Abstract Sewage treatment systems can prevent the direct discharge of endocrine disruptors, such as 17α-ethinylestradiol (EE2), into the environment. Treatment systems capable of promoting total phosphorus (TP) removal, such as sequencing batch reactors (SBRs), are promising in this regard. Two lab-scale SBRs with different sludge retention times (SRTs) were assessed for their EE2 and TP removal rates. Anaerobic/aerobic/anoxic phases with cycles of 6 h were used to treat sewage containing EE2 at a concentration of 5 μg L-1. The removal rates of chemical oxygen demand and TP were approximately 80% for both the SBRs. Partial nitrification was observed in the SBRs. Initially, concentrations of EE2 above 1.0 μg L-1 in the treated sewage were measured. These concentrations were smaller in SBR 1, which used lower SRTs; EE2 was removed by sludge sorption. After the 56th cycle, the concentrations of EE2 in the treated sewage were below 0.1 μg L-1 in both the SBRs, indicating that its removal may have occurred by biodegradation due to acclimation to the process. Therefore, both TP removal and nitrification seem to play an important role in EE2 removal by SBRs.

Resumo Sistemas de tratamento de esgotos podem representar barreiras no descarte de desreguladores endócrinos como 17α-etinilestradiol (EE2) no meio ambiente. Processos capazes de promover a remoção de fósforo total (FT) como reatores em batelada sequenciais (RBSs) podem ser promissores para esta proposta. Dois RBSs em escala de laboratório aplicando diferentes tempos de retenção de sólidos (TRS) foram avaliados para a remoção de EE2 e FT. As fases anaeróbia/aeróbia/anóxica com ciclos de 6 h foram usadas para tratar esgoto contendo 5 μg L-1 de EE2. As taxas de remoção de demanda química de oxigênio e de FT foram acima de 80% nos RBSs. A nitrificação parcial foi observada nos dois RBSs. Inicialmente valores acima de 1,0 μg L-1 de EE2 no esgoto tratado foram medidos. Estas concentrações foram menores no RBS 1 que usou um menor TRS; logo, provavelmente o EE2 foi removido por sorção no lodo. Após o 56º ciclo, as concentrações de EE2 no esgoto tratado foram abaixo de 0,1 μg L-1 nos dois RBSs mostrando que sua remoção pode ter ocorrido por biodegradação devido a aclimatação do processo. Portanto, tanto a remoção de FT quanto a nitrificação parecem ter um papel importante na remoção de EE2 por RBS.

A gasolina é uma mistura complexa de substâncias, dentre elas estão hidrocarbonetos como o benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX), sendo esses compostos emitidos para a atmosfera, com destaque ao benzeno, por ser comprovadamente carcinogênico. Objetivamos avaliar as concentrações de BTEX no ar de postos de revenda de combustíveis no Município do Rio de Janeiro, Brasil, e calcular o risco de câncer associado a estas exposições. Foram realizados dois tipos de amostragem (fixa e móvel) adaptadas da metodologia nº 1.501 do Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (Estados Unidos), em seis postos de revenda de combustíveis na Zona Oeste da cidade. A amostragem fixa foi feita próxima às bombas de combustível, enquanto a móvel foi realizada através da coleta do ar na zona respiratória dos trabalhadores (frentistas), conforme estes se deslocavam pelo posto. As amostras foram analisadas por cromatografia gasosa com detecção por ionização em chama. Com os resultados das amostragens foram feitos os cálculos de risco à saúde, usando os indicadores Quociente de perigo (HQ) e Risco de câncer (CR), para avaliar os possíveis efeitos não-carcinogênicos e carcinogênicos, respectivamente, nos trabalhadores dos postos de revenda de combustíveis. As concentrações ambientais para a maioria dos compostos BTEX foram abaixo dos limites preconizados, menos para o benzeno, um composto carcinogênico, que apresentou concentrações muito acima dos limites, levando a altos valores de risco de câncer. Os resultados demonstraram que há riscos à saúde dos trabalhadores de postos de revenda de combustíveis, principalmente o risco de desenvolver câncer, devido à exposição excessiva ao benzeno.

La gasolina es una mezcla compleja de sustancias, entre ellas existen hidrocarburos como el benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos (BTEX), emitiéndose estos compuestos a la atmósfera, donde se destaca el benceno, al tratarse de un carcinogénico comprobado. Los objetivos fueron evaluar las concentraciones de BTEX en el aire de puestos de reventa de combustibles, en el municipio de Río de Janeiro, Brasil, así como calcular el riesgo de cáncer asociado a estas exposiciones. Se realizaron dos tipos de muestra (fija y movible), adaptadas de la metodología nº 1.501 del Instituto Nacional de Seguridad y Salud Laboral (EE.UU.), en seis puestos de reventa de combustibles de la zona oeste de la ciudad. La muestra fija se realizó cerca de las bombas de combustible, mientras que la móvil se hizo mediante tomas de aire en la zona respiratoria de los trabajadores (de la gasolinera), a medida que estos se desplazaban por el lugar de trabajo. Las muestras se analizaron por cromatografía gaseosa con detección por ionización en llama. Junto a los resultados de las muestras, se realizaron cálculos de riesgo para la salud, usando los indicadores Cociente de peligro (HQ) y Riesgo de cáncer (CR), con el fin de evaluar los posibles efectos no-carcinogénicos y carcinogénicos, respectivamente, en los trabajadores de los puestos de reventa de combustibles. Las concentraciones ambientales para la mayoría de los compuestos BTEX estuvieron por debajo de los limites preconizados, menos en el caso del benceno, un compuesto carcinogénico, que presentó concentraciones muy por encima de los límites, llevando a altos valores de riesgo de cáncer. Los resultados demostraron que existen riesgos para la salud de los trabajadores de puestos de reventa de combustibles, principalmente, riesgo de desarrollar cáncer, debido a la exposición excesiva al benceno.

Gasoline is a complex mixture of substances, including aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes (BTEX). These compounds are emitted into the air, with the special relevance of benzene since it is provenly carcinogenic. The study aimed to assess BTEX concentrations in filling stations in the city of Rio de Janeiro, Brazil, and to calculate the cancer risk associated with such exposures. Two types of sampling were performed (stationary and mobile), adapted from methodology n. 1,501 (U.S. National Institute for Occupational Safety and Health) for aromatic hydrocarbons, in six filling stations in the West Zone of Rio de Janeiro. Stationary sampling was done near the fuel pumps, while mobile sampling was done in the breathing zone of the workers (station attendants) as they moved around the station. The samples were analyzed with gas chromatography flame ionization detector. The sampling results were used to calculate the health risk, using the indicators Hazard quotient (HQ) and Cancer risk (CR) to assess the possible non-carcinogenic and carcinogenic effects, respectively, in filling station workers. Environmental concentrations for the most of the BTEX compounds were below the recommended limits, except for benzene, a carcinogenic compound, which displayed concentrations far above the limits, leading to high cancer risk values. The results showed that there are health risks for filling station attendants, especially the risk of developing cancer from excessive exposure to benzene.

Gasoline is a complex mixture of substances, including aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylenes (BTEX). These compounds are emitted into the air, with the special relevance of benzene since it is provenly carcinogenic. The study aimed to assess BTEX concentrations in filling stations in the city of Rio de Janeiro, Brazil, and to calculate the cancer risk associated with such exposures. Two types of sampling were performed (stationary and mobile), adapted from methodology n. 1,501 (U.S. National Institute for Occupational Safety and Health) for aromatic hydrocarbons, in six filling stations in the West Zone of Rio de Janeiro. Stationary sampling was done near the fuel pumps, while mobile sampling was done in the breathing zone of the workers (station attendants) as they moved around the station. The samples were analyzed with gas chromatography flame ionization detector. The sampling results were used to calculate the health risk, using the indicators Hazard quotient (HQ) and Cancer risk (CR) to assess the possible non-carcinogenic and carcinogenic effects, respectively, in filling station workers. Environmental concentrations for the most of the BTEX compounds were below the recommended limits, except for benzene, a carcinogenic compound, which displayed concentrations far above the limits, leading to high cancer risk values. The results showed that there are health risks for filling station attendants, especially the risk of developing cancer from excessive exposure to benzene.

La gasolina es una mezcla compleja de sustancias, entre ellas existen hidrocarburos como el benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos (BTEX), emitiéndose estos compuestos a la atmósfera, donde se destaca el benceno, al tratarse de un carcinogénico comprobado. Los objetivos fueron evaluar las concentraciones de BTEX en el aire de puestos de reventa de combustibles, en el municipio de Río de Janeiro, Brasil, así como calcular el riesgo de cáncer asociado a estas exposiciones. Se realizaron dos tipos de muestra (fija y movible), adaptadas de la metodología nº 1.501 del Instituto Nacional de Seguridad y Salud Laboral (EE.UU.), en seis puestos de reventa de combustibles de la zona oeste de la ciudad. La muestra fija se realizó cerca de las bombas de combustible, mientras que la móvil se hizo mediante tomas de aire en la zona respiratoria de los trabajadores (de la gasolinera), a medida que estos se desplazaban por el lugar de trabajo. Las muestras se analizaron por cromatografía gaseosa con detección por ionización en llama. Junto a los resultados de las muestras, se realizaron cálculos de riesgo para la salud, usando los indicadores Cociente de peligro (HQ) y Riesgo de cáncer (CR), con el fin de evaluar los posibles efectos no-carcinogénicos y carcinogénicos, respectivamente, en los trabajadores de los puestos de reventa de combustibles. Las concentraciones ambientales para la mayoría de los compuestos BTEX estuvieron por debajo de los limites preconizados, menos en el caso del benceno, un compuesto carcinogénico, que presentó concentraciones muy por encima de los límites, llevando a altos valores de riesgo de cáncer. Los resultados demostraron que existen riesgos para la salud de los trabajadores de puestos de reventa de combustibles, principalmente, riesgo de desarrollar cáncer, debido a la exposición excesiva al benceno.

A gasolina é uma mistura complexa de substâncias, dentre elas estão hidrocarbonetos como o benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX), sendo esses compostos emitidos para a atmosfera, com destaque ao benzeno, por ser comprovadamente carcinogênico. Objetivamos avaliar as concentrações de BTEX no ar de postos de revenda de combustíveis no Município do Rio de Janeiro, Brasil, e calcular o risco de câncer associado a estas exposições. Foram realizados dois tipos de amostragem (fixa e móvel) adaptadas da metodologia nº 1.501 do Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional (Estados Unidos), em seis postos de revenda de combustíveis na Zona Oeste da cidade. A amostragem fixa foi feita próxima às bombas de combustível, enquanto a móvel foi realizada através da coleta do ar na zona respiratória dos trabalhadores (frentistas), conforme estes se deslocavam pelo posto. As amostras foram analisadas por cromatografia gasosa com detecção por ionização em chama. Com os resultados das amostragens foram feitos os cálculos de risco à saúde, usando os indicadores Quociente de perigo (HQ) e Risco de câncer (CR), para avaliar os possíveis efeitos não-carcinogênicos e carcinogênicos, respectivamente, nos trabalhadores dos postos de revenda de combustíveis. As concentrações ambientais para a maioria dos compostos BTEX foram abaixo dos limites preconizados, menos para o benzeno, um composto carcinogênico, que apresentou concentrações muito acima dos limites, levando a altos valores de risco de câncer. Os resultados demonstraram que há riscos à saúde dos trabalhadores de postos de revenda de combustíveis, principalmente o risco de desenvolver câncer, devido à exposição excessiva ao benzeno.

Resumo O uso da cafeína como um indicador para a poluição das águas superficiais por esgoto doméstico foi avaliado neste estudo. Concentrações de cafeína foram determinadas em amostras coletadas no rio Paquequer, localizado em Teresópolis, uma cidade de médio porte do Estado do Rio de Janeiro, Brasil, e foram comparadas com outros parâmetros convencionais de qualidade da água (fosfato, nitrato e amônio), de modo a caracterizá-la como um indicador eficaz da poluição antrópica do ambiente aquático urbano. O rio Paquequer nasce em uma área de preservação ambiental, o Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO) e atravessa a área urbana da cidade de Teresópolis. Amostras foram coletadas em sete pontos ao longo do rio, considerando-se os períodos de chuva (verão) e seca (inverno) e os diferentes usos da terra. A cafeína foi determinada utilizando as técnicas de extração por fase sólida (SPE) e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). As concentrações de cafeína foram encontradas numa faixa de 0,16-47,5 mg L-1. Os resultados mostram uma relação positiva entre as concentrações de cafeína, fosfato, nitrato e amônia, e o aumento da carga de esgoto, o que sugere que a cafeína pode ser utilizada como um possível indicador de contaminação por esgoto doméstico em águas superficiais.

Abstract This study assessed the suitability of caffeine as an indicator for surface water pollution by domestic wastewaters. Caffeine concentrations determined in samples collected in the Paquequer River, located at the city of Teresópolis, a medium-sized city in the State of Rio de Janeiro, Brazil, were compared to other conventional water quality parameters such as phosphate, nitrate and ammonium concentrations to determine whether it as an efficient indicator of anthropic pollution of an urban aquatic environment. The Paquequer River originates in a pristine area called Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO) and it crosses the urban area of the city of Teresópolis. Water samples were collected at seven points along the river, considering the periods of rain (summer) and drought (winter) and the different uses of land. Caffeine was measured using Solid Phase Extraction (SPE) and High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Caffeine concentrations were found in a range from 0.16 to 47.5 µg L-1. The results show a positive relation between caffeine, phosphate, nitrate and ammonium concentrations and the increase of wastewater load, suggesting that caffeine can be used as an indicator of surface water pollution by domestic wastewaters.

Resumo Introdução: o benzeno é uma substância de reconhecida toxicidade e sua biomonitorização torna-se fundamental para a prevenção de danos à saúde humana, principalmente em situações de exposição ocupacional. Dentre os biomarcadores de exposição, o ácido S-fenilmercaptúrico é considerado o único específico, mas, devido a suas baixas concentrações na urina, é requerido o uso de técnicas analíticas sensíveis capazes de quantificar traços. Objetivo: revisar metodologias baseadas na cromatografia e na espectrometria de massas para a determinação do ácido S-fenilmercaptúrico. Método: revisão da literatura sobre a determinação do ácido S-fenilmercaptúrico urinário por técnicas de cromatografia e espectrometria de massas, nas principais bases de dados científicas, considerando o período entre 1951 e 2015. Resultados: 120 documentos serviram como base teórica para a construção desta revisão. A técnica analítica mais empregada foi o acoplamento da cromatografia a líquido com a espectrometria de massas. Contudo, os métodos diferem quanto ao preparo das amostras. Conclusão: o alto custo de aquisição e a manutenção de equipamentos são fatores limitantes para a difusão dos sistemas de cromatografia e espectrometria de massas. No entanto, sua elevada sensibilidade e seletividade faz com que essas técnicas, acopladas, possibilitem elucidar situações de exposição ocupacional e ambiental a poluentes, como o benzeno.

Abstract Introduction: benzene is a substance of recognized toxicity and its biomonitoring of exposure becomes critical for preventing health damages, especially in occupational exposure situations. Among all the biomarkers of exposure, S-phenylmercapturic acid is considered the only specific one, but due to its low concentrations in urine, acute analytical techniques capable of quantifying traces must be used. Objective: to review methodologies based on chromatography and mass spectrometry for determination of S-phenylmercapturic acid. Method: literature review on the determination of urinary S-phenylmercapturic acid by chromatographic techniques and mass spectrometry in the main scientific databases, considering the period between 1951 and 2015. Results: 120 documents served as theoretical basis for the construction of this review. The analytical technique that was most applied was the coupling of liquid chromatography with mass spectrometry. However, the methods differ according to the preparation of samples. Conclusion: the high cost of equipment acquisition and maintenance are limiting factors for the diffusion of chromatography systems and mass spectrometry. Nevertheless, its high sensitivity and selectivity enable these coupled techniques to elucidate situations of occupational and environmental exposure to pollutants, such as benzene.

Resumo Introdução: trabalhadores estão sujeitos a riscos decorrentes da exposição ambiental e ocupacional ao benzeno, situação ainda mais crítica quando associada a fatores como desigualdade social, múltipla exposição, suscetibilidade individual, degradação ambiental e às possíveis interações entre os contaminantes ambientais. Além disso, nem sempre as regulamentações são estabelecidas e/ou atualizadas apenas a partir de achados científicos, pois são processos permeados por conflitos de interesses. Objetivo: realizar análise crítica sobre a identificação de risco e avaliação da exposição ao benzeno. Métodos: revisão bibliográfica e documental do marco normativo brasileiro e internacional sobre exposição ao benzeno, com relação aos aspectos toxicológicos, de exposição ocupacional e ambiental e de avaliação de risco. Discussão: o controle da exposição ao benzeno permeia o campo da disputa técnico-política de saúde e segurança, constituindo-se em marco regulatório resultante de consenso de entendimentos. Esses entendimentos são marcados pela disputa entre a proteção à saúde e a gestão empresarial das condições de trabalho, em detrimento das evidencias científicas. Em tal contexto, os Limites de Exposição Ocupacional podem variar significativamente entre os países e agências, apesar do reconhecimento universal de que não há limites seguros para exposição ao benzeno, por ser um composto carcinogênico.

Abstract Introduction: workers are subject to risks from environmental and occupational exposure to benzene. This situation is even more critical when combined with social inequality, multiple exposure, individual susceptibility, environmental degradation, and possible interactions between environmental contaminants. In addition, regulations are not always established and/or updated only from scientific evidences, because they are processes permeated by conflicts of interest. Objective: to produce a critical analysis on risk identification and benzene exposure evaluation. Methods: literature and documentary review of the Brazilian and international regulatory standards on benzene exposure, toxicological aspects, occupational and environmental exposure, and risk evaluation. Discussion: benzene exposure control permeates the technical-political dispute of health and safety, resulting in a regulatory standard from consensus of understandings. These understandings are shaped by the dispute between health protection and business management of working conditions, to the detriment of scientific evidence. In this context, the Occupational Exposure Limits can vary significantly between countries and agencies, despite the universal recognition that there are no safe limits for benzene exposure, because it is a carcinogenic compound.

Resumo Introdução: a avaliação de uma exposição mensura sua intensidade, frequência e duração, podendo detectar danos precoces que, se ignorados, podem evoluir para um quadro nocivo. Nos campos da saúde ambiental e ocupacional, os biomarcadores de genotoxicidade tem sido largamente utilizados para essa avaliação. Objetivo: identificar, descrever e discutir os principais bioindicadores de genotoxicidade e seu uso conjunto com técnicas de avaliação de expressão gênica em estudos de exposição ocupacional ao benzeno em postos de revenda de combustíveis (PRC). Métodos: revisão bibliográfica de trabalhos publicados entre 1995 e 2015. Resultados: as técnicas identificadas foram: ensaio cometa, estresse oxidativo, micronúcleos, aberrações cromossômicas, polimorfismos, adutos de DNA e proteínas, fatores epigenéticos e expressão gênica. Foi observado que testes de danos genéticos e epigenéticos são utilizados em frentistas de PRC que participam de programas de saúde do trabalhador ou de pesquisas, embora um baixo número de publicações sobre o tema tenha sido identificado. Esse fato talvez possa ser explicado pelos poucos países onde a profissão persiste e pelas limitações para o desenvolvimento de pesquisas nesses países. Conclusão: os bioindicadores de genotoxicidade e as técnicas de expressão gênica são úteis na detecção de dano precoce desta exposição ocupacional e devem ser avaliados em conjunto.

Abstract Introduction: an exposure evaluation measures its intensity, frequencyand duration, detecting premature damage that, if ignored, might develop into a harmful framework. On environmental and occupational health fields, genotoxicity biomarkers have been widely used for this evaluation. Objective: to identify, describe and discuss main genotoxicity biomarkers and their use together with gene expression evaluation techniques in studies concerning occupational exposure to benzene in gas stations (GS). Methods: bibliographical review of studies published between 1995 and 2015. Results: the following techniques were identified: comet assay, oxidative stress, micronuclei, chromosomal aberrations, polymorphisms, DNA and protein adducts, epigenetic factors and gene expression. We observed that genetic and epigenetic damage tests are used in gas station attendants who participate in worker’s health programs or in researches, although a short number of publications on the theme have been identified. This can be explained by the small number of countries where such job still exists and by the limitations for developing research in such countries. Conclusion: genotoxicity biomarkers and gene expression techniques are useful for detecting the premature damage resulting from this occupational exposure and must be jointly evaluated.

Resumo Há uma grande variabilidade nas respostas observadas entre os organismos expostos a uma substância química perigosa. Essa variabilidade é causada por causas genéticas e / ou ambientais. Esse assunto tem sido intensamente discutido, mesmo nos Estados Unidos, desde que o presidente Obama anunciou o apoio a uma “era da medicina de precisão”, a qual consiste na inclusão de dados genéticos do paciente no projeto do tratamento, impondo uma nova abordagem para avaliação de risco. A avaliação personalizada deve considerar fatores fenotípicos de um indivíduo. Entre os biomarcadores que foram desenvolvidos para avaliar qualquer alteração da estrutura ou função do organismo, os biomarcadores de susceptibilidade têm uma grande importância, uma vez que indicam as características naturais de um dado organismo, que o tornam mais sensíveis a um efeito ou doença adversa específica ou em resposta a uma determinada exposição. As tecnologias “ômicas” permitem a compreensão da relação entre os efeitos químicos e dos mecanismos moleculares de ação. Essas tecnologias “ômicas” são os pilares para a toxicologia personalizada e para a medicina de precisão. Toxicologia preditiva exige uma melhor compreensão dos fatores ou susceptibilidades individuais específicas predisponentes a doenças, permitindo uma avaliação de riscos personalizada e um tratamento médico adequado.

Abstract Great response variability caused by genetic and/or environmental factors has been observed among organisms exposed to hazardous chemicals. This subject has been a topic of intense discussion in the USA since President Obama announced support for an “era of precision medicine”, which consists in the inclusion of genetic data of patients in the treatment design, imposing a new approach to risk assessment. Personalized evaluation must consider the phenotypic factors of an individual. Among the markers that have been developed to evaluate any alteration in the structure or function of organisms, biomarkers of susceptibility are of great importance because they indicate the natural characteristics of a given organism which make it more sensitive to a specific adverse effect or disease, or more responsive to exposure to a specific chemical/drug. The ‘-omics’ technologies provide an insight into the relationship between chemical effects and molecular mechanisms of action. These technologies are the pillars for a personalized toxicology and precision medicine. Predictive toxicology requires a more comprehensive knowledge on specific individual factors or susceptibilities predisposing to diseases, enabling personalized risk assessment and adequate medical treatment.