A emissão de resíduos tem contribuído imensamente para que os seres humanos se tornem vulneráveis e expostos a elementos químicos tóxicos, dentre eles, o arsênio. Este elemento ocupa o primeiro lugar na lista de substâncias de elevada prioridade, com alto risco toxicológico e de exposição segundo a Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) do Centers for Disease Control and Prevention (CDC). A exposição ao arsênio está associada ao surgimento de vários tipos de câncer, diabetes, aterosclerose, doenças cardiovasculares, pulmonares, imunológicas, hematológicas, gastrintestinais, hepáticas, renais, neurológicas, dentre outras. Uma das mais importantes fontes antropogênicas de arsênio é a mineração, que pode contribuir para contaminação de solos, água, ar e alimentos. Um exemplo de contaminação ambiental por arsênio, no Brasil, ocorre na cidade de Paracatu-MG, devido à exploração de uma mina de ouro. Entretanto, pouco se sabe em relação às condições ambientais na região e aos níveis de exposição da população local. Neste sentido, este trabalho teve como objetivos: (i)-avaliar a concentração de arsênio em amostras de material particulado, amostras de água doce superficial (sub-bacia do rio Paracatu), solos e de água tratada disponível para o consumo humano em bairros próximos e distantes da região de mineração; (ii)- avaliar a concentração de arsênio em amostras de urina e unha de moradores dos bairros monitorados no item (i); e (iii) propor um método de remedição ambiental de amostras de águas contaminadas da região utilizando nanomaterial magnético. Os valores da concentração de material particulado apresentaram grandes variações entre as regiões em estudo, mas ficaram dentro do limite estabelecido pela ATSDR de 20 a 100ng/m3 para regiões urbanas. Já as amostras de águas superficiais apresentaram valores alterados em relação ao estabelecido de 10?g L-1 segundo o CONAMA 357 de 2005. As concentrações de As em água de beber em geral estiveram dentro dos limites estabelecidos. Os valores de As em urina e unha apresentaram valores mínimos menores que o limite de detecção (< LOD) e valores máximos de 9.210 ?g g-1 de creatinina em urina e 31.502 ng g-1 em unha. Finalmente, o método proposto para remediação química apresentou grande eficiência para adsorção de As, com capacidade máxima de adsorção de 37,3 mg g- 1. Além disso, sua aplicação na remediação das águas superficiais contaminadas ou em áreas de rejeitos da região de mineração é de extrema simplicidade / The emission of waste has contributed immensely to humans become vulnerable and exposed to toxic chemicals, among them, the arsenic. This element occupies the first place in the list of substances of high priority, with high toxicological risk and exposure according Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR) of Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Exposure to arsenic is associated with the appearance of various types of cancer, diabetes, atherosclerosis, cardiovascular disease, pulmonary, immunological, hematological, gastrointestinal, hepatic, renal, neurological, among others. One of the major anthropogenic sources of arsenic in the world is mining, which can contribute to contamination of soil, water, air and food. An example of environmental contamination by arsenic in Brazil occurs in the Paracatu city of -MG, due to the operation of a gold mine. However, little is known about the risks of the local population to arsenic exposure, although several effects typically associated with high exposure to this toxic chemical. Then, the aims of this study were: (i) assess the concentration of arsenic in particulate matter samples, surface freshwater samples (sub-basin of the Paracatu river), soil and of treated water available for human consumption in neighborhoods with nearby mining region; (ii) Evaluate the concentration of arsenic in urine and nail samples of residents from region of item (i); and (iii) propose a method for environmental remediation of contaminated water samples from the region using magnetic nanomaterial. The values of particulate matter concentration showed large variations between regions under study, but were within the limit established by ATSDR from 20 to 100 ng /m3 in urban areas. As for the surface water samples showed alterations values in relation with the 10?g L-1 established according to CONAMA 357 of 2005. The concentrations in drinking water generally were within the established limits. Soil samples showed high As concentrations. The values in urine and nail showed since lower values than the minimum limit of detection ( < LOD) until maximum values of 9,210?g g -1 creatinine in urine and 31,502ng g -1 in nail. Finally, the proposed chemical remediation method showed high efficiency for adsorption of As, with maximum adsorption capacity of 37.3 mg g-1. It is easily possible its application in the remediation of contaminated surface water or in areas of mining wastes.

No Brasil, ainda não há a realização de pesquisas envolvendo a determinação de elementos químicos em fluidos biológicos e a elaboração de valores de referência para a sua população infantil. O biomonitoramento de elementos químicos apresenta essencial importância na avaliação da saúde humana, no entanto, na análise dos dados dos estudos brasileiros de biomonitoramento, os resultados obtidos são geralmente comparados com valores estipulados para outros países, o que pode gerar uma estimativa equivocada do risco. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi descrever as concentrações médias urinárias de elementos químicos essenciais e não essenciais em crianças brasileiras em fase escolar (6-14 anos), propondo valores de referência para Cd, Co, Li, Mo, Pt e Sb. Para o desenvolvimento do estudo, foram utilizadas amostras de urina obtidas pela \"Pesquisa Nacional para Avaliação do Impacto da Iodação do Sal\" (PNAISAL), sendo tomada uma amostragem de 6.965, escolhidas aleatoriamente, abrangendo 19 unidades da federação e comtemplando as 5 regiões brasileiras. As determinações dos elementos químicos foram realizadas por método de ajuste de matriz, com simples diluição de urina e análise direta por espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente (ICP-MS). Foi realizada dosagem de creatinina nas amostras para ajuste de matriz e correção de possíveis efeitos de diluição. As concentrações médias obtidas para os elementos Cd, Co, Li, Mo, Pt e Sb foram 0,267, 0,769, 7,949, 66,839, 0,022 e 2,389 ?g/g de creatinina, respectivamente. Os dados obtidos foram comparados com resultados de estudos de biomonitoramento para população adulta brasileira e de outros países, evidenciando a necessidade da estipulação de valores próprios para a população infantil brasileira. / There is no research involving the determination of chemical elements in biological fluids and the development of reference values in Brazil for its child population. Human biomonitoring of chemical elements has great importance in human health assessment, however, in analysis of Brazilian biomonitoring studies, the results are usually compared with values established for other countries, which can lead to an erroneous estimate of the risk. Thus, the aim of this study was to determine the concentration of essential and nonessential elements in Brazilian children (6-14 years), proposing reference values for Cd, Co, Li, Mo, Pt and Sb. To develop the study, urine samples obtained by the \"Pesquisa Nacional para Avaliação do Impacto da Iodação do Sal\" (PNAISAL) were used, taking a sample of 6,965 randomly chosen, covering all Brazilian regions. Samples were directly analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry ICP-MS against matrix-matching calibration. Creatinine measurement was done to correct possible effects of sample dilution. The mean concentrations obtained for Cd, Co, Li, Mo, Sb and Pt elements were 0.267, 0.769, 7.949, 66.839, 0.022 and 2.389 ?g/g of creatinine, respectively. The data were compared with results from biomonitoring studies for Brazilian adult and foreign populations, highlighting the need for stipulation of reference values for Brazilian child population.

A emissão de uma grande diversidade de substâncias através dos efluentes industriais gasosos, líquidos ou sólidos acarreta que uma gama de compostos seja introduzida no ambiente atmosférico e aquático de meios urbanos. A exposição a substâncias genotóxicas no ambiente oferece freqüentemente um grande risco à saúde humana. Com essa preocupação, o presente trabalho avaliou a exposição das pessoas à qualidade do ar atmosférico e à da água para abastecimento público de duas cidades urbanas do Rio Grande do Sul (Brasil), que recebem diferentes contribuições antrópicas (cidades-alvo), comparando-as com uma cidade menos impactada - cidade referência. Os extratos orgânicos da água tratada para abastecimento público e das amostras de ar foram testados quanto a mutagenicidade através do ensaio Salmonella/microssoma (linhagens TA98 e TA100 para água e ar, com e sem fração de metabolização e, ainda para ar, YG1021 e YG1024) - marcador de mutagenicidade. As amostras de ar ainda foram analisadas por HPLC para a caracterização de HPAs e algumas amostras também por HRGC-HRMS para a composição dos PCDD/Fs. Para o biomonitoramento humano foram avaliados através do ensaio do cometa e do micronúcleo (MN), em linfócitos e células da mucosa bucal, respectivamente, as pessoas que viviam nas três cidades - biomarcador de efeito. Análises de polimorfismos genéticos (CYP1A1, GSTM1 e GSTT1) foram utilizados como biomarcadores de susceptibilidade. As duas cidades-alvo apresentaram resultados significativos quanto a mutagenicidade da água de abastecimento apresentando todos os resultados positivos, principalmente para mutação de substituição de pares de bases (TA100), indicando a presença de compostos como THMs e MX. Valores de PTS atmosféricos apresentaram-se em algumas amostragens acima dos limites da legislação brasileira (CONAMA, 1990). Os HPAs encontrados em maior quantidade foram indeno(1,2,3-c,d)pireno e benzo(ghi)perileno, sendo que em uma das amostras a análise dos PCDD/Fs, mostrou valores que superaram em dez vezes a outra amostra analisada. As duas cidades alvo apresentaram altas respostas mutagênicas nas amostras de ar tanto por mutágenos de ação direta, como indireta e também altas concentrações de nitro-HPAs. Estes resultados sinalizaram para a necessidade de uma revisão da legislação para material particulado atmosférico, já que dentro dos atuais parâmetros, grande quantidade de compostos mutagênicos foram encontrados. Para os indivíduos estudados quanto aos biomarcadores de efeito, tanto os linfócitos analisados pelo ensaio do cometa quanto às células da mucosa bucal pelo ensaio do MN não apresentaram resultados significativos, sendo que apenas uma cidade alvo apresentou quanto ao ensaio do cometa. Como a maioria dos indivíduos CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 apresentaram genótipos prevalentes, pode estar ocorrendo uma eficiência no sistema de detoxificação garantidos pela presença desses genótipos. Este trabalho mostrou a importância de estudos ambientais que relacionem marcadores de mutagenicidade com biomarcadores de efeito e de susceptibilidade, para que haja uma maior compreensão dos efeitos da exposição humana diária à agentes genotóxicos ambientais. / The emission of a great substances amount through gaseous, liquid and solid industrial effluents have been introduced many kinds of chemical compounds in aquatic and atmospheric environments. The environmental exposure to genotoxic substances often brings great risk to human health. Therefore, the aim of this work was make an avaliation of people exposition to atmospheric air and water supply quality in two urban cities in Rio Grande do Sul State (Brazil) which were under influence of different anthropogenic sources (target cities), compared to a less intense influenced urban city (reference city). The organic extracts from supply water and airborne samples were tested to mutagenicity using the Salmonella/microsome assay (TA98 and TA100 strains for water and airborne samples, with and without metabolization fraction, and also, YG1021 and YG1024 strains for airborne) - mutagenicity marker. Moreover, the airborne samples were analysed by HPLC to PAHs composition and by HRGC-HRMS to PCDD/Fs composition. Human biomonitoring was evaluated by samples of lymphocytes and bucal mucosa cells from individuals living in this three cities using the comet and the micronuclei (MN) assays, respectively - effect biomarkers. Analysis of gene polymorphisms (CYP1A1, GSTM1 and GSTT1) was taken as susceptibility biomarkers. Both target cities showed significative results for the water mutagenicity with mutagenic responses for all samples, mainly to base-pair substitution mutation (TA100 strain), denoting the presence of THMs and MX compounds. The TSP concentrations were above the Brazilian Legislation and World Health Organization regulation limits few times. The PAHs detected in greater amout were indeno(1,2,3-c,d)pyrene and benzo(ghi)perylene and one of the samples overcame ten times the values of PCDD/Fs compared to the other analysed. The two target cities showed high mutagenicity response in all airborne samples, both by direct and indirect mutagens, besides high concentrations of nitro-PHAs. Actually, these results indicate a law revision necessity, because great amount of mutagenic compounds were assessed in smaller concentration that those present in current legal parameters. The analysed subjects for effect biomarkers, both limphocytes tested by comet assay and buccal mucosa cells tested by MN, did not show significant results, only one city show increased primary DNA damage detected through comet assay. As the majority of subjects CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 showed prevalent genotype, it maybe occuring an efficient system detoxification warranted by these genotypes presence. This work has shown the importance of environmental studies that relate mutagenicity markers with effect and susceptibility biomarkers, thus a greater understanding about environmental genotoxic agents, which people are exposed daily, will be done carefully.

A emissão de uma grande diversidade de substâncias através dos efluentes industriais gasosos, líquidos ou sólidos acarreta que uma gama de compostos seja introduzida no ambiente atmosférico e aquático de meios urbanos. A exposição a substâncias genotóxicas no ambiente oferece freqüentemente um grande risco à saúde humana. Com essa preocupação, o presente trabalho avaliou a exposição das pessoas à qualidade do ar atmosférico e à da água para abastecimento público de duas cidades urbanas do Rio Grande do Sul (Brasil), que recebem diferentes contribuições antrópicas (cidades-alvo), comparando-as com uma cidade menos impactada - cidade referência. Os extratos orgânicos da água tratada para abastecimento público e das amostras de ar foram testados quanto a mutagenicidade através do ensaio Salmonella/microssoma (linhagens TA98 e TA100 para água e ar, com e sem fração de metabolização e, ainda para ar, YG1021 e YG1024) - marcador de mutagenicidade. As amostras de ar ainda foram analisadas por HPLC para a caracterização de HPAs e algumas amostras também por HRGC-HRMS para a composição dos PCDD/Fs. Para o biomonitoramento humano foram avaliados através do ensaio do cometa e do micronúcleo (MN), em linfócitos e células da mucosa bucal, respectivamente, as pessoas que viviam nas três cidades - biomarcador de efeito. Análises de polimorfismos genéticos (CYP1A1, GSTM1 e GSTT1) foram utilizados como biomarcadores de susceptibilidade. As duas cidades-alvo apresentaram resultados significativos quanto a mutagenicidade da água de abastecimento apresentando todos os resultados positivos, principalmente para mutação de substituição de pares de bases (TA100), indicando a presença de compostos como THMs e MX. Valores de PTS atmosféricos apresentaram-se em algumas amostragens acima dos limites da legislação brasileira (CONAMA, 1990). Os HPAs encontrados em maior quantidade foram indeno(1,2,3-c,d)pireno e benzo(ghi)perileno, sendo que em uma das amostras a análise dos PCDD/Fs, mostrou valores que superaram em dez vezes a outra amostra analisada. As duas cidades alvo apresentaram altas respostas mutagênicas nas amostras de ar tanto por mutágenos de ação direta, como indireta e também altas concentrações de nitro-HPAs. Estes resultados sinalizaram para a necessidade de uma revisão da legislação para material particulado atmosférico, já que dentro dos atuais parâmetros, grande quantidade de compostos mutagênicos foram encontrados. Para os indivíduos estudados quanto aos biomarcadores de efeito, tanto os linfócitos analisados pelo ensaio do cometa quanto às células da mucosa bucal pelo ensaio do MN não apresentaram resultados significativos, sendo que apenas uma cidade alvo apresentou quanto ao ensaio do cometa. Como a maioria dos indivíduos CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 apresentaram genótipos prevalentes, pode estar ocorrendo uma eficiência no sistema de detoxificação garantidos pela presença desses genótipos. Este trabalho mostrou a importância de estudos ambientais que relacionem marcadores de mutagenicidade com biomarcadores de efeito e de susceptibilidade, para que haja uma maior compreensão dos efeitos da exposição humana diária à agentes genotóxicos ambientais. / The emission of a great substances amount through gaseous, liquid and solid industrial effluents have been introduced many kinds of chemical compounds in aquatic and atmospheric environments. The environmental exposure to genotoxic substances often brings great risk to human health. Therefore, the aim of this work was make an avaliation of people exposition to atmospheric air and water supply quality in two urban cities in Rio Grande do Sul State (Brazil) which were under influence of different anthropogenic sources (target cities), compared to a less intense influenced urban city (reference city). The organic extracts from supply water and airborne samples were tested to mutagenicity using the Salmonella/microsome assay (TA98 and TA100 strains for water and airborne samples, with and without metabolization fraction, and also, YG1021 and YG1024 strains for airborne) - mutagenicity marker. Moreover, the airborne samples were analysed by HPLC to PAHs composition and by HRGC-HRMS to PCDD/Fs composition. Human biomonitoring was evaluated by samples of lymphocytes and bucal mucosa cells from individuals living in this three cities using the comet and the micronuclei (MN) assays, respectively - effect biomarkers. Analysis of gene polymorphisms (CYP1A1, GSTM1 and GSTT1) was taken as susceptibility biomarkers. Both target cities showed significative results for the water mutagenicity with mutagenic responses for all samples, mainly to base-pair substitution mutation (TA100 strain), denoting the presence of THMs and MX compounds. The TSP concentrations were above the Brazilian Legislation and World Health Organization regulation limits few times. The PAHs detected in greater amout were indeno(1,2,3-c,d)pyrene and benzo(ghi)perylene and one of the samples overcame ten times the values of PCDD/Fs compared to the other analysed. The two target cities showed high mutagenicity response in all airborne samples, both by direct and indirect mutagens, besides high concentrations of nitro-PHAs. Actually, these results indicate a law revision necessity, because great amount of mutagenic compounds were assessed in smaller concentration that those present in current legal parameters. The analysed subjects for effect biomarkers, both limphocytes tested by comet assay and buccal mucosa cells tested by MN, did not show significant results, only one city show increased primary DNA damage detected through comet assay. As the majority of subjects CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 showed prevalent genotype, it maybe occuring an efficient system detoxification warranted by these genotypes presence. This work has shown the importance of environmental studies that relate mutagenicity markers with effect and susceptibility biomarkers, thus a greater understanding about environmental genotoxic agents, which people are exposed daily, will be done carefully.

A emissão de uma grande diversidade de substâncias através dos efluentes industriais gasosos, líquidos ou sólidos acarreta que uma gama de compostos seja introduzida no ambiente atmosférico e aquático de meios urbanos. A exposição a substâncias genotóxicas no ambiente oferece freqüentemente um grande risco à saúde humana. Com essa preocupação, o presente trabalho avaliou a exposição das pessoas à qualidade do ar atmosférico e à da água para abastecimento público de duas cidades urbanas do Rio Grande do Sul (Brasil), que recebem diferentes contribuições antrópicas (cidades-alvo), comparando-as com uma cidade menos impactada - cidade referência. Os extratos orgânicos da água tratada para abastecimento público e das amostras de ar foram testados quanto a mutagenicidade através do ensaio Salmonella/microssoma (linhagens TA98 e TA100 para água e ar, com e sem fração de metabolização e, ainda para ar, YG1021 e YG1024) - marcador de mutagenicidade. As amostras de ar ainda foram analisadas por HPLC para a caracterização de HPAs e algumas amostras também por HRGC-HRMS para a composição dos PCDD/Fs. Para o biomonitoramento humano foram avaliados através do ensaio do cometa e do micronúcleo (MN), em linfócitos e células da mucosa bucal, respectivamente, as pessoas que viviam nas três cidades - biomarcador de efeito. Análises de polimorfismos genéticos (CYP1A1, GSTM1 e GSTT1) foram utilizados como biomarcadores de susceptibilidade. As duas cidades-alvo apresentaram resultados significativos quanto a mutagenicidade da água de abastecimento apresentando todos os resultados positivos, principalmente para mutação de substituição de pares de bases (TA100), indicando a presença de compostos como THMs e MX. Valores de PTS atmosféricos apresentaram-se em algumas amostragens acima dos limites da legislação brasileira (CONAMA, 1990). Os HPAs encontrados em maior quantidade foram indeno(1,2,3-c,d)pireno e benzo(ghi)perileno, sendo que em uma das amostras a análise dos PCDD/Fs, mostrou valores que superaram em dez vezes a outra amostra analisada. As duas cidades alvo apresentaram altas respostas mutagênicas nas amostras de ar tanto por mutágenos de ação direta, como indireta e também altas concentrações de nitro-HPAs. Estes resultados sinalizaram para a necessidade de uma revisão da legislação para material particulado atmosférico, já que dentro dos atuais parâmetros, grande quantidade de compostos mutagênicos foram encontrados. Para os indivíduos estudados quanto aos biomarcadores de efeito, tanto os linfócitos analisados pelo ensaio do cometa quanto às células da mucosa bucal pelo ensaio do MN não apresentaram resultados significativos, sendo que apenas uma cidade alvo apresentou quanto ao ensaio do cometa. Como a maioria dos indivíduos CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 apresentaram genótipos prevalentes, pode estar ocorrendo uma eficiência no sistema de detoxificação garantidos pela presença desses genótipos. Este trabalho mostrou a importância de estudos ambientais que relacionem marcadores de mutagenicidade com biomarcadores de efeito e de susceptibilidade, para que haja uma maior compreensão dos efeitos da exposição humana diária à agentes genotóxicos ambientais. / The emission of a great substances amount through gaseous, liquid and solid industrial effluents have been introduced many kinds of chemical compounds in aquatic and atmospheric environments. The environmental exposure to genotoxic substances often brings great risk to human health. Therefore, the aim of this work was make an avaliation of people exposition to atmospheric air and water supply quality in two urban cities in Rio Grande do Sul State (Brazil) which were under influence of different anthropogenic sources (target cities), compared to a less intense influenced urban city (reference city). The organic extracts from supply water and airborne samples were tested to mutagenicity using the Salmonella/microsome assay (TA98 and TA100 strains for water and airborne samples, with and without metabolization fraction, and also, YG1021 and YG1024 strains for airborne) - mutagenicity marker. Moreover, the airborne samples were analysed by HPLC to PAHs composition and by HRGC-HRMS to PCDD/Fs composition. Human biomonitoring was evaluated by samples of lymphocytes and bucal mucosa cells from individuals living in this three cities using the comet and the micronuclei (MN) assays, respectively - effect biomarkers. Analysis of gene polymorphisms (CYP1A1, GSTM1 and GSTT1) was taken as susceptibility biomarkers. Both target cities showed significative results for the water mutagenicity with mutagenic responses for all samples, mainly to base-pair substitution mutation (TA100 strain), denoting the presence of THMs and MX compounds. The TSP concentrations were above the Brazilian Legislation and World Health Organization regulation limits few times. The PAHs detected in greater amout were indeno(1,2,3-c,d)pyrene and benzo(ghi)perylene and one of the samples overcame ten times the values of PCDD/Fs compared to the other analysed. The two target cities showed high mutagenicity response in all airborne samples, both by direct and indirect mutagens, besides high concentrations of nitro-PHAs. Actually, these results indicate a law revision necessity, because great amount of mutagenic compounds were assessed in smaller concentration that those present in current legal parameters. The analysed subjects for effect biomarkers, both limphocytes tested by comet assay and buccal mucosa cells tested by MN, did not show significant results, only one city show increased primary DNA damage detected through comet assay. As the majority of subjects CYP1A1, GSTM1 e GSTT1 showed prevalent genotype, it maybe occuring an efficient system detoxification warranted by these genotypes presence. This work has shown the importance of environmental studies that relate mutagenicity markers with effect and susceptibility biomarkers, thus a greater understanding about environmental genotoxic agents, which people are exposed daily, will be done carefully.

La biosurveillance humaine permet aujourd’hui d’évaluer notre exposition aux produits chimiques par la mesure soit des substances elles-mêmes, soit de leurs métabolites ou marqueurs d'effets sur la santé, à partir des fluides corporels ou des tissus. Les informations recueillies dans le cadre d’enquêtes épidémiologiques renseignent sur l'exposition humaine et constituent des bases précieuses dans la recherche des relations exposition-réponse chez les humains. Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le cadre de l’enquête transversale IMePoGe conduite entre 2008-2010 dans la région Nord–Pas-de-Calais (au nord de la France), incluant 2000 résidents adultes âgés de 20 à 59 ans, et visant à quantifier les niveaux d’imprégnation de la population à 14 métaux et métalloïdes (aluminium, antimoine, arsenic total, béryllium, cadmium, cobalt, chrome, mercure, manganèse, nickel, plomb, thallium, vanadium, zinc) choisis pour leurs effets toxiques et la fréquence de l’exposition professionnelle et environnementale. Les objectifs spécifiques de cette thèse étaient, tout en portant une attention particulière au plomb et au cadmium, deux métaux néphrotoxiques connus dans la littérature : i) d’établir la distribution de l’imprégnation aux métaux et métalloïdes dans la population du Nord de la France et de comparer le niveau régional d’imprégnation avec les données nationales et internationales ; ii) d’identifier les facteurs majeurs de variation de l’imprégnation et les sources d’exposition au plomb et au cadmium dans la population générale ; iii) d’étudier la relation entre la variation du débit de filtration glomérulaire et les niveaux d’imprégnation aux métaux. Globalement, les concentrations sanguines et urinaires de la plupart des métaux et métalloïdes étaient plus élevées que celles rapportées dans l’enquête nationale nutrition santé conduite sur la même période dans la population française, à l’exception du vanadium urinaire et du plomb sanguin. La plombémie moyenne régionale (moyenne géométrique) était de 18,8 μg/L. De nombreuses sources d’exposition au plomb existaient dans la population et étaient à la fois d’origine professionnelle, environnementale et alimentaire. Pour ce qui est du cadmium, le tabagisme se présentait comme la principale source d’exposition récente ou chronique au métal : la cadmiémie moyenne, reflet de l’exposition récente, était de 0,39 μg/L et passait de 0,26 μg/L chez les non-fumeurs à 0,84 μg/L chez les fumeurs ; la cadmiurie moyenne, reflet de l’exposition chronique, était de 0,37 μg/L (0,33 μg/g créatinine) et passait de 0,33 μg/L (0,29 μg/g créatinine) chez les non-fumeurs à 0,46 μg/L (0.37 μg/g créatinine) chez les fumeurs. Enfin, dans le cadre de l’étude de la relation entre l’imprégnation aux métaux et le débit de filtration glomérulaire, notre étude a montré que la prise en compte de la co-exposition à d’autres métaux et métalloïdes potentiellement néphrotoxiques bouleversait considérablement les associations antérieures jusqu’ici rapportées spécifiquement avec le plomb et le cadmium, dans le cadre de faibles niveaux d’imprégnation en population générale. / Human Biomonitoring allows us to evaluate our exposure to chemicals by measuring substances themselves or their metabolites or markers of health effects, from body fluids or tissues. The information collected through epidemiological surveys provide information on human exposure and are valuable databases in the research of exposure-response relationships in humans. This thesis is part of the cross-sectional IMePoGe survey conducted between 2008-2010 in the Nord–Pas-de-Calais region (in northern France), including 2,000 adult residents aged 20 to 59 years old, and aimed to quantify the impregnation levels of the population to 14 metals and metalloids (aluminum, antimony, total arsenic, beryllium, cadmium, cobalt, chromium, mercury, manganese, nickel, lead, thallium, vanadium, zinc) chosen for their toxic effects and the frequency of occupational and environmental exposure. The specific objectives of this thesis were, which a special interest for lead and cadmium, two nephrotoxic metals known in the literature: i) to establish the distribution of impregnation metals into the northern population of France and compare the exposure regional level to metals and metalloids with the national and international data; ii) to identify the major factors of variation of the impregnation and the sources of exposure to lead and cadmium in the general population; iii) to study the relationship between the change in glomerular filtration rate and the impregnation levels to metals. Overall, blood and urinary concentrations of most metals and metalloids were higher than those found in the national nutritional health survey conducted during the same period in the French population, with the exception of urinary vanadium and blood lead. The regional mean of blood lead level (geometric mean) was 18.8 μg/L. Several sources of lead exposure existed in the population and were link to the occupational, environmental and consumption parameters. Regarding cadmium, smoking was the main source of recent or chronic exposure to metal: the geometric mean of blood cadmium, reflecting a recent exposure, was 0.39 μg/L and increased from 0.26 μg/L in non-smokers to 0.84 μg/L in smokers; the geometric mean of urinary cadmium, reflecting the chronic exposure, was 0.37 μg/L (0.33 μg/g creatinine) and increased from 0.33 μg/L (0.29 μg/g creatinine) in non-smokers to 0.46 μg/L (0.37 μg/g creatinine) in smokers. Finally, as part of the study of the relationship between the metal levels and the glomerular filtration rate, our study showed that taking into account the multiple exposure to the other potentially nephrotoxic metals and metalloids upset considerably the previous associations specifically reported with lead and cadmium, in the context of low levels exposure in the general population.

L'exploitation artisanale de l'or peut libérer des éléments métalliques dans l'environnement, ce qui peut entraîner des expositions professionnelles et environnementales. Cette étude pilote visait à évaluer l'exposition aux métaux et métalloïdes chez les travailleurs d'une mine d'or artisanale, les habitants d'un village minier et les habitants d'un village non minier au Mali par une biosurveillance multiéléments. Un échantillonnage par convenance de 315 personnes a été réalisé, réparti de manière égale dans chaque localité (105 par site) et stratifié par groupe populationnel (hommes adultes, femmes adultes et personnes âgées de moins de 18 ans). Des échantillons d'ongles d'orteils et d'ongles de doigts ont été prélevés sur chaque participant de ces différents groupes et 21 éléments (argent, aluminium, arsenic, baryum, béryllium, cadmium, cobalt, chrome, cuivre, fer, gallium, lithium, manganèse, nickel, plomb, sélénium, strontium, thallium, uranium, vanadium et zinc) ont été quantifiés dans ces matrices par spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif (ICP-MS). Les résultats ont montré que les concentrations de 12 éléments dans les ongles des doigts ou des orteils (en particulier l’arsenic, le cobalt et le cuivre à la fois dans les ongles des doigts et des orteils) étaient plus élevées dans le groupe des travailleurs de la mine par rapport aux groupes des villages miniers et non miniers. Dans le groupe des travailleurs de la mine en particulier, les concentrations d’arsenic dans les ongles des mains et des pieds étaient significativement plus élevées chez les hommes. Les concentrations d’arsenic dans les deux matrices étaient également significativement plus élevées chez les fumeurs par rapport aux non-fumeurs. Les concentrations de nickel, strontium et zinc dans les ongles des doigts et des orteils étaient statistiquement plus élevés chez les femmes que chez les hommes. La plupart des métaux présentaient également une forte corrélation positive dans l’ensemble. Au vu des résultats, il serait pertinent d'étendre cette étude en incluant une évaluation de l'exposition par biosurveillance humaine avec d'autres matrices biologiques telles que le sang et l'urine, couplée à des évaluations environnementales pour mieux identifier d'autres sources potentielles d'exposition tout en tenant compte des facteurs de confusion potentiels et pour comparer les résultats obtenus aux normes internationales. Mots-clés : Exploitation minière artisanale et à petite échelle de l'or, biosurveillance humaine, ongles des orteils, ongles des doigts. / Artisanal gold mining can release metallic elements in the environment that can result in occupational and environmental exposures. This pilot study aimed to assess exposure to metals and metalloids in artisanal gold mine workers, inhabitants of a mining village and inhabitants of a non-mining village in Mali by multi-element biomonitoring. A convenience sampling of 315 individuals was performed equally distributed in each location group (105 per location) and stratified by populational group (adult males, adult females, and people <18 years). Toenail and fingernail samples were collected from each participant of these different groups and twenty-one elements (silver, aluminum, arsenic, barium, beryllium, cadmium, cobalt, chromium, copper, iron, gallium, lithium, manganese, nickel, lead, selenium, strontium, thallium, uranium, vanadium, and zinc) were quantified in those matrices by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The results showed that concentrations of 12 elements in fingernails and/or toenails (in particular arsenic, cobalt, and copper both in toenails and fingernails) were higher in the mine worker group compared to the mining and non-mining village groups. In the mine worker group specifically, arsenic concentrations in both fingernails and toenails were significantly higher in males. Arsenic concentrations in both matrices were also significantly higher in smokers compared to non-smokers. Nickel, strontium and zinc concentrations in both fingernails and toenails were statistically higher in females than in males. Most metals also had a strong positive correlation overall. In view of the results, it would be relevant to extend this study by including a human biomonitoring exposure assessment with other biological matrices, such as blood and urine, coupled with environmental assessments to better identify other potential sources of exposure while accounting for potential confounders and to compare the results obtained to international standards. Keywords: Artisanal and small-scale gold mining, human biomonitoring, toenails, fingernails