Per- and polyfluorinated substances (PFAS) are used in the production of ski wax to reduce the friction between the snow and the ski. In this occupational study of ski wax technicians’ exposure to PFAS and particulate aerosol we have collected whole blood (wb) (n =94), air (n =84) and aerosol (n =159) samples at World Cup events from 2007-2011. We have analysed the blood, air and aerosol with respect to 13 perfluorocarboxylic acids (PFCAs), 4 perfluorosulfonic acids (PFSAs), 3 fluorotelomer alcohols (FTOHs), 3 fluorotelomer acids (FTCAs) and 3 unsaturated fluorotelomer acids (FTUCAs). Further, we assessed the exposure to 3 particulate aerosol fractions (inhalable, respirable and total aerosol) in air. In comparison to a general population, several of the PFCA blood levels are elevated in the technicians’, primarily  erfluorooctanoate (PFOA) and perfluorononate (PFNA) with concentrations up to 628 and 163 ng/mL wb, respectively. Further,  we detected FTUCAs and FTCAs in the blood, suggesting biotransformation of FTOHs to PFCAs. The metabolites 5:3 and 7:3 FTCA were detected in all blood samples at levels up to 6.1 and 3.9 ng/mL wb. Levels of perfluorohexadecanoic acid PFHxDA) and perfluorooctadecanoic acid (PFOcDA) were detected in the technician’s blood at mean concentration up to 4.22 ng/mL wb and 4.25 ng/mL wb. The FTOH levels in air of the wax cabin during work ranged up to 997 000 ng/m3 (average=114 000 ng/m3 ) and PFOA up to 4 890 ng/m3 (average= 526 ng/m3 . FTOHs were not detected in aerosols but PFOA showed average levels of 12 000 ng/m3 (range=1 230- 46 900 ng/m3 ). The occupational exposure limit (OEL) of 2 mg/m3 was exceeded in 37% of the personal measurements with aerosol  concentrations up to 15 mg/m3 . Keywords : Perfluorinated, polyfluorinated, FIS, occupational exposure, ski wax,  iotransformation, metabolism, fluorotelomer alcohol, fluorotelomer acid, aerosol, dust, UPLC/MS-MS, GC/MS-MS

Orientador: Marcelo Alexandre Prado / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T09:52:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MirandaeSilva_LigiaMaria_M.pdf: 148256 bytes, checksum: 789cac2002bb2e8dcb1bf70832d395b6 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O crescente aumento populacional em escala mundial, tornou necessário um grande esforço por parte da agricultura para aumentar, a cada ano, a produção de alimentos para atender as necessidades do mercado externo e interno do Brasil. Recursos técnicos e científicos passaram então, a serem aplicados em busca da melhoria na produção dos cultivos,principalmente mediante o uso de fertilizantes e praguicidas. Com isso, a sociedade se deparou com problemas de ordem de equilíbrio ambiental e saúde pública, pois devido à contínua diversificação dos fitoparasitas, surgem, a todo momento, reduções do período de tempo entre aplicações consecutivas, e mais importante talvez, usos de doses mais altas e emprego simultâneo de diferentes pesticidas, por parte dos agricultores, objetivando complementar ações específicas ou alcançar efeitos sinérgicos para maiores rendimentos na produção. Tal situação traz como conseqüência óbvia e direta, o aumento, inaceitável, dos riscos de contaminação do meio ambiente com resíduos químicos de defensívos da área agropecuarista prejudiciais à saúde, o que leva a inúmeros problemas relativos à segurança alimentar dos produtos consumidos, e à uma preocupação de âmbito nacional evidenciada pela criação do Programa de Análise de Resíduos de Agrotóxicos em alimentos (PARA) da ANVISA. O aumento na necessidade de detecção e quantificação destes compostos, acarretou o desenvolvimento de pesquisas no setor, a fim de atingir uma melhoria na eficiência,qualidade e rapidez de resposta nas análises. A possibilidade do estudo de não apenas um de cada vez, mas de até 300 compostos sendo extraídos, detectados e quantificados simultâneamente se tornou a saída mais viável, tanto qualitativa quanto economicamente, facilitando o monitoramento contínuo do fornecimento de produtos do setor alimentício pelos chamados métodos multiresíduos. O presentre trabalho teve como princípio a validação de um método multiresíduo para análise de 14 analitos usando uma técnica de alto poder de concentração e limpeza do extrato como o GPC (Gel Permeation Chromatography) e detecção e quantificação por GC-MS/MS e LC-MS/MS. Os pesticidas investigados englobam classes como: acaricidas, inseticidas, fungicidas, nematicidas e formicidas de aplicação foliar, em sementes ou em solo, sendo que o acefato, metamidofós, acetamiprido e o thiamethoxan foram extraídos de amostras de batata e feijão e analisados por LC-MS/MS e a azoxistrobina, bifentrina, carbofuran, chlorotalonil, clorpirifós, clorfenapir, etofenprox, famoxadone,metalaxil, procimidone e o tebuconazole em amostras de batata e tomate e analisados por GCMS/MS. Os limites de detecção (LD) encontrados variaram de 0,06 a 2,89µg/L, e os coeficientes de variação (CV), de 0,036 a 2,036%. As recuperações foram determinadas em cada tipo de amostras, e os valores encontrados estavam entre 93,34% e 109,67%. Nenhuma das matrizes utilizadas apresentaram resultados insatisfatórios e o método utilizado mostrouse robusto e de fácil aplicação para todos os analitos testados / Abstract: The growing population worldwide, has required a great effort on the part of agriculture to increase each year, the production of food to meet the needs of external and internal market of Brazil. Technical and scientific resources spent then, to be applied in pursuit of improved crop production, mainly through the use of fertilizers and pesticides.With this, the company encountered problems in the balance of environmental and public health, since due to the continuous diversification of plant parasites, arise at any moment,reductions in the time period between consecutive applications, and perhaps most important,uses more doses high and simultaneous use of different pesticides by farmers, aiming to complete specific actions or to achieve synergistic effects in producing higher yields. This situation brings obvious and direct consequence, the increase unacceptable risk of environmental contamination with chemical residues from pesticides in farms are harmful to health, which leads to numerous problems relating to food safety of the products consumed, and to a concern nationwide evidenced by the creation of the Program Analysis of Pesticide Residues in Food (TO) of ANVISA. The increase in the necessity for detection and quantification of these compounds, led the development of research in the sector in order to achieve an improvement in efficiency, quality and responsiveness in the analyzes. The possibility of studying not just one at a time, but up to 300 compounds being extracted,detected and quantified simultaneously output became more viable, both qualitatively and economically, facilitating continuous monitoring of the supply of products by the food industry called methods multiresidue. The principle presentre work was the validation of a multiresidue method for analysis of 14 analytes using a technique of high power concentration and cleanup of the extract as GPC (Gel Permeation Chromatography) and detection and quantification by GC-MS/MS and LC- MS / MS. The pesticides investigated include classes such as acaricides, insecticides, fungicides, insecticides and nematicides foliar, seed or soil,and acephate, methamidophos, and Acetamiprid thiamethoxan were extracted from samples of potatoes and beans and analyzed by LC-MS / MS and azoxystrobin, bifenthrin, carbofuran,chlorothalonil, chlorpyrifos, chlorfenapyr, etofenprox, famoxadone, metalaxyl, procymidone and tebuconazole in samples of potato and tomato and analyzed by GC-MS/MS. The limits of detection (LOD) ranged from 0.06 to 2.89 mg / L, and the coefficients of variation (CV), 0.036 to 2.036%. The recoveries were determined for each type of samples, and the values were between 93.34% and 109.67%. None of the arrays used had unsatisfactory results and method proved to be robust and easy to apply for all analytes tested / Mestrado / Ciência de Alimentos / Mestra em Ciência de Alimentos

Die Rückstandsanalytik tierischer Lebensmittel ist eine anspruchsvolle Aufgabe aufgrund des hohen Lipidanteils der Proben sowie des sich stetig vergrößernden Wirkstoffspektrums. Heutzutage werden für die Probenaufarbeitung die DFG S 19 Methode, mit der vorrangig unpolare Analyten nachgewiesen werden und zunehmend die QuEChERS Methode eingesetzt, die insbesondere auf die Erfassung polarer Pestizide abzielt. In dieser Arbeit wurde eine moderne Multirückstandsmethode für Hühnereier entwickelt, um sowohl gas- als auch flüssigkeitschromatographisch (GC, LC) erfassbare Wirkstoffe zu analysieren. Dazu gehören unpolare PCBs, Pyrethroide und Organochlorpestizide, aber auch polarere Organophosphate, Triazole und Carbamate. Das Verfahren basiert auf der Extraktion mittels Matrix Solid Phase Dispersion, der Reinigung auf Grundlage einer modifizierten Gelpermeationschromatographie (GPC) und zwei verschiedenen Festphasenextraktionen (SPEs) für GC- und LC-erfassbare Pestizide sowie der Quantifizierung mittels GC- und LC-MS/MS. Dünnschichtchromatographisch wurde die effektive Entfernung hochmolekularer Lipide durch die modifizierte GPC und niedrigmolekularer Fette durch die SPEs belegt. Laut der für Ei durchgeführten Validierung erfüllten 164 der 172 untersuchten Pestizide und alle sechs PCBs die Leistungskriterien für die amtliche Rückstandskontrolle - zumeist am niedrigsten validierten Level (5 µg/kg bzw. 0,5 µg/kg). Ausnahmen bildeten sehr polare LC-Pestizide (z.B. Aminopyralid, Clopyralid, MCPA, Quinmerac) und pH-Wert-abhängige GC-Analyten (Nicotin, Tolylfluanid, Dichlofluanid), die auch mit den etablierten Verfahren schwierig zu analysieren sind. Weiterhin verdeutlichte die erfolgreiche Untersuchung von verschiedenen Ringversuchsmaterialien, dass die ursprünglich für Eier entwickelte Methode auch für mageres Geflügelfleisch und Sahne genutzt werden kann. Gegenüber den etablierten Verfahren wies die neue Methode deutliche Vorzüge auf. So belegte die Dünnschichtchromatographie, dass mit der neuen Methode Cholesterin, aber auch freie Fettsäuren besser abgetrennt werden als mit den etablierten Verfahren. Die neue Methode verbrauchte im Vergleich zur DFG S 19 Methode 46 % weniger Lösungsmittel und ermöglichte eine Verdopplung des Probendurchsatzes innerhalb von 8 h. Zudem eignete sich das entwickelte Verfahren laut den Validierungsdaten für GC-Analyten deutlich besser als die QuEChERS Methode und etwas besser als die DFG S 19 Methode (v.a. für Pyrethroide). Hinsichtlich der LC-Analyten unterschieden sich die neue und die QuEChERS Methode nur bei wenigen Analyten. Mit dem neuen Verfahren konnten folglich im Gegensatz zu den etablierten Methoden sowohl unpolare GC- als auch polare LC-Analyten sicher erfasst werden.:1 EINLEITUNG UND ZIELSTELLUNG 1 2 THEORETISCHE GRUNDLAGEN 3 2.1 Grundlagen der Pestizidanalytik 3 2.1.1 Definitionen 3 2.1.2 Rechtliche Grundlagen in Bezug auf tierische Lebensmittel 3 2.2 Herausforderung der Analytik tierischer Lebensmittel 6 2.2.1 Erfassen eines breiten Analytspektrums 6 2.2.2 Komplexität der tierischen Matrix 8 2.3 Probenaufarbeitung tierischer Lebensmittel 11 2.3.1 Extraktion 11 2.3.2 Möglichkeiten der Lipid-Reinigung 14 2.3.3 Messmethoden in der modernen Pestizidanalytik 18 2.4 Multimethoden in der Pestizidanalytik tierischer Lebensmittel 21 2.4.1 Vorstellung etablierter Multimethoden 21 2.4.2 Vergleich etablierter Multimethoden 24 2.4.3 Forschungsergebnisse bezüglich fetthaltiger Matrizes bis 2010 26 3 ERGEBNISSE 28 3.1 Auswahl relevanter Analyten in tierischen Lebensmitteln 28 3.2 Auswahl der Matrix Hühnerfrischei 30 3.3 Messung mittels GC-MS/MS und LC-MS/MS 32 3.3.1 Ansatz 32 3.3.2 Erstellung einer GC-MS/MS Datenbank 33 3.3.3 Besonderheiten der SRM-Messmethoden 36 3.3.4 Vorsäulen-Backflush in der Gaschromatographie 38 3.3.5 Leistungsfähigkeit der SRM-Methoden 44 3.4 Beurteilung des Reinigungseffektes 45 3.5 Entwicklung der Probenaufarbeitungsmethode 47 3.5.1 Ziele und allgemeines Vorgehen 47 3.5.2 Extraktion mittels Matrix Solid Phase Dispersion 48 3.5.3 Konzentrierung von Lösungsmittelextrakten 55 3.5.4 Lipidentfernung durch Ausfrieren 56 3.5.5 Modifizierung der GPC zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit 57 3.5.6 Festphasenextraktion 63 3.6 Analysemethode für Eier 78 3.7 Validierung der neuen Analysemethode 82 3.7.1 Hintergrund und Durchführung 82 3.7.2 Linearität 83 3.7.3 Spezifität 84 3.7.4 Wiederfindungsraten und Wiederholbarkeit 84 3.7.5 Bestimmungsgrenze 88 3.7.6 Matrix-spezifische Auswirkung auf die Analyten 88 3.8 Vergleich mit etablierten Probenaufarbeitungsmethoden 89 3.8.1 Ansatz 89 3.8.2 Reinigungseffekt 90 3.8.3 Validierungsdaten 93 3.8.4 Identifizierung und Quantifizierung anhand gewachsener Rückstände 95 3.8.5 Zusammenfassende Bewertung 97 3.9 Untersuchung verschiedener Ringversuchsmaterialien 99 4 DISKUSSION 103 4.1 Entwickelte Analysemethode 103 4.2 Ausblick 111 5 ZUSAMMENFASSUNG 113 6 LITERATUR 117 7 ANHANG A-1