Maturation-dependent effects of chlorpyrifos and parathion and their oxygen analogs on acetylcholinesterase and neuronal and glial markers in aggregating brain cell cultures.

An in vitro model, the aggregating brain cell culture of fetal rat telencephalon, has been used to study the maturation-dependent sensitivity of brain cells to two organophosphorus pesticides (OPs), chlorpyrifos and parathion, and to their oxon derivatives. Immature (DIV 5-15) or differentiated (DIV 25-35) brain cells were treated continuously for 10 days. Acetylcholinesterase (AChE) inhibitory potency for the OPs was compared to that of eserine (physostigmine), a reversible AChE inhibitor. Oxon derivatives were more potent AChE inhibitors than the parent compounds, and parathion was more potent than chlorpyrifos. No maturation-dependent differences for AChE inhibition were found for chlorpyrifos and eserine, whereas for parathion and paraoxon there was a tendency to be more effective in immature cultures, while the opposite was true for chlorpyrifos-oxon. Toxic effects, assessed by measuring protein content as an index of general cytotoxicity, and various enzyme activities as cell-type-specific neuronal and glial markers (ChAT and GAD, for cholinergic and GABAergic neurons, respectively, and GS and CNP, for astrocytes and oligodendrocytes, respectively) were only found at more than 70% of AChE inhibition. Immature compared to differentiated cholinergic neurons appeared to be more sensitive to OP treatments. The oxon derivates were found to be more toxic on neurons than the parent compounds, and chlorpyrifos was more toxic than parathion. Eserine was not neurotoxic. These results indicate that inhibition of AChE remains the most sensitive macromolecular target of OP exposure, since toxic effects were found at concentrations in which AChE was inhibited. Furthermore, the compound-specific reactions, the differential pattern of toxicity of OPs compared to eserine, and the higher sensitivity of immature brain cells suggest that the toxic effects and inhibition of AChE are unrelated.

Involvement of glial cells in the neurotoxicity of parathion and chlorpyrifos.

An in vitro model, the aggregating brain cell culture of fetal rat telencephalon, has been used to investigate the influence of glial cells on the neurotoxicity of two organophosphorus pesticides (OPs), chlorpyrifos and parathion. Mixed-cell aggregate cultures were treated continuously for 10 days between DIV 5 and 15. Parathion induced astrogliosis at concentration at which MAP-2 immunostaining, found here to be more sensitive than neuron-specific enzyme activities, was not affected. In contrast, chlorpyrifos induced a comparatively weak gliotic reaction, and only at concentrations at which neurons were already affected. After similar treatments, increased neurotoxicity of parathion and chlorpyrifos was found in aggregate cultures deprived of glial cells. These results suggest that glial cells provide neuroprotection against OPs toxicity. To address the question of the difference in toxicity between parathion and chlorpyrifos, the toxic effects of their leaving groups, p-nitrophenol and trichloropyridinol, were studied in mixed-cell aggregates. General cytotoxicity was more pronounced for trichloropyridinol and both compounds had similar toxic effects on neuron-specific enzyme activities. In contrast, trichloropyridinol induced a much stronger decrease in glutamine synthetase activity, the enzymatic marker of astrocytes. Trichloropyridinol may exert a toxic effect on astrocytes, compromising their neuroprotective function, thus exacerbating the neurotoxicity of chlorpyrifos. This is in line with the suggestion that glial cells may contribute to OPs neurotoxicity, and with the view that OPs may exert their neurotoxic effects through different mechanisms.

Evaluation des pratiques d'irrigation, de fertilisation et d'application de pesticides dans l'agriculture périurbaine de Dakar, Sénégal

RESUMEL'agriculture urbaine et périurbalne - nommée ci-après AU - est un thème fort de recherche transversale, au vu des nombreux enjeux économiques, sociaux et environnementaux. L'objectif de cette recherche était de contribuer à une meilleure connaissance des processus de transfert de polluants et du cycle des nutriments à l'échelle locale, afin de déterminer sous quelles conditions l'AU de Dakar peut être pratiquée sans porter atteinte à la santé et à l'environnement.Une approche basée sur l'étude des processus géochimiques dans ie sol jusqu'à la nappe a été choisie, à l'échelle de la parcelle cultivée et à une échelle un peu plus large de la zone périurbaine de Dakar pour déterminer les influences du type d'occupation du sol.L'évaluation des impacts de l'irrigation avec des eaux usées brutes et des eaux de nappe saumâtres sur la qualité des sols (chapitre 2) a montré que l'alcalinité et les teneurs en calcium élevées des eaux saumâtres induisent la précipitation de CaC03 dans l'horizon superficiel du sol. Na remplace consécutivement Ca sur le complexe argilo-humique du sol et les bicarbonates diminuent dans la solution du sol. Le carbone organique dissout (COD) augmente significativement dans la solution du sol et dans la nappe sous-jacente. Malgré l'alcalinité et les teneurs très élevées en calcium des eaux usées, il y a peu de précipitation de CaC03 dans l'horizon superficiel du sol et une faible augmentation du sodium échangeable ESP. La nitrification de l'ammonium des eaux usées (moy 190mg/L à Pikine) produit des protons, qui ne sont plus tamponnés par les bicarbonates exportés hors du profil. Il y a alors une nette baisse de pH des sols irrigués par des eaux usées non traitées. Les sols irrigués par des eaux usées et saumâtres stockent moins de C et Ν que les sols de référence.L'évaluation de l'influence de l'occupation des sols en zone périurbaine sur à la nappe phréatique peu profonde (chapitre 3) a permis de déterminer les traceurs représentatifs de l'occupation du sol, à savoir Br/CI, NO3/CI et δ180-Ν03 pour l'irrigation par des eaux usées, pH et δ15Ν-Ν03 pour l'irrigation par des eaux de nappe, et Rb+Cr et Κ pour les lixiviats de fosses septiques. Ce chapitre a mis en évidence des points importants de la dynamique de l'azote en zone périurbaine sous deux occupations du sol : (1) la dénitrification est un processus important dans l'agrosystème périurbain de Dakar en bas de dune, dans les gleysols où l'on trouve des conditions temporairement réduites et un substrat organique favorables aux microorganismes de la dénitrification. Les teneurs en nitrates sont presque nulles avec irrigation d'eau de nappe. (2) en bas de pente, mais avec irrigation quotidienne par les eaux usées, l'apport continu d'ammonium inhibe probablement la dénitrification, mais favorise la volatilisation. (3) la nitrification de l'ammonium dans la nappe lors de la lixiviation des fosses septiques se distingue de la nitrification de l'ammonium dans la zone non saturée dans la zone d'agriculture périurbaine par la composition isotopique de l'oxygène de l'eau. Une comparaison des flux d'azote entre l'agrosystème et les quartiers périurbains de Dakar (chapitre 4) ont révélé que ces derniers étaient du même ordre de grandeur par unité de surface, à savoir 2-4 tonnes Ν /ha/an.L'évaluation des flux de pesticides dans l'agrosystème et des risques induits pour les eaux souterraines (chapitre 5) a révélé un fiux total de pesticides de 60kg/ha/an, totalisant 15 matières actives. Seules deux de ces matières actives sont autorisées par le comité des pesticides sahélien. Les pesticides les plus utilisés par les producteurs sont l'organochloré dicofol, les organophosphorés methamidophos, dimethoate et fenithrotion ainsi que le cabamate methomyl. Les flux les plus importants sont de 9 à 7 kg/ha/an (methomyl, methamidophos, ethoprophos et dicofol). Les pesticides qui présentent un risque élevé de contamination des eaux souterraines et qui devraient être prioritaires pour un suivi analytique sont : le carbofuran, le dimethoate, l'ethoprophos et le methomyl.En conclusion, une meilleure gestion de la fertilisation est nécessaire dans la zone d'AU de Dakar, afin de (1) réduire les pertes gazeuses qui contribuent à l'effet de serre, (2) de ralentir la minéralisation du carbone et de l'azote organiques pour créer un stock de C et Ν dans ces sols, (3) de limiter le lessivage dans la nappe et enfin, 4) d'augmenter l'efficacité d'utilisation de Ν par les plantes. Une optimisation de l'irrigation devrait limiter l'alcalinisation secondaire. Enfin, la mise en place d'une lutte intégrée ou biologique contre les ravageurs est indispensable afin de minimiser les risques pour les eaux souterraines et les mares permanentes.ABSTRACTUrban and periurban agriculture (UA) is an important issue in southern countries, because of its key role in their social and economical development and its environmental concern. The goal of this study was to contribute to a better understanding of pollutant transfer and nutrient cycling at the local scale, in order to implement the necessary improvements to guarantee the sustainability of this practice.An approach based on geochemical processes occurring in the vadose zone from the surface down to the groundwater level was chosen, at the scale of cultivated plots and at the regional scale of Dakar periurban areas, to determine the influence of land use.The assessment of irrigation with untreated domestic wastewater and brackish water on soil quality (chapter 2) showed: (1) that the high alkalinity and calcium contents of brackish water induce CaC03 precipitation in the top layer of the soil and therefore a replacement of Ca by Na on the clay- humic complexes, strongly marked during the dry season. Dissolved organic carbon (DOC) increased significantly in the soil solution and in the underlying groundwater. (2) in spite of the similarly high alkalinity and Ca contents of waste water, there is only little CaC03 precipitation and a low increase of the percentage of exchangeable sodium (ESP) in the soil top layer. The nitrification of the ammonium of wastewater (mean 190 mg/L in Pikine) produces protons, which are not any more buffered by bicarbonates exported out of the soil profile, which leads to a net decline of soil pH. Both soils irrigated with untreated wastewater and brackish water store less of C and Ν than soils irrigated with non saline groundwater.The assessment of the impact of land use on the shallow groundwater (chapter 3) allowed determining representative tracers of the land use. Low Br/CI ratio, high NO3/CI ratio and low δ1βΟ- nitrate indicated the influence of wastewater; high pH and high 515N-nitrates indicated the influence of brackish water together with high amendments of organic fertilizers; high Rb+Cr and Κ indicated the influence of poor sanitation facilities in periurban districts (septic tank leakage). This chapter also pointed out the following facts about the nitrogen dynamics : (1) denitrification is a key-process in the Dakar UA agrosystem in the gleysols irrigated with groundwater. The underlying groundwater is almost nitrate free. (2) in the Gleysols irrigated with waste water, ammonium inhibits denitrification but facilitate ammoniac volatilization. A comparison of nitrogen balance between the UA agrosystem and the periurban districts of Dakar (chapter 4) revealed similar flows per surface unit, namely 2-4 tons Ν / ha / year.The evaluation of pesticides use in the UA agrosystem and the risk assessment for the groundwater (chapter 5) revealed a total flow of pesticides of 60kg / ha / year, totalizing 15 active substances. Only two of these are authorized by the Sahelian Pesticides Committee. The most used pesticides are dicofol (organochlorinated), methamidophos, dimethoate and fenithrotion (organophosphate) as well as methomyl. (carbamate). The most important flows vary between 9 to 7 kg / ha / year. Pesticides with a high risk of groundwater contamination - according to SIRIS and EPRIP 2 indicators - are: carbofuran, dimethoate, ethoprophos and methomyl. These substances should be established as a priority for an analytical follow-up in the different environmental compartments.In conclusion, a better management of the fertilization is necessary in the Dakar UA, (1) to reduce the gaseous losses which contribute to greenhouse emissions (2) to slow down the mineralization of the organic carbon and the nitrogen, in order to enhance the C and Ν stock in these soils, (3) to limit the nitrate leaching in the groundwater and finally, 4) to increase the N-use efficiency of plants. An optimization of the irrigation scheme should limit the secondary sodisation if coupled with an increase the stable organic matter of the soil. An integrated or biologic crop pest strategy is urgently needed to minimize risks with respect to ground and surface water (ponds used for fishing).RESUME LARGE PUBLICL'agriculture mondiale connaît actuellement une crise majeure, affectée par les changements climatiques, la sécurité alimentaire et les dégradations de l'environnement. Elle n'a plus le rôle unique de produire, mais devient un élément essentiel de la protection des ressources naturelles et du paysage. Les politiques agricoles basées sur les marchés mondiaux devront se réorienter vers une agriculture locale basée sur le développement durable.La production alimentaire située dans l'enceinte des villes, nommée agriculture urbaine ou périurbaine (AU ci-après) joue un rôle important dans le contexte actuel d'accroissement de la population et de la pauvreté urbaines. L'AU concerne en effet la majorité des mégapoies du monde, fait vivre plus de 200 millions de personnes dans les pays du Sud, fournit jusqu'à 80% de la demande urbaine en certains produits frais, fait barrière à l'extension urbaine et permet un recyclage de certains déchets urbains. L'AU a pour particularité d'être à cheval entre des politiques rurales et urbaines, d'où un délaissement ce cette activité au secteur informel. Ce qui a développé de nombreuses stratégies à risques, comme à Dakar, où les petits producteurs périurbains irriguent quotidiennement avec des eaux usées domestiques par manque d'accès à une eau de bonne qualité et pour raccourcir les cycles de production. L'extrême précarité foncière des acteurs de l'AU de Dakar les empêchent d'investir à long terme et induit des pratiques inadéquates d'irrigation, d'usage de pesticides et de fertilisation de ces sols sableux.L'objectif de cette recherche était de contribuer à une meilleure connaissance des processus de transfert de polluants et du cycle des nutriments à l'échelle des parcelles cultivées par des eaux usées et des eaux saumâtres, afin de déterminer sous quelles conditions l'AU de Dakar peut être pratiquée et surtout maintenue sans porter atteinte à la santé et à l'environnement. Pour cela, une approche basée sur l'étude des processus géochimiques dans le sol jusqu'à la nappe a été choisie, à l'échelle de la parcelle cultivée et à une échelle un peu plus large de la zone périurbaine de Dakar pour déterminer les influences du type d'occupation du sol.Les résultats principaux de cette étude ont montré que (1) il y a un processus de salinisation anthropique des sols (sodisation) lors d'irrigation avec des eaux de nappe saumâtres, un processus accentué en saison sèche et lors d'années à pluviométrie déficitaire. Bien que les eaux usées soient aussi salines que les eaux de nappe, la salinisation des sols irrigués' par des eaux usées est limitée par l'ammonium présent dans les eaux usées (moy 190mg NH4/L à Pikine) qui produit de l'acidité lors de la transformation en nitrates dans le sol (nitrification). (2) les sols irrigués par des eaux usées (EU) stockent moins de C et Ν que les sois de référence, ce qui montrent bien que l'azote des eaux usées n'est pas disponible pour les plantes, mais est lessivé dans la nappe (100 à 450 mg/L N03 sous irrigation par EU, alors que la limite de OMS est de 50mg/L). (3) l'utilisation des isotopes stables des nitrates et des éléments traces, notamment le bore et le brome, ont permis de distinguer l'influence de l'irrigation par des eaux usées, de l'irrigation par des eaux de nappe et des lixiviats de fosses septiques sur les propriétés de la nappe. (4) Le processus de la dénitrification (atténuation naturelle des concentrations en nitrates de la nappe par biotransformation en azote gazeux) est important dans les zones basses de l'agrosystème périurbain de Dakar, sous irrigation par eaux naturelles (ΝΟ3 < 50mg/L). Tandis que sous habitat sans assainissement adéquat, les nitrates atteignent 300 à 700 mg/L. (5) Le flux total de pesticides dans l'AU est énorme (60kg/ha/an) totalisant 15 pesticides, dont deux seulement sont autorisés. Les pesticides les plus utilisés sont des insecticides organophosphorés et organochlorés classés extrêmement dangereux à dangereux par l'OMS, appliqués à des doses de 2 à 9 kg/ha/an. Les pesticides qui ont montré un risque élevé de contamination des eaux souterraines avec les indicateurs SIRIS et EPRIP2 sont : le carbofuran, le dimethoate, l'ethoprophos et le methomyl.En conclusion, nous recommandons la reconstitution d'un horizon superficiel des sols riche en matière organique stable et structuré par production locale de compost. Cette mesure réduira les pertes gazeuses contribuant à l'effet de serre, augmentera le stock de Ν dans ces sols, alors utilisable par les plantes et permettra de diminuer l'irrigation car la capacité de rétention de l'eau dans le sol sera accru, ce qui limitera le lessivage des nitrates dans la nappe et l'alcalinisation secondaire. Enfin, la mise en place d'une lutte intégrée ou biologique contre les ravageurs est indispensable afin de minimiser les risques pour les eaux souterraines et lesmares permanentes.

Using toxicokinetic modeling approach to determine biological reference values (BRVs) and to assess human exposure to pesticides

Exposure to various pesticides has been characterized in workers and the general population, but interpretation and assessment of biomonitoring data from a health risk perspective remains an issue. For workers, a Biological Exposure Index (BEI®) has been proposed for some substances, but most BEIs are based on urinary biomarker concentrations at Threshold Limit Value - Time Weighted Average (TLV-TWA) airborne exposure while occupational exposure can potentially occurs through multiple routes, particularly by skin contact (i.e.captan, chlorpyrifos, malathion). Similarly, several biomonitoring studies have been conducted to assess environmental exposure to pesticides in different populations, but dose estimates or health risks related to these environmental exposures (mainly through the diet), were rarely characterized. Recently, biological reference values (BRVs) in the form of urinary pesticide metabolites have been proposed for both occupationally exposed workers and children. These BRVs were established using toxicokinetic models developed for each substance, and correspond to safe levels of absorption in humans, regardless of the exposure scenario. The purpose of this chapter is to present a review of a toxicokinetic modeling approach used to determine biological reference values. These are then used to facilitate health risk assessments and decision-making on occupational and environmental pesticide exposures. Such models have the ability to link absorbed dose of the parent compound to exposure biomarkers and critical biological effects. To obtain the safest BRVs for the studied population, simulations of exposure scenarios were performed using a conservative reference dose such as a no-observed-effect level (NOEL). The various examples discussed in this chapter show the importance of knowledge on urine collections (i.e. spot samples and complete 8-h, 12-h or 24-h collections), sampling strategies, metabolism, relative proportions of the different metabolites in urine, absorption fraction, route of exposure and background contribution of prior exposures. They also show that relying on urinary measurements of specific metabolites appears more accurate when applying this approach to the case of occupational exposures. Conversely, relying on semi-specific metabolites (metabolites common to a category of pesticides) appears more accurate for the health risk assessment of environmental exposures given that the precise pesticides to which subjects are exposed are often unknown. In conclusion, the modeling approach to define BRVs for the relevant pesticides may be useful for public health authorities for managing issues related to health risks resulting from environmental and occupational exposures to pesticides.

Exposition des travailleurs agricoles aux pesticides : revue systématique de la littérature scientifique disponible sur les expositions aux pesticides des travailleurs agricoles en France

Le présent rapport rend compte d'une partie du travail déjà réalisé sur l'inventaire des données disponibles dans la littérature scientifique sur l'exposition des travailleurs agricoles aux pesticides en France. La possibilité de tirer parti de la littérature produite sur d'autres pays que la France est également explorée dans deux études de cas (réentrée en arboriculture et insecticides en élevages ovins). Les résultats seront exposés par ailleurs car le recueil et l'analyse de données produites par ces études sur les situations d'exposition des personnes travaillant en milieu agricole dans des pays étrangers posent des problèmes méthodologiques spécifiques si on veut pouvoir en tirer des enseignements pour la France. En matière de revue de la littérature scientifique, l'idéal de l'exhaustivité est généralement impossible à atteindre pour des raisons qui tiennent à la croissance exponentielle du nombre de publications scientifiques, à la pluralité des langues de publication, à la fragmentation et à l'accessibilité limitée des bases documentaires ... Nous pensons avoir recueilli tous les documents accessibles, mais peut-être certains nous ont-il échappé. C'est pourquoi le présent rapport est à la fois un exposé de résultats et un appel à contributions complémentaires. Il explicite les détails de la démarche adoptée (critères de sélection des articles, traçabilité des étapes de l'analyse ...) sous une forme qui permet à chacun d'avoir prise sur les résultats mais aussi de proposer des compléments au recensement réalisé. Il vise à être la première brique d'une base de connaissances partagée qui permette de capitaliser les données disponibles et qui puisse être mise à jour régulièrement.

Use of aggregating brain cell cultures to study developmental effects of organophosphorus insecticides.

Aggregating brain cell cultures of fetal rat telencephalon can be grown in a chemically defined medium for extended periods of time. After a phase of intense mitotic activity, these three-dimensional cell cultures undergo extensive morphological differentiation, including synaptogenesis and myelination. To study the developmental toxicity of organophosphorus compounds (OP), aggregating brain cell cultures were treated with parathion. Protein content and cell type-specific enzyme activities were not affected up to a concentration of 10(5) M. Gliosis, characterized by an increased staining for glial fibrillary acidic protein (GFAP), was observed in immature and in differentiated cells. In contrast, uridine incorporation and myelin basic protein (MBP) immunoreactivity revealed strong differences in sensitivity between these two developmental stages. These results are in agreement with the view that in vivo the development-dependent toxicity is not only due to changes in hepatic detoxification, but also to age-related modifications in the susceptibility of the different populations of brain cells. Furthermore, they underline the usefulness of histotypic culture systems with a high developmental potential, such as aggregating brain cell cultures, and stress the importance of applying a large range of criteria for testing the developmental toxicity of potential neurotoxicants.

Historical trends of organochlorine pesticides in a sediment core from the Gulf of Batabanó, Cuba.

Sediments can be natural archives to reconstruct the history of pollutant inputs into coastal areas. This is important to improve management strategies and evaluate the success of pollution control measurements. In this work, the vertical distribution of organochlorine pesticides (DDTs, Lindane, HCB, Heptachlor, Aldrin and Mirex) was determined in a sediment core collected from the Gulf of Batabanó, Cuba, which was dated by using the (210)Pb dating method and validated with the (239,240)Pu fallout peak. Results showed significant changes in sediment accumulation during the last 40 years: recent mass accumulation rates (0.321 g cm(-2) yr(-1)) double those estimated before 1970 (0.15 g cm(-2) yr(-1)). This change matches closely land use change in the region (intense deforestation and regulation of the Colon River in the late 1970s). Among pesticides, only DDTs isomers, Lindane and HCB were detected, and ranged from 0.029 to 0.374 ng g(-1) dw for DDTs, from<0.006 to 0.05 ng g(-1) dw for Lindane and from<0.04 to 0.134 ng g(-1) dw for HCB. Heptachlor, Aldrin and Mirex were below the detection limits (∼0.003 ng g(-1)), indicating that these compounds had a limited application in the Coloma watershed. Pesticide contamination was evident since the 1970s. DDTs and HCB records showed that management strategies, namely the banning the use of organochlorine contaminants, led to a concentration decline. However, Lindane, which was restricted in 1990, can still be found in the watershed. According to NOAA guidelines, pesticides concentrations encountered in these sediments are low and probably not having an adverse effect on sediment dwelling organisms.

Promise for plant pest control: root-associated pseudomonads with insecticidal activities.

Insects are an important and probably the most challenging pest to control in agriculture, in particular when they feed on belowground parts of plants. The application of synthetic pesticides is problematic owing to side effects on the environment, concerns for public health and the rapid development of resistance. Entomopathogenic bacteria, notably Bacillus thuringiensis and Photorhabdus/Xenorhabdus species, are promising alternatives to chemical insecticides, for they are able to efficiently kill insects and are considered to be environmentally sound and harmless to mammals. However, they have the handicap of showing limited environmental persistence or of depending on a nematode vector for insect infection. Intriguingly, certain strains of plant root-colonizing Pseudomonas bacteria display insect pathogenicity and thus could be formulated to extend the present range of bioinsecticides for protection of plants against root-feeding insects. These entomopathogenic pseudomonads belong to a group of plant-beneficial rhizobacteria that have the remarkable ability to suppress soil-borne plant pathogens, promote plant growth, and induce systemic plant defenses. Here we review for the first time the current knowledge about the occurrence and the molecular basis of insecticidal activity in pseudomonads with an emphasis on plant-beneficial and prominent pathogenic species. We discuss how this fascinating Pseudomonas trait may be exploited for novel root-based approaches to insect control in an integrated pest management framework.

Endocrine disruptors: from endocrine to metabolic disruption.

Synthetic chemicals currently used in a variety of industrial and agricultural applications are leading to widespread contamination of the environment. Even though the intended uses of pesticides, plasticizers, antimicrobials, and flame retardants are beneficial, effects on human health are a global concern. These so-called endocrine-disrupting chemicals (EDCs) can disrupt hormonal balance and result in developmental and reproductive abnormalities. New in vitro, in vivo, and epidemiological studies link human EDC exposure with obesity, metabolic syndrome, and type 2 diabetes. Here we review the main chemical compounds that may contribute to metabolic disruption. We then present their demonstrated or suggested mechanisms of action with respect to nuclear receptor signaling. Finally, we discuss the difficulties of fairly assessing the risks linked to EDC exposure, including developmental exposure, problems of high- and low-dose exposure, and the complexity of current chemical environments.