État des connaissances sur la relation entre les activités liées au gaz de schiste et la santé publique

Photo: Tim Shaffer

MISE À JOUR

Direction de la santé environnementale et de la toxicologie
Septembre 2013


RÉSUMÉ

En 2010, l’Institut national de santé publique du Québec (INSPQ) avait produit une recension des écrits afin de documenter la relation entre les activités liées au gaz de schiste et la santé publique (Brisson et al.,2010). Le présent document constitue une mise à jour de ce rapport. Cette démarche a été motivée par plusieurs événements dont la tenue d’une évaluation environnementale stratégique (ÉES) commandée par le gouvernement québécois, l’annonce de projets d’exploration pétrolière au Québec faisant appel à des techniques semblables, de nouveaux incidents aux États-Unis et au Québec associés à l’industrie gazière et la publication continue de données scientifiques sur le sujet. Cette mise à jour met en évidence les nouvelles connaissances publiées depuis 2010 sur les enjeux sanitaires reliés à l’industrie du gaz de schiste, confirme ou nuance certains éléments ou facteurs de risque soulevés en 2010 et identifie des lacunes dans les connaissances scientifiques reliées à divers facteurs de risque pour l’humain. Les thématiques abordées dans ce document sont les mêmes que dans le rapport de 2010.

Plusieurs équipes scientifiques de l’Unité de santé environnementale de l’INSPQ ont contribué à la réalisation de ce mandat, lequel s’inspire des approches de recension systématique des écrits. À l’aide de mots-clés spécifiques, plusieurs bases de données documentaires ont été consultées et divers moteurs de recherche ont été interrogés. Par la suite, les titres et les documents obtenus ont été évalués en regard de leur pertinence et de leur qualité scientifique, puis les textes retenus ont fait l’objet d’une synthèse critique.

Mise à jour des connaissances sur les risques à la santé

Les résultats de la recension d’écrits sont présentés selon différentes thématiques soit: les risques technologiques, les risques reliés à la pollution de l’air, les risques reliés à la contamination de l’eau et les risques d’effets sur la qualité de vie.

Risques technologiques

L’examen de la littérature depuis 2010 amène à constater qu’il n’y a pas eu beaucoup de données scientifiques nouvelles portant sur l’impact sur la santé humaine des activités d’exploration et d’exploitation des gaz de schiste. En lien avec la thématique, dix-huit études ont été retenues pour cette mise à jour. Les documents consultés permettent de tirer les constats suivants:

• Les explosions, les incendies, les fuites et les déversements de matières dangereuses sont les types d’incidents aux États-Unis et au Canada susceptibles de menacer la santé de la population. En termes d’ampleur, une recension aux États-Unis dénombre par exemple plus de 825 incidents environnementaux différents.

• La grande majorité des accidents survenus tout au long du processus d’exploration et de production du gaz sont associés à des erreurs humaines, à de la négligence, à des défaillances matérielles et à la complétion inadéquate des puits de forage.

• Lors de déversements et de fuites de substances chimiques, les travailleurs, la population avoisinante et les premiers répondants sont les sujets les plus à risques de subir des préjudices sérieux.

• Le transport de matières dangereuses comporte des risques particuliers aux différentes phases du transport.

Les documents recensés soulèvent aussi des constats pour la gestion de ces risques:

• Un encadrement de l’industrie et un resserrement de la législation paraissent des mesures efficaces pour réduire la fréquence des événements environnementaux.

• Les mesures d’urgence et la surveillance demeurent des aspects de la gestion du risque à bien considérer, un des défis étant de favoriser la collaboration entre l’industrie gazière et les principaux organismes publics concernés.

Par ailleurs, les constats issus de la littérature permettent de constater que les connaissances de la nature, des quantités, des procédures de manipulation et de transport des substances chimiques utilisées par l’industrie gazière demeurent encore incomplètes. Ce manque de connaissances fait en sorte qu’il n’est pas encore possible d’évaluer le niveau potentiel d’exposition tant des travailleurs que de la population environnante à ces substances et de faire l’évaluation des risques.

Risques reliés à la pollution de l’air

L’exposition aux polluants de l’air est associée à plusieurs effets sur la santé, notamment à des effets cardiorespiratoires. La mise à jour quant aux risques sanitaires reliés à la pollution de l’air se fonde sur quatorze nouveaux écrits. Ces documents permettent de constater les éléments suivants:


• Diverses modélisations et mesures effectuées depuis 2010, à proximité de sites d’activités liés au gaz de schiste, permettent de prévoir des augmentations locales des concentrations de certains polluants de l’air et en particulier, celles des particules fines et de l’ozone et de ses précurseurs (c.-à-d.COV).


• Très peu d’études ont porté sur les risques à la santé associés à l’exposition aux polluants de l’air émis lors des activités associées à l’exploration et à l’exploitation du gaz de schiste. Quelques évaluations estiment que les risques sont plus importants pour les individus habitant à proximité de puits (p. ex., < 1km ) ou dans les comtés américains où les activités sont le plus concentrées. Dans une perspective de gestion des risques, la littérature scientifique colligée et les règles de l’art suggèrent des approches d’estimation de risques à la santé, notamment quant à l’effet cumulé des composés émis dans l’air et quant aux mesures de polluants de l’air préalables à toutes activités d’exploration. De plus, les principes de gestion de risque appliqués en santé publique (Ricard, 2003) mènent à penser que le risque serait mieux géré en tenant compte de distances séparatrices entre des sites d’exploration et d’exploitation du gaz de schiste et les zones habitées. Finalement, les constats issus de la littérature montrent que la prise en compte des effets indirects à la santé associés à l’émission de gaz à effets de serre par les activités liées à l’exploration et à l’exploitation du gaz de schiste est requise pour documenter les risques de façon cohérente avec les modalités préconisées en santé publique. Risques reliés à la contamination de l’eau La littérature recensée pour cette mise à jour comporte dix-huit nouveaux textes. Ceux-ci montrent que les possibilités de contamination des eaux souterraines sont réelles. Notamment: • Des contaminations sont survenues à la suite d’un accident, par exemple: lors d’une défaillance technique au moment de la fracturation avec rejet dans l’environnement des boues et produits de la fracturation; lors d’une fuite de gaz due à une défaillance des infrastructures des voies d’extraction; pendant les opérations normales d’extraction des gaz de schiste. • Il a été démontré que des problèmes d’étanchéité des coffrages des puits d’extraction étaient à l’origine de cas de contamination survenus dans des conditions normales d’opération. • Une hypothèse controversée suggère la migration accélérée des contaminants contenus dans la roche-mère vers la surface à travers des failles ou fissures causées ou accentuées par la fracturation hydraulique. Elle reste à confirmer ou à infirmer par de nouvelles recherches. Si cette hypothèse était confirmée, le risque de contamination des nappes phréatiques persisterait même si des solutions techniques définitives étaient apportées aux problèmes d’étanchéité. Enfin, tout comme dans la recension de l’INSPQ en 2010 (Brissonet al.,2010), l’exercice de recension montre que plusieurs connaissances restent à acquérir. Risques d’effets sur la qualité de vie La mise à jour de la littérature sur les effets à la qualité de vie et aux dimensions psychologiques et sociales a permis de colliger 22 nouveaux textes. Les nouveaux documents mis au jour ont confirmé les résultats présentés en 2010 (Brisson et al.,2010). Les activités reliées à l’exploration et l’exploitation du gaz de schiste sont susceptibles de causer des impacts sur la qualité de vie et la santé sociale et psychologique, notamment quant aux aspects suivants: • L’augmentation de la circulation, le bruit, la luminosité intense et les vibrations causées par ces activités industrielles occasionnent des nuisances pour la population avoisinante, particulièrement chez les résidents vivant à proximité d’un site de forage ou d’une route empruntée par les travailleurs. • Le phénomène boomtown a été observé à maintes reprises dans les communautés états-uniennes exploitant le gaz de schiste. Lorsqu’il est présent, il entraîne des effets socioéconomiques, culturels et psychologiques. Ces impacts varient selon le profil de la communauté d’accueil, les infrastructures et les services offerts et le niveau de préparation des autorités. • La pénurie de logements, l’augmentation du prix des biens et des services et l’augmentation des tensions et des conflits ont été constatées dans plusieurs cas étudiés. • À leur tour, les nuisances et les effets sociaux ont causé chez certaines personnes du stress, de l’anxiété, de l’angoisse, des sentiments de perte de confiance et de perte de contrôle. Les résultats issus de la littérature amènent à réfléchir notamment au moment où il convient d’investiguer et de caractériser chaque population concernée. Selon les règles de l’art en évaluation des impacts, réaliser ces activités avant l’arrivée de l’industrie permet habituellement de prévenir certains de ces effets sociaux et psychologiques. Perspectives de réflexion pour la gestion du risque La perspective de gestion des risques mise de l’avant par le réseau de la santé publique québécoise préconise des principes directeurs dans les dossiers de ce type, dont la transparence, la participation, l’équité, l’appropriation des pouvoirs, la prudence et la rigueur scientifique. En ce sens, des avancées scientifiques ont été réalisées et se poursuivent afin d’identifier les problèmes et de considérer les solutions permettant de réduire les impacts sanitaires de cette industrie. En revanche, de nouvelles questions scientifiques sont soulevées au sujet de plusieurs facteurs de risque dont l’impact à long terme sur la santé demeure préoccupant pour les communautés où se développe l’industrie gazière. Par ailleurs, les résultats de cette recension démontrent l’importance de poursuivre des travaux de recherche dans la perspective d’orienter la démarche des instances concernées en matière d’exploration et d’exploitation du gaz de schiste au Québec. Les constats de cette recension réitèrent aussi les paramètres jugés incontournables en gestion des risques, qui contribuent à prendre des décisions éclairées. Entre autres, les étapes suivantes sont importantes: • Suivre l’évolution des recherches scientifiques. • Documenter et rendre accessible les données associées à l’exposition aux divers facteurs de risque. • Documenter et mesurer les paramètres présents avant toute opération. • Établir des mesures de prévention et de protection pour limiter les risques à la santé. Lien: http://www.inspq.qc.ca/pdf/publications/1749_EtatConnRelaActGazSchisteSantePubl_MAJ.pdf

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State of knowledge on the relationship between shale gas related activities and public health

Update September 2013

Directorate of environmental health and toxicology

SUMMARY

Please note that this is my own translation of the original French document

In 2010, the Quebec National Public Health Institute (INSPQ) had published a census of writings in order to document the relationship between shale gas related activities and public health (Brisson et al., 2010). This document is an update of the report. This initiative has been modivated by many events, among those the Strategic Environmental Assessment (ÉES) ordered by the Quebec government, the announcement of oil exploration projects in Quebec that would use similar techniques, new incidents in the US and in Quebec associated with the natural gas industry and the ongoing publications of scientific data on the subject. This update puts forth the recent data published since 2010 on the sanitary effects tied to the shale gas industry, backing up or clarifying some elements or risk factors brought up in 2010 and identifying the gaps in the scientific knowledge tied to different risk factors for humans. The themes brought up in this document are the same as is the 2010 report.

Many scientific teams of the Environmental Health Unit of the INSPQ have contributed to the realisation of this mandate inspired by the systematic approach of the data. Thanks to specific key words, many documentary data bases have been consulted and some search engines have been used. Afterwards, the titles and the documents obtained were evaluated by their relevance and their scientific quality, then the texts obtained this way were critically reviewed.

Update of our knowledge of risks for health

The results of the recension of the texts are presented by different themes: technological risks, risks related to air pollution, risks related to water contamination and risks of impacts on the quality of life.

Technological risks

The examination of the literature since 2010 brings us to admit that there are not a lot of new scientific data on the impacts of exploratory and exploitation of shale gas on human health. Tied with this theme, 18 studies were chosen for this update. The documents consulted let us observe the following:

- The explosions, the fires, the leaks and the spills of dangerous substances are the kind of incidents in the US and in Canada that are susceptible of being a risk to the population's health. On a magnitude scale, a recension in the US lists more than 825 different environmental incidents, for example.

- The great majority of the accidents that happened during the exploration process and production of (natural) gas are tied to human error, to negligence, to material failure and to inadequate completion of wells.

- During spills and leaks of chemicals, the workers, the neighboring population and first responders are the people the most at risk of suffering from serious harm.

- The transportation of dangerous goods have particular risks at different stages of transport.

- The documents inventoried also bring up observations regarding risk management.

- Elsewhere across the globe, better oversight of the industry and a more strict legislation are measures recommended for an efficient reduction of environmental events.

- Emergency measures and oversight remain aspects of risk management to remember, one of the challenges is to facilitate collaboration between the gas industry and the main public organisations involved.

Observations from the literature bring us to the conclusion that the knowledge about the nature, the quantities, the manipulation and transportation procedures of chemicals used by the gas industry are still incomplete. This gap in our knowledge makes it still impossible to evaluate the potential level of exposition for the workers and the neighboring population to these substances and then do the evaluation of the risks.

Air pollution

The exposition to the air pollutants is tied to many impacts on health, like cardio-respiratory effects. By this present analysis of the literature, local increase of certain air pollutants, particularly the fine particulates and ozone, and their precursors (VOCs) are to be expected near the exploratory and exploitation sites with activities linked to shale gas, following different models and measures observed since 2010. Very few studies were about the risks to health linked to the exposition to air pollutants generated during the activities linked to the exploration and the exploitation of shale gas. A few evaluations estimate that the risks to health are more important for the individuals living near the wells (less than a kilometer, for example) or in the American Counties where these activities are the most concentrated.

In the perspective of risk management, the scientific literature collated and the established traditions suggest ways to evaluate the risks to health, notably when it comes to the cumulative effect of compounds generated in the air and for the measuring of air pollutants before any exploratory activity. Plus, risk management principles applied to public health (Ricard, 2003) seem to suggest that the risks would be better managed by taking into account the separation distances between the exploration and exploitation shale gas sites from inhabited regions.

Finally, observations coming from the literature demonstrate that taking into account the indirect impacts to health linked to greenhouse gases emissions coming from the activities tied with the exploration and exploitation of shale gas is necessary to document the risks in a coherent fashion with the terms recommended for public health.

Water contamination

The literature studied for this update includes 18 new texts. These demonstrate that the possibilities of contamination of groundwater are very real. Notably:

- These contaminations happened after an accident, for example during a technical failing during fracking involving a spill in the environment of mud and fracking products or during a gas leak due to a failure of the infrastructures of extraction pathways or still, during normal operations of extraction of shale gas.

- It has been demonstrated that sealing problems of the casings in the extraction wells were at the source of contamination cases that happened during normal operation conditions.

- A controversial hypothesis suggests that the accelerated migration of contaminants present in the bedrock towards the surface through faults or fissures made or widened by fracking. This remains to be confirmed or invalidated by more research. If this hypothesis is confirmed, the risk of contamination of groundwater would remain even if definitive technical solutions were brought to the sealing problems.

Finally, as with the review of the INSPQ in 2010 (Brisson et al., 2010), the recension exercise show that more knowledge remains to be acquired.

Quality of life

The updating of the literature about the impacts to the quality of life and the psychological and social aspects let us find 22 new texts. The new documents updated have confirmed the results presented in 2010 (Brisson et al., 2010). The activities that come with the exploration and the exploitation of shale gas are susceptible of causing impacts on the quality of life and social and psychological health, and notably, to the following aspects:

- A rise in (traffic) circulation, noise, intense luminosity and vibrations caused by these industrial activities bring nuisance for the neighboring population, especially for the residents living near a drilling site or a road used by the workers.

- The boomtown phenomenon was observed many times in the US communities exploiting shale gas. When present, it brings socio-economical effects, as well as cultural an psychological ones. These impacts vary depending on the profile of the community living them, their infrastructures and the services offered and the level of preparation of the authorities.

- The lack of lodging, the price increase of goods and services and the rise of tensions and conflicts have been noticed in many study cases.

- Also, the nuisance cases and the social impacts have caused some persons to go through stress, anxiety, anguish, feelings of loss of trust and control.

According to established rules to evaluate, investigate and characterize each concerned population would be necessary before the arrival of the industry and would prevent some of these social and psychological impacts.

Reflections on the sanitary risks associated to exploration and exploitation of shale gas

Risk management proposed by the Quebec public health system recommends guiding principles in such a file, like transparency, participation, equity, the appropriation of power, caution and scientific vigor (Ricard, 2003) have guided the analysis process and synthesis. According to the Quebec public health system, respecting these principles constitute a necessary foundation for an optimal management of the risks to health.

The state of knowledge of 2010 (Brisson et al., 2010) brought up many preoccupations regarding the risks to health. This update demonstrates that the recent scientific data brought an awareness from the authorities as to the necessity to document the risks associated with this industry so to better control it and prevent them. These works have permitted to identify some problems for which solutions can be brought to reduce the impacts, particularly in the management of accident risks. On the other hand, new scientific questions are brought up about many risk factors of which long term impacts on health remain worrisome for the communities where the gas industry is growing, for example for the risks of contamination of groundwater. The scientific community feels needed by the results coming from this recent research. Concerted efforts have been implemented, especially in the US, to validate the hypotheses that have been brought forward. Following the evolution of this research is primordial so that Quebec can take enlightened decisions when it comes to the exploration and exploitation of shale gas in its territory.

Also, the results of this recension demonstrate the importance of pursuing research in order to be able to guide the concerned authorities over the exploration and the exploitation of shale gas in Quebec. The observations of this recension also repeat the parameters judged inevitable in risk management that contribute to the taking of enlightened decisions. Among other things, the following stages are important:

- Follow the evolution of scientific research;

- Document and make accessible the data associated to the exposition to different risk factors (quantity of wells drilled annually, description of the communities, recension of vulnerable populations, etc.);

- Document and measure the present parameters before any operation;

- Establish prevention and protection measures to limit risks to health.