Sediment-contact fish embryo toxicity assay with Danio rerio to assess particle-bound pollutants in the Tiete River Basin (Sao Paulo, Brazil)

The Tiete River and its tributary Pinheiros River receive a highly complex organic and inorganic pollutants load from sanitary sewage and industrial sources, as well as agricultural and agroindustrial activities. The aim of the present study was to evaluate the embryotoxic and teratogenic effects of sediments from selected locations in the Tiete River Basin by means of the sediment contact embryo toxicity assay with Danio rerio, in order to provide a comprehensive and realistic insight into the bioavailable hazard potential of these sediment samples. Lethal and sub-lethal effects were recorded, and high embryo toxicity could be found in the samples not only in the vicinity of the megacity Sao Paulo (Billings reservoir and Pinheiros River samples), but also downstream (in the reservoirs Barra Bonita, Promissao and Tres Irmaos). Results confirm that most toxicity is due to the discharges of the metropolitan area of Sao Paulo. However, they also indicate additional sources of pollutants along the river course, probably from industrial, agricultural and agroindustrial residues, which contribute to the degradation of each area. The sediment contact fish embryo test showed to be powerful tool to detect embryo toxicity in sediments, not only by being a sensitive method, but also for taking into account bioavailability. This test provides an ecological highly realistic and relevant exposure scenario, and should therefore be added in ecotoxicological sediment quality assessments. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Improving the Fluorescence Detectability of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons for Evaluation of Workplace Environments of Cement Industries Processing Organic Residues

The burning of organic residues and wastes in furnaces of cement industries has been an attractive and lucrative approach to eliminate stocks of these pollutants. There is a potential risk for producing PAH in the workplace of industries burning organic wastes, so that highly sensitive analytical methods are needed for monitoring the air quality of these environments. An official method for determination of PAH is based on liquid chromatography with fluorescence detection at fixed excitation and emission wavelengths. We demonstrate that a suitable choice of these wavelengths, which are changed during the chromatographic run, significantly improves the detectability of PAH in atmosphere and particulate matter collected in cement industries.

Genetic biomonitoring of an urban population exposed to mutagenic airborne pollutants

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Improving the Fluorescence Detectability of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons for Evaluation of Workplace Environments of Cement Industries Processing Organic Residues

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Water-soluble organic compounds in air particulate matter analyzed by HPLC-DAD-MS and HPLC-MS/MS: abundance, sources and transformation of carboxylic acids, nitrophenols and nitrated proteins

Wasserlösliche organische Verbindungen (WSOCs) sind Hauptbestandteile atmosphärischer Aerosole, die bis zu ~ 50% und mehr der organischen Aerosolfraktion ausmachen. Sie können die optischen Eigenschaften sowie die Hygroskopizität von Aerosolpartikeln und damit deren Auswirkungen auf das Klima beeinflussen. Darüber hinaus können sie zur Toxizität und Allergenität atmosphärischer Aerosole beitragen.In dieser Studie wurde Hochleistungsflüssigchromatographie gekoppelt mit optischen Diodenarraydetektion und Massenspektrometrie (HPLC-DAD-MS und HPLC-MS/MS) angewandt, um WSOCs zu analysieren, die für verschiedene Aerosolquellen und -prozesse charakteristisch sind. Niedermolekulare Carbonsäuren und Nitrophenole wurden als Indikatoren für die Verbrennung fossiler Brennstoffe und die Entstehung sowie Alterung sekundärer organischer Aerosole (SOA) aus biogenen Vorläufern untersucht. Protein-Makromoleküle wurden mit Blick auf den Einfluss von Luftverschmutzung und Nitrierungsreaktionen auf die Allergenität primärer biologischer Aerosolpartikel – wie Pollen und Pilzsporen – untersucht.rnFilterproben von Grob- und Feinstaubwurden über ein Jahr hinweg gesammelt und auf folgende WSOCs untersucht: die Pinen-Oxidationsprodukte Pinsäure, Pinonsäure und 3-Methyl-1,2,3-Butantricarbonsäure (3-MBTCA) sowie eine Vielzahl anderer Dicarbonsäuren und Nitrophenole. Saisonale Schwankungen und andere charakteristische Merkmale werden mit Blick auf Aerosolquellen und -senken im Vergleich zu Daten anderen Studien und Regionen diskutiert. Die Verhätlnisse von Adipinsäure und Phthalsäure zu Azelainsäure deuten darauf hin, dass die untersuchten Aerosolproben hauptsächlich durch biogene Quellen beeinflusst werden. Eine ausgeprägte Arrhenius-artige Korrelation wurde zwischen der 3-MBTCA-¬Konzentration und der inversen Temperatur beobachtet (R2 = 0.79, Ea = 126±10 kJ mol-1, Temperaturbereich 275–300 K). Modellrechnungen zeigen, dass die Temperaturabhängigkeit auf eine Steigerung der photochemischen Produktionsraten von 3-MBTCA durch erhöhte OH-Radikal-Konzentrationen bei erhöhten Temperaturen zurückgeführt werden kann. Im Vergleich zur chemischen Reaktionskinetik scheint der Einfluss von Gas-Partikel-Partitionierungseffekten nur eine untergeordnete Rolle zu spielen. Die Ergebnisse zeigen, dass die OH-initiierte Oxidation von Pinosäure der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Bildung von 3-MBTCA ist. 3-MBTCA erscheint somit als Indikator für die chemische Alterung von biogener sekundärer organischer Aerosole (SOA) durch OH-Radikale geeignet. Eine Arrhenius-artige Temperaturabhängigkeit wurde auch für Pinäure beobachtet und kann durch die Temperaturabhängigkeit der biogenen Pinen-Emissionen als geschwindigkeitsbestimmender Schritt der Pinsäure-Bildung erklärt werden (R2 = 0.60, Ea = 84±9 kJ mol-1).rn rnFür die Untersuchung von Proteinnitrierungreaktionen wurde nitrierte Protein¬standards durch Flüssigphasenreaktion von Rinderserumalbumin (BSA) und Ovalbumin (OVA) mit Tetranitromethan (TNM) synthetisiert.Proteinnitrierung erfolgt vorrangig an den Resten der aromatischen Aminosäure Tyrosin auf, und mittels UV-Vis-Photometrie wurde der Proteinnnitrierungsgrad (ND) bestimmt. Dieser ist definiert als Verhältnis der mittleren Anzahl von Nitrotyrosinresten zur Tyrosinrest-Gesamtzahl in den Proteinmolekülen. BSA und OVA zeigten verschiedene Relationen zwischen ND und TNM/Tyrosin-Verhältnis im Reaktionsgemisch, was vermutlich auf Unterschiede in den Löslichkeiten und den molekularen Strukturen der beiden Proteine zurück zu führen ist.rnDie Nitrierung von BSA und OVA durch Exposition mit einem Gasgemisch aus Stickstoffdioxid (NO2) und Ozon (O3) wurde mit einer neu entwickelten HPLC-DAD-¬Analysemethode untersucht. Diese einfache und robuste Methode erlaubt die Bestimmung des ND ohne Hydrolyse oder Verdau der untersuchten Proteine und ernöglicht somit eine effiziente Untersuchung der Kinetik von Protein¬nitrierungs-Reaktionen. Für eine detaillierte Produktstudien wurden die nitrierten Proteine enzymatisch verdaut, und die erhaltenen Oligopeptide wurden mittels HPLC-MS/MS und Datenbankabgleich mit hoher Sequenzübereinstimmung analysiert. Die Nitrierungsgrade individueller Nitrotyrosin-Reste (NDY) korrelierten gut mit dem Gesamt-Proteinnitrierungsgrad (ND), und unterschiedliche Verhältnisse von NDY zu ND geben Aufschluss über die Regioselektivität der Reaktion. Die Nitrierungmuster von BSA und OVA nach Beahndlung mit TNM deuten darauf hin, dass die Nachbarschaft eines negativ geladenen Aminosäurerestes die Tyrosinnitrierung fördert. Die Behandlung von BSA durch NO2 und O3 führte zu anderend Nitrierungemustern als die Behandlung mit TNM, was darauf hindeutet, dass die Regioselektivität der Nitrierung vom Nitrierungsmittel abhängt. Es zeigt sich jedoch, dass Tyrosinreste in Loop-Strukturen bevorzugt und unabhängig vom Reagens nitriert werden.Die Methoden und Ergebnisse dieser Studie bilden eine Grundlage für weitere, detaillierte Untersuchungen der Reaktionskinetik sowie der Produkte und Mechanismen von Proteinnitrierungreaktionen. Sie sollen helfen, die Zusammenhänge zwischen verkehrsbedingten Luftschadstoffen wie Stickoxiden und Ozon und der Allergenität von Luftstaub aufzuklären.rn

Maternal exposure to hazardous air pollutants and oral clefts among offspring: Texas, 1999-2008

Birth defects are a leading cause of infant mortality in the United States. About one in 33 births in the United States is diagnosed with birth defects. Common birth defects include neural tube defects, Down syndrome and oral clefts. The present study focused on oral clefts. ^ Oral clefts refer to the malformation of lip, mouth or both. Birth prevalence of oral clefts in Texas is about 11 per 10,000 births. Etiologically, oral clefts have been classified into two groups, cleft lip with or without cleft palate (CL±P) and isolated cleft palate (CP). In spite of their high prevalence and clinical significance, the etiology of oral clefts in humans has not been well understood. Though a number of risk factors have been identified in epidemiological studies, most of them do not explain the majority of the cases. The need to identify novel risk factors associated with oral clefts provided the motivation for this study. The present study focused on maternal exposure to several hazardous air pollutants. A common subgroup of hazardous air pollutants is the volatile organic compounds found in petroleum derivatives. Four important hydrocarbons in this group are benzene, toluene, ethyl benzene and xylenes (BTEX). ^ The specific aim of this study was to evaluate the association between maternal exposure to environmental levels of BTEX and oral clefts among offspring in Texas for the period 1999-2008. ^ A case-control study design was used to assess if maternal exposure to BTEX increased the risk of oral clefts. The Texas Birth Defects Registry provided data on cases of non-syndromic oral clefts delivered in Texas during the period 1999-2008. Census tract level maternal exposure to BTEX concentrations were obtained from the Hazardous Air Pollutant Exposure Model (HAPEM) developed by the U.S. Environmental Protection Agency. Unconditional logistic regression was used to assess the relationship between maternal exposure to BTEX levels and risk of oral clefts in offspring. ^ In the selected population, mothers who had high estimated exposure to any of the BTEX compounds were not more likely to deliver an offspring with oral clefts. Future research efforts will focus on additional birth defects and thorough assessment of additional potential confounders.^

Concentrations of metals and POPs in liver tissue of wild sea bird chicks from the Norwegian arctic region

Lysosomal membrane stability, lipofuscin (LF), malondialdehyde (MDA), neutral lipid (NL) levels, as well as halogenated organic compounds (HOCs), Cr, Cd, Pb and Fe concentrations were analyzed in liver of black-legged kittiwake (BK), herring gull (HG), and northern fulmar (NF) chicks. There were significant species differences in the levels of NL, LF and lysosomal membrane stability. These parameters were not associated with the respective HOC concentrations. LF accumulation was associated with increasing Cr, Cd and Pb concentrations. HG presented the lowest lysosomal membrane stability and the highest. LF and NL levels, which indicated impaired lysosomes in HG compared to NF and BK. Lipid peroxidation was associated with HOC and Fe2+ levels. Specific HOCs showed positive and significant correlations with MDA levels in HG. The study indicates that contaminant exposure can affect lysosomal and lipid associated parameters in seabird chicks even at low exposure levels. These parameters may be suitable markers of contaminant induced stress in arctic seabirds.

Particulate matter and organic compounds in snow, ice, and water of the Lazarev and Cooperation Seas

Integrated studies of particulate matter and organic compounds in surface waters and the snow-ice cover by means of geochemical (concentrations of the particulate matter, Corg, hydrocarbons, lipids, and chlorophyll a) and optical techniques were performed in the Southern Ocean and in the East Atlantic Ocean along the vessel's route: Africa - Antarctica - Africa - St. Petersburg. Correlations between studied compounds were found. It was shown that supply of pollutants affects not only concentrations but also proportions of the considered compounds. New data were obtained on the processes of accumulation of particulate matter and organic compounds under ice formation.

Effects of biochar prepared from organic waste on soil properties

Biochar is a carbon-rich solid obtained by the thermal decomposition of organic matter under a limited supply of oxygen and at relatively low temperatures. Biochar can be prepared from the pyrolysis of different organic feed- stocks, such as wood and biomass crops, agricultural by-products, different types of waste or paper industry waste materials . The pyrolysis procedure of waste, i.e. sewage sludge, has mainly two advantages, firstly, it removes pathogens from waste and, secondly, biochar can reduce the leaching of heavy metals present in raw sewage sludge. This trend of the use of waste material as feedstocks to the preparation of biochar is increasing in the last years due to industrial development and economic growth imply an increase in waste generation. The application of biochar may have positive effects on soil physical properties as water holding capacity and structure or on soil biological activity and soil quality. Also, biochar can be used to remove water pollutants and can be used in multiple ways in soil remediation due to its adsorption of pesticides or metals. Also, biochar contribute to carbon sequestration due to carbon stability of biochar materials. The objective of this presentation is to review the positive effects of the biochar prepared from organic waste on soil properties.

Organic compounds in organophosporus pesticide manufacturing wastewaters /

Issued Sept. 1978.

Development of an interactive system to study sub-lethal effects of pollutants on the behavior of organisms /

"Grant no. R803244."

The effect of different pollutants on ecologically important polychaete worms /

Mode of access: Internet.

Sorption properties of sediments and energy-related pollutants /

Mode of access: Internet.

Oxidation of organic matter in sediments /

Prepared for Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency.

A Review of surface-water sediment fractions and their interactions with presistent manmade organic compounds /

Mode of access: Internet.