Mercury, arsenic, cadmium, lead and in breast milk : method validation, analisys, and risk characterization for infants

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, 2017.O leite materno fornece todos os nutrientes necessários para o desenvolvimento do bebê, entretanto, ele pode conter metais tóxicos que podem causar efeitos adversos a saúde. Este estudo tem como objetivos determinar a concentração dos contaminantes arsênio, cádmio, chumbo e mercúrio em amostras de leite materno provenientes de bancos de leite do Distrito Federal, e caracterizar o risco da exposição dos bebês amamentados a esses contaminantes. As amostras foram coletadas em 8 bancos de leite materno do Distrito Federal, Brasil, a maioria das amostras coletadas nos 2 primeiros meses após o parto. Foram analisadas 224 amostras de leite materno para mercúrio total, 181 para metilmercúrio e 212 amostras para chumbo cádmio e arsênio. A análise de mercúrio total foi feita com digestão ácida em microondas e determinação por espectrometria de fluorescência atômica (LOQ: 0,76 μg/L). A análise de metilmercúrio foi feita a partir de liofilização das amostras, etilação e determinação de metilmercúrio pelo sistema automatizado MERX (LOQ: 0,1 μg/L) Foi validado um método de digestão ácida por microondas e determinação das concentrações de arsênio, cádmio e chumbo por espectrometria de massa por plasma indutivamente acoplado (LOQ: 0,31 μg/L, 0,016 μg/L e 0,08 μg/L para chumbo, cádmio e arsênio, respectivamente). Mais de 80% das amostras continham concentrações de mercúrio total acima do LOQ, com máxima de 8,4 μg/L e média de 2,6 μg/L. Em média, metilmercúrio representou 10,1% do mercúrio total, com proporção maxima de 74,9%. A concentração média de chumbo foi de 6,64 μg/L, com 75,9 % das amostras acima do LOQ, e a de cádmio foi 0,24 μg/L, com 71,4% das amostras acima do LOQ. Apenas 4 amostras continham arsenio acima do LOQ (2,25 a 9,5 μg/L). As ingestões de metilmercúrio, chumbo, cádmio e arsênio foi estimada individualmente, considerando a idade do bebê e peso no momento da coleta do leite. A ingestão média semanal de metilmercúrio foi 0,16 μg /kg pc, o que representou 13,6% do PTWI; em apenas 1 caso, a ingestão ultrapassou 100% do PTWI (119%). A ingestão média semanal de cádmio estimada representou 9% da TWI. Para o chumbo e arsênio, as exposições medianas diárias foram 0,87 μg/kg pc/dia e 0,005 μg/kg pc/dia; as margens de exposição medianas foram de 1,2 e 587, respectivamente, não indicando um potencial risco para a saúde dos lactentes.Breastmilk provides all necessary nutrients for the infant development, however, it may contain toxic metals that may impact the health. The objectives of this study were to determine the levels of arsenic, cadmium, lead and mercury in breastmilk from mothers of the Federal District. The samples were provided by 8 milk banks or directly by the donnors, mostly collected in the first 2 months postpartum. A total of 224 breastmilk samples were analyzed for total mercury, 181 for methylmercury and 212 samples for lead cadmium and arsenic. Total mercury was determined by atomic fluorescence spectrometry after acid digestion in microwave (LOQ of 0.76 μg/L). Methylmercury determination was performed in a dedicated automated system MERX after lyophilization and ethylation of samples (LOQ of 0.1 μg/L). A method for the determination of arsenic, cadmium and lead was validated and included acid digestion by microwave and analyzis by inductively coupled plasma mass spectrometry (LOQs of 0.31, 0.016 and 0.08 μg/L for lead, cadmium and arsenic, respectively). More than 80% of samples contained levels of total mercury above the LOQ, reaching a maximum of 8.4 μg/L, with a mean of 2.6 μg/L. Methylmercury represented 10.1% of the total mercury, with a maximum ratio of 74.9%. Mean lead concentration was 6,64 μg/L, with 75,9 % of the samples above the LOQ. Cadmium mean levels was 0.24 μg/L, with 71.4% of the samples above the LOQ. Only 4 samples contained arsenic above the LOQ (2.25 to 9.5 μg/L). The intakes of methylmercury, lead, cadmium and arsenic were estimated individually, considering the age of the baby and its weight at the time of milk collection. Mean intake of methylmercury was 0.16 μg/kg bw/week, which represented 13.6% of PTWI, with only 1 case having the intake exceeding the PTWI (119%). The mean weekly intake estimated for cadmium, was 0.23 μg /kg bw/ week and represented 9% of the maximum tolerable intake. For lead and arsenic, daily exposures were 0.87 μg/kg bw and 0.005 μg/kg bw; the median margin of exposures were 1,2 and 587, respectively, indicating a low health risk for the infants