Harner, Tom, Rauert, Cassandra, Muir, Derek, Schuster, Jasmin K., Hsu, Yu-Mei, Zhang, Leiming, Marson, George, Watson, John G., Ahad, Jason, Cho, Sunny, Jariyasopit, Narumol, Kirk, Jane, Korosi, Jennifer, Landis, Matthew S., Martin, Jonathan W., Zhang, Yifeng, Fernie, Kim, Wentworth, Gregory R., Wnorowski, Andrzej, Dabek, Ewa, Charland, Jean-Pierre, Pauli, Bruce, Wania, Frank, Galarneau, Elisabeth, Cheng, Irene, Makar, Paul, Whaley, Cynthia, Chow, Judith C., and Wang, Xiaoliang
This air synthesis review presents the current state of knowledge on the sources, fates, and effects for polycyclic aromatic compounds (PACs) and related chemicals released to air in the oil sands region (OSR) in Alberta, Canada. Through the implementation of the Joint Canada--Alberta Oil Sands Monitoring Program in 2012 a vast amount of new information on PACs has been acquired through directed monitoring and research projects and reported to the scientific community and public. This new knowledge addresses questions related to cumulative effects and informs the sustainable management of the oil sands resource while helping to identify gaps in understanding and priorities for future work. As a result of this air synthesis review on PACs, the following topics have been identified as new science priorities: (i) improving emissions reporting to better account for fugitive mining emissions of PACs that includes a broader range of PACs beyond the conventional polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) including, inter alia, alkylated-PAHs (alk-PAHs), dibenzothiophene (DBT), alk-DBTs, nitro-PAHs, oxy-PAHs including quinones and thia- and aza-arenes; (ii) improving information on the ambient concentrations, long-range transport, and atmospheric deposition of these broader classes of PACs and their release (with co-contaminants) from different types of mining activities; (iii) further optimizing electricity-free and cost-effective approaches for assessing PAC deposition (e.g., snow sampling, lichens, passive ambient sampling) spatially across the OSR and downwind regions; (iv) designing projects that integrate monitoring efforts with source attribution models and ecosystem health studies to improve understanding of sources, receptors, and effects; (v) further optimizing natural deposition archives (e.g., sediment, peat, tree rings) and advanced forensic techniques (e.g., isotope analysis, marker compounds) to provide better understanding of sources of PACs in the OSR over space and time; (vi) conducting process research to improve model capabilities for simulating atmospheric chemistry of PACs and assessing exposure to wildlife and humans; and (vii) developing tools and integrated strategies for assessing cumulative risk to wildlife and humans by accounting for the toxicity of the mixture of chemicals in air rather than on a single compound basis.Key words: oil sands region, polycyclic aromatic compounds, PAHs, atmospheric fate, emissions, deposition.Cette revue de synthèse sur l'air présente l'état actuel des connaissances sur les sources, le devenir et les effets des composés aromatiques polycycliques (CAP) et des produits chimiques voisins rejetés dans l'air dans la région des sables bitumineux (RSB) en Alberta, Canada. Par la mise en oeuvre du Programme de surveillance des sables bitumineux Alberta-Canada (PSSBAC) en 2012, une quantité énorme de nouvelles informations sur les CAP a été acquise grâce à la surveillance sur demande et à des projets de recherche et a été signalée à la communauté scientifique et au public. Cette nouvelle connaissance touche les questions liées aux effets cumulatifs et renseigne sur la gestion durable de la ressource des sables bitumineux tout en aidant à signaler les écarts dans la compréhension et à établir les priorités pour les recherches futures. Grâce à cette revue de synthèse sur l'air axée sur les CAP, les sujets suivants ont été relevés comme étant les nouvelles priorités scientifiques : (i) améliorer les rapports sur les émissions afin de mieux rendre compte des émissions fugitives minières de CAP pour ainsi inclure une gamme plus large de CAP au-delà des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) conventionnels, y compris, entre autres, les HAP alkylés, le dibenzothiophène (DBT), les DBT alkylés, les HAP nitrés, les hydroxy HAP incluant les quinones, les thia-et aza-arènes; (ii) améliorer les informations sur les concentrations ambiantes, le transport à grande distance et le dépôt atmosphérique de ces classes plus larges de CAP et leur rejet (avec co-contaminants) provenant des différents types d'activités minières; (iii) optimiser davantage les approches sans électricité et rentables pour évaluer les dépôts de CAP (p. ex., l'échantillonnage de neige, les lichens, l'échantillonnage passif en milieu ambiant) dans l'espace à travers la RSB et les régions en aval; (iv) concevoir des projets qui intègrent les efforts de surveillance avec des modèles d'attribution des sources et des études de santé d'écosystème pour mieux comprendre les sources, les récepteurs et les effets; (v) optimiser davantage les archives naturelles de dépôts (p. ex., les sédiments, la tourbe, les anneaux de croissance d'arbre) et les techniques médico-légales avancées (p. ex., l'analyse isotopique, les composés marqueurs) pour offrir une meilleure compréhension des sources de CAP dans la RSB dans l'espace et le temps; (vi) mener des recherches de processus pour améliorer les capacités des modèles à simuler la chimie atmosphérique des CAP et à évaluer l'exposition de la faune et des humains; et (vii) développer des outils et des stratégies intégrées pour évaluer le risque cumulé à la faune et aux humains en prenant en compte la toxicité du mélange de produits chimiques dans l'air plutôt que sur une base d'un composé seul. [Traduit par la Rédaction]Mots-clés : région des sables bitumineux, composés aromatiques polycycliques, hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), devenir atmosphérique, émissions, dépôt atmosphérique., 1. IntroductionThe oil sands region (OSR) located in northern Alberta, Canada, contains the equivalent of approximately 170 billion barrels of oil (Fig. 1). These bituminous reserves that include the Athabasca, [...]