Altistuminen PAH-yhdisteille kreosoottikyllästetyn puun käsittelyssä

Tässä työssä selvitettiin altistutaanko kreosoottikyllästetyn puun käsittelyssä polysyklisille aromaattisille hiilivedyille ja mistä työsuojelullisista syistä altistumista tapahtuu. Lisäksi työssä selvitettiin mitä altistuminen tarkoittaa työnantajan kannalta. Altistumista tarkasteltiin työturvallisuuden näkökulmasta. Lähtöaineisto koostui maastossa toteutetuista tutkimuksista. Aineisto kerättiin kesällä 2009 kolmesta Itä-Suomessa sijaitsevasta kohteesta, joissa käsiteltiin kreosootilla kyllästettyä puuta. Altistumisen todentamiseksi tutkimukseen osallistuneilta työntekijöiltä pyydettiin virtsanäytteet, joista analysoitiin yhden yleisimmän PAH-altistumista indikoivan merkkiaineen, virtsan 1-pyrenolin pitoisuuksia työntekijöillä. Altistumisen syiden selvittämiseksi työntekijöitä haastateltiin ja havainnoitiin. Tulosten perusteella työntekijät altistuvat PAH-yhdisteille työssään. PAH-altistumisen merkkiaineena olleelle virtsan 1-pyrenolille ei toimenpiderajaa tällä hetkellä ole, mutta se on Työterveyslaitoksella suunnitteilla. Lainsäädäntö velvoittaa erinäisin toimenpitein työnantajaa minimoimaan työntekijöiden altistumisen syöpäsairauden vaaraa aiheuttaville aineille, kuten PAH-yhdisteille. Tulosten perusteella työsuojelutoimenpiteitä on syytä tehostaa altistumisen minimoimiseksi ja etenkin ihon suojaamiseen on syytä kiinnittää erityistä huomiota.

Reactions of polyhalogenated aromatic compounds and related ethers with metal/ammonia solutions

This work contains the results of a series of reduction studies on polyhalogenated aromatic compounds and related ethers using alkali metals in liquid ammonia. In general, polychlorobenzenes were reduced to t he parent aromatic hydrocarbon or to 1 ,4-cyc1ohexadiene, and dipheny1ethers were cleaved to the aroma tic hydrocarbon and a phenol. Chlorinated dipheny1ethers were r eductive1y dechlorinated in the process. For example, 4-chlorodipheny1- ether gave benzene and phenol. Pentach1orobenzene and certain tetrachlorobenzenes disproportionated to a fair degree during the reduction process if no added proton source was present. The disproportionation was attributed to a build-up of amide ion. Addition of ethanol completely suppressed the formation of any disproportionation products. In the reductions of certain dipheny1ethers , the reduction of one or both of the dipheny1ether rings occurred, along with the normal cleavage. This was more prevalent when lithium was the metal used . As a Sidelight, certain chloropheno1s were readily dechlorinated. In light of these results, the reductive detoxification of the chlorinated dibenzo-1,4-dioxins seems possible with alkali metals in l iquid ammonia.

Hospitalisation pour problèmes respiratoires et exposition aux émissions d’une aluminerie chez l’enfant

L’exposition quotidienne aux polluants atmosphériques tels que le dioxyde de soufre, les particules fines (PM2.5) et l’ozone en milieu urbain sont associés à des effets néfastes sur la santé respiratoire des enfants. Des études épidémiologiques transversales rapportent des associations entre la pollution atmosphérique et des problèmes de santé respiratoires chez les enfants en milieu industriel telles que la prévalence de l’asthme et de l'hyperréactivité bronchique. Ces études épidémiologiques transversales ne permettent pas d’évaluer les effets sur la santé d’une exposition de courte durée. Peu d’études ont évalué les effets respiratoires des expositions aiguës chez les enfants à la pollution atmosphérique d’émissions industrielles. Dans ce mémoire, nous avons analysé l’association entre l’exposition journalière aux émissions d’une aluminerie et l’hospitalisation pour problèmes respiratoires (asthme, bronchiolite) chez les enfants de Shawinigan. Pour étudier ces effets des expositions aiguës, nous avons utilisé le devis épidémiologique de type « case-crossover » qui compare l’exposition lors des jours « cas » (jour d’hospitalisation) avec l’exposition lors des jours « contrôle » (exposition du même individu, les mêmes jours de la semaine, durant le même mois). Les variables d’exposition suivantes ont été calculées pour les enfants vivants dans un rayon de 7.5 km de l’industrie et pour ceux habitant à moins de 2.5 km de la station de mesure de polluants près de l’industrie : i) le nombre d’heures par jour durant lesquelles la résidence de chaque enfant recevait le panache de fumée de l’industrie. ii) les concentrations journalières de PM2.5 et de SO2 (moyenne et maximales) de la station de mesure des polluants localisée près de l’industrie. Des régressions logistiques conditionnelles ont été utilisées pour estimer les rapports de cotes (OR) et leurs intervalles de confiance à 95% (IC95%). Au total, 429 hospitalisations d’enfants pour asthme et bronchiolite ont été recensées pendant la période d’étude allant de 1999 à 2008. Le risque d’hospitalisations pour asthme et bronchiolite a augmenté avec l’augmentation du nombre d’heures d’exposition aux fumées de l’industrie, chez les enfants de moins de 5 ans. Pour les enfants de 2-4 ans, cette association était : OR : 1.27, pour un interquartile de 4.8 heures/jour; intervalle de confiance à 95%: 1.03-1.56. Des tendances moins prononcées sont notées avec les niveaux de SO2 et de PM2.5. Cette étude suggère que l’exposition journalière aux émissions industrielles identifiées par l’exposition horaire des vents venant de l’usine pourrait être associée à une exacerbation des problèmes respiratoires chez les jeunes enfants. De plus, l’effet plus prononcé avec la variable d’exposition basée sur les vents suggère un effet découlant des polluants autres que ceux mesurés (SO2 et PM2.5), possiblement comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).

Modélisation toxicocinétique du benzo(a)pyrène et 3-hydroxybenzo(a)pyrène pour l’interprétation des données de surveillance biologique de l’exposition chez les travailleurs

De nombreux travailleurs sont exposés aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Le benzo(a)pyrène (BaP) fait partie de ce groupe de polluants. Cette substance a été classée cancérogène reconnu chez l’humain. Pour évaluer l'exposition aux HAP cancérogènes, plusieurs chercheurs ont proposé d’utiliser la mesure du 3-hydroxybenzo(a)pyrène (3-OHBaP) dans l’urine des travailleurs exposés. Dans le cadre du présent projet, deux approches de modélisation ont été développées et appliquées pour permettre une meilleure compréhension de la toxicocinétique du BaP et son biomarqueur d’intérêt actuel, le 3-OHBaP, et pour aider à interpréter les résultats de surveillance biologique. Un modèle toxicocinétique à plusieurs compartiments a été développé sur la base des données préalablement obtenues sur le rat par notre groupe. Selon le modèle, le BaP injecté par voie intraveineuse est rapidement distribué du sang vers les tissus (t½ ≈ 4 h), avec une affinité particulière pour les poumons et les composantes lipidiques des tissus. Le BaP est ensuite distribué vers la peau et le foie. Au foie, le BaP est promptement métabolisé et le 3-OHBaP est formé avec une demi-vie de ≈ 3 h. Le métabolisme pulmonaire du BaP a également été pris en compte, mais sa contribution à la cinétique globale du BaP a été jugée négligeable. Une fois formé, le 3-OHBaP est distribué vers les différents organes presque aussi rapidement que la molécule mère (t½ ≈ 2 h). Le profil temporel du 3-OHBaP dans le rein montre une accumulation transitoire en raison de la différence observée entre le taux d’entrée (t½ = 28 min) et le taux de sortie (t½ = 4,5 h). La clairance totale de 3-OHBaP du corps est principalement gouvernée par le taux de transfert de la bile vers le tractus gastro-intestinal (t½ ≈ 4 h). Le modèle toxicocinétique à plusieurs compartiments a réussi à simuler un ensemble indépendant de profils urinaires publiés sur le 3-OHBaP. Ce modèle toxicocinétique à compartiments s'est avéré utile pour la determination des facteurs biologiques déterminants de la cinétique du BaP et du 3-OHBaP. Par la suite, un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PCBP) reproduisant le devenir du BaP et du 3-OHBaP chez le rat a été construit. Les organes (ou tissus) représentés comme des compartiments ont été choisis en fonction de données expérimentales obtenues in vivo chez le rat. Les coefficients de partition, les coefficients de perméabilité, les taux de métabolisation, les paramètres d'excrétion, les fractions absorbées et les taux d'absorption pour différentes voies d’exposition ont été obtenus directement à partir des profils sanguins, tissulaires, urinaires et fécaux du BaP et du 3-OHBaP. Les valeurs de ces derniers paramètres ont été calculées par des procédures Monte-Carlo. Des analyses de sensibilité ont ensuite été réalisées pour s’assurer de la stabilité du modèle et pour établir les paramètres les plus sensibles de la cinétique globale. Cette modélisation a permis d’identifier les facteurs déterminants de la cinétique: 1) la sensibilité élevée des paramètres de la métabolisation hépatique du BaP et du 3-OHBaP ainsi que du taux d'élimination; 2) la forte distribution du BaP dans les poumons par rapport à d'autres tissus; 3) la distribution considérable du BaP dans les tissus adipeux et le foie; 4) la forte distribution du 3-OHBaP dans les reins; 5) le transfert limité du BaP par la diffusion tissulaire dans les poumons; 6) le transfert limité du 3-OHBaP par la diffusion tissulaire dans les poumons, les tissus adipeux et les reins; 7) la recirculation entéro-hépatique significative du 3-OHBaP. Suite à des analyses de qualité des ajustements des équations du modèle aux données observées, les probabilités que les simulations reproduisent les données expérimentales par pur hasard se sont avérées toujours inférieures à 10% pour les quatre voies d’exposition : intraveineuse, orale, cutanée et respiratoire. Nous avons extrapolé les modèles cinétiques du rat à l’humain afin de se doter d’un outil permettant de reconstituer les doses absorbées chez des travailleurs exposés dans diverses industries à partir de mesures de l'évolution temporelle du 3-OHBaP dans leur urine. Les résultats de ces modélisations ont ensuite été comparés à ceux de simulations obtenues avec un modèle toxicocinétique à compartiment unique pour vérifier l’utilité comparative d’un modèle simple et complexe. Les deux types de modèle ont ainsi été construits à partir de profils sanguins, tissulaires, urinaires et fécaux du BaP et du 3-OHBaP sur des rats exposés. Ces données ont été obtenues in vivo par voie intraveineuse, cutanée, respiratoire et orale. Ensuite, les modèles ont été extrapolés à l’humain en tenant compte des déterminants biologiques essentiels des différences cinétiques entre le rat et l’humain. Les résultats ont montré que l'inhalation n'était pas la principale voie d'exposition pour plusieurs travailleurs étudiés. Les valeurs de concentrations de BaP dans l’air utilisées afin de simuler les profils d’excrétion urinaire chez les travailleurs étaient différentes des valeurs de concentrations de BaP mesurées dans l’air. Une exposition au BaP par voie cutanée semblait mieux prédire les profils temporels observés. Finalement, les deux types de modélisation se sont avérés utiles pour reproduire et pour interpréter les données disponibles chez des travailleurs.

Analyse de l'effet de la contamination du sol sur la croissance et la physiologie de 11 cultivars de Salix

Mon mémoire de maîtrise a été réalisé dans le cadre du projet Génorem (www.genorem.ca), un projet multidisciplinaire qui réunit différents chercheurs de l'Université de Montréal et de l'Université McGill dans le but d'améliorer les techniques utilisées en bioremédiation. Dans le cadre de l'étude, des saules à croissance rapide (Salix sp.) ont été utilisés comme plantes modèles dans l'étude. Ainsi, 11 cultivars de saule ont été suivis afin de déterminer leur potentiel à produire un bon rendement de biomasse, à tolérer des conditions de stress sévère causé par la présence de HAPs (hydrocarbures aromatiques polycycliques) , BPCs (biphényles polychlorés) et d'hydrocarbures pétroliers C10-C50. L'expérimentation consistait en une plantation de saule à forte densité qui a été mise en place en 2011 sur le site d'une ancienne industrie de pétrochimie à Varennes, dans le sud du Québec. Les boutures des génotypes sélectionnés ont été plantées sur une superficie d'environ 5000 m2. Les plantes ont été suivies pendant les deux saisons de croissance suivant le recépage et une série de paramètres de croissance et de mesures physiologiques ont été récoltés (surface foliaire, taux de chlorophylle, conductance stomatique et statut nutritionnel) dans le but d'évaluer et de comparer les performances de chaque génotype sur un sol pollué. Les analyses statistiques ont démontré que le cultivar S. miyabeana (SX61) était le meilleur producteur de biomasse sur le site contaminé, tandis que S. nigra (S05) et S. acutifolia (S54) présentaient la meilleure capacité photosynthétique. S. dasyclados (SV1), S. purpurea (‘Fish Creek’) et S. caprea (S365) ont semblé particulièrement affectés par la présence de contaminants. La capacité d'établissement et la croissance de S. nigra (S05), S. eriocephala (S25) and S. purpurea x S. miyabeana (‘Millbrook’) indiquent une tolérance globale supérieure à la pollution . Cette analyse comparative des différentes réponses physiologiques des saules cultivés sur un sol contaminé pourra guider le processus de sélection de plantes et les techniques de bioremédiation dans les futurs projets de phytoremédiation.

Bioremediation of Hydrocarbons by Lysinibacillus fusiformis BTTS10

There exists a need for potential microorganism that could facilitate effective bioremediation of crude oil pollutants in the environment. Hence it was desired to isolate a potential bacterium from marine sediment, which often experiences oil pollution and develop a bioprocess for crude oil biodegradation. In the present study the sediment deposits in the beach of Munakkal, Trichur dist, Kerala, collected immediately after the major event Tsunami in 2004 was collected and analyzed by enrichment culture technique towards isolation of potential strains that could degrade crude oil and its fractions. From the results obtained it was found that the sediment deposits harbor several bacteria with potential for degrading hydrocarbons. However, among the strains obtained, isolate no. BTTS 10 showed capabilities for utilizing both alkanes and aromatic hydrocarbons and hence the same was selected for further studies.

Metallische Nanopartikel auf Quarz

This work presents the developement of an chemically stable and easy to produce in situ sensor for fast and reliable detection of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in low nanomolar concentrations. Metallic nanoparticles on dielectric substrates werde used for the rst time with surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) in combination with shifted excitation Raman difference spectroscopy (SERDS). The preparation of the metallic nanoparticle ensembles with Volmer-Webergrowth is described first. The nanoparticles are characterized with both, optical spectroscopy and atomic force microscopy. The morphological properties of the nanoparticle ensembles are de ned by the mean axial ratio (a/b) and the mean equivalent radius (R Äq), respectively. The prepared and characterized nanoparticles were then used for intensive Raman spectroscopy measurements. Two sophisticated diode laser systems were used in cooperation with the TU Berlin, to carry out these experiments. The first step was to establish the ideal combination of excitation wavelength of the diode laser and the maximum of the surface plasmon resonance of the nanoparticle ensembles. From these results it was deduced, that for an optimum Raman signal the plasmon resonance maximum of the nanoparticle ensemble has to be red-shifted a few nanometeres in respect to the excitation wavelength. Different PAHs werde detected in concentrations of only 2 and 0.5 nmol/, respectively. Furthermore, the obtained results show an excellent reproducability. In addition the time dependence of the Raman signal intensity was investigated. The results of these measurements show, that only 2 minutes after placing the substrates in the molecular solution, a detectable Raman signal was generated. The maximum Raman signal, i.e. the time in which the molecular adsorption process is finished, was determined to about 10 minutes. In summary it was shown, that the used metallic nanoparticle ensembles are highly usable as substrates for SERS in combination with SERDS to detect PAHs in low nanomolar concentrations.

Rhodium(I) catalyzed [2+2+2] cycloaddition reactions: experimental and theoretical studies

The [2+2+2] cycloaddition reaction involves the formation of three carbon-carbon bonds in one single step using alkynes, alkenes, nitriles, carbonyls and other unsaturated reagents as reactants. This is one of the most elegant methods for the construction of polycyclic aromatic compounds and heteroaromatic, which have important academic and industrial uses. The thesis is divided into ten chapters including six related publications. The first study based on the Wilkinson’s catalyst, RhCl(PPh3)3, compares the reaction mechanism of the [2+2+2] cycloaddition process of acetylene with the cycloaddition obtained for the model of the complex, RhCl(PH3)3. In an attempt to reduce computational costs in DFT studies, this research project aimed to substitute PPh3 ligands for PH3, despite the electronic and steric effects produced by PPh3 ligands being significantly different to those created by PH3 ones. In this first study, detailed theoretical calculations were performed to determine the reaction mechanism of the two complexes. Despite some differences being detected, it was found that modelling PPh3 by PH3 in the catalyst helps to reduce the computational cost significantly while at the same time providing qualitatively acceptable results. Taking into account the results obtained in this earlier study, the model of the Wilkinson’s catalyst, RhCl(PH3)3, was applied to study different [2+2+2] cycloaddition reactions with unsaturated systems conducted in the laboratory. Our research group found that in the case of totally closed systems, specifically 15- and 25-membered azamacrocycles can afford benzenic compounds, except in the case of 20-membered azamacrocycle (20-MAA) which was inactive with the Wilkinson’s catalyst. In this study, theoretical calculations allowed to determine the origin of the different reactivity of the 20-MAA, where it was found that the activation barrier of the oxidative addition of two alkynes is higher than those obtained for the 15- and 25-membered macrocycles. This barrier was attributed primarily to the interaction energy, which corresponds to the energy that is released when the two deformed reagents interact in the transition state. The main factor that helped to provide an explanation to the different reactivity observed was that the 20-MAA had a more stable and delocalized HOMO orbital in the oxidative addition step. Moreover, we observed that the formation of a strained ten-membered ring during the cycloaddition of 20-MAA presents significant steric hindrance. Furthermore, in Chapter 5, an electrochemical study is presented in collaboration with Prof. Anny Jutand from Paris. This work allowed studying the main steps of the catalytic cycle of the [2+2+2] cycloaddition reaction between diynes with a monoalkyne. First kinetic data were obtained of the [2+2+2] cycloaddition process catalyzed by the Wilkinson’s catalyst, where it was observed that the rate-determining step of the reaction can change depending on the structure of the starting reagents. In the case of the [2+2+2] cycloaddition reaction involving two alkynes and one alkene in the same molecule (enediynes), it is well known that the oxidative coupling may occur between two alkynes giving the corresponding metallacyclopentadiene, or between one alkyne and the alkene affording the metallacyclopentene complex. Wilkinson’s model was used in DFT calculations to analyze the different factors that may influence in the reaction mechanism. Here it was observed that the cyclic enediynes always prefer the oxidative coupling between two alkynes moieties, while the acyclic cases have different preferences depending on the linker and the substituents used in the alkynes. Moreover, the Wilkinson’s model was used to explain the experimental results achieved in Chapter 7 where the [2+2+2] cycloaddition reaction of enediynes is studied varying the position of the double bond in the starting reagent. It was observed that enediynes type yne-ene-yne preferred the standard [2+2+2] cycloaddition reaction, while enediynes type yne-yne-ene suffered β-hydride elimination followed a reductive elimination of Wilkinson’s catalyst giving cyclohexadiene compounds, which are isomers from those that would be obtained through standard [2+2+2] cycloaddition reactions. Finally, the last chapter of this thesis is based on the use of DFT calculations to determine the reaction mechanism when the macrocycles are treated with transition metals that are inactive to the [2+2+2] cycloaddition reaction, but which are thermally active leading to new polycyclic compounds. Thus, a domino process was described combining an ene reaction and a Diels-Alder cycloaddition.

A healable supramolecular polymer blend based on aromatic π-π stacking and hydrogen bonding interactions

An elastomeric, supramolecular healable polymer blend, comprising a chain-folding polyimide and a telechelic polyurethane with pyrenyl endgroups, is compatibilised by aromatic π−π stacking between the π-electron-deficient diimide groups and the π-electron-rich pyrenyl units. This inter-polymer interaction is key to forming a tough, healable, elastomeric material. Variable temperature FTIR analysis of the bulk material also conclusively demonstrates the presence of hydrogen bonding, which complements the π–π stacking interactions. Variable temperature SAXS analysis shows that the healable polymeric blend has a nanophase-separated morphology, and that the X-ray contrast between the two types of domain increases with increasing temperature, a feature that is repeatable over several heating and cooling cycles. A fractured sample of this material reproducibly regains more than 95% of the tensile modulus, 91% of the elongation to break, and 77% of the modulus of toughness of the pristine material.

Effects of dredging in Goteborg Harbor, Sweden, assessed by biomarkers in eelpout (Zoarces viviparus)

We used a battery of biomarkers in fish to study the effects of the extensive dredging in Goteborg harbor situated at the river Gota alv estuary, Sweden. Eelpout (Zoarces viviparus) were sampled along a gradient into Goteborg harbor, both before and during the dredging. Biomarker responses in the eelpout before the dredging already indicated that fish in Goteborg harbor are chronically affected by pollutants under normal conditions compared to those in a reference area. However, the results during the dredging activities clearly show that fish were even more affected by remobilized pollutants. Elevated ethoxyresorufin-O-deethylase activities and cytochrome P4501A levels indicated exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons. Elevated metallothionein gene expression indicated an increase in metal exposure. An increase in general cell toxicity, measured as a decrease in lysosomal membrane stability, as well as effects on the immune system also could be observed in eelpout sampled during the dredging. The results also suggest that dredging activities in the Gota alv estuary can affect larger parts of the Swedish western coast than originally anticipated. The present study demonstrates that the application of a set of biomarkers is a useful approach in monitoring the impact of anthropogenic activities on aquatic environments.

Macrocyclic aromatic polysulfones and sulfide-sulfones: synthesis and structural characterisation of molecular pentagons and rectangles

Cyclo-condensation of arylenedithiols with bis(4-chlorophenylenesulfone)s under pseudo-high-dilution conditions affords macrocyclic aromatic sulfide-sulfones which are readily oxidised to all-sulfone-linked macrocycles. The cyclic pentamer of poly(1,4-phenylenesulfone) and cyclic dimer of poly(1,4-phenylenesulfonyl-4,4'-biphenylenesulfone) have been isolated and characterised.

Design of supramolecular beta-sheet forming beta-turns containing aromatic rings and non-coded alpha-aminoisobutyric acid and the formation of flat fibrillar structures through self-assembly

Single crystal X-ray diffraction studies show that the three designed tripeptides Boc-Leu-Aib-m-NA-NO2 (I), Boc-Phe-Aib-m-NA-NO2 (II) and Boc-Pro-Aib-m-ABA-OMe (III) (Aib, -aminoisobutyric acid; m-NA, m-nitroaniline; m-ABA, m-aminobenzoic acid; Boc, t-butyloxycarbonyl) containing aromatic rings in the backbones adopt -turn structures that are self-assembled through intermolecular hydrogen bonds and van der Waals interactions to create layers of -sheets. Solvent-dependent NMR titration and CD studies show that the -turn structures of the peptides also exist in the solution phase. The field emission scanning electron microscopic and transmission electron microscopic images of the peptides in the solid state reveal fibrillar structures of flat morphology that are formed through -sheet mediated self-assembly of the preorganised -turn building blocks.

Using deuterated PAH amendments to validate chemical extraction methods to predict PAH bioavailability in soils

Validating chemical methods to predict bioavailable fractions of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) by comparison with accumulation bioassays is problematic. Concentrations accumulated in soil organisms not only depend on the bioavailable fraction but also on contaminant properties. A historically contaminated soil was freshly spiked with deuterated PAHs (dPAHs). dPAHs have a similar fate to their respective undeuterated analogues, so chemical methods that give good indications of bioavailability should extract the fresh more readily available dPAHs and historic more recalcitrant PAHs in similar proportions to those in which they are accumulated in the tissues of test organisms. Cyclodextrin and butanol extractions predicted the bioavailable fraction for earthworms (Eisenia fetida) and plants (Lolium multiflorum) better than the exhaustive extraction. The PAHs accumulated by earthworms had a larger dPAH:PAH ratio than that predicted by chemical methods. The isotope ratio method described here provides an effective way of evaluating other chemical methods to predict bioavailability.

Promoting the use of BaP as a marker for PAH exposure in UK soils

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are ubiquitous environmental pollutants that frequently accumulate in soils. There is therefore a requirement to determine their levels in contaminated environments for the purposes of determining impacts on human health. PAHs are a suite of individual chemicals, and there is an ongoing debate as to the most appropriate method for assessing the risk to humans from them. Two methods predominate: the surrogate marker approach and the toxic equivalency factor. The former assumes that all chemicals in a mixture have an equivalent toxicity. The toxic equivalency approach estimates the potency of individual chemicals relative to the usually most toxic Benzo(a)pyrene. The surrogate marker approach is believed to overestimate risk and the toxic equivalency factor to underestimate risk. When analysing the risks from soils, the surrogate marker approach is preferred due to its simplicity, but there are concerns because of the potential diversity of the PAH profile across the range of impacted soils. Using two independent data sets containing soils from 274 sites across a diverse range of locations, statistical analysis was undertaken to determine the differences in the composition of carcinogenic PAH between site locations, for example, rural versus industrial. Following principal components analysis, distinct population differences were not seen between site locations in spite of large differences in the total PAH burden between individual sites. Using all data, highly significant correlations were seen between BaP and other carcinogenic PAH with the majority of r2 values > 0.8. Correlations with the European Food Standards Agency (EFSA) summed groups, that is, EFSA2, EFSA4 and EFSA8 had even higher correlations (r2 > 0.95). We therefore conclude that BaP is a suitable surrogate marker to represent mixtures of PAH in soil during risk assessments.

Vehicular particulate matter emissions in road tunnels in Sao Paulo, Brazil

In the metropolitan area of Sao Paulo, Brazil, ozone and particulate matter ( PM) are the air pollutants that pose the greatest threat to air quality, since the PM and the ozone precursors ( nitrogen oxides and volatile organic compounds) are the main source of air pollution from vehicular emissions. Vehicular emissions can be measured inside road tunnels, and those measurements can provide information about emission factors of in-use vehicles. Emission factors are used to estimate vehicular emissions and are described as the amount of species emitted per vehicle distance driven or per volume of fuel consumed. This study presents emission factor data for fine particles, coarse particles, inhalable particulate matter and black carbon, as well as size distribution data for inhalable particulate matter, as measured in March and May of 2004, respectively, in the Janio Quadros and Maria Maluf road tunnels, both located in Sao Paulo. The Janio Quadros tunnel carries mainly light-duty vehicles, whereas the Maria Maluf tunnel carries light-duty and heavy-duty vehicles. In the Janio Quadros tunnel, the estimated light-duty vehicle emission factors for the trace elements copper and bromine were 261 and 220 mu g km(-1), respectively, and 16, 197, 127 and 92 mg km(-1), respectively, for black carbon, inhalable particulate matter, coarse particles and fine particles. The mean contribution of heavy-duty vehicles to the emissions of black carbon, inhalable particulate matter, coarse particles and fine particles was, respectively 29, 4, 6 and 6 times higher than that of light-duty vehicles. The inhalable particulate matter emission factor for heavy-duty vehicles was 1.2 times higher than that found during dynamometer testing. In general, the particle emissions in Sao Paulo tunnels are higher than those found in other cities of the world.