Zinc in House Dust: Speciation, Bioaccessibility, and Impact of Humidity

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dc.contributor.author

Beauchemin, Suzanne

Rasmussen, Pat E.

MacKinnon, Ted

Chénier, Marc

Boros, Kristina

dc.date.accessioned

2024-05-05T16:57:32Z

dc.date.available

2024-05-05T16:57:32Z

dc.date.issued

2014-07-21

dc.description - en

Health Canada is investigating the extent to which Canadians are exposed to metal compounds in residential environments. As children spend the majority of their time indoors, it is important to understand factors influencing metal exposures in the indoor environment, including indoor and outdoor sources of metals and the influence of household characteristics (such as humidity). This study, which was conducted in collaboration with Natural Resources Canada, investigated whether humid indoor environments (such as a damp carpet or a window well during winter months) cause zinc to become more bioaccessible (available for biological uptake) in indoor dust than in outdoor soil. Laboratory experiments were conducted to determine if zinc compounds in dust undergo transformation to more soluble forms, when exposed to high moisture levels that may be found indoors The solubility of zinc in the dust samples was measured in simulated stomach acid before and after 4 months of exposure to these humid conditions. Zinc solubility increased in all dust samples. Detailed X-ray analysis showed that exposure to humidity caused inorganic compounds like zinc oxide to actually transform into more soluble compounds such as Zn adsorbed on organic matter. These results help to explain the greater bioaccessibility of certain metals in house dust compared to soil, and contribute to Health Canada's risk assessment and risk management activities under the Chemicals Management Plan by filling knowledge gaps related to human exposure assessment.

dc.description.abstract - en

Indoor exposures to metals arise from a wide variety of indoor and outdoor sources. This study investigates the impact of humid indoor conditions on the bioaccessibility of Zn in dust, and the transformation of Zn species during weathering. House dust samples were subjected to an oxygenated, highly humid atmosphere in a closed chamber for 4 to 5 months. Zinc bioaccessibility before and after the experiment was determined using a simulated gastric acid extraction. Bulk and micro X-ray absorption structure (XAS) spectroscopy was used to speciate Zn in dust. Exposure to humid conditions led to a significant increase in Zn bioaccessibility in all samples, which was due to a redistribution of Zn from inorganic forms toward the organic pools such as Zn adsorbed on humates. ZnO readily dissolved under humid conditions, whereas ZnS persisted in the dust. Elevated humidity in indoor microenvironments may sustain higher Zn bioaccessibility in settled dust compared to drier conditions, and part of this change may be related to fungal growth in humid dust. These results help to explain the greater bioaccessibility of certain metals in house dust compared to soils.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Les expositions intérieures aux métaux proviennent d’une grande variété de sources intérieures et extérieures. Cette étude examine l'impact des conditions intérieures humides sur la bioaccessibilité du Zn dans la poussière et la transformation des espèces de Zn lors de l'altération. Des échantillons de poussières domestiques ont été soumis à une atmosphère oxygénée et très humide dans une enceinte fermée pendant 4 à 5 mois. La bioaccessibilité du zinc avant et après l’expérience a été déterminée à l’aide d’une extraction simulée d’acide gastrique. La spectroscopie de structure d'absorption des rayons X (XAS) en vrac et micro a été utilisée pour spécier le Zn dans la poussière. L'exposition à des conditions humides a entraîné une augmentation significative de la bioaccessibilité du Zn dans tous les échantillons, due à une redistribution du Zn des formes inorganiques vers les pools organiques tels que le Zn adsorbé sur les humates. Le ZnO se dissout facilement dans des conditions humides, alors que le ZnS persiste dans la poussière. Une humidité élevée dans les microenvironnements intérieurs peut maintenir une bioaccessibilité plus élevée du Zn dans la poussière déposée par rapport aux conditions plus sèches, et une partie de ce changement peut être liée à la croissance fongique dans la poussière humide. Ces résultats contribuent à expliquer la plus grande bioaccessibilité de certains métaux présents dans les poussières domestiques par rapport aux sols.

dc.description.fosrctranslation - fr

Santé Canada étudie la mesure dans laquelle les Canadiens sont exposés à des composés métalliques dans des environnements résidentiels. Étant donné que les enfants passent la majorité de leur temps à l’intérieur, il est important de comprendre les facteurs qui influencent l’exposition aux métaux dans l’environnement intérieur, notamment les sources de métaux intérieures et extérieures et l’influence des caractéristiques du foyer (telles que l’humidité). Cette étude, menée en collaboration avec Ressources naturelles Canada, visait à déterminer si les environnements intérieurs humides (comme un tapis humide ou une fenêtre pendant les mois d'hiver) rendaient le zinc plus bioaccessible (disponible pour l'absorption biologique) dans la poussière intérieure que dans la poussière extérieure. sol. Des expériences en laboratoire ont été menées pour déterminer si les composés de zinc présents dans la poussière se transforment en formes plus solubles lorsqu'ils sont exposés à des niveaux d'humidité élevés pouvant être trouvés à l'intérieur. La solubilité du zinc dans les échantillons de poussière a été mesurée dans de l'acide gastrique simulé avant et après 4 mois d'exposition. à ces conditions humides. La solubilité du zinc a augmenté dans tous les échantillons de poussière. Une analyse détaillée aux rayons X a montré que l’exposition à l’humidité provoquait la transformation de composés inorganiques comme l’oxyde de zinc en composés plus solubles tels que le Zn adsorbés sur la matière organique. Ces résultats aident à expliquer la plus grande bioaccessibilité de certains métaux présents dans la poussière domestique par rapport au sol, et contribuent aux activités d'évaluation et de gestion des risques de Santé Canada dans le cadre du Plan de gestion des produits chimiques en comblant les lacunes dans les connaissances liées à l'évaluation de l'exposition humaine.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1021/es5018587

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2420

dc.language.iso

en

dc.publisher

American Chemical Society

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.subject.en - en

Health

Health and safety

dc.subject.fr - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.title - en

Zinc in House Dust: Speciation, Bioaccessibility, and Impact of Humidity

dc.type - en

Article

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Article

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