Evaluation of the interest of passive air sampling and hair sampling for the biomonitoring of human exposure to polycyclic hydrocarbons (PAHs) and pesticides

Une approche combinée d’analyses d’air à l’aide de capteurs passifs et d’analyses de cheveux a été proposée ici, dans le but de faire une évaluation complète de l’exposition humaine aux HAPs et aux pesticides. Les capteurs passifs se sont montrés adaptés à l’échantillonnage des HAPs et des pesticides pour l’étude des variations spatio-temporelles dans l’air. Il était également possible d’agrandir les connaissances actuelles sur les mécanismes d’adsorption des molécules sur les capteurs en suggérant des corrélations entre l’adsorption et la température ambiante ou en supposant l’établissement d’un équilibre dynamique entre le capteur et l’air. Les analyses de cheveux sont adaptées à mettre en évidence la dose en HAPs et en pesticides effectivement reçue par l’homme. Les influences dues à la contamination externe des cheveux peuvent être considérablement réduites en y dosant des métabolites au lieu des substances mères (pour les HAPs) et en décontaminant les cheveux avant l'analyse. Il a été possible d’accorder un certain effet mémoire aux cheveux qui permet d’informer sur des expositions ayant eu lieu dans un passé récent, mais vu qu’il a été montré dans cette thèse que la présence d’un composé (notamment d’un pesticide) est due à une combinaison d’incorporation, de contamination externe et de dégradation, l’interprétation des résultats doit se faire avec prudence, et il est conseillé de ne considérer que le segment proximal pour les analyses. Les comparaisons inter-individus ont permis d’identifier des sujets particulièrement exposés aux HAPs et aux pesticides, et il a été montré que des sources à cette exposition peuvent être identifiées à l’aide des analyses de cheveux si elles résultent du comportement individuel. Dans le cas contraire les analyses de cheveux ne permettent pas d’identifier l’origine de l’exposition. Dans ce cas il est conseillé de faire une étude ciblée sur la contamination des lieux de vie de l’individu, p.ex. à l’aide de capteurs passifs.A combined approach of air analysis using passive samplers and hair analysis was proposed and investigated to give a complete evaluation of the human exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and pesticides, harmful organic pollutants because of the fatal effects they may cause (cancers, allergies,…). Passive samplers have been shown to be suited for the sampling of atmospheric PAHs and pesticides and the investigation of its spatial and temporal variations. It has also been managed to increase knowledge about the adsorption mechanisms of the analytes on the sampler, by suggesting the existence of a correlation between adsorption and temperature and by supposing the establishment of a dynamic equilibrium between the sampler and the air. Hair analyses are suited for determining the amount of PAHs effectively incorporated by humans. The influences of external contamination can be considerably reduced by dosing metabolites instead of the parental compounds (for PAHs) and by decontaminating the hair samples prior to analysis. A certain memory effect could be attributed to hair allowing informing about exposures having taken place in a recent past, though as it has been shown that the presence of a compound (notably a pesticide) is due to a combination of incorporation, infiltration of external contamination and degradation, the interpretation of the results must be done very carefully, and it is suggested to considerate only the proximal segment for the analysis. The inter-individual variations allowed identifying subjects particularly exposed to PAHs and pesticides, and it was shown that some sources to this exposure can be identified with hair analysis if it is caused by individual behaviour (e.g. smoking). Though, if the exposure doesn’t relate to personal habits, hair analysis cannot identify the origin of the exposure. In this case, a systematic research about the contamination of the subject’s environment, e.g. using passive samplers