Μελέτη μετασχηματισμού ανθρωπογενών ατμοσφαιρικών ρύπων στην ατμόσφαιρα και σε βιολογικά υγρά

Abstract

The present thesis focuses in the study of atmospheric pollutants and their transformation in atmosphere and biological fluids. In this perspective, Persistent Organic Pollutants - POPs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, Polychlorinated Biphenyls, Organochlorine Pesticides), metals and POPs’ metabolites (Hydroxylated - Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) have been studied in atmosphere of Greece and in human serum of patients with leukemia cancer and healthy donors’ serum. Thus, an attempt for the investigation of any possible relation between air pollution and risk of leukemia in Greece has been performed. For this scope, methods for the determination of the pollutants in human serum have been developed and validated while a full scan analysis has also been applied for the qualitative characterization of patients’ metabolic profile using very sensitive and precise techniques (Gas Chromatography-Mass Spectrometry or Mass Spectrometry/Time Of Flight). Metals’ analysis has been performed by Inductive Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP/MS) Statistical analysis of the results using appropriate software and different statistical tools has revealed serious atmospheric degradation in different sites of Greece. Moreover, POPs, metabolites and metals presented significant variations in their concentrations between patients’ and healthy donors’ serum while smoking habit and environmental factors like area of residence found to play crucial role in analytes’ serum levels. The “environmental footprint” in relation with one of the most complicated type of cancer and their subtyped studied for the first time in Greece. In conclusion, this thesis indicates that air quality in many sites of Greece needs extensive monitoring because air pollutants levels may lead to undesirable health implications and more specifically a strong association among air pollutants and their metabolites with adult leukemia risk has been investigated, suggesting the monitoring of their levels in serum as a potential biomarker.

Η παρούσα διδακτορική διατριβή έχει ως θέμα τη μελέτη των ατμοσφαιρικών ρύπων και του μετασχηματισμού τους στην ατμόσφαιρα και σε βιολογικά υγρά. Σε αυτό το πλαίσιο πραγματοποιήθηκε η μελέτη διαφόρων Παραμένοντων Οργανικών Ρύπων (Πολυκυκλικοί Αρωματικοί Υδρογονάνθρακες, Πολυχλωριωμένα Διαφαινύλια και Οργανοχλωριωμένα Γεωργικά Φάρμακα), μετάλλων και παραγώγων τους (Υδρόξυ-Παράγωγα των Πολυκυκλικών Αρωματικών Υδρογονάνθρακων) στην ατμόσφαιρα της Ελλάδας καθώς και σε ορό αίματος ασθενών με λευχαιμία και υγειών δοτών. Με αυτό τον τρόπο πραγματοποιήθηκε η προσπάθεια συσχέτισης των επιπέδων ατμοσφαιρικής ρύπανσης στην Ελλάδα με την εμφάνιση λευχαιμιών. Για τη μελέτη αυτή αναπτύχθηκαν και επικυρώθηκαν μέθοδοι στοχευμένου προσδιορισμού των υπό μελέτη ενώσεων ενώ πραγματοποιήθηκε και πλήρη σάρωση για ποιοτικό χαρακτηρισμό των δειγμάτων με διάφορες αναλυτικές τεχνικές (Αέρια χρωματογραφία συζευγμένη με φασματομετρία μαζών και φασματομετρία μαζών χρόνου πτήσης). Για τον προσδιορισμό των μετάλλων αναπτύχθηκε μέθοδος προσδιορισμού τους στον ορό αίματος με χρήση φασματομετρία επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος. Η στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων, με χρήση κατάλληλου λογισμικού και επιλογή διαφορετικών στατιστικών εργαλείων, έδειξε σημαντική επιβάρυνση της ατμόσφαιρας σε πολλές περιοχές της χώρας ενώ τόσο οι Παραμένοντες Οργανικοί ρύποι όσο και τα μέταλλα παρουσίασαν σημαντικές διακυμάνσεις μεταξύ ασθενών με λευχαιμία και υγειών αιμοδοτών με τη συνήθεια του καπνίσματος και την επίδραση της ποιότητας της ατμόσφαιρας και του τόπου κατοικίας να καθίστανται κρίσιμοι για τα επίπεδα των αναλυτών στον ορό των ασθενών. Για πρώτη φορά μελετήθηκε το «περιβαλλοντικό αποτύπωμα» σε σχέση με μία από τις πιο περίπλοκες μορφές καρκίνου και μάλιστα με διάφορα είδη της, στην Ελλάδα. Τελικά, η μελέτη αυτή έδειξε πως υπάρχει έντονη σύνδεση των ατμοσφαιρικών ρύπων και των μεταβολιτών τους με την υγεία των κατοίκων της Ελλάδας προτείνοντας την παρακολούθησή των επιπέδων τους στην ατμόσφαιρα των περιοχών αυτών ενώ πιο ειδικά σε σχέση με τη λευχαιμία προτείνεται η μελέτη των επιπέδων τους σε βιολογικά υγρά ως πιθανοί δείκτες για τη νόσο.