Document de recherche 2002/129
Repères biogéochimiques pour la détermination des sources de contaminants produits par des activités pétrolières et gazières extracôtières.
Par Cretney, W., Yunker, M., et Yeats, P.
Résumé
Les pétroles bruts sont des mélanges complexes de dizaines de milliers de composés. Comme de nombreuses structures sont possibles, la plupart des composés, s'ils sont connus, ne peuvent être identifiés que par leur composition élémentaire. Heureusement, ces composés se répartissent en catégories ou groupes de composés similaires. Il est donc possible de produire un arbre de classification des pétroles bruts et des produits raffinés permettant une évaluation préliminaire de leur toxicité et de leurs propriétés physico-chimiques. Par exemple, les pétroles peuvent être divisés chimiquement en une fraction aromatique, qui contient la majeure partie des composantes toxiques, et une fraction non aromatique, beaucoup moins toxique. Ces deux fractions peuvent ensuite être divisées en intervalles de distillation et donc en groupes de composés de structure similaire. L'ordre dans lequel la classification est faite est arbitraire et peut être ajusté aux besoins de l'évaluateur.
Les groupes de composés de structure similaire peuvent souvent être rattachés à des précurseurscommuns naturellement présents dans l'environnement. Certains membres de ces groupes constituent ce qu'on appelle des « biomarqueurs » en raison de leur origine biologique. Les composés plus robustes biologiquement et chimiquement, qui résistent à la dégradation lorsqu'ils se retrouvent dans des milieux aquatiques, constituent des biomarqueurs particulièrement utiles. Ils peuvent permettre de retracer l'origine de produits pétroliers trouvés dans l'océan. On ne peut ordinairement se fier sur la présence ou l'absence de composés particuliers pour distinguer différents pétroles bruts et leurs produits raffinés, quoique de telles distinctions puissent se faire. On se fonde plutôt sur leur composition en biomarqueurs. Divers outils d'analyse permettent de produire des « empreintes » de biomarqueurs qui, comme nos empreintes digitales, peuvent être comparées visuellement. De nos jours, toutefois, les comparaisons sont souvent effectuées à l.aide de méthodes statistiques informatisées, très perfectionnées.
Par ailleurs, la présence naturelle des mêmes biomarqueurs ou de composés similaires dans l'environnement crée un bruit de fond qui représente une difficulté majeure dans l'application de la méthode des empreintes. Les précurseurs biologiques des biomarqueurs contenus dans le pétrole sont continuellement produits dans l'environnement et sont transformés en composés pratiquement indistinguables de ceux du pétrole par les processus diagénétiques ayant lieu dans les sols et les sédiments. L'érosion des gisements de charbon et de schistes bitumineux et les suintements sous-marins de pétrole peuvent également entraîner l'introduction de bon nombre des mêmes biomarqueurs dans les sédiments, le biote et l'eau de mer.
Une mesure ou un repère définissant le profil des biomarqueurs du fond géochimique naturel pourrait être extrêmement utile pour évaluer l'impact d'un déversement majeur ou établir sans équivoque l'auteur ou les auteurs de nombreux petits déversements dont les effets sont cumulatifs. Le déversement de l'Exxon Valdez a donné l'occasion d'étudier de nouvelles approches de détermination de la source d'un déversement à l'aide de biomarqueurs et de méthodes statistiques. La question de la source du pétrole trouvé dans la zone d'un déversement et dans les environs demeure toutefois un sujet de discussions et de litiges. Des articles continuent d'être publiés sur l'impact du pétrole déversé, en partie à cause de l'absence de repères quant aux conditions qui existaient dans la zone avant le déversement. Il est possible d'éviter ce problème dans le cas du bassin Reine-Charlotte.
Les boues usées et les déblais de forage qui peuvent être libérés dans le milieu marin lors des forages d'exploration et de production contiennent des métaux, du pétrole et un certain nombre d'additifs don't l'empreinte peut se superposer à celle du fond géochimique naturel. Même si des considérations telles que le volume et la densité, aussi bien que l'expérience, indiquent que l'influence de ces composés serait limitée et locale, il serait utile d'établir l'empreinte des composantes importantes, telles que les sédiments de fond et la microcouche de surface, afin de faciliter le règlement de futures questions environnementales.
Les déversements de pétrole, gros ou petits, et les procédés de combustion et de forage ne sont pas les seules sources de composés organiques et de métaux introduits dans l'environnement marin par les activités pétrolières et gazières extracôtières. Au cours de la vie d'un champ pétrolifère, une grande quantité d'eau, pouvant dépasser jusqu'à dix fois la quantité de pétrole récupéré, est produite. Cette eau peut représenter une source majeure de composés organiques et inorganiques dans le milieu marin si elle est rejetée dans la mer plutôt qu'être réinjectée dans les formations exploitées. L'identification de l'origine de ces composés est nécessaire pour évaluer l'impact environnemental de l'eau produite. Tout comme pour le pétrole lui-même, il ne faut pas sous-estimer l'importance d'établir un repère pour les constituants de l'eau produite. À cet égard, une modification à grande échelle de la composition de la microcouche de surface de la mer présente un intérêt particulier.
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