Geoscience of Climate and Energy 11. Ambient Air Quality and Linkage to Ecosystems in the Athabasca Oil Sands, Alberta

In 2010, there were 91 active oil sands projects in the Athabasca Oil Sands, Alberta where the Wood Buffalo Environmental Association monitors air quality and related environmental impacts. In 2012, ambient air concentrations of sulphur dioxide, nitrogen dioxide, and ammonia did not exceed the Alberta Ambient Air Quality Objectives. There was one exceedance of these objectives for ground-level ozone, and 62 exceedances for fine particulate matter with aerodynamic diameter ≤ 2.5 microns. There were 170 exceedances of the 1-hour hydrogen sulphide / total reduced sulphur odour threshold. The number of hourly exceedances has decreased since 2009, yet odours remain a serious concern in some communities. Based on the Air Quality Health Index (ozone, nitrogen dioxide, fine particulate matter), the risk from ambient air quality to human health from some pollutants was calculated to be low 96% to 98% of the time depending upon monitoring location, moderate 1% to 3.4%, high ≤ 0.4%, and very high ≤ 0.2% of the year. In a highly regulated setting like the Alberta oil sands, it is critical for stakeholders to quantify the spatial influences of emission source types to explain any consequential environmental effects. Source apportionment studies successfully matched source chemical fingerprints with those measured in terrestrial lichens throughout the region. Forensic receptor modeling showed source types contributing to elemental concentrations in the lichens included combustion processes (~23%), tailing sand (~19%), haul roads and limestone (~15%), oil sand and processed materials (~15%), and a general anthropogenic urban source (~15%). Re-suspended fugitive dust from operations, tailings dikes, quarrying, on-road transportation, and land clearing was found to contribute enrichment to a much greater degree than the hitherto assumed combustion source type.SOMMAIREEn 2010, il y avait 91 projets d’extraction en cours dans les sables bitumineux de l’Athabasca en Alberta, soit dans le secteur où la Wood Buffalo Environmental Association mesure la qualité de l'air et les répercussions sur les milieux de vie. En 2012, les concentrations dans l'air ambiant de dioxyde de soufre, le dioxyde d'azote et d'ammoniac n’ont pas dépassé les niveaux fixés par l’Alberta Ambient Air Quality Objectives. Il y a eu 1 dépassement de ces objectifs pour la concentration de l'ozone au niveau du sol, et 62 dépassements pour la concentration des particules fines d'un diamètre aérodynamique ≤ 2,5 micromètres. Il y a eu 170 dépassements pour la concentration du sulfure d’hydrogène pendant 1 heure / du seuil de l’odeur total de soufre réduit. Le nombre des dépassements horaires a diminué depuis 2009, mais les odeurs demeurent un grave problème dans certaines communautés. En fonction de la Cote air santé (ozone, dioxyde d'azote, particules fines), le risque de la qualité de l'air ambiant pour la santé humaine de certains polluants a été qualifiée de faible pour 96 % à 98 % des cas selon lieu de la mesure, de modérée dans 1 % à 3,4 %, plus élevé dans ≤ 0,4% des cas, et de très élevé dans ≤ 0,2% de l’année. Dans un cadre très réglementé comme celui des sables bitumineux de l'Alberta, il est essentiel pour les parties prenantes de quantifier spatialement les répercussions des divers types de sources d'émissions dans le but d’expliquer les conséquences sur les milieux de vie. Les études d’attribution des sources ont très bien recoupé celles des empreintes chimiques des sources mesurées dans les lichens terrestres dans toute la région. La modélisation par récepteurs forensiques a montré que les types de sources qui contribuent aux concentrations élémentaires dans les lichens proviennent des procédés de combustion (~ 23%), des sables résiduels (~ 19%), des routes de transport et du calcaire (~ 15%), des sables bitumineux et des matériaux transformés (~ 15%) et d’une source urbaine anthropique générale (~ 15%). On a établi que les poussières diffuses remises en suspension provenant de l'exploitation, les digues de résidus, les carrières, le transport routier et le défrichement contribuent à l’augmentation de la concentration à un degré beaucoup plus élevé que la combustion, qu’on ne l’avait estimé jusqu’à présent.DOI: http://dx.doi.org/10.12789/geocanj.2013.40.01