Orientador: Mary Rosa Rodrigues de Marchi / Banca: Christine Laure Marie Bourote / Banca: Annibal Duarte Pereira Netto / Banca: Nilva Ré Poppi / Banca: Roma Tauler / Resumo: No Brasil, a queima da cana de açúcar é utilizada para facilitar a colheita, mas este procedimento causa grande poluição ambiental devido a quantidade de fuligem lançada na atmosfera. O material particulado (MP) emitido contém inúmeros contaminantes, tais como: hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e elementos. A cidade de Araraquara/SP possui cerca de 200.000 habitantes e é cercada por plantações de cana de açúcar, sendo que a prática de queimada é constante no período da safra (abril-novembro, todos os anos). Neste trabalho, determinou-se a concentração elementar e de HPAs em MP na cidade de Araraquara durante o período da safra (S) e da entre safra (E) da cana de açúcar. Foram coletadas 60 amostras (E) e 220 amostras (S) para a análise de HPAs, e 10 amostras (E) e 10 amostras (S) para a análise elementar. As amostras foram coletadas utilizando um amostrador dicotômico (vazão: 10 L min-1, 24 h) com filtros de PTFE (37 mm, 2 μm de tamanho de poro). Para a análise de HPAs, dez filtros de PTFE contendo o MP foram extraídos em banho de ultrassom com acetona/n-hexano (1:1 v/v), sendo que as análises foram efetuadas por HPLC/FLD. A análise elementar foi efetuada por fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDXRF), sem tratamento prévio das amostras. A concentração mediana de HPAs totais foi de 1,9 ng m-3 (E) e 6,2 ng m-3 (S). A concentração mediana de benzo[a]pireno, HPA considerado carcinogênico, foi de 0,026 ng m-3 e 0,15 ng m-3 para os períodos de E e S, respectivamente. O risco potencial de câncer associado à exposição a HPAs por inalação, foi estimado com base na concentração de benzo[a]pireno equivalente (BaPeq), onde a toxicidade de uma mistura de HPAs é definida pela concentração de cada substância multiplicada pelo seu fator de equivalência de toxicidade relativa (FET). Os valores medianos encontrados para... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In Brazil, the sugar cane crops are burned to facilitate the harvesting, this procedure causes environmental pollution from the large amounts of soot that are released into the atmosphere. This particulate matter (MP) contains numerous contaminants such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and metals. The city of Araraquara, located at central area from São Paulo State, has around 200,000 inhabitants and is surrounded by sugarcane plantations (46,994 ha of total cultivated area, in the harvest 2008/2009). In this study, PAHs concentrations and elemental composition in the MP were determined in Araraquara city during the sugarcane harvesting (HV) and non-harvesting (NHV) seasons. 60 samples were collected during the NHV and 220 samples during the HV seasons for the analysis of PAHs. 10 samples were collected during the NHV and 10 samples during the HV season for the analysis of Si, K, Ca, Ti, V, Fe, Sr, Cr, Ni, Mn, Cu, Zn, As, Cd, Pb, Sb, Al, S and Cl. The samples were collected using a dichotomous sampler (10 L min-1, 24 h) with PTFE filters. Ten filters sets were extracted (ultrasonic bath with hexane/acetone (1:1 v/v)) and analyzed by HPLC/FLD for the analysis of PAHs. Information concerning the bulk elemental concentration was provided by energy-dispersive x-ray fluorescence (EDXRF). The median concentration for total PAHs was 1.9 ng m-3 (NHV) and 6.2 ng m-3 (HV). Benzo[a]pyrene median concentration was 0.026 ng m-3 and 0.15 ng m-3 for the NHV and HV seasons, respectively. The potential cancer risk associated to inhalation exposure was estimated based on the benzo[a]pyrene toxic equivalence (BaPeq), where the overall toxicity of a PAH mixture is defined by the concentration of each compound multiplied... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e seus derivados nitrados (nitro-HPAs) e oxigenados (oxi-HPAs) são compostos de grande interesse devido seus efeitos deletérios à saúde. Estes compostos são encontrados associados ao material particulado atmosférico e são formados durante a combustão de compostos orgânicos, no caso dos HPAs, e também por reações in situ através dos HPAs precursores, no caso dos nitro- e oxi-HPAs. Para avaliar a influência da queima de cana-de-açucar, amostras de material particulado foram coletadas nas cidades de Ourinhos e Araraquara (Estado de São Paulo), regiões afetadas pela queima de cana-de-açucar. Os filtros carregados foram submetidos à extração por Soxhlet, o extrato orgânico foi fracionado por HPLC e as frações de interesse foram analisadas por cromatografia a gás. Foram investigados 12 HPAs, 7 nitro-HPAs e 3 oxi-HPAs. Na cidade de Ourinhos coletou-se material particulado total (MPT) e material particulado em diferentes tamanhos. Os HPAs e a benzantrona (oxi-HPA) apresentaram concentrações maiores nas partículas menores, ao passo que nitro-HPA e os outros dois oxi-HPAs estudados (9-fluorenona e 9,10-antrona) predominaram nas partículas maiores. Em Araraquara foram coletadas amostras de MPT nos períodos diurno e noturno, e amostras de 24h nos períodos de safra e entressafra. Os HPAs e a benzantrona apresentaram predominância no período noturno, sugerindo que esses compostos devem ter sido provenientes de emissões da queima da cana-de-açucar, ao passo que os outros dois oxi-HPAs estudados (9-fluorenona e 9,10-antraquinona) não apresentaram esse comportamento. Os nitro-HPAs foram detectados em poucas amostras noturnas, provavelmente devido ao processo de remoção destes compostos por fotólise durante o dia. As correlações altas entre HPAs e alguns nitro-HPAs sugerem que tais compostos são provenientes provavelmente das mesmas fontes que os HPAs, embora alguns nitro-HPAs possam também ser formados in situ. Os compostos oxi-HPAs apresentaram correlações com alguns HPAs, mas devem ser também oriundos de outras fontes de emissão além da queima da cana-de-açúcar. De um modo geral, a queima desse tipo de biomassa parece influenciar nos níveis atmosféricos dos compostos estudados. / The polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and their nitrated (nitro-PAH) and oxygenated (oxy-PAH) derivatives are compound of great interest due to their noxious effects on health. These compounds are found associated to the atmospheric particulate matter and are formed during the organic compound combustion, in case of PAH, and also by in situ reactions through the PAH precursors, in case of nitro- and oxy-PAH. In order to evaluate the sugar cane burning influence, particulate matter samples were collected at Ourinhos and Araraquara cities and submitted to Soxhlet extraction, frationating by HPLC and analized by gas-chromatography. 12 PAH, 11 nitro-PAH and 3 oxy-PAH were investigated. Total particulate matter and particulate matter in different particle sizes were collected at Ourinhos. Particulate matter in different particle sizes presented maximum concentration of PAH and benzanthrone (oxi-PAH) in the smaller particles, while nitro-PAH and the two other oxy-PAH (9-fluorenone and 9,10-anthraquinone) predominated in the larger particles. The sampling of total particulate matter in Araraquara was carried out in daytime and nighttime periods and also 24h sampling in harvest and post-harvest seasons. The PAH and the benzanthrone presented predominance in the nighttime period, suggesting sugar cane burning emissions. Moreover, the other two oxy-PAH (9-fluorenone and 9,10-anthraquinone) did not show that behavior. The nitro-PAH were detected in a few samples, and only at nighttime period in some cases. This is probably due to removal by photolysis during the daytime. The correlations between the compounds suggest a commom source between PAH and some nitro-PAH, although nitro-PAH can also be formed in situ. The oxy-PAH presented some correlations with PAH, but it seems that oxygenated PAH have another emission sources appart from burning. Biomass burning seems to influenciate the PAH and derivative levels in atmosphere.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-25Bitstream added on 2014-06-13T18:46:16Z : No. of bitstreams: 1 silva_fs_dr_araiq.pdf: 2849421 bytes, checksum: 9c4094e5d741a2f65f25f770fedc84be (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No Brasil, a queima da cana de açúcar é utilizada para facilitar a colheita, mas este procedimento causa grande poluição ambiental devido a quantidade de fuligem lançada na atmosfera. O material particulado (MP) emitido contém inúmeros contaminantes, tais como: hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e elementos. A cidade de Araraquara/SP possui cerca de 200.000 habitantes e é cercada por plantações de cana de açúcar, sendo que a prática de queimada é constante no período da safra (abril-novembro, todos os anos). Neste trabalho, determinou-se a concentração elementar e de HPAs em MP na cidade de Araraquara durante o período da safra (S) e da entre safra (E) da cana de açúcar. Foram coletadas 60 amostras (E) e 220 amostras (S) para a análise de HPAs, e 10 amostras (E) e 10 amostras (S) para a análise elementar. As amostras foram coletadas utilizando um amostrador dicotômico (vazão: 10 L min-1, 24 h) com filtros de PTFE (37 mm, 2 μm de tamanho de poro). Para a análise de HPAs, dez filtros de PTFE contendo o MP foram extraídos em banho de ultrassom com acetona/n-hexano (1:1 v/v), sendo que as análises foram efetuadas por HPLC/FLD. A análise elementar foi efetuada por fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDXRF), sem tratamento prévio das amostras. A concentração mediana de HPAs totais foi de 1,9 ng m-3 (E) e 6,2 ng m-3 (S). A concentração mediana de benzo[a]pireno, HPA considerado carcinogênico, foi de 0,026 ng m-3 e 0,15 ng m-3 para os períodos de E e S, respectivamente. O risco potencial de câncer associado à exposição a HPAs por inalação, foi estimado com base na concentração de benzo[a]pireno equivalente (BaPeq), onde a toxicidade de uma mistura de HPAs é definida pela concentração de cada substância multiplicada pelo seu fator de equivalência de toxicidade relativa (FET). Os valores medianos encontrados para... / In Brazil, the sugar cane crops are burned to facilitate the harvesting, this procedure causes environmental pollution from the large amounts of soot that are released into the atmosphere. This particulate matter (MP) contains numerous contaminants such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and metals. The city of Araraquara, located at central area from São Paulo State, has around 200,000 inhabitants and is surrounded by sugarcane plantations (46,994 ha of total cultivated area, in the harvest 2008/2009). In this study, PAHs concentrations and elemental composition in the MP were determined in Araraquara city during the sugarcane harvesting (HV) and non-harvesting (NHV) seasons. 60 samples were collected during the NHV and 220 samples during the HV seasons for the analysis of PAHs. 10 samples were collected during the NHV and 10 samples during the HV season for the analysis of Si, K, Ca, Ti, V, Fe, Sr, Cr, Ni, Mn, Cu, Zn, As, Cd, Pb, Sb, Al, S and Cl. The samples were collected using a dichotomous sampler (10 L min-1, 24 h) with PTFE filters. Ten filters sets were extracted (ultrasonic bath with hexane/acetone (1:1 v/v)) and analyzed by HPLC/FLD for the analysis of PAHs. Information concerning the bulk elemental concentration was provided by energy-dispersive x-ray fluorescence (EDXRF). The median concentration for total PAHs was 1.9 ng m-3 (NHV) and 6.2 ng m-3 (HV). Benzo[a]pyrene median concentration was 0.026 ng m-3 and 0.15 ng m-3 for the NHV and HV seasons, respectively. The potential cancer risk associated to inhalation exposure was estimated based on the benzo[a]pyrene toxic equivalence (BaPeq), where the overall toxicity of a PAH mixture is defined by the concentration of each compound multiplied... (Complete abstract click electronic access below)

Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e seus derivados nitrados (nitro-HPAs) e oxigenados (oxi-HPAs) são compostos de grande interesse devido seus efeitos deletérios à saúde. Estes compostos são encontrados associados ao material particulado atmosférico e são formados durante a combustão de compostos orgânicos, no caso dos HPAs, e também por reações in situ através dos HPAs precursores, no caso dos nitro- e oxi-HPAs. Para avaliar a influência da queima de cana-de-açucar, amostras de material particulado foram coletadas nas cidades de Ourinhos e Araraquara (Estado de São Paulo), regiões afetadas pela queima de cana-de-açucar. Os filtros carregados foram submetidos à extração por Soxhlet, o extrato orgânico foi fracionado por HPLC e as frações de interesse foram analisadas por cromatografia a gás. Foram investigados 12 HPAs, 7 nitro-HPAs e 3 oxi-HPAs. Na cidade de Ourinhos coletou-se material particulado total (MPT) e material particulado em diferentes tamanhos. Os HPAs e a benzantrona (oxi-HPA) apresentaram concentrações maiores nas partículas menores, ao passo que nitro-HPA e os outros dois oxi-HPAs estudados (9-fluorenona e 9,10-antrona) predominaram nas partículas maiores. Em Araraquara foram coletadas amostras de MPT nos períodos diurno e noturno, e amostras de 24h nos períodos de safra e entressafra. Os HPAs e a benzantrona apresentaram predominância no período noturno, sugerindo que esses compostos devem ter sido provenientes de emissões da queima da cana-de-açucar, ao passo que os outros dois oxi-HPAs estudados (9-fluorenona e 9,10-antraquinona) não apresentaram esse comportamento. Os nitro-HPAs foram detectados em poucas amostras noturnas, provavelmente devido ao processo de remoção destes compostos por fotólise durante o dia. As correlações altas entre HPAs e alguns nitro-HPAs sugerem que tais compostos são provenientes provavelmente das mesmas fontes que os HPAs, embora alguns nitro-HPAs possam também ser formados in situ. Os compostos oxi-HPAs apresentaram correlações com alguns HPAs, mas devem ser também oriundos de outras fontes de emissão além da queima da cana-de-açúcar. De um modo geral, a queima desse tipo de biomassa parece influenciar nos níveis atmosféricos dos compostos estudados. / The polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and their nitrated (nitro-PAH) and oxygenated (oxy-PAH) derivatives are compound of great interest due to their noxious effects on health. These compounds are found associated to the atmospheric particulate matter and are formed during the organic compound combustion, in case of PAH, and also by in situ reactions through the PAH precursors, in case of nitro- and oxy-PAH. In order to evaluate the sugar cane burning influence, particulate matter samples were collected at Ourinhos and Araraquara cities and submitted to Soxhlet extraction, frationating by HPLC and analized by gas-chromatography. 12 PAH, 11 nitro-PAH and 3 oxy-PAH were investigated. Total particulate matter and particulate matter in different particle sizes were collected at Ourinhos. Particulate matter in different particle sizes presented maximum concentration of PAH and benzanthrone (oxi-PAH) in the smaller particles, while nitro-PAH and the two other oxy-PAH (9-fluorenone and 9,10-anthraquinone) predominated in the larger particles. The sampling of total particulate matter in Araraquara was carried out in daytime and nighttime periods and also 24h sampling in harvest and post-harvest seasons. The PAH and the benzanthrone presented predominance in the nighttime period, suggesting sugar cane burning emissions. Moreover, the other two oxy-PAH (9-fluorenone and 9,10-anthraquinone) did not show that behavior. The nitro-PAH were detected in a few samples, and only at nighttime period in some cases. This is probably due to removal by photolysis during the daytime. The correlations between the compounds suggest a commom source between PAH and some nitro-PAH, although nitro-PAH can also be formed in situ. The oxy-PAH presented some correlations with PAH, but it seems that oxygenated PAH have another emission sources appart from burning. Biomass burning seems to influenciate the PAH and derivative levels in atmosphere.

Efeitos adversos das emissões geradas pela queim a da cana de açúcar representa um problema que afeta principalmente os países em desenvolvimento. Estudos prévios têm demonstrado que, durante o período de queima, há um aumento das admissões hospitalares e atendimentos de emergência nas cidades do Brasil próximas às plantações de cana. Entretanto, até o momento, não há estudos que avaliaram os efeitos sobre a superfície ocular. O presente trabalho avalia o impacto causado pela queima da cana sobre a superfície ocular e cortadores de cana e na população da região de Tatuí SP. Vinte e dois cortadores de cana e dezenove voluntários do perímetro urbano de Tatuí SP, localizada no Estado de São Paulo, fora recrutados para o estudo. Medidas ambientais das concentrações de aterial particulado de 2,5 (MP2,5), temperatura e umidade fora ensuradas durante os períodos de queima e entresafra. Ao esmo tempo, avaliações histológicas e clínicas da superfície ocular, tais como, citologia de impressão da região tarsal, tempo de rotura do filme lacrimal (TRFL), teste de Schirmer I, colorações vitais por rosa bengala e fluoresceína, bio microscopia e sintomas oculares foram realizadas durante os dois períodos. Níveis de MP2,5 durante a atividade de corte da cana queimada foi 3,5 vezes mais elevados do que o limite de 25 g/3 sugerido pelo órgão de regulamentação.Nas avaliações oculares, observa os que os valores médios das áreas coradas por ácido periódico de Schiff (PAS) das amostras dos cortadores fora menores durante o período de queima (57 ±6,8%) do que na entresafra (64,3 ±12%; p=0,014) e quando comparadas com as amostras dos voluntários da cidade (63,9 ±6.8%;p=0,009). Modelo de regressão não linear revela uma forte associação entre os valores médios das áreas PAS positivas e os anos de trabalho no corte da cana queimada. Detectamos um aumento nas áreas PAS positivas conforme os anos de trabalho acumulados no corte da cana queimada durante o período da entresafra (r=0,99;p=0,015).Teste de Schirmer I revela uma diminuição dos valores conforme e os anos de trabalho no corte da cana queimada observados durante o período de quei a.(r=0,99;p=0,026).Valores médios de TRFL dos cortadores de cana durante o periodo de queima (6,48 ±3.47s) fora menores do que na entresafra (10,16 ±7,79) e quando comparadas como TRFL dos voluntários da cidade (8,6 ±4,6s;p<0,05).Não houve diferenças estatísticas e relação às outras variáveis oculares. Nossos resultados sugere que a exposição sazonal às altas concentrações das emissões geradas pela queima da cana de açúcar pode causar efeitos tóxicos sobre a mucosa epitelial e afetar a estabilidade do filme lacrimal, permitindo que o epitélio torne se enos protegido aos agentes deletérios. Por outro lado,a exposição crônica às emissões da cana parece induzir uma resposta adaptativa do epitélio ocular, associado a umaumento da densidade de muco para compensar a perda de células caliciformes durante o período da queima, todos os anos. E conclusão, esses achados reforça a i portância de futuras investigações para melhor compreender as consequências da poluição at osférica sobre a superfície ocular e sugere edidas para proteção da superfície ocular durante este período. / The adverse effects of particle emissions produced by sugar cane burning represent a proble that affects ostly developing countries. Previous studies have shown that, during the burning period, there is an increase in respiratory hospital admissions and emergency room visits in communities surrounded by sugar cane plantations in rural cities of Brazil. However, until this date, nom previous studies have evaluated the effects on the ocular surface. The ai of the present work is to study the impact of the sugar cane burning on the ocular surface of cane workers and the people at the city of Tatuí, near the burning crops. Twenty two healthy sugar cane workers and nineteen volunteers fro Tatuí region located at the State of Sao Paulo, Brazil, were recruited to the study. Measure ents of the average concentrations of particulate atter 2.5um, temperature and humidity were done during the burning and non burning periods. Concurrently, histological and clinical assessments of the ocular surface such as, inferior tarsal impression cytology, tear film break-up time, Schirmer´s I test, fluorescein and rose bengal staining, biomicroscopy and eye irritation symptoms were evaluated during the two periods. PM2.5 exposure levels in the crops during the activity of burnt cane cutting were 3.5 fold higher than the suggest limit of 25ug/m3 proposed by governmental regulation. On ocular assessments, we observed that the average of periodic acid Schiff (PAS)positive areas of sugar cane workers samples were lower during the burning (mean 57%,SD 6.8) than the non burning period (mean 64.3%,SD 12;p=0.014) and the downtown volunteers samples (mean 63.9%,SD 6.8;p=0.009). A non linear regression model reveals a strong relationship between average PAS positive areas and years working in sugar cane harvesting. We noticed an increase in PAS positive areas as long as the years accumulated in sugar cane harvesting labor during non burning period (r=0.99,p=0.015). Schirmer test t reveals impairment at the values across the years of labour in sugar cane harvesting observed during the burning period (r=0.99,p=0.026). Mean TBUT values of sugar cane workers during the burning period (mean 6.48s; SD 3.47)were lower than non burning period (mean 10.16s;SD 7.79) and than TBUT of the volunteers of downtown (mean 8.6s,SD 4.6;p<0.05). There were no statistically differences among the groups for the other ocular variables. Our results suggest that seasonal exposition of higher concentrations of emissions generated by sugar cane burning ay cause toxic effects on the mucosal epithelium and affect tear film stability that ay leave underlying ocular epithelium less protected to har ful agents. On the other hand, chronic occupational exposure to sugar cane emissions during harvest ay induce an adaptive response of ocular epithelium associated with an increase of mucus density in order to compensate loss of goblet cells every year during burning period. In conclusion, these findings reinforce the importance for further investigations to better understanding the consequences of air pollution on the ocular surface and suggest procedures to protect ocular surface during this period.

Efeitos adversos das emissões geradas pela queima da cana-de-açúcar representa um problema que afeta principalmente os países em desenvolvimento. Estudos prévios têm demonstrado que, durante o período de queima, há um aumento das admissões hospitalares e atendimentos de emergência nas cidades do Brasil próximas às plantações de cana. Entretanto, até o momento, não há estudos que avaliaram os efeitos sobre a superfície ocular. O presente trabalho avalia o impacto causado pela queima da cana sobre a superfície ocular em cortadores de cana e na população da região de Tatuí-SP. Vinte e dois cortadores de cana e dezenove voluntários do perímetro urbano de Tatuí-SP, localizada no Estado de São Paulo, foram recrutados para o estudo. Medidas ambientais das concentrações de material particulado de 2,5 Vm (MP2,5), temperatura e umidade foram mensuradas durante os períodos de queima e entresafra. Ao mesmo tempo, avaliações histológicas e clínicas da superfície ocular, tais como, citologia de impressão da região tarsal, tempo de rotura do filme lacrimal (TRFL), teste de Schirmer I, colorações vitais por rosa bengala e fluoresceína, biomicroscopia e sintomas oculares foram realizadas durante os dois períodos. Níveis de MP2,5 durante a atividade de corte da cana queimada foi 3,5 vezes mais elevados do que o limite de 25Vg/m3 sugerido pelo órgão de regulamentação. Nas avaliações oculares, observamos que os valores médios das áreas coradas por ácido periódico de Schiff (PAS) das amostras dos cortadores foram menores durante o período de queima (57±6,8%) do que na entresafra (64,3±12%; p=0,014) e quando comparadas com as amostras dos voluntários da cidade (63,9±6.8%; p=0,009). Modelo de regressão não-linear revela uma forte associação entre os valores médios das áreas PAS positivas e os anos de trabalho no corte da cana queimada. Detectamos um aumento nas áreas PAS positivas conforme os anos de trabalho acumulados no corte da cana queimada durante o período da entresafra (r=0,99; p=0,015). Teste de Schirmer I revela uma diminuição dos valores conforme os anos de trabalho no corte da cana queimada observados durante o período de queima. (r=0,99; p=0,026). Valores médios de TRFL dos cortadores de cana durante o periodo de queima (6,48±3.47s) foram menores do que na entresafra (10,16±7,79) e quando comparadas com o TRFL dos voluntários da cidade (8,6±4,6s; p<0,05). Não houve diferenças estatísticas em relação às outras variáveis oculares. Nossos resultados sugerem que a exposição sazonal às altas concentrações das emissões geradas pela queima da cana-de-açúcar pode causar efeitos tóxicos sobre a mucosa epitelial e afetar a estabilidade do filme lacrimal, permitindo que o epitélio torne-se menos protegido aos agentes deletérios. Por outro lado, a exposição crônica às emissões da cana parece induzir uma resposta adaptativa do epitélio ocular, associado a um aumento da densidade de muco para compensar a perda de células caliciformes durante o período da queima, todos os anos. Em conclusão, esses achados reforçam a importância de futuras investigações para melhor compreender as consequências da poluição atmosférica sobre a superfície ocular e sugere medidas para proteção da superfície ocular durante este período. / The adverse effects of particle emissions produced by sugar cane burning represent a problem that affects mostly developing countries. Previous studies have shown that, during the burning period, there is an increase in respiratory hospital admissions and emergency room visits in communities surrounded by sugar cane plantations in rural cities of Brazil. However, until this date, no previous studies have evaluated the effects on the ocular surface. The aim of the present work is to study the impact of the sugar cane burning on the ocular surface of cane workers and the people at the city of Tatuí, near the burning crops. Twenty-two healthy sugar cane workers and nineteen volunteers from Tatuí region located at the State of Sao Paulo, Brazil, were recruited to the study. Measurements of the average concentrations of particulate matter 2.5 Vm, temperature and humidity were done during the burning and non-burning periods. Concurrently, histological and clinical assessments of the ocular surface such as, inferior tarsal impression cytology, tear film break-up time, Schirmer´s I test, fluorescein and rose bengal staining, biomicroscopy and eye irritation symptoms were evaluated during the two periods. PM2.5 exposure levels in the crops during the activity of burnt cane cutting were 3.5-fold higher than the suggest limit of 25Vg/m3 proposed by governmental regulation. On ocular assessments, we observed that the average of periodic acid-Schiff (PAS) positive areas of sugar cane workers samples were lower during the burning (mean 57%, SD 6.8) than the non-burning period (mean 64.3%, SD 12; p=0.014) and the downtown volunteers samples (mean 63.9%, SD 6.8; p=0.009). A non-linear regression model reveals a strong relationship between average PAS positive areas and years working in sugar cane harvesting. We noticed an increase in PAS positive areas as long as the years accumulated in sugar cane harvesting labor during non-burning period (r=0.99, p=0.015). Schirmer test t reveals impairment at the values across the years of labour in sugar cane harvesting observed during the burning period (r=0.99, p=0.026). Mean TBUT values of sugar cane workers during the burning period (mean 6.48s; SD 3.47) were lower than non-burning period (mean 10.16s; SD 7.79) and than TBUT of the volunteers of downtown (mean 8.6s, SD 4.6; p<0.05). There were no statistically differences among the groups for the other ocular variables. Our results suggest that seasonal exposition of higher concentrations of emissions generated by sugar cane burning may cause toxic effects on the mucosal epithelium and affect tear film stability that may leave underlying ocular epithelium less protected to harmful agents. On the other hand, chronic occupational exposure to sugar cane emissions during harvest may induce an adaptive response of ocular epithelium associated with an increase of mucus density in order to compensate loss of goblet cells every year during burning period. In conclusion, these findings reinforce the importance for further investigations to better understanding the consequences of air pollution on the ocular surface and suggest procedures to protect ocular surface during this period.

Efeitos adversos das emissões geradas pela queima da cana-de-açúcar representa um problema que afeta principalmente os países em desenvolvimento. Estudos prévios têm demonstrado que, durante o período de queima, há um aumento das admissões hospitalares e atendimentos de emergência nas cidades do Brasil próximas às plantações de cana. Entretanto, até o momento, não há estudos que avaliaram os efeitos sobre a superfície ocular. O presente trabalho avalia o impacto causado pela queima da cana sobre a superfície ocular em cortadores de cana e na população da região de Tatuí-SP. Vinte e dois cortadores de cana e dezenove voluntários do perímetro urbano de Tatuí-SP, localizada no Estado de São Paulo, foram recrutados para o estudo. Medidas ambientais das concentrações de material particulado de 2,5 Vm (MP2,5), temperatura e umidade foram mensuradas durante os períodos de queima e entresafra. Ao mesmo tempo, avaliações histológicas e clínicas da superfície ocular, tais como, citologia de impressão da região tarsal, tempo de rotura do filme lacrimal (TRFL), teste de Schirmer I, colorações vitais por rosa bengala e fluoresceína, biomicroscopia e sintomas oculares foram realizadas durante os dois períodos. Níveis de MP2,5 durante a atividade de corte da cana queimada foi 3,5 vezes mais elevados do que o limite de 25Vg/m3 sugerido pelo órgão de regulamentação. Nas avaliações oculares, observamos que os valores médios das áreas coradas por ácido periódico de Schiff (PAS) das amostras dos cortadores foram menores durante o período de queima (57±6,8%) do que na entresafra (64,3±12%; p=0,014) e quando comparadas com as amostras dos voluntários da cidade (63,9±6.8%; p=0,009). Modelo de regressão não-linear revela uma forte associação entre os valores médios das áreas PAS positivas e os anos de trabalho no corte da cana queimada. Detectamos um aumento nas áreas PAS positivas conforme os anos de trabalho acumulados no corte da cana queimada durante o período da entresafra (r=0,99; p=0,015). Teste de Schirmer I revela uma diminuição dos valores conforme os anos de trabalho no corte da cana queimada observados durante o período de queima. (r=0,99; p=0,026). Valores médios de TRFL dos cortadores de cana durante o periodo de queima (6,48±3.47s) foram menores do que na entresafra (10,16±7,79) e quando comparadas com o TRFL dos voluntários da cidade (8,6±4,6s; p<0,05). Não houve diferenças estatísticas em relação às outras variáveis oculares. Nossos resultados sugerem que a exposição sazonal às altas concentrações das emissões geradas pela queima da cana-de-açúcar pode causar efeitos tóxicos sobre a mucosa epitelial e afetar a estabilidade do filme lacrimal, permitindo que o epitélio torne-se menos protegido aos agentes deletérios. Por outro lado, a exposição crônica às emissões da cana parece induzir uma resposta adaptativa do epitélio ocular, associado a um aumento da densidade de muco para compensar a perda de células caliciformes durante o período da queima, todos os anos. Em conclusão, esses achados reforçam a importância de futuras investigações para melhor compreender as consequências da poluição atmosférica sobre a superfície ocular e sugere medidas para proteção da superfície ocular durante este período. / The adverse effects of particle emissions produced by sugar cane burning represent a problem that affects mostly developing countries. Previous studies have shown that, during the burning period, there is an increase in respiratory hospital admissions and emergency room visits in communities surrounded by sugar cane plantations in rural cities of Brazil. However, until this date, no previous studies have evaluated the effects on the ocular surface. The aim of the present work is to study the impact of the sugar cane burning on the ocular surface of cane workers and the people at the city of Tatuí, near the burning crops. Twenty-two healthy sugar cane workers and nineteen volunteers from Tatuí region located at the State of Sao Paulo, Brazil, were recruited to the study. Measurements of the average concentrations of particulate matter 2.5 Vm, temperature and humidity were done during the burning and non-burning periods. Concurrently, histological and clinical assessments of the ocular surface such as, inferior tarsal impression cytology, tear film break-up time, Schirmer´s I test, fluorescein and rose bengal staining, biomicroscopy and eye irritation symptoms were evaluated during the two periods. PM2.5 exposure levels in the crops during the activity of burnt cane cutting were 3.5-fold higher than the suggest limit of 25Vg/m3 proposed by governmental regulation. On ocular assessments, we observed that the average of periodic acid-Schiff (PAS) positive areas of sugar cane workers samples were lower during the burning (mean 57%, SD 6.8) than the non-burning period (mean 64.3%, SD 12; p=0.014) and the downtown volunteers samples (mean 63.9%, SD 6.8; p=0.009). A non-linear regression model reveals a strong relationship between average PAS positive areas and years working in sugar cane harvesting. We noticed an increase in PAS positive areas as long as the years accumulated in sugar cane harvesting labor during non-burning period (r=0.99, p=0.015). Schirmer test t reveals impairment at the values across the years of labour in sugar cane harvesting observed during the burning period (r=0.99, p=0.026). Mean TBUT values of sugar cane workers during the burning period (mean 6.48s; SD 3.47) were lower than non-burning period (mean 10.16s; SD 7.79) and than TBUT of the volunteers of downtown (mean 8.6s, SD 4.6; p<0.05). There were no statistically differences among the groups for the other ocular variables. Our results suggest that seasonal exposition of higher concentrations of emissions generated by sugar cane burning may cause toxic effects on the mucosal epithelium and affect tear film stability that may leave underlying ocular epithelium less protected to harmful agents. On the other hand, chronic occupational exposure to sugar cane emissions during harvest may induce an adaptive response of ocular epithelium associated with an increase of mucus density in order to compensate loss of goblet cells every year during burning period. In conclusion, these findings reinforce the importance for further investigations to better understanding the consequences of air pollution on the ocular surface and suggest procedures to protect ocular surface during this period.

Efeitos adversos das emissões geradas pela queim a da cana de açúcar representa um problema que afeta principalmente os países em desenvolvimento. Estudos prévios têm demonstrado que, durante o período de queima, há um aumento das admissões hospitalares e atendimentos de emergência nas cidades do Brasil próximas às plantações de cana. Entretanto, até o momento, não há estudos que avaliaram os efeitos sobre a superfície ocular. O presente trabalho avalia o impacto causado pela queima da cana sobre a superfície ocular e cortadores de cana e na população da região de Tatuí SP. Vinte e dois cortadores de cana e dezenove voluntários do perímetro urbano de Tatuí SP, localizada no Estado de São Paulo, fora recrutados para o estudo. Medidas ambientais das concentrações de aterial particulado de 2,5 (MP2,5), temperatura e umidade fora ensuradas durante os períodos de queima e entresafra. Ao esmo tempo, avaliações histológicas e clínicas da superfície ocular, tais como, citologia de impressão da região tarsal, tempo de rotura do filme lacrimal (TRFL), teste de Schirmer I, colorações vitais por rosa bengala e fluoresceína, bio microscopia e sintomas oculares foram realizadas durante os dois períodos. Níveis de MP2,5 durante a atividade de corte da cana queimada foi 3,5 vezes mais elevados do que o limite de 25 g/3 sugerido pelo órgão de regulamentação.Nas avaliações oculares, observa os que os valores médios das áreas coradas por ácido periódico de Schiff (PAS) das amostras dos cortadores fora menores durante o período de queima (57 ±6,8%) do que na entresafra (64,3 ±12%; p=0,014) e quando comparadas com as amostras dos voluntários da cidade (63,9 ±6.8%;p=0,009). Modelo de regressão não linear revela uma forte associação entre os valores médios das áreas PAS positivas e os anos de trabalho no corte da cana queimada. Detectamos um aumento nas áreas PAS positivas conforme os anos de trabalho acumulados no corte da cana queimada durante o período da entresafra (r=0,99;p=0,015).Teste de Schirmer I revela uma diminuição dos valores conforme e os anos de trabalho no corte da cana queimada observados durante o período de quei a.(r=0,99;p=0,026).Valores médios de TRFL dos cortadores de cana durante o periodo de queima (6,48 ±3.47s) fora menores do que na entresafra (10,16 ±7,79) e quando comparadas como TRFL dos voluntários da cidade (8,6 ±4,6s;p<0,05).Não houve diferenças estatísticas e relação às outras variáveis oculares. Nossos resultados sugere que a exposição sazonal às altas concentrações das emissões geradas pela queima da cana de açúcar pode causar efeitos tóxicos sobre a mucosa epitelial e afetar a estabilidade do filme lacrimal, permitindo que o epitélio torne se enos protegido aos agentes deletérios. Por outro lado,a exposição crônica às emissões da cana parece induzir uma resposta adaptativa do epitélio ocular, associado a umaumento da densidade de muco para compensar a perda de células caliciformes durante o período da queima, todos os anos. E conclusão, esses achados reforça a i portância de futuras investigações para melhor compreender as consequências da poluição at osférica sobre a superfície ocular e sugere edidas para proteção da superfície ocular durante este período. / The adverse effects of particle emissions produced by sugar cane burning represent a proble that affects ostly developing countries. Previous studies have shown that, during the burning period, there is an increase in respiratory hospital admissions and emergency room visits in communities surrounded by sugar cane plantations in rural cities of Brazil. However, until this date, nom previous studies have evaluated the effects on the ocular surface. The ai of the present work is to study the impact of the sugar cane burning on the ocular surface of cane workers and the people at the city of Tatuí, near the burning crops. Twenty two healthy sugar cane workers and nineteen volunteers fro Tatuí region located at the State of Sao Paulo, Brazil, were recruited to the study. Measure ents of the average concentrations of particulate atter 2.5um, temperature and humidity were done during the burning and non burning periods. Concurrently, histological and clinical assessments of the ocular surface such as, inferior tarsal impression cytology, tear film break-up time, Schirmer´s I test, fluorescein and rose bengal staining, biomicroscopy and eye irritation symptoms were evaluated during the two periods. PM2.5 exposure levels in the crops during the activity of burnt cane cutting were 3.5 fold higher than the suggest limit of 25ug/m3 proposed by governmental regulation. On ocular assessments, we observed that the average of periodic acid Schiff (PAS)positive areas of sugar cane workers samples were lower during the burning (mean 57%,SD 6.8) than the non burning period (mean 64.3%,SD 12;p=0.014) and the downtown volunteers samples (mean 63.9%,SD 6.8;p=0.009). A non linear regression model reveals a strong relationship between average PAS positive areas and years working in sugar cane harvesting. We noticed an increase in PAS positive areas as long as the years accumulated in sugar cane harvesting labor during non burning period (r=0.99,p=0.015). Schirmer test t reveals impairment at the values across the years of labour in sugar cane harvesting observed during the burning period (r=0.99,p=0.026). Mean TBUT values of sugar cane workers during the burning period (mean 6.48s; SD 3.47)were lower than non burning period (mean 10.16s;SD 7.79) and than TBUT of the volunteers of downtown (mean 8.6s,SD 4.6;p<0.05). There were no statistically differences among the groups for the other ocular variables. Our results suggest that seasonal exposition of higher concentrations of emissions generated by sugar cane burning ay cause toxic effects on the mucosal epithelium and affect tear film stability that ay leave underlying ocular epithelium less protected to har ful agents. On the other hand, chronic occupational exposure to sugar cane emissions during harvest ay induce an adaptive response of ocular epithelium associated with an increase of mucus density in order to compensate loss of goblet cells every year during burning period. In conclusion, these findings reinforce the importance for further investigations to better understanding the consequences of air pollution on the ocular surface and suggest procedures to protect ocular surface during this period.