Trace organic compounds in the marine environment

Trace organic chemicals include a range of compounds which, due to a combination of their physico-chemical properties and toxicological implications, have been described as a serious threat to the biotic environment. A global treaty to regulate the manufacture and release of some of the most persistent trace chemicals has been promulgated and signed. The marine environment is an important sink for many trace chemicals, some of which accumulate in the marine food chain and in particular in marine mammals. With respect to the global distribution of trace organic chemicals, the levels of organohalogen compounds in the Southern Hemisphere are comparatively lower for a given environmental compartment and latitude compared to the Northern Hemisphere. A debate is currently evolving about the toxicity of alternative halogen substitutions such as bromine instead of chlorine and also of mixed halogen substitution. Recently a series of potentially natural bioaccumulative and persistent organohalogen chemicals have been found in marine mammals and turtles at levels in excess of those of anthropogenic trace organochlorines including PCBs and DDE. Little is known about the sources, behaviour and effects of natural trace organic chemicals. This manuscript presents an overview on the occurrence of trace organic chemicals in different compartments of the aquatic environment. Important knowledge gaps with regards to trace chemicals in the marine environment are presented. Crown Copyright (C) 2002 Published by Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Desenvolvimento de metodologias analíticas para a determinação de resíduos de pesticidas em Vinhos do Douro e Vinhos do Porto

A produção de vinho é uma actividade de elevada importância ao nível económico, ambiental e social. Como tal, a protecção da vinha e/ou da uva através da utilização de pesticidas assume um papel fundamental nesta actividade, permitindo um aumento no rendimento da produção. No entanto, a transferência destes compostos da uva para o vinho é inevitável, ocorrendo, na maioria dos casos, em quantidades reduzidas. Apesar de, geralmente, a quantidade de pesticidas que pode ser transferida para o vinho não apresentar problemas relevantes para a saúde pública, o desenvolvimento de metodologias que permitam garantir um controlo rigoroso da qualidade do vinho é de elevada importância. O controlo deste produto, assim como de qualquer produto alimentar, não deve ser de certa forma virtual, levando a uma desconfiança crescente do consumidor. Ao longo deste trabalho foram desenvolvidos dois métodos para a determinação de pesticidas em diferentes tipos de vinhos, por SPME-GC-MS/MS. O primeiro método desenvolvido visa a determinação de 8 pesticidas organofosforados e o segundo método permite a determinação de 7 pesticidas, 4 organoclorados e 3 dicarboximidas. Foram estudadas quatro matrizes diferentes: vinho branco do Douro, vinho tinto do Douro, vinho branco do Porto e vinho tinto do Porto. As metodologias adoptadas permitiram a obtenção de bons resultados, apesar das condições adoptadas não serem as mais vantajosas para alguns dos compostos estudados. Dada a complexidade das matrizes, a detecção por espectrometria de massa mostrou ser fundamental para a identificação inequívoca de cada um dos pesticidas. Verificaram-se, de um modo geral, bons resultados ao nível da linearidade, para as gamas de concentrações escolhidas, para os dois métodos. Obtiveram-se também bons resultados para os limites de detecção e quantificação, cujos valores se situam abaixo dos limites máximos de resíduos para as uvas, impostos pela regulamentação europeia, para a maioria dos compostos. No caso dos organofosforados, os limites de detecção variam entre 0,05 μg/L e 13,00 μg/L para os pesticidas clorpirifos-metilo e metidatião, respectivamente. Os limites de quantificação variam entre 0,18 μg/L e 43,32 μg/L, também para os pesticidas clorpirifos-metilo e metidatião. No que se refere ao método para os pesticidas organoclorados e dicarboximidas, foram calculados vários limites de detecção para cada composto, em cada matriz estudada, a partir das rectas de calibração diárias, resultando num conjunto de valores com variações significativas entre cada um, para o mesmo pesticida e na mesma matriz. No entanto, apenas os limites de quantificação foram validados, recorrendo-se aos estudos de repetibilidade e precisão intermédia. Obtiveram-se os seguintes limites de quantificação: captana 52,10 μg/L; clortalonil 20,95 μg/L; dicofol 4,37 μg/L; folpete 93,60 μg/L; iprodiona 274,70 μg/L; procimidona 76,04 μg/L e vinclozolina 10,03 μg/L. Os pesticidas metidatião e captana apresentam-se como os compostos mais problemáticos, uma vez que os limites de quantificação obtidos não permitem a garantia do cumprimento dos limites máximos de resíduos regulamentados. Demonstra-se também que, apesar do efeito de matriz ser significativo na determinação de todos os compostos analisados, o mesmo pode ser atenuado, procedendo-se às calibrações nas respectivas matrizes. Observaram-se variações significativas ao nível da resposta do equipamento ao longo do tempo, quer pela alteração das condições operatórias, quer pela decomposição de alguns compostos ao longo do tempo. Este efeito, evidenciado nos estudos das precisões intermédias e repetibilidades, levou à adopção de um método de validação diferente para a determinação de pesticidas organoclorados e dicarboximidas, recorrendo-se então a calibrações diárias e sequências de trabalho mais pequenas.

Tissue distribution of retinoids in common dolphins (Delphinus delphis).

Exposure to organochlorines induces retinoid deficiency in mammals; hence, retinoids are potential biomarkers of the impact of these pollutants. Appropriate target tissues to monitor retinoids in cetaceans have not been properly identified because of a lack of information on the contribution of each tissue to total body retinoids. Therefore, we have addressed this issue by studying the contribution of the main body tissues to retinoids in 21 common dolphins obtained from incidental catches and in apparent good health and nutritive condition. Although concentrations in the liver were highest, those in blubber were also high and accounted for 43% of the total retinoid load of the compartments examined. As blubber can be obtained using non-invasive biopsy techniques, this tissue is proposed as a reliable indicator of retinoid status in cetaceans. However, blubber topographical variation in structure and composition requires standardization of sampling sites. Retinoid concentrations did not differ significantly between sexes or with body size for any of the tissues, but the lipid content of blubber strongly influenced these concentrations. Biopsies from healthy, free-ranging individuals are preferred to samples from stranded animals. Further research on the influence of factors (age, sex, reproductive condition, diet) that potentially affect retinoid levels is required to implement the use of retinoids as biomarkers of pollutant exposure in cetaceans.

Distribuição de compostos organoclorados nas águas e sedimentos da bacia do rio Piracicaba/SP - Brasil

The great utilization of synthetic and persistent xenobiotic cumulative compounds is the main causes of the deterioration of aquatic ecosystems. The one of objective of this work was the determination of the organochlorine levels in the Piracicaba river basin, situated at the center of São Paulo state. Four PCBs congeners, PCP and HCB were determined by GC-ECD in two different matrices: water and sediments. The pattern of the compound distribution indicated a dominance of PCP, HCB and PCB-200. The results indicated contamination in the sampling points located in Campinas, Piracicaba, Santa Bárbara d'Oeste and Sumaré cities.

Organochlorine pesticides in Piracicaba river basin (São Paulo/Brazil): a survey of sediment, bivalve and fish

The main objective of this paper was to evaluate the level of occurrence of the organochlorine compounds in samples of sediments, bivalves and two fish species collected in the Piracicaba River basin (São Paulo, Brazil). The isomers alpha and gamma of HCH and Heptachlor were most frequently detected in samples of sediments and specimens of bivalve and fish. Therefore, although the levels of these compounds found were not critically high, they are still found in the environment. This fact suggests that they are still being used, despite the fact that the use of these compounds was outlawed more than twenty years ago.

Mise à jour et étude de sources de variation des niveaux d’exposition au chlordane, au BPC, au toxaphène et au mercure chez les Inuits de l’Arctique canadien

La nourriture traditionnelle compose une part essentielle de la culture Inuit. Néanmoins, la contamination de cette nourriture par les organochlorés et les métaux lourds fait l’objet d’une attention toute particulière, car elle excède dans certains cas les recommandations canadiennes. Le but de ce travail est, d’une part de mettre à jour les estimés d’exposition au chlordane, au BPC, au toxaphène et au mercure, et d’autre part d’en explorer certaines sources de variation. Pour ce faire, de nouvelles données sur la concentration de ces contaminants parmi les plus importants aliments traditionnels ont été combinées aux relevés alimentaires assemblés dans l’Arctique canadien en 1998 et 1999, la quantité et le type de nourriture traditionnelle consommés étant supposés ne pas avoir changé. D’après l’ensemble des nouveaux estimés obtenus, les changements dans la banque de données sur les contaminants affectent plus les extrémités des distributions que les mesures de tendance centrale. Les estimés d’apports en organochlorés peuvent être considérés comme toujours actuels étant donné que les cinq types d’aliments pour lesquels il y a des nouvelles données disponibles représentent la majorité de l’exposition totale. En ce qui concerne le mercure, toutefois, des données additionnelles sont nécessaires à propos du caribou, du narval, du muktuk du béluga et de la truite de lac pour générer des niveaux d’exposition plus exacts. Les sources de variations de ces estimés d’exposition ont été explorées en évaluant les coefficients de variation propres aux apports alimentaires et ceux propres aux concentrations de contaminants dans les aliments traditionnels. Il s’avère que la variation attribuable aux méthodes de collecte de données alimentaires est plus élevée que celle attribuable à la mesure des contaminants dans les banques de données. De nouvelles méthodes pour mesurer les niveaux de consommation d’aliments traditionnels devraient être développées.

Exposition aux pesticides et risque de diabète de type 2 : une étude au nord du Bénin (Afrique de l'Ouest)

Introduction : La présente étude explore pour la première fois en Afrique, l'association entre l'exposition aux pesticides organochlorés (POC) et le risque de diabète de type 2. L’étude se déroule dans la région du Borgou, au nord du Bénin, où l’utilisation intense de pesticides pour la culture du coton coïncide avec une prévalence élevée du diabète par rapport aux autres régions du pays. Objectifs: 1) Décrire le niveau d’exposition de la population des diabétiques et non diabétiques du Borgou par le taux sérique de certains pesticides organochlorés ; 2) Explorer la relation entre le risque de diabète de type 2 et les concentrations sériques des POC; 3) Examiner l’association entre l’obésité globale, le pourcentage de masse grasse et l’obésité abdominale avec les concentrations sériques des POC; 4) Explorer la contribution de certaines sources d’exposition alimentaire et non-alimentaire aux concentrations sériques des POC. Méthodes : Il s'agit d'une étude cas-témoin qui concerne 258 adultes de 18 à 65 ans identifiés par deux valeurs glycémiques capillaire et veineuse au seuil de 7 mmol/l pour les diabétiques et 5,6mmol/l pour les témoins non diabétiques. Les 129 témoins ont été appariés aux 129 cas selon les critères suivants : l’ethnie, l’âge ± 5ans, le sexe et la localité de résidence. Les informations personnelles et celles portant sur les modes d’exposition ont été recueillies par questionnaire. Les concentrations sériques des POC ont été obtenues par chromatographie gazeuse couplée d’une spectrométrie de masse. L’obésité globale est déterminée par l’IMC ≥ 30 kg/m2. L’obésité abdominale est obtenue par le tour de taille selon les critères consensuels d’Alberti et al. pour la définition du syndrome métabolique. Le pourcentage de masse corporelle a été mesuré par bio-impédance électrique et été considéré comme élevé au seuil de 33% chez les femmes et 25% chez les hommes. Résultats: En comparant les 3ème et premier terciles des concentrations de p,p’-DDE et p,p’-DDT, les sujets du 3e tercile étaient deux à trois fois plus susceptibles de présenter du diabète que ceux du 1er tercile. La probabilité d’obésité abdominale ou de l’obésité générale (en contrôlant pour le statut diabétique) était accrue de trois à cinq fois dans le dernier tercile pour trois des quatre POC qui étaient détectables soit p,p’-DDT, β-HCH et trans-Nonachlore. Les facteurs socioéconomiques associés aux POC sériques sont le niveau d’éducation élevé, un meilleur revenu et la résidence en milieu urbain. Les sources d’exposition non alimentaire significativement associées aux concentrations sériques de POC étaient l’exposition professionnelle mixte (primaire et secondaire) aux pesticides et la consommation de tabac local. L’achat en opposition à l’autoproduction de plusieurs groupes de denrées alimentaire était associé à de plus fortes teneurs de POC. La fréquence de consommation hebdomadaire du poisson, des légumes, du fromage, de l’igname séchée ainsi que du mil, de l’huile de palme et de certaines légumineuses comme le soya, le néré, le niébé et le voandzou était significativement associées aux POC sériques. Conclusion : L’étude a mis en évidence la relation entre le niveau sérique de pesticides organochlorés d’une part, du diabète ou de l’obésité d’autre part. Les concentrations de POC observées au Borgou sont assez élevées et méritent d’être suivies et comparées à celles d’autres régions du pays. Les facteurs contribuant à ces teneurs élevées sont le niveau d’éducation élevé, un meilleur revenu, la résidence en milieu urbain, l’achat et la fréquence de consommation de plusieurs aliments. La contribution du mélange des polluants auxquels les habitants de cette région sont exposés à la prévalence croissante du diabète mérite d’être examinée, notamment les pesticides utilisés actuellement dans la région pour les productions de rente et autres polluants persistants. Ces résultats contribuent à accroître les connaissances sur les facteurs de risque émergents pour le diabète que sont des polluants environnementaux comme les pesticides. Les implications pour la santé publique sont importantes tant pour la prévention des maladies chroniques que pour la sensibilisation des autorités politiques du pays pour une politique agricole et sanitaire adéquate visant la réduction de l’exposition aux pesticides.

Combined toxic effects of oil and pesticides on selected marine invertebrates

In recent years, pollution in general and sea water pollution in particular, has become an important topic for national and international considerations. Because of its impact on society, marine pollution has attracted great attention from politicians, administrators, natural scientists and technologists all over the world. To save our environment from further deterioration, it is essential to have an assessment of this problem This thesis involves investigation of the lethal and sub lethal effects of four pesticides and two petroleum oil, individually and in combinations on two commercially important bivalves. Among the four pesticides used two are organophosphates and the other two are organochlorines. Synthetic Pesticides, especially organophosphates and organochlorines have become increasingly important additions to chemical wastes polluting natural aquatic Communities special attention is given in the present investigation to delineate the combined toxic effect of oil and pesticides. The results are presented under different sections to make the presentation meaningful.

Dynamics of some Environmentally Significant Pesticides in a Tropical Waterway - A Toxicological Approach

Industrial pollutants, consisting of heavy metals, petroleum residues, petrochemicals, and a wide spectrum of pesticides, enter the marine environment on a massive scale and pose a very serious threat to all forms of aquatic life. Although, earlier, efforts were directed towards the identification of pollutants and their major sources, because of a growing apprehension about the potential harm that pesticides can inflict upon various aquatic fauna and flora, research on fundamental and applied aspects of pesticides in the aquatic environment has mushroomed to a point where it has become difficult to even keep track of the current advances and developments. The Cochin Estuarine System (CES), adjoining the Greater Cochin area, receives considerable amounts of domestic sewage, urban wastes, agricultural runoff as well as effluent from the industrial units spread all along its shores. Since preliminary investigations revealed that the most prominent of organic pollutants discharged to these estuarine waters were the pesticides, the present study was designed to analyse the temporal and spatial distribution profile of some of the more toxic, persistent pesticides ——— organochlorines such as DDT and their metabolites; HCH-isomers; a cyclodiene compound," Endosulfan and a widely distributed, easily degradable, organophosphorus compound, Malathion, besides investigating their sorptional and toxicological characteristics. Although, there were indications of widespread contamination of various regions of the CBS with DDT, HCH-isomers etc., due to inadequacies of the monitoring programmes and due to a glaring void of baseline data the causative factors could not identified authentically. Therefore, seasonal and spatial distributions of some of the more commonly used pesticides in the CES were monitored systematically, (employing Gas Chromatographic techniques) and the results are analysed.

Determinación de los efectos en la salud de los trabajadores del programa de control de vectores expuestos laboralmente a organoclorados en tres departamentos de Colombia 2013

Objetivo: Evaluar la exposición a plaguicidas organoclorados empleados en salud publica en la población trabajadora del programa de control de vectores en tres regiones de Colombia en 2013. Métodos: Se realizó un estudio descriptivo de corte transversal en el grupo de trabajadores del programa de control de enfermedades transmitidas por vectores -ETV- (coordinadores, técnicos, entomólogos, técnicos y auxiliares) de los departamentos de Meta, Nariño y Risaralda. A todos los participantes se les realizó una entrevista en la cual se recogió, mediante cuestionario, información de las tres variables de muestreo: sociodemográficas, ocupacionales, clínicas y toxicológicas. Se determinaron los niveles de 13 organoclorados en suero mediante cromatografía de gases en el Instituto Nacional de Salud. Se llevó a cabo un análisis descriptivo y se llevo a cabo un análisis para determinar la distribución de medias entre variables de exposición ocupacional (Ji2 para cualitativas y U de Mann-Whitney para cuantitativas). Posteriormente, se llevó a cabo un análisis multivariado para estimar la asociación controlando por variables de antigüedad, exposición laboral a organoclorados. Resultados: El reporte de manipulación de insecticidas organoclorados fue del 39,1%. El 100% de los trabajadores que usaron organoclorados refirieron el uso DDT. El 7,5% (n=3) refirieron el uso de Aldrin. Los organoclorados fueron hexaclorbenceno, hexaclorocicloexano, heptacloro, heptaclorepoxi, α-Clordano, 4,4-DDT, 4,4-DDE, β -endosulfan, 2,4- DDT, endosulfan sulfato y mirex. Los organoclorados con niveles pico más altos fueron β-HCH, 4,4- DDT y α –HCH. Los síntomas de mayor presentación fueron: cefalea 28,7%, mareo 29,9%, disminución de fuerza en MMSS 17,2% y síntomas neurosiquiátricos.

Exposición a plaguicidas en los habitantes de la ribera del río Bogotá (Suesca) y en el pez Capitán

Objetivo: considerando el elevado uso de plaguicidas en Colombia y los efectos nocivos que produce la exposición a estas sustancias para la salud humana y el ambiente, se realizó un estudio para la determinación de biomarcadores de exposición y efecto de plaguicidas en la población de Suesca que habita en la ribera del río Bogotá, de los niveles de plaguicidas en muestras de agua del río tomadas en el mismo municipio y en muestras de pez “Capitán de la sabana” (Eremophylus mutisii) capturado en dicha zona. Materiales y métodos: se realizaron determinaciones para organofosforados, carbamatos, ditiocarbamatos y organoclorados También se exploró, mediante una encuesta, la exposición ocupacional a plaguicidas y el conocimiento y utilización de medidas de protección personal en su actividad laboral. Adicionalmente, se examinó el hábito de la pesca de pez Capitán y su consumo en la dieta de los habitantes de esta zona del río. Resultados: los resultados muestran la presencia de plaguicidas organoclorados y organofosforados en el río y en el tejido de los peces y organoclorados y etilentiourea en las muestras biológicas humanas. En el estudio participaron trabajadores directamente expuestos a plaguicidas, quienes manipulan productos de alta toxicidad; en su mayoría conocen y emplean las medidas de protección personal e higiene industrial. Conclusiones: existe contaminación por plaguicidas en la cuenca alta del río Bogotá que afecta a la fauna y a las poblaciones ribereñas. Es necesario promover mejores medidas para el cuidado del ambiente, para la protección y para el autocuidado de las personas que manipulan plaguicidas en la zona.