Use of airborne remote sensing to detect riverside Brassica rapa to aid in risk assessment of transgenic crops

High resolution descriptions of plant distribution have utility for many ecological applications but are especially useful for predictive modelling of gene flow from transgenic crops. Difficulty lies in the extrapolation errors that occur when limited ground survey data are scaled up to the landscape or national level. This problem is epitomized by the wide confidence limits generated in a previous attempt to describe the national abundance of riverside Brassica rapa (a wild relative of cultivated rapeseed) across the United Kingdom. Here, we assess the value of airborne remote sensing to locate B. rapa over large areas and so reduce the need for extrapolation. We describe results from flights over the river Nene in England acquired using Airborne Thematic Mapper (ATM) and Compact Airborne Spectrographic Imager (CASI) imagery, together with ground truth data. It proved possible to detect 97% of flowering B. rapa on the basis of spectral profiles. This included all stands of plants that occupied >2m square (>5 plants), which were detected using single-pixel classification. It also included very small populations (<5 flowering plants, 1-2m square) that generated mixed pixels, which were detected using spectral unmixing. The high detection accuracy for flowering B. rapa was coupled with a rather large false positive rate (43%). The latter could be reduced by using the image detections to target fieldwork to confirm species identity, or by acquiring additional remote sensing data such as laser altimetry or multitemporal imagery.

Use of airborne remote sensing to detect riverside Brassica rapa to aid in risk assessment of transgenic crops

High resolution descriptions of plant distribution have utility for many ecological applications but are especially useful for predictive modeling of gene flow from transgenic crops. Difficulty lies in the extrapolation errors that occur when limited ground survey data are scaled up to the landscape or national level. This problem is epitomized by the wide confidence limits generated in a previous attempt to describe the national abundance of riverside Brassica rapa (a wild relative of cultivated rapeseed) across the United Kingdom. Here, we assess the value of airborne remote sensing to locate B. rapa over large areas and so reduce the need for extrapolation. We describe results from flights over the river Nene in England acquired using Airborne Thematic Mapper (ATM) and Compact Airborne Spectrographic Imager (CASI) imagery, together with ground truth data. It proved possible to detect 97% of flowering B. rapa on the basis of spectral profiles. This included all stands of plants that occupied >2m square (>5 plants), which were detected using single-pixel classification. It also included very small populations (<5 flowering plants, 1-2m square) that generated mixed pixels, which were detected using spectral unmixing. The high detection accuracy for flowering B. rapa was coupled with a rather large false positive rate (43%). The latter could be reduced by using the image detections to target fieldwork to confirm species identity, or by acquiring additional remote sensing data such as laser altimetry or multitemporal imagery.

Gene flow, risk assessment and the environmental release of transgenic plants

The release of genetically modified plants is governed by regulations that aim to provide an assessment of potential impact on the environment. One of the most important components of this risk assessment is an evaluation of the probability of gene flow. In this review, we provide an overview of the current literature on gene flow from transgenic plants, providing a framework of issues for those considering the release of a transgenic plant into the environment. For some plants gene flow from transgenic crops is well documented, and this information is discussed in detail in this review. Mechanisms of gene flow vary from plant species to plant species and range from the possibility of asexual propagation, short- or long-distance pollen dispersal mediated by insects or wind and seed dispersal. Volunteer populations of transgenic plants may occur where seed is inadvertently spread during harvest or commercial distribution. If there are wild populations related to the transgenic crop then hybridization and eventually introgression in the wild may occur, as it has for herbicide resistant transgenic oilseed rape (Brassica napus). Tools to measure the amount of gene flow, experimental data measuring the distance of pollen dispersal, and experiments measuring hybridization and seed survivability are discussed in this review. The various methods that have been proposed to prevent gene flow from genetically modified plants are also described. The current "transgenic traits'! in the major crops confer resistance to herbicides and certain insects. Such traits could confer a selective advantage (an increase in fitness) in wild plant populations in some circumstances, were gene flow to occur. However, there is ample evidence that gene flow from crops to related wild species occurred before the development of transgenic crops and this should be taken into account in the risk assessment process.

Integration of sediment contamination with multi–biomarker responses in a novel bioindicator candidate (Sepia officinalis) for risk assessment in impacted estuaries

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente

Reliability of methods used for the risk assessment of mixture of micropollutants in aquatic enviromments : from theoretical concepts to field observations

Ces dernières années, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques des micropolluants organiques pour les espèces de nos lacs et rivières. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, alors que les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange. Or les effets de ces cocktails ne sont pas négligeables. Cette thèse de doctorat s'est ainsi intéressée aux modèles permettant de prédire le risque environnemental de ces cocktails pour le milieu aquatique. Le principal objectif a été d'évaluer le risque écologique des mélanges de substances chimiques mesurées dans le Léman, mais aussi d'apporter un regard critique sur les méthodologies utilisées afin de proposer certaines adaptations pour une meilleure estimation du risque. Dans la première partie de ce travail, le risque des mélanges de pesticides et médicaments pour le Rhône et pour le Léman a été établi en utilisant des approches envisagées notamment dans la législation européenne. Il s'agit d'approches de « screening », c'est-à-dire permettant une évaluation générale du risque des mélanges. Une telle approche permet de mettre en évidence les substances les plus problématiques, c'est-à-dire contribuant le plus à la toxicité du mélange. Dans notre cas, il s'agit essentiellement de 4 pesticides. L'étude met également en évidence que toutes les substances, même en trace infime, contribuent à l'effet du mélange. Cette constatation a des implications en terme de gestion de l'environnement. En effet, ceci implique qu'il faut réduire toutes les sources de polluants, et pas seulement les plus problématiques. Mais l'approche proposée présente également un biais important au niveau conceptuel, ce qui rend son utilisation discutable, en dehors d'un screening, et nécessiterait une adaptation au niveau des facteurs de sécurité employés. Dans une deuxième partie, l'étude s'est portée sur l'utilisation des modèles de mélanges dans le calcul de risque environnemental. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés espèce par espèce, et non pour une évaluation sur l'écosystème en entier. Leur utilisation devrait donc passer par un calcul par espèce, ce qui est rarement fait dû au manque de données écotoxicologiques à disposition. Le but a été donc de comparer, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon une méthode rigoureuse, espèce par espèce, avec celui effectué classiquement où les modèles sont appliqués sur l'ensemble de la communauté sans tenir compte des variations inter-espèces. Les résultats sont dans la majorité des cas similaires, ce qui valide l'approche utilisée traditionnellement. En revanche, ce travail a permis de déterminer certains cas où l'application classique peut conduire à une sous- ou sur-estimation du risque. Enfin, une dernière partie de cette thèse s'est intéressée à l'influence que les cocktails de micropolluants ont pu avoir sur les communautés in situ. Pour ce faire, une approche en deux temps a été adoptée. Tout d'abord la toxicité de quatorze herbicides détectés dans le Léman a été déterminée. Sur la période étudiée, de 2004 à 2009, cette toxicité due aux herbicides a diminué, passant de 4% d'espèces affectées à moins de 1%. Ensuite, la question était de savoir si cette diminution de toxicité avait un impact sur le développement de certaines espèces au sein de la communauté des algues. Pour ce faire, l'utilisation statistique a permis d'isoler d'autres facteurs pouvant avoir une influence sur la flore, comme la température de l'eau ou la présence de phosphates, et ainsi de constater quelles espèces se sont révélées avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps. Fait intéressant, une partie d'entre-elles avait déjà montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. En conclusion, ce travail montre qu'il existe des modèles robustes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques, et qu'ils peuvent être utilisés pour expliquer le rôle des substances dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application. - Depuis plusieurs années, les risques que posent les micropolluants organiques pour le milieu aquatique préoccupent grandement les scientifiques ainsi que notre société. En effet, de nombreuses recherches ont mis en évidence les effets toxiques que peuvent avoir ces substances chimiques sur les espèces de nos lacs et rivières, quand elles se retrouvent exposées à des concentrations aiguës ou chroniques. Cependant, la plupart de ces études se sont focalisées sur la toxicité des substances individuelles, c'est à dire considérées séparément. Actuellement, il en est de même dans les procédures de régulation européennes, concernant la partie évaluation du risque pour l'environnement d'une substance. Or, les organismes sont exposés tous les jours à des milliers de substances en mélange, et les effets de ces "cocktails" ne sont pas négligeables. L'évaluation du risque écologique que pose ces mélanges de substances doit donc être abordé par de la manière la plus appropriée et la plus fiable possible. Dans la première partie de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux méthodes actuellement envisagées à être intégrées dans les législations européennes pour l'évaluation du risque des mélanges pour le milieu aquatique. Ces méthodes sont basées sur le modèle d'addition des concentrations, avec l'utilisation des valeurs de concentrations des substances estimées sans effet dans le milieu (PNEC), ou à partir des valeurs des concentrations d'effet (CE50) sur certaines espèces d'un niveau trophique avec la prise en compte de facteurs de sécurité. Nous avons appliqué ces méthodes à deux cas spécifiques, le lac Léman et le Rhône situés en Suisse, et discuté les résultats de ces applications. Ces premières étapes d'évaluation ont montré que le risque des mélanges pour ces cas d'étude atteint rapidement une valeur au dessus d'un seuil critique. Cette valeur atteinte est généralement due à deux ou trois substances principales. Les procédures proposées permettent donc d'identifier les substances les plus problématiques pour lesquelles des mesures de gestion, telles que la réduction de leur entrée dans le milieu aquatique, devraient être envisagées. Cependant, nous avons également constaté que le niveau de risque associé à ces mélanges de substances n'est pas négligeable, même sans tenir compte de ces substances principales. En effet, l'accumulation des substances, même en traces infimes, atteint un seuil critique, ce qui devient plus difficile en terme de gestion du risque. En outre, nous avons souligné un manque de fiabilité dans ces procédures, qui peuvent conduire à des résultats contradictoires en terme de risque. Ceci est lié à l'incompatibilité des facteurs de sécurité utilisés dans les différentes méthodes. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié la fiabilité de méthodes plus avancées dans la prédiction de l'effet des mélanges pour les communautés évoluant dans le système aquatique. Ces méthodes reposent sur le modèle d'addition des concentrations (CA) ou d'addition des réponses (RA) appliqués sur les courbes de distribution de la sensibilité des espèces (SSD) aux substances. En effet, les modèles de mélanges ont été développés et validés pour être appliqués espèce par espèce, et non pas sur plusieurs espèces agrégées simultanément dans les courbes SSD. Nous avons ainsi proposé une procédure plus rigoureuse, pour l'évaluation du risque d'un mélange, qui serait d'appliquer d'abord les modèles CA ou RA à chaque espèce séparément, et, dans une deuxième étape, combiner les résultats afin d'établir une courbe SSD du mélange. Malheureusement, cette méthode n'est pas applicable dans la plupart des cas, car elle nécessite trop de données généralement indisponibles. Par conséquent, nous avons comparé, avec des valeurs générées aléatoirement, le calcul de risque effectué selon cette méthode plus rigoureuse, avec celle effectuée traditionnellement, afin de caractériser la robustesse de cette approche qui consiste à appliquer les modèles de mélange sur les courbes SSD. Nos résultats ont montré que l'utilisation de CA directement sur les SSDs peut conduire à une sous-estimation de la concentration du mélange affectant 5 % ou 50% des espèces, en particulier lorsque les substances présentent un grand écart- type dans leur distribution de la sensibilité des espèces. L'application du modèle RA peut quant à lui conduire à une sur- ou sous-estimations, principalement en fonction de la pente des courbes dose- réponse de chaque espèce composant les SSDs. La sous-estimation avec RA devient potentiellement importante lorsque le rapport entre la EC50 et la EC10 de la courbe dose-réponse des espèces est plus petit que 100. Toutefois, la plupart des substances, selon des cas réels, présentent des données d' écotoxicité qui font que le risque du mélange calculé par la méthode des modèles appliqués directement sur les SSDs reste cohérent et surestimerait plutôt légèrement le risque. Ces résultats valident ainsi l'approche utilisée traditionnellement. Néanmoins, il faut garder à l'esprit cette source d'erreur lorsqu'on procède à une évaluation du risque d'un mélange avec cette méthode traditionnelle, en particulier quand les SSD présentent une distribution des données en dehors des limites déterminées dans cette étude. Enfin, dans la dernière partie de cette thèse, nous avons confronté des prédictions de l'effet de mélange avec des changements biologiques observés dans l'environnement. Dans cette étude, nous avons utilisé des données venant d'un suivi à long terme d'un grand lac européen, le lac Léman, ce qui offrait la possibilité d'évaluer dans quelle mesure la prédiction de la toxicité des mélanges d'herbicide expliquait les changements dans la composition de la communauté phytoplanctonique. Ceci à côté d'autres paramètres classiques de limnologie tels que les nutriments. Pour atteindre cet objectif, nous avons déterminé la toxicité des mélanges sur plusieurs années de 14 herbicides régulièrement détectés dans le lac, en utilisant les modèles CA et RA avec les courbes de distribution de la sensibilité des espèces. Un gradient temporel de toxicité décroissant a pu être constaté de 2004 à 2009. Une analyse de redondance et de redondance partielle, a montré que ce gradient explique une partie significative de la variation de la composition de la communauté phytoplanctonique, même après avoir enlevé l'effet de toutes les autres co-variables. De plus, certaines espèces révélées pour avoir été influencées, positivement ou négativement, par la diminution de la toxicité dans le lac au fil du temps, ont montré des comportements similaires dans des études en mésocosmes. On peut en conclure que la toxicité du mélange herbicide est l'un des paramètres clés pour expliquer les changements de phytoplancton dans le lac Léman. En conclusion, il existe diverses méthodes pour prédire le risque des mélanges de micropolluants sur les espèces aquatiques et celui-ci peut jouer un rôle dans le fonctionnement des écosystèmes. Toutefois, ces modèles ont bien sûr des limites et des hypothèses sous-jacentes qu'il est important de considérer lors de leur application, avant d'utiliser leurs résultats pour la gestion des risques environnementaux. - For several years now, the scientists as well as the society is concerned by the aquatic risk organic micropollutants may pose. Indeed, several researches have shown the toxic effects these substances may induce on organisms living in our lakes or rivers, especially when they are exposed to acute or chronic concentrations. However, most of the studies focused on the toxicity of single compounds, i.e. considered individually. The same also goes in the current European regulations concerning the risk assessment procedures for the environment of these substances. But aquatic organisms are typically exposed every day simultaneously to thousands of organic compounds. The toxic effects resulting of these "cocktails" cannot be neglected. The ecological risk assessment of mixtures of such compounds has therefore to be addressed by scientists in the most reliable and appropriate way. In the first part of this thesis, the procedures currently envisioned for the aquatic mixture risk assessment in European legislations are described. These methodologies are based on the mixture model of concentration addition and the use of the predicted no effect concentrations (PNEC) or effect concentrations (EC50) with assessment factors. These principal approaches were applied to two specific case studies, Lake Geneva and the River Rhône in Switzerland, including a discussion of the outcomes of such applications. These first level assessments showed that the mixture risks for these studied cases exceeded rapidly the critical value. This exceeding is generally due to two or three main substances. The proposed procedures allow therefore the identification of the most problematic substances for which management measures, such as a reduction of the entrance to the aquatic environment, should be envisioned. However, it was also showed that the risk levels associated with mixtures of compounds are not negligible, even without considering these main substances. Indeed, it is the sum of the substances that is problematic, which is more challenging in term of risk management. Moreover, a lack of reliability in the procedures was highlighted, which can lead to contradictory results in terms of risk. This result is linked to the inconsistency in the assessment factors applied in the different methods. In the second part of the thesis, the reliability of the more advanced procedures to predict the mixture effect to communities in the aquatic system were investigated. These established methodologies combine the model of concentration addition (CA) or response addition (RA) with species sensitivity distribution curves (SSD). Indeed, the mixture effect predictions were shown to be consistent only when the mixture models are applied on a single species, and not on several species simultaneously aggregated to SSDs. Hence, A more stringent procedure for mixture risk assessment is proposed, that would be to apply first the CA or RA models to each species separately and, in a second step, to combine the results to build an SSD for a mixture. Unfortunately, this methodology is not applicable in most cases, because it requires large data sets usually not available. Therefore, the differences between the two methodologies were studied with datasets created artificially to characterize the robustness of the traditional approach applying models on species sensitivity distribution. The results showed that the use of CA on SSD directly might lead to underestimations of the mixture concentration affecting 5% or 50% of species, especially when substances present a large standard deviation of the distribution from the sensitivity of the species. The application of RA can lead to over- or underestimates, depending mainly on the slope of the dose-response curves of the individual species. The potential underestimation with RA becomes important when the ratio between the EC50 and the EC10 for the dose-response curve of the species composing the SSD are smaller than 100. However, considering common real cases of ecotoxicity data for substances, the mixture risk calculated by the methodology applying mixture models directly on SSDs remains consistent and would rather slightly overestimate the risk. These results can be used as a theoretical validation of the currently applied methodology. Nevertheless, when assessing the risk of mixtures, one has to keep in mind this source of error with this classical methodology, especially when SSDs present a distribution of the data outside the range determined in this study Finally, in the last part of this thesis, we confronted the mixture effect predictions with biological changes observed in the environment. In this study, long-term monitoring of a European great lake, Lake Geneva, provides the opportunity to assess to what extent the predicted toxicity of herbicide mixtures explains the changes in the composition of the phytoplankton community next to other classical limnology parameters such as nutrients. To reach this goal, the gradient of the mixture toxicity of 14 herbicides regularly detected in the lake was calculated, using concentration addition and response addition models. A decreasing temporal gradient of toxicity was observed from 2004 to 2009. Redundancy analysis and partial redundancy analysis showed that this gradient explains a significant portion of the variation in phytoplankton community composition, even when having removed the effect of all other co-variables. Moreover, some species that were revealed to be influenced positively or negatively, by the decrease of toxicity in the lake over time, showed similar behaviors in mesocosms studies. It could be concluded that the herbicide mixture toxicity is one of the key parameters to explain phytoplankton changes in Lake Geneva. To conclude, different methods exist to predict the risk of mixture in the ecosystems. But their reliability varies depending on the underlying hypotheses. One should therefore carefully consider these hypotheses, as well as the limits of the approaches, before using the results for environmental risk management

Selection of bee species for environmental risk assessment of GM cotton in the Brazilian Cerrado

The objective of this work was to list potential candidate bee species for environmental risk assessment (ERA) of genetically modified (GM) cotton and to identify the most suited bee species for this task, according to their abundance and geographical distribution. Field inventories of bee on cotton flowers were performed in the states of Bahia and Mato Grosso, and in Distrito Federal, Brazil. During a 344 hour sampling, 3,470 bees from 74 species were recovered, at eight sites. Apis mellifera dominated the bee assemblages at all sites. Sampling at two sites that received no insecticide application was sufficient to identify the three most common and geographically widespread wild species: Paratrigona lineata, Melissoptila cnecomola, and Trigona spinipes, which could be useful indicators of pollination services in the ERA. Indirect ordination of common wild species revealed that insecticides reduced the number of native bee species and that interannual variation in bee assemblages may be low. Accumulation curves of rare bee species did not saturate, as expected in tropical and megadiverse regions. Species-based approaches are limited to analyze negative impacts of GM cotton on pollinator biological diversity. The accumulation rate of rare bee species, however, may be useful for evaluating possible negative effects of GM cotton on bee diversity.

ECOTOXICITY AND ENVIRONMENTAL RISK ASSESSMENT OF LARVICIDES USED IN THE CONTROL OF Aedes aegypti TO Daphnia magna ( CRUSTACEA, CLADOCERA)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Integrated ecological risk assessment of pesticides in tropical ecosystems: A case study with carbofuran in Brazil

The aim of the present study is to contribute an ecologically relevant assessment of the ecotoxicological effects of pesticide applications in agricultural areas in the tropics, using an integrated approach with information gathered from soil and aquatic compartments. Carbofuran, an insecticide/nematicide used widely on sugarcane crops, was selected as a model substance. To evaluate the toxic effects of pesticide spraying for soil biota, as well as the potential indirect effects on aquatic biota resulting from surface runoff and/or leaching, field and laboratory (using a cost-effective simulator of pesticide applications) trials were performed. Standard ecotoxicological tests were performed with soil (Eisenia andrei, Folsomia candida, and Enchytraeus crypticus) and aquatic (Ceriodaphnia silvestrii) organisms, using serial dilutions of soil, eluate, leachate, and runoff samples. Among soil organisms, sensitivity was found to be E. crypticus < E. andrei < F. candida. Among the aqueous extracts, mortality of C. silvestrii was extreme in runoff samples, whereas eluates were by far the least toxic samples. A generally higher toxicity was found in the bioassays performed with samples from the field trial, indicating the need for improvements in the laboratory simulator. However, the tool developed proved to be valuable in evaluating the toxic effects of pesticide spraying in soils and the potential risks for aquatic compartments. Environ. Toxicol. Chem. 2012;31:437-445. (C) 2011 SETAC

Toxicity and Contamination in Bear Creek Sediment: Spatial Analysis and Implications for Risk Assessment

The sediments of Bear Creek near Baltimore, Maryland demonstrate substantial toxicity to benthic organisms, and contain a complex mixture of organic and inorganic contaminants. The present study maps the spatial extent and depth profile of toxicity and contamination in Bear Creek, and explores correlations between heavy metals, organic contaminants, and toxic responses. Two novel analytical techniques – handheld XRF and an antibody-based PAH biosensor – were applied to samples from the site to quantify total metals and total PAHs in sediments. By comprehensively assessing toxicity in Bear Creek, the present study provides data to inform future risk assessments and management decisions relating for the site, while demonstrating the benefits of applying joint biological assays and chemical assessment methods to sediments with complex contaminant mixtures.

Risk assessment of the herbicide clomazone in the aquatic life.

Clomazone (2-(2-chlorophenyl)methyl-4.4-dimethyl-3-isoxazolidinone) is a post emergence herbicide widely used in rice fields in Rio Grande do Sul (Brazil) with high activity against Gramineae at the recommended application rate(AR).of 700g/ha. The herbicide input into the aquatic ecosystem may occur by aerial application or water drainage. The presence of this chemical in the water may affect non-target organisms leading to impairments in the aquatic food chain. Studies were conducted in this work to evaluate the risk of Clomazone using the estimated mean affective concentration (EC50) for the microalgae Selenastrum capricornutum(96h), the duckweed Lemna valdiviana(96h) and the crustacean Daphnia similis(48h). The EC50 values were 11.2; 31.7 and 13.8 mg/l, respectively. According to the obtained data, and considering a direct input of the herbicide in a 10cm column water, the estimated maximum application rate that doesn't cause acute effects is 5.3 AR for S. capricornutum, 6.5 AR for D. similis and 15.0 AR for L. valdiviana. The estimated maximum application rate that doesn't cause chronic effects is 2.0 AR for D. similis, 1.6 AR for S. capricornutum and 4.5 AR for L. valviana.

New methodologies for risk assessment of GMOs: an experiment of public consultation in Brazil.

2008

Consideration of problem formulation and option assessment (PFOA) for environmental risk assessment: Bt cotton in Vietnam.

2008

Advancing of risk assessment of pesticides on insect pollinators: beyond honey bees (Apis mellifera L.)

The western honey bee, Apis mellifera L., is currently the model specie for pesticide risk assessment on pollinators with the assumption that the worst-case scenarios for this species are sufficiently conservative to protect other insect pollinators. However, recent studies have showed that wild species may be more sensitive to plant protection products, due to differences in biology and life cycles. Therefore, there is the need to extend the risk assessment within a more ecological approach, in order to ensure that there are no irreversible effects on non-target organisms and in the environment. My dissertation aims to expand the risk assessment to other insect pollinators (including wild and managed pollinators), in order to cover some of the gaps of the current schemes. In this thesis, it is presented three experiments that cover the early stages of a solitary bee (chapter 1), the development of molecular tools for early detection of sub-lethal effects (chapter 2) and the development of protocols to access lethal and sub-lethal effects on other pollinator taxa (Diptera; chapter 3).

PAH biomarkers for human health risk assessment: a review of the state-of-the-art

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are widely distributed in the environment, and some are carcinogenic to human beings. The study of biomarkers has helped clarify the nature and magnitude of the human health risks posed by such substances. This article provides a review of the state-of-the-art on PAH biomarkers for human health risk assessment and also discusses their applicability within the context of environmental management in Brazil. The article discusses the methodologies for determination of some biomarkers such as 1-hydroxypyrene and PAH-DNA adducts. Cytogenetic markers, frequency of chromosomal aberrations, and micronucleus induction were considered for the evaluation of cancer risk. The current stage of studies on validation of such biomarkers was also approached.