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https://hdl.handle.net/10216/156021| Author(s): | Rute Costa Silva |
| Title: | Exposure characterization and health risk assessment of indoor metal(loids) from residential buildings Caracterização da exposição e avaliação do risco à saúde de metais internos (lóides) de edifícios residenciais |
| Issue Date: | 2023-12-14 |
| Abstract: | Since people spend around 90% of their time indoors, they are exposed to various air contaminants, including particulate matter (PM). PM with an aerodynamic diameter smaller than 2.5 micrometers (PM2.5), which may originate from internal or external pollution sources, can host various metallic compounds that can enter the human body through inhalation, ingestion, or dermal contact. Due to their non-degradable and highly toxic nature, they may have adverse health effects, particularly among susceptible individuals. Although previous reports tackled human health risks associated with metal exposure, the metallic composition of PM2.5 might substantially vary due to topographic, meteorological, social, and behavioral/lifestyle factors. In Portugal, studies on exposure characterization and associated health risks caused by metals in indoor PM2.5 are scarce and impede the necessary progress toward reducing attributable health risks. This study aims to: (1) determine the levels of a large set of metal(oid)s bounded with PM2.5 in residential buildings located in Porto Metropolitan Area, Portugal; and (2) predict the attributable chronic daily intake (CDI) and the associated human health risk [carcinogenic (CR) and non-carcinogenic (HI)] posed by concurrent exposure to metals associated with PM2.5 via multiple exposure routes. PM2.5 samples were collected from 24 residential buildings over two consecutive days during winter (November 2018-February 2019). Quartz fiber filters used for collecting PM2.5 were preconditioned before and after sampling (48 h in desiccators under a temperature of 25 ± 2 ºC and a relative humidity of 50 ± 5 %). After complete digestion, the sample filters were analyzed using Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (ICP-MS) for Al, Sb, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, Ba, Sn, Sr, Fe, Mn, Hg, Mo, Tl, Ti, and V. The analysis also measured a blank and a spiked sample for quality control. Health risk assessment from concurrent exposure to metals in PM2.5 via multiple exposure routes (inhalation, ingestion and dermal contact), was performed to identify CR and HI based on U.S Environmental Protection Agency procedure. A CR between 10-6 and 10-4 indicates an acceptable or tolerable risk, while a low risk was associated with a CR <10-6, and an HI > 1 suggests a possible cancer risk. The study included the residents (mothers and 3-month newborns) of the buildings where PM2.5 samples were collected. Anthropometric data (e.g. body weight) and exposure parameters (e.g. exposure duration) of study participants were obtained via questionnaire and clinical records. Statistical analyses with a deterministic approach are performed using Statistical Package for Social Sciences (SPSS Inc, Chicago, Illinois) Version 26 and Microsoft Excel 2013. The corresponding information would fill existing knowledge gaps by identifying the most relevant metals to human health so that informed health-promoting actions can be delineated and applied. |
| Description: | Como as pessoas passam cerca de 90% do tempo em ambientes fechados, elas estão expostas a vários contaminantes do ar, incluindo o material particulado (PM). PM com diâmetro aerodinâmico menor que 2,5 micrômetros (PM2,5), que podem ser provenientes de fontes de poluição interna ou externa, podem hospedar vários compostos metálicos que podem entrar no corpo humano por inalação, ingestão ou contato dérmico. Devido à sua natureza não degradável e altamente tóxica, podem ter efeitos adversos à saúde, principalmente entre indivíduos suscetíveis. Embora os relatórios anteriores abordassem os riscos à saúde humana associados à exposição ao metal, a composição metálica do PM2,5 pode variar substancialmente devido a fatores topográficos, meteorológicos, sociais e comportamentais/estilo de vida. Em Portugal, os estudos sobre a caracterização da exposição e riscos associados à saúde causados por metais em PM2,5 interna são escassos e impedem os progressos necessários para a redução dos riscos de saúde atribuíveis. Este estudo visa: (1) determinar os teores de um grande conjunto de metal(oide)s delimitados com PM2,5 em edifícios residenciais localizados na Área Metropolitana do Porto, Portugal; e (2) predizer a ingestão diária crônica atribuível (CDI) e o risco associado à saúde humana [cancerígeno (CR) e não carcinogênico (HI)] decorrente da exposição simultânea a metais associados a PM2.5 através de múltiplas rotas de exposição. Amostras de PM2,5 foram coletadas de 24 edifícios residenciais durante dois dias consecutivos durante o inverno (novembro de 2018 a fevereiro de 2019). Filtros de fibra de quartzo utilizados para a coleta de PM2,5 foram pré-condicionados antes e após a amostragem (48 h em dessecadores sob temperatura de 25 ± 2 ºC e umidade relativa de 50 ± 5 %). Após a digestão completa, os filtros de amostra foram analisados usando o Espectrômetro de Massa de Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-MS) para Al, Sb, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, Ba, Sn, Sr, Fe, Mn, Hg , Mo, Tl, Ti e V. A análise também mediu um branco e uma amostra enriquecida para controle de qualidade. A avaliação de risco à saúde da exposição simultânea a metais em PM2.5 por vias de exposição múltipla (inalação, ingestão e contato dérmico) foi realizada para identificar CR e HI com base no procedimento da Agência de Proteção Ambiental dos EUA. Um CR entre 10-6 e 10-4 indica um risco aceitável ou tolerável, enquanto um baixo risco foi associado a um CR <10-6, e um HI > 1 sugere um possível risco de cancro. O estudo incluiu os moradores (mães e recém-nascidos de 3 meses) dos prédios onde foram coletadas amostras de PM2,5. Dados antropométricos (por exemplo, peso corporal) e parâmetros de exposição (por exemplo, duração da exposição) dos participantes do estudo foram obtidos por meio de questionário e registos clínicos. As análises estatísticas com abordagem determinística são realizadas usando o Statistical Package for Social Sciences (SPSS Inc, Chicago, Illinois) versão 26 e o Microsoft Excel 2013. A informação correspondente preencheria as lacunas de conhecimento existentes, identificando os metais mais relevantes para a saúde humana, de modo que ações informadas de promoção da saúde possam ser delineadas e aplicadas. |
| Subject: | Ciências médicas e da saúde Medical and Health sciences |
| Scientific areas: | Ciências médicas e da saúde Medical and Health sciences |
| DOI: | 10.34626/9xf6-gs88 |
| TID identifier: | 203523288 |
| URI: | https://hdl.handle.net/10216/156021 |
| Document Type: | Dissertação |
| Rights: | openAccess |
| License: | https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/ |
| Appears in Collections: | FMUP - Dissertação |
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| 653044.pdf | Exposure characterization and health risk assessment of indoor and outdoor metal(loids) from residential buildings | 726.28 kB | Adobe PDF | ![]() View/Open |
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