FF) have been calculated for several environmental compartments. Some FFs were determined by taking into account the interactions between co-contaminants. Those experimental CFs were then compared with others obtained from FFs calculated by using different theoretical methods, which group substances having similar properties and fate in the environment. The research hypothesis of this study is: “In a LCIA context and for the aquatic ecotoxicity category, the hydrocarbon complex mixture theoretical characterization factors (CFs), developed by using the mixture principal fraction properties, have values which are nit significantly different compared to the CF obtained from experimental measurements, which take into account potential interactions between co-contaminants.”