Arsenic is not stored as arsenitephytochelatin complexes in the seaweeds Fucus spiralis and Hizikia fusiforme

Environmental context Seaweeds hyperaccumulate the toxic metalloid arsenic, but seemingly achieve detoxification by transformation to arsenosugars. The edible seaweed hijiki is a notable exception because it contains high levels of toxic arsenate and arsenite. Terrestrial plants detoxify arsenic by forming arsenitephytochelatin complexes. The hypothesis that seaweeds also synthesise phytochelatins to bind arsenite as a means of detoxification before arsenosugar synthesis is tested in this investigation. Abstract Phytochelatins (PCs), generic structure [-Glu-Cys]n-Gly, are peptides synthesised by terrestrial plants to bind toxic metal(loid)s such as cadmium and arsenic. Seaweeds are arsenic hyperaccumulators, seemingly achieving detoxification via arsenosugar biosynthesis. Whether seaweeds synthesise PCs to aid detoxification during arsenic exposure is unknown. Hizikia fusiforme (hijiki) and Fucus spiralis were used as model seaweeds: the former is known for its large inorganic arsenic concentration, whereas the latter contains mainly arsenosugars. F. spiralis was exposed to 0, 1 and 10mgL ^-1 arsenate solutions for 24h, whereas hijiki was analysed fresh. All samples contained As ^III, glutathione and reduced PC ₂, identified using HPLC-ICP-MS/ES-MS. Although hijiki contained no As ^IIIPC complexes, arsenate exposed F. spiralis generated traces of numerous arsenic compounds that might be As ^IIIGS or As ^IIIPC ₂ complexes. As ^IIIPC complexes seem not to be a principal storage form for long-term arsenic storage within seaweeds. However, 40 times higher glutathione concentrations were found in hijiki than F. spiralis, which may explain how hijiki deals with its high inorganic arsenic burden. © 2011 CSIRO.

Accessory minerals and potentially toxic elements in Tanzanian vermiculites with respect to agricultural applications

The study assessed accessory minerals and metals in Tanzanian vermiculites with respect to their potential suitability for agricultural applications. Mineral and chemical analyses were involved. Pot experiments were also conducted to assess plant uptake of metals from soil with vermiculites. Fibrous sepiolite and amphiboles were minerals of health concern found in some samples. The sepiolite fibers had aspect ratios similar to those of asbestos minerals, which cause respiratory disorders and lung cancer when inhaled and thus pose a potential health risk to animals and humans. The amphibole fibers were thicker than 10 μm and are unlikely to be inhaled. Chromium (Cr) and nickel (Ni) concentrations in some samples were greater than the limits permitted in agricultural soils, but the elements are not highly plant available and do not inhibit the uptake of essential macronutrients. Heating vermiculites at 400-600° C enhanced extractability of Cr and Ni and should preferably be avoided. © Taylor & Francis Group, LLC.

Ericoid mycorrhiza:A partnership that exploits harsh edaphic conditions

Plants that form ericoid mycorrhizal associations are widespread in harsh habitats. Ericoid mycorrhizal fungal endophytes are a genetically diverse group, and they appear to be able to alleviate certain environmental stresses and so facilitate the establishment and survival of Ericaceae. Some of the fungal taxa that form ericoid mycorrhizas, or at least closely related strains, also form associations with other plant hosts (trees and leafy liverworts). The functional significance of these associations and putative mycelial links between Ericaceae and other plant taxa, however, remain unclear. Evidence from environments that are contaminated by toxic metals indicates that ericoid mycorrhizal fungal endophytes, and in some instances their plant hosts, can evolve resistance to these metals. The apparent ability of these endophytes to develop resistance enables ericoid mycorrhizal plants to colonize polluted soil. This seems to be a major factor in the success of ericoid mycorrhizal taxa in a range of harsh environments.

Sensitivity to Cd or Zn of host and symbiont of ectomycorrhizal Pinus sylvestris L. (Scots pine) seedlings

Pinus sylvestris seedlings infected with either the ectomycorrhizal (ECM) fungus Paxillus involutus or Suillus variegatus were exposed to a range of Cd or Zn concentrations. This was done to investigate the relationship between the sensitivity of ECM fungi and their host plants over a wide range of concentrations. P involutus ameliorated the toxicity of Cd and Zn to P. sylvestris with respect to root length, despite significant inhibition of ECM infection levels by Cd (Cd EC₅₀ [effective concentration which inhibits ECM infection by 50%] values were: P. involutus 3.7 μg g^-1 Cd; S. variegatus 2.3 μg g^-1 Cd). ECM infection by P. involutus also decreased Cd and Zn transport to the plant shoots at potentially toxic concentrations and also influenced the proportion of Zn transported to the roots and shoots, with a higher proportion retained in the roots of the seedlings. ECM infection did increase host biomass production, but this was not affected by the presence of Cd or Zn. Root and shoot biomass production by P. sylvestris, in both the presence and absence of ECM fungi, was unaffected by Cd and Zn at all concentrations tested.

Arsenate sensitivity in ericoid and ectomycorrhizal fungi

Isolates of the endomycorrhizal fungus Hymenoscyphus ericae and the ectomycorrhizal fungus Hebeloma crustuliniforme from soils uncontaminated with AsO₄/^3-, were compared with regard to their sensitivity to AsO₄/^3- in solution culture. When grown in liquid media amended with a range of AsO₄/^3- concentrations, H. ericae demonstrated reduced sensitivity to AsO₄/^3- compared to H. crustuliniforme. The concentrations causing 50% inhibition of growth (EC50) were 1.33 mol/m³ and 0.33 mol/m³, respectively, for H. ericae and H. crustuliniforme. The compound AsO₄/^3- is a PO₄/^3- analogue for the plasmalemma PO₄/^3- transporter. The presence of PO₄/^3- in the media at high concentrations ameliorated the toxic effects of AsO₄/^3- in both the ericoid and ectomycorrhizal fungi. This could be due to both suppression of the PO₄/^3- transporter under high phosporus status and competition of PO₄/^3- with AsO₄/^3- for the transport protein. The kinetics of AsO₄/^3- influx in H. ericae and H. crustuliniforme were also investigated. Hymenoscyphus ericae demonstrated a high K(m) value, 0.071 mol/m³, consistent with values obtained for AsO₄/^3- -tolerant plants. We suggest that the high K(m) value may be a mechanism used by H. ericae to express reduced AsO₄/^3- sensitivity. The ecological significance of this reduced sensitivity is also discussed.

Cross-colonization of scots pine (Pinus sylvestris) seedlings by the ectomycorrhizal fungus Paxillus involutus in the presence of inhibitory levels of Cd and Zn

The effects of Cd and Zn on cross-colonization by Paxillus involutus of Scots pine seedlings was examined by using pairs of ectomycorrhizal (ECM) and non-mycorrhizal (NM) seedlings grown in the same vessel. This was done to assess, first, the ability of P. involutus to colonize NM Scots pine seedlings by growth from colonized roots of other Scots pine seedlings in the presence of Cd or Zn, and, second whether ECM colonization of Scots pine by P. involutus provided a competitive advantage over NM seedlings. Ectomycorrhizal colonization of Scots pine was shown to be more sensitive than Scots pine itself to Cd and Zn, but prior colonization did provide a competitive advantage with respect to biomass production. This beneficial effect over NM seedlings was, however, equal in the control, Cd and Zn treatments, and was due simply to growth stimulation in the presence of ECM colonization. Cross-colonization from an ECM to a NM seedling was reduced but not prevented by Cd and Zn. Cd had a more negative effect on cross-colonization than on initial colonization of seedlings, whereas Zn had an equally inhibitory effect on both parameters. These results have important implications for plant establishment on metal-contaminated sites. If cross-colonization between plants is reduced by toxic metals, plant establishment on contaminated sites might be retarded.

Toxic interactions of metal ions (Cd2+, Pb2+, Zn2+ and Sb3- on in vitro biomass production of ectomycorrhizal fungi

A number of ectomycorrhizal (ECM) fungi, from sites uncontaminated by toxic metals, were investigated to determine their sensitivity to Cd^2-, Pb²⁺, Zn²⁺ and Sb^3-, measured as an inhibition of fungal biomass production. Isolates were grown in liquid media amended with the metals, individually (over a range of concentrations) and in combination (at single concentrations) to determine any significant interactions between the metals. Significant interspecific variation in sensitivity to Cd²⁺ and Zn²⁺ was recorded, while Pb²⁺ and Sb^3- individually had little effect. The presence of Pb²⁺ and Sb^3- in the media did however, ameliorate Cd²⁺ and Zn²⁺ toxicity in some circumstances. Interactions between Cd²⁺ and Zn²⁺ were investigated further over a range of concentrations. Zn²⁺ was found to significantly ameliorate the toxicity of Cd²⁺ to three of the four isolates tested. The influence of Zn²⁺ varied between ECM species and with the concentrations of metals tested.

A comparison of carbon flow from pre-labelled and pulse-labelled plants

Perennial rye-grass was subjected to two different¹⁴C labelling regimes to enable a partitioning of the carbon sources contributing to rhizosphere carbon-flow. Plant/soil microcosms were designed which enabled rye-grass plants to either receive a single pulse of¹⁴C-CO₂ or to be pre-labelled using a series of¹⁴C-CO₂ pulses, allowing the fate of newly photoassimilated carbon and carbon lost by root decomposition to be followed into the soil. For young rye-grass plants grown over a short period, rhizosphere carbon flow was found to be dominated by newly photoassimilated carbon. Evidence for this came from the observed percentage of the total¹⁴C budget (i.e. total¹⁴C-CO₂ fixed by the plants) lost from the root/soil system, which was 30 times greater for the pulse labelled compared to pre-labelled plants. Root decomposition was found to be less at 10°C compared to 20-25°C, though input of¹⁴C into the soil was the same at both temperatures. © 1988 Kluwer Academic Publishers.

Do leaves of plants on phosphorus-impoverished soils contain high concentrations of phenolic defence compounds?

Prominent theories of plant defence have predicted that plants growing on nutrient-poor soils produce more phenolic defence compounds than those on richer soils. Only recently has the Protein Competition Model (PCM) of phenolic allocation suggested that N and P limitation could have different effects because the nutrients are involved in different cellular metabolic processes. 2. We extend the prediction of the PCM and hypothesize that N will have a greater influence on the production of phenolic defensive compounds than P availability, because N limitation reduces protein production and thus competition for phenylalanine, a precursor of many phenolic compounds. In contrast, P acts as a recyclable cofactor in these reactions, allowing protein and hence phenolic production to continue under low P conditions. 3. We test this hypothesis by comparing the foliar concentrations of phenolic compounds in (i) phenotypes of 21 species growing on P-rich alluvial terraces and P-depleted marine terraces in southern New Zealand, and (ii) 87 species growing under similar climates on comparatively P-rich soils in New Zealand vs. P-depleted soils in Tasmania. 4. Foliar P concentrations of plants from the marine terraces were about half those of plants from alluvial soils, and much lower in Tasmania than in New Zealand. However, foliar concentrations of N and phenolic compounds were similar across sites in both comparisons, supporting the hypothesis that N availability is a more important determinant of plant investment in phenolic defensive compounds than P availability. We found no indication that reduced soil P levels influenced plant concentrations of phenolic compounds. There was wide variation in the foliar N and P concentrations among species, and those with low foliar nutrient concentrations produced more phenolics (including condensed tannins). 5. Our study is the first trait comparison extending beyond standard leaf economics to include secondary metabolites related to defence in forest plants, and emphasizes that N and P have different influences on the production of phenolic defence compounds. © 2009 British Ecological Society.

Computerized key to the genus Bursaphelenchus Fuchs, analysis of species clusters based on morphology, using information of insect vectors and associated plants, with a revision of the genus.

The genus Bursaphelenchus includes B. xylophilus (Steiner et Buhrer, 1934) Nickle, 1981, which is of world economic and quarantine importance. Distinction among several species of the pinewood nematodes species complex (PWNSC) is often difficult. Besides standard morphology, morphometrics and molecular biology, new tools are welcome to better understand this group. The computerized (or e-) key of this genus, presented in this communication, includes 74 species (complete list of valid species of the world fauna) and 35 characters, that were used by the taxonomic experts of this group, in the original descriptions. Morphology of sex organs (male spicules and female vulval region) was digitized and classified to distinguish alternative types. Several qualitative characters with overlapping character states (expressions) were transformed into the morphometric indices with the discontinuous ranges (characters of ratios of the spicule dimensions). Characters and their states (expressions) were illustrated in detail and supplied by brief user-friendly comments. E-key was created in the BIKEY identification system (Dianov & Lobanov, 1996-2004). The system has built-algorithm ranging characters depending on their diagnostic values at each step of identification. Matrix of species and the character states (structural part of the e-key database) may be easily transformed using statistical packages into the dendrograms of general phenetic similarities (UPGMA, standard distance: mean character difference). It may be useful in the detailed analysis of taxonomy and evolution of the genus and in its splitting to the species groups based on morphology. The verification of the dendrogram using the information on the species links with insect vectors and their associated plants, provided an opportunity to recognize the five clusters (xylophilus, hunti, eremus sensu stricto, tusciae and piniperdae sensu stricto), which seem to be the natural species groups. The hypothesis about the origin and the first stages of the genus evolution is proposed. A general review of the genus Bursaphelenchus is presented.

Phytochelatin signal tranduction and cadmium chelation in plants

As plantas utilizam diversas estratégias de sinalização para reconhecer e responder aos stresses ambientais. A maioria das vias de transdução de sinais partilham um sinal genérico, normalmente a modulação dos níveis intracelulares de Ca2+. Esta por sua vez pode iniciar uma cascata de fosforilação proteica que finalmente afecta as proteínas directamente envolvidas na protecção celular ou culmina em factores de transcrição que vão determinar a resposta fisiológica ao stresse. A percepção destes sinais e a compreensão de como estes podem activar as respostas adaptativas são factores-chave para a tolerância das plantas a stresses abióticos. Um dos principais stresses abóticos que restrigem o crescimento das plantas é a presença de metais pesados. A produção de fitoquelatinas e a subsequente quelação dos metais é o mecanismo mais conhecido de tolerância ao stresse metálico em plantas. Fitoquelatinas (PCs) são péptidos com grupos tiol que são sintetizados através da transpeptidação da glutationa (GSH), pela acção da enzima fitoquelatina sintase (PCS). No entanto, até ao momento, as vias de sinalização que levam à síntese de fitoquelatinas e à percepção do stresse metálico são pouco compreendidas. Dentro deste contexto, o presente trabalho foi elaborado com o intuito de elucidar a via de sinalização através da qual o cádmio é detectado pelas células vegetais e induz a síntese de PCs. Quase todos, os estudos de stresses abióticos em plantas apontam para o facto de a sua sinalização se basear nos mesmos tipos de sinais moleculares, nomeadamente a sinalização por cálcio, a fosforilação proteica e a indução de espécies reactivas de oxigénio (ROS). Trabalhos recentes sugerem que a sinalização de PCs poderá envolver todos estes parâmetros. Assim, uma primeira abordagem foi efectuada para compreender a síntese de PCs na espécie Arabidopsis thaliana, através da monitorizaçção da actividade de enzimas relacionadas, a γ-EC sintetase, GSH sintetase e a PC sintase (PCS), assim como o tempo necessário para o elongamento das PCs e a sua acumulação. Seguidamente, ao longo deste processo foi analisada a expressão de sinais específicos, associados com sinais de cálcio, fosforilação proteica e sinalização por ROS. A importância destes factores na síntese de PCs foi também avaliada através do uso de moduladores farmacológicos de cálcio e fosfatases proteicas e também pela indução de stresse oxidativo. Os resultados demonstraram novos dados sobre o papel do cálcio e da fosforilação proteica na produção de PCs e na síntese de GSH, revelando que a actvidade da PCS é regulada por fosforilação e que a sinalização de cálcio pode mediar a síntese de GSH. O envolvimento da sinalização de ROS na síntese de GSH, atráves de crosstalk com a sinalização de cálcio também foi proposta. Assim, os resultados aqui apresentados descrevem uma possível via de sinalização de cádmio nas plantas e da indução de fitoquelatinas. Este trabalho poderá ser portanto muito útil na implementação de novas metodologias de agricultura sustentável e práticas de fitorremediação em solos contaminados com metais pesados.

Micropropagation in elite corck oak trees: a tool for suber production improvement?

Dada a extrema importância económica e ambiental que o montado de sobro tem em Portugal, e dado o declínio deste devido a várias razões (e.g. doença, idade das plantas) é premente desenvolver estratégias de preservação de sobreiros elite e optimizar técnicas para a propagação destes genótipos. No primeiro Capítulo expõe-se uma breve introdução sobre o montado actual e as técnicas actuais de regeneração/propagação do sobreiro. Descreve-se ainda as principais técnicas de preservação e avaliação de estabilidade genética referidas na literatura para sobreiro e outras lenhosas. No Capítulo II é apresentado um estudo de melhoramento das condições actuais de maturação de embriões somáticos de sobreiro com vista a aperfeiçoar o processo de conversão em plantas. Neste capítulo é apresentado um protocolo melhorado em relação ao actual que permite um desenvolvimento dos embriões somáticos dum modo semelhante aos embriões zigóticos em termos de substâncias de reserva. O Capítulo III mostra um estudo efectuado com o objectivo principal de avaliar estabilidade genética durante todo o processo de embriogénese somática. Neste capítulo são apresentados resultados duma análise feita por RAPD em fases distintas da embriogénese somática de sobreiro. Neste estudo mostra-se que não existem diferenças significativas entre plantas de campo, embriões somáticos e plantas regeneradas. No Capítulo VI, pretende-se complementar o estudo anterior. Neste Capítulo descreve-se a dinâmica do ciclo celular durante as primeiras fases de embriogénese somática na presença de reguladores de crescimento. Este trabalho permitiu concluir a importância dos reguladores de crescimento na indução e perceber o peso do factor genótipo durante o processo. Considerando os resultados anteriores, a necessidade de um processo eficiente de preservação de genótipos elite torna-se fundamental. No Capítulo V descreve-se um protocolo de criopreservação eficiente sem recursos a substâncias tóxicas. Nesta secção é ainda feita uma análise de variabilidade genética após criopreservação através de FCM, AFLP e SSR. Todos os resultados obtidos anteriormente são postos a prova no Capítulo VI onde se faz uma monitorização extensiva de 10 genótipos elite, tendo em conta a sua capacidade de produção de cortiça, através do processo de embriogénese somática. Durante esta secção são utilizados os protocolos desenvolvidos anteriormente e avaliados na sua eficiência. Neste capítulo é descrita a integração de vários segmentos deste estudo num só protocolo eficiente de regeneração e preservação de sobreiros através de embriogénese somática. Finalmente, no Capítulo VI são apresentadas as conclusões da presente Tese de Doutoramento, com especial incidência para linhas de investigação futuras a serem tomadas. Discute-se a importância deste novo protocolo na optimização da produção da cortiça e traçam-se possíveis aplicações alternativas.

Tributyltin (TBT) resistance in Aeromonas molluscorum Av27

O tributilestanho (TBT) é considerado um dos xenobióticos mais tóxicos, produzidos e deliberadamente introduzidos no meio ambiente pelo Homem. Tem sido usado numa variedade de processos industriais e subsequentemente descarregado no meio ambiente. O tempo de meia-vida do TBT em águas marinhas é de várias semanas, mas em condições de anóxia nos sedimentos, pode ser de vários anos, devido à sua degradação mais lenta. Embora o TBT tenha sido descrito como sendo tóxico para eucariotas e procariotas, muitas bactérias podem ser resistentes a este composto. O presente trabalho teve como objetivo principal elucidar o mecanismo de resistência ao TBT em bactérias. Para além disso, pretendeu-se desenvolver um biorepórter para detectar TBT no ambiente. Para atingir estes objetivos foram delineadas várias tarefas cujos principais resultados obtidos se apresentam a seguir. Várias bactérias resistentes ao TBT foram isoladas de sedimento e água do Porto de Pesca Longínqua (PPL) na Ria de Aveiro, Portugal. Entre estas, Aeromonas molluscorum Av27 foi selecionada devido à sua elevada resistência a este composto (concentrações até 3 mM), à sua capacidade de degradar o TBT em compostos menos tóxicos (dibutilestanho, DBT e monobutilestanho, MBT) e também por usar o TBT como fonte de carbono. A. molluscorum Av27 foi caracterizada genotipica e fenotipicamente. Os fatores de virulência estudados mostraram que esta estirpe i) possui atividade lipolítica; ii) não é citotóxica para células de mamíferos, nomeadamente para células Vero; iii) não possui integrões de classe I e II e iv) possui cinco plasmídeos com aproximadamente 4 kb, 7 kb, 10 kb, 100 kb e mais de 100 kb. Estes resultados mostraram que a estirpe Av27 não é tóxica, aumentando assim o interesse nesta bactéria para futuras aplicações, nomeadamente na bioremediação. Os testes de toxicidade ao TBT mostraram que este composto tem um impacto negativo no crescimento desta estirpe, bem como, na densidade, no tamanho e na atividade metabólica das células e é responsável pela formação de agregados celulares. Assim, o TBT mostrou ser bastante tóxico para as bactérias interferindo com a atividade celular geral. O gene Av27-sugE, que codifica a proteína SugE pertencente à família das “small multidrug resistance proteins” (SMR), foi identificado como estando envolvido na resistência ao TBT nesta estirpe. Este gene mostrou ser sobreexpresso quando as células crescem na presença de TBT. O promotor do gene Av27-sugE foi utilizado para construir um bioreporter para detetar TBT, contendo o gene da luciferase do pirilampo como gene repórter. O biorepórter obtido reúne as características mais importantes de um bom biorepórter: sensibilidade (intervalo de limite de detecção de 1-1000 nM), rapidez (3 h são suficientes para a deteção de sinal) e, possivelmente, não é invasivo (pois foi construído numa bactéria ambiental). Usando sedimento recolhido no Porto de Pesca Longínqua da Ria de Aveiro, foi preparada uma experiência de microcosmos com o intuito de avaliar a capacidade de Av27 para bioremediar o TBT, isoladamente ou em associação com a comunidade bacteriana indígena. A análise das amostras de microcosmos por PCR-DGGE e de bibliotecas de 16S rDNA revelaram que a comunidade bacteriana é relativamente estável ao longo do tempo, mesmo quando Av27 é inoculada no sedimento. Para além disso, o sedimento estuarino demonstrou ser dominado por bactérias pertencentes ao filo Proteobacteria (sendo mais abundante as Delta e Gammaproteobacteria) e Bacteroidetes. Ainda, cerca de 13% dos clones bacterianos não revelaram nenhuma semelhança com qualquer dos filos já definidos e quase 100% afiliou com bactérias não cultiváveis do sedimento. No momento da conclusão desta tese, os resultados da análise química de compostos organoestânicos não estavam disponíveis, e por essa razão não foi possível tirar quaisquer conclusões sobre a capacidade desta bactéria remediar o TBT em sedimentos. Esses resultados irão ajudar a esclarecer o papel de A. molluscorum Av27 na remediação de TBT. Recentemente, a capacidade da estirpe Av27 remediar solo contaminado com TBT foi confirmada em bioensaios realizados com plantas, Brassica rapa e Triticum aestivum (Silva 2011a), e também com invertebrados Porcellionides pruinosus (Silva 2011B). Assim, poder-se-á esperar que a bioremediação do sedimento na experiência de microcosmos também tenha ocorrido. No entanto, só a análise química dos compostos organostânicos deverá ser conclusiva. Devido à dificuldade em realizar a análise analítica de organoestânicos, um método de bioensaio fácil, rápido e barato foi adaptado para avaliar a toxicidade do TBT em laboratório, antes de se proceder à análise química das amostras. O método provou a sua utilidade, embora tenha mostrado pouca sensibilidade quando se usam concentrações de TBT baixas. Em geral, os resultados obtidos contribuíram para um melhor entendimento do mecanismo de resistência ao TBT em bactérias e mostraram o potencial biotecnológico de A. molluscorum Av27, nomeadamente, no que refere à sua possível aplicação na descontaminação de TBT no ambiente e também no desenvolvimento de biorepórteres.

Exposure modelling to traffic-related air toxic pollutants

Atualmente, a poluição atmosférica constitui uma das principais causas ambientais de mortalidade. Cerca de 30% da população europeia residente em áreas urbanas encontra-se exposta a níveis de poluição atmosférica superiores aos valores- limite de qualidade do ar legislados para proteção da saúde humana, representando o tráfego rodoviário uma das principais fontes de poluição urbana. Além dos poluentes tradicionais avaliados em áreas urbanas, os poluentes classificados como perigosos para a saúde (Hazard Air Pollutants - HAPs) têm particular relevância devido aos seus conhecidos efeitos tóxicos e cancerígenos. Neste sentido, a avaliação da exposição tornase primordial para a determinação da relação entre a poluição atmosférica urbana e efeitos na saúde. O presente estudo tem como principal objetivo o desenvolvimento e implementação de uma metodologia para avaliação da exposição individual à poluição atmosférica urbana relacionada com o tráfego rodoviário. De modo a atingir este objetivo, foram identificados os parâmetros relevantes para a quantificação de exposição e analisados os atuais e futuros potenciais impactos na saúde associados com a exposição à poluição urbana. Neste âmbito, o modelo ExPOSITION (EXPOSure model to traffIc-relaTed aIr pOllutioN) foi desenvolvido baseado numa abordagem inovadora que envolve a análise da trajetória dos indivíduos recolhidas por telemóveis com tecnologia GPS e processadas através da abordagem de data mining e análise geoespacial. O modelo ExPOSITION considera também uma abordagem probabilística para caracterizar a variabilidade dos parâmetros microambientais e a sua contribuição para exposição individual. Adicionalmente, de forma a atingir os objetivos do estudo foi desenvolvido um novo módulo de cálculo de emissões de HAPs provenientes do transporte rodoviário. Neste estudo, um sistema de modelação, incluindo os modelos de transporteemissões- dispersão-exposição, foi aplicado na área urbana de Leiria para quantificação de exposição individual a PM2.5 e benzeno. Os resultados de modelação foram validados com base em medições obtidas por monitorização pessoal e monitorização biológica verificando-se uma boa concordância entre os resultados do modelo e dados de medições. A metodologia desenvolvida e implementada no âmbito deste trabalho permite analisar e estimar a magnitude, frequência e inter e intra-variabilidade dos níveis de exposição individual, bem como a contribuição de diferentes microambientes, considerando claramente a sequência de eventos de exposição e relação fonte-recetor, que é fundamental para avaliação dos efeitos na saúde e estudos epidemiológicos. O presente trabalho contribui para uma melhor compreensão da exposição individual em áreas urbanas, proporcionando novas perspetivas sobre a exposição individual, essenciais na seleção de estratégias de redução da exposição à poluição atmosférica urbana, e consequentes efeitos na saúde.