Exposure to particulate matter 2.5 mM collected at high traffic routes in Rio de Janeiro city: evaluation mutagenic, genotoxic and determination of health risks induced by polycyclic aromatic hydrocarbons

A mutagenicidade do material particulado é atribuída primeiramente aos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA). Investigamos a atividade mutagênica do material particulado (MP2,5) em amostras coletadas em três pontos da cidade do Rio de Janeiro. As coletas foram realizadas com auxílio de um amostrador de grande volume na Avenida Brasil, no campus da Universidade do Estado do Rio de Janeiro e no Túnel Rebouças em filtros de fibra de vidro. Metade de cada filtro foi submetido à extração por sonicação com o solvente diclorometano. Seis HPA foram identificados e quantificados por cromatografia gasosa com espectrometria de massa (GC/MS). Após a análise química as concentrações dos HPA obtidos foram correlacionados ao fatores físicos, além de ser realizado avaliação de risco para cada HPA estudado. Linhagens de Salmonella typhimurium (TA98 e derivadas TA98/1.8-DNP6, YG1021 e YG1024) foram utilizadas no ensaio de mutagenicidade e tratadas (10-50 g/placa) com extrato orgânico na presença e na ausência de metabolização exógena. Células de raiz de cebola foram tratadas com extratos orgânicos nas concentrações (5-25g/mL). A alta umidade encontrada no Túnel Rebouças pode ter influenciado na deposição de cinco dos seis HPA estudados em material particulado. Além disso, em diferentes condições de tráfego, motoristas de ônibus que cruzam a Avenida Brasil e o Rebouças túnel estão expostos ao risco induzidos por HPA na ordem de 10-6. Mutagenicidade foi detectada tanto na presença quanto na ausência de metabolização, para as linhagens YG1021 e YG1024 nos três pontos, sugerindo a presença de nitro e amino derivados de HPA. As amostras do Túnel Rebouças apresentaram os maiores valores para rev/g e rev/m3. Estes resultados podem estar relacionados ao longo trajeto e a restrita ventilação. Efeito citotóxico foi detectado pelo ensaio Allium cepa nos três pontos de monitoramento. Além disso os extratos orgânicos provenientes das coletas da Avenida Brasil, UERJ e do Túnel Rebouças induziram efeito clastogênico em células de raiz de Allium cepaThe mutagenicity of airborne particles from combustion is attributed primarily to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). We investigated the mutagenic activity of particulate matter (PM2.5) samples collected from three sites in Rio de Janeiro. Samples were collected using a high-volume sampler at Avenida Brasil, the campus of the Rio de Janeiro State University, and Rebouças tunnel. Half of each filter was submitted to sequential extraction by sonication with dichloromethane. Six PAHs were quantified by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). Salmonella typhimurium TA98 and the derivative strains TA98/1.8-DNP6, YG1021 and YG1024 used in mutagenicity assays were treated (10-50 g/plate) with and without exogenous metabolization. Onion root cells were treated with organic extracts concentrations (5-25g/mL). The high humidity detected in the Rebouças Tunnel may have influenced the deposition of five of the six PAHs studied in particulate matter. Moreover, in different traffic conditions can put the bus drivers that cross the Brasil Avenue and Rebouças tunnel at the risk of exposure induced by HPA in the order of 10-6. Independently of exogenous metabolization, mutagenicity was detected for strains YG1021 and YG1024 at all the sites, suggesting the presence of nitro and amino derivatives of PAHs. Rebouças tunnel presented the highest values for rev/g and rev/m3. These could be related to the fact that this long, enclosed passageway and restricts ventilation. Cytotoxic effect was detected by the Allium cepa test in the three monitoring sites. Also organic extracts from Brazil Avenue, UERJ and Rebouças Tunnel showed clastogenic effect in Allium cepa root