J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y A m b i e n t c o n c e n t r a t i o n o f s u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r a n d m a n g a n e s e i n u r b a n a r e a o f M a d u r a i C i t y K e y w o r d s : S a m p l i n g , P a r t i c u l a t e M a t t e r , h i g h v o l u m e s a m p l e r , m o n i t o r i n g , a m b i e n t , M a n g a n e s e , a i r q u a l i t y . A B S T R A C T : A i r q u a l i t y i n c i t i e s i s t h e r e s u l t o f a c o m p l e x i n t e r a c t i o n b e t w e e n n a t u r a l a n d a n t h r o p o g e n i c e n v i r o n m e n t a l c o n d i t i o n s . A i r p o l l u t i o n i n c i t i e s i s a s e r i o u s e n v i r o n m e n t a l p r o b l e m - e s p e c i a l l y i n t h e d e v e l o p i n g c o u n t r i e s . I n I n d i a , m i l l i o n s o f p e o p l e b r e a t h e a i r w i t h h i g h c o n c e n t r a t e o f d r e a d e d p o l l u t a n t s . T h e a i r i s h i g h l y p o l l u t e d i n t e r m s o f s u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r i n m o s t c i t i e s . T h e p o l l u t a n t s , n a m e l y s u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r a n d M a n g a n e s e h a v e b e e n n a m e d a s c r i t e r i a b y e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n a g e n c y , U S A . S u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r m o n i t o r i n g w a s c o n d u c t e d i n t h e u r b a n e n v i r o n m e n t o f M a d u r a i i n t h e s t a t e o f T a m i l N a d u . T h r e e a m b i e n t a i r s a m p l i n g s t a t i o n s w e r e i n d e n t i f i e d f o r t h e c o l l e c t i o n o f s u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r e a c h a t r e s i d e n t i a l , t r a f f i c a n d i n d u s t r i a l a r e a . T h e p a r t i c u l a t e m a t t e r s a m p l i n g w a s c o n d u c t e d u s i n g r e c o m m e n d e d i n s t r u m e n t f o r a m b i e n t a i r s a m p l i n g ( h i g h v o l u m e s a m p l e r ) . T h e c o n c e n t r a t i o n o f M a n g a n e s e i s f o u n d t o b e m a x i m u m a t i n d u s t r i a l a r e a ( 0 . 0 9 µ g / m 3 ) f o l l o w e d b y t r a f f i c ( 0 . 0 6 µ g / m 3 ) a n d r e s i d e n t i a l a r e a ( 0 . 0 1 µ g / m 3 ) . T h e c o n c e n t r a t i o n o f s u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r i n t h e i n d u s t r i a l a r e a i s h i g h f o l l o w e d b y t r a f f i c a n d r e s i d e n t i a l a r e a ( 2 4 1 . 1 µ g / m 3 , 2 2 2 . 3 µ g / m 3 a n d 1 8 9 . 1 µ g / m 3 ) . T h e r e s u l t s o f t h e s t u d y i n d i c a t e t h a t t h e a i r q u a l i t y o f t h e s a m p l i n g s t a t i o n s f a l l s u n d e r t h e p o l l u t e d c a t e g o r y . 0 0 1 - 0 0 6 | J R B | 2 0 1 2 | V o l 2 | N o 1 © F i c u s P u b l i s h e r s . T h i s O p e n A c c e s s a r t i c l e i s g o v e r n e d b y t h e C r e a t i v e C o m m o n s A t t r i b u t i o n L i c e n s e ( h t t p : / / c r e a t i v e c o m m o n s . o r g / l i c e n s e s / b y / 2 . 0 ) , w h i c h g i v e s p e r m i s s i o n f o r u n r e s t r i c t e d u s e , n o n - c o m m e r c i a l , d i s t r i b u t i o n , a n d r e p r o d u c t i o n i n a l l m e d i u m , p r o v i d e d t h e o r i g i n a l w o r k i s p r o p e r l y c i t e d . S u b m i t Y o u r M a n u s c r i p t w w w . f i c u s p u b l i s h e r s . c o m w w w . j r e s e a r c h b i o l o g y . c o m J o u r n a l o f R e s e a r c h i n b i o l o g y A n I n t e r n a t i o n a l O p e n A c c e s s O n l i n e R e s e a r c h J o u r n a l A u t h o r s : S a r a l a T h a m b a v a n i D 1 , V i d y a V a t h a n a M 2 . I n s t i t u t i o n : 1 . A s s o c i a t e p r o f e s s o r D e p a r t m e n t o f C h e m i s t r y , S r i M e e n a k s h i g o v t . a r t s C o l l e g e ( w ) , M a d u r a i - 6 2 5 0 0 2 . 2 . A s s i s t a n t P r o f e s s o r D e p a r t m e n t o f C h e m i s t r y , s a c s M . A . V . M . M . E n g g . C o l l e g e , M a d u r a i - 6 2 5 3 0 1 . C o r r e s p o n d i n g a u t h o r : V i d y a V a t h a n a E m a i l : V i d h y a n a g a r a j _ 1 9 7 3 @ y a h o o . c o m P h o n e N o : 9 4 8 7 1 3 6 9 9 7 9 8 4 2 1 9 1 9 6 1 W e b A d d r e s s : h t t p : / / j r e s e a r c h b i o l o g y . c o m / D o c u m e n t s / R A 0 1 6 4 . p d f . D a t e s : R e c e i v e d : 1 0 D e c 2 0 1 1 / A c c e p t e d : 1 5 D e c 2 0 1 1 / P u b l i s h e d : 0 5 J a n 2 0 1 2 A r t i c l e C i t a t i o n : S a r a l a t h a m b a v a n i D , V i d y a v a t h a n a M . A m b i e n t c o n c e n t r a t i o n o f s u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r a n d m a n g a n e s e i n u r b a n a r e a o f M a d u r a i C i t y . J o u r n a l o f r e s e a r c h i n B i o l o g y ( 2 0 1 2 ) 1 : 0 0 1 - 0 0 6 J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y A n I n t e r n a t i o n a l O n l i n e O p e n A c c e s s P u b l i c a t i o n g r o u p O r i g i n a l R e s e a r c h P a p e r

I N T R O D U C T I O N A i r p o l l u t i o n i s a w i d e s p r e a d p r o b l e m i n M a d u r a i c i t y . T h e s e p o l l u t a n t s c a n a c t s y n e r g i s t i c a l l y , e x a c e r b a t i n g h e a l t h p r o b l e m s . I t i s t h u s n a t u r a l t h a t g r e a t e r e m p h a s i s s h o u l d b e l a i d o n t h e s t u d y o f e m i s s i o n s a n d d i s p e r s i o n i n t h e a t m o s p h e r e . F i n e r s o l i d p a r t i c l e s a n d l i q u i d d r o p l e t s , c o l l e c t i v e l y c a l l e d s u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r s , a r e p r e s e n t i n t h e a i r i n g r e a t n u m b e r s a n d a t t i m e s t h e y g i v e r i s e t o a s e r i o u s p o l l u t i o n p r o b l e m . N u m e r o u s n a t u r a l p r o c e s s e s r e l e a s e p a r t i c u l a t e m a t t e r i n t h e a t m o s p h e r e . T y p i c a l o f t h e s e p r o c e s s e s a r e v o l c a n i c e r u p t i o n s a n d t h e b l o w i n g o f d u s t a n d s o i l b y t h e w i n d . T h e a c t i v i t i e s o f m a n a l s o r e l e a s e d u s t f r o m c o n s t r u c t i o n a c t i v i t y ; f l y a s h f r o m s m e l t e r s a n d m i n i n g o p e r a t i o n a n d s m o k e f r o m i n c o m p l e t e c o m b u s t i o n p r o c e s s e s . P a r t i c u l a t e m a t t e r i s u n i q u e a m o n g a t m o s p h e r i c c o n s t i t u e n t s i n t h a t i t i s n o t d e f i n e d o n t h e b a s i s o f i t s c h e m i c a l c o m p o s i t i o n . I t m a y i n c l u d e a b r o a d r a n g e o f c h e m i c a l s p e c i e s , i n c l u d i n g e l e m e n t a l a n d o r g a n i c c a r b o n c o m p o u n d , o x i d e s o f s i l i c o n , a l u m i n i u m a n d i r o n t r a c e m e t a l s , s u l p h a t e s , n i t r a t e s a n d a m m o n i a ( S h a r m a 2 0 0 2 ) . P a r t i c u l a t e m a t t e r h a s b e e n n a t u r a l a n d a n t h r o p o g e n i c s o u r c e s . N a t u r a l s o u r c e s o f p r i m a r y p a r t i c u l a t e m a t t e r i n c l u d e w i n d b l o w n s o i l a n d m a t e r i a l p a r t i c l e s , v o l c a n i c d u s t , s e a s a l t s p r a y , b i o l o g i c a l m a t e r i a l s u c h a s p o l l e n , s p o r e s a n d b a c t e r i a ; a n d d e b r i s f r o m f o r e s t f i r e . W i n d b l o w n a g r i c u l t u r a l s o i l , d u s t f r o m r o a d s , c o n s t r u c t i o n s i t e s a n d q u a r r y i n g o p e r a t i o n s a l l c o n t r i b u t e p r i m a r i l y t o t h e c o a r s e f r a c t i o n . A c c o r d i n g t o a r e p o r t i n C a n a d a 1 9 9 0 , t h e s o u r c e s e c t o r b r e a k d o w n f o r p r i m a r y p a r t i c u l a t e m a t t e r e m i s s i o n s i s a s f o l l o w s : 4 2 % i n d u s t r i a l s o u r c e s , 2 % f o r e s t f i r e s , 1 5 % n o n - i n d u s t r i a l f u e l c o m b u s t i o n , 1 1 % t r a n s p o r t a t i o n a n d 2 % e a c h i n c i n e r a t i o n a n d m i s c e l l a n e o u s s o u r c e s ( E P A - T i m o n e n a n d P e k k a n e n ( 1 9 9 7 ) h a v e d e m o n s t r a t e d t h e e f f e c t o f p a r t i c u l a t e a i r p o l l u t i o n o n r e s p i r a t o r y h e a l t h a m o n g c h i l d r e n . H e a l t h e f f e c t s o f l o n g t e r m e x p o s u r e s t o f i n e p a r t i c u l a t e m a t t e r h a v e b e e n r e p o r t e d i n t h e f o r m o f l u n g c a n c e r , c a r d i o p u l m o n a r y m o r t a l i t y ( P o p e e t a l ; 2 0 0 2 ) . D o m i n i c i e t . a l ( 2 0 0 2 ) h a s e s t i m a t e d t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n a i r p o l l u t i o n a n d m o r t a l i t y , d o s t - r e s p o n s e r e l a t i o n s h i p . M a n y o t h e r i n v e s t i g a t o r s ( S a i n i e t . a l , 1 9 9 4 ; K u l s h r e s t h e t . a l . 1 9 9 4 , J o s h i a n d M i s h r a . 1 9 9 8 ; N a i k a n d p u r o h i t ; 1 9 9 8 ; S a r a n g i a n d M i s h r a 1 9 9 7 ) h a v e r e p o r t e d a m b i e n t a i r q u a l i t y o f v a r i o u s I n d i a n c i t i e s , e i t h e r f o r s e l e c t e d c r i t e r i a p o l l u t a n t s ( o r ) f o r p a r t i c u l a t e m a t t e r o n l y . T h e m a i n o b j e c t i v e o f t h i s w o r k i s t o d e t e r m i n e S u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r ( S P M ) a n d M a n g a n e s e ( M n ) p r e s e n t i n t h e a t m o s p h e r e d u e t o t h e e m i s s i o n o f g a s e s f r o m a u t o m o b i l e e x h a u s t a n d i n d u s t r i e s . M a n g a n e s e o c c u r s n a t u r a l l y i n a i r , w a t e r a n d s o i l , b u t a s a r e s u l t o f a n t h r o p o g e n i c a c t i v i t i e s i t s c o n c e n t r a t i o n s a r e r i s i n g u n n a t u r a l l y . I n l i g h t o f t h e a b o v e , t h e p r e s e n t w o r k w a s u n d e r t a k e n t o m a k e a d e t a i l e d s t u d y o n t h e a m o u n t o f s u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r a n d m a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n p r e s e n t i n t h e a m b i e n t a i r o f M a d u r a i . P a r t i c u l a t e M a t t e r S u s p e n d e d P a r t i c u l a t e M a t t e r T h e s e a r e f i n e p a r t i c l e s o f s o o t a n d d u s t . T h e y a r e f o u n d i n a m b i e n t a i r d u e t o t h e c o m b i n e d e f f e c t o f v a r i o u s n a t u r a l f a c t o r s . I n t h e c a s e o f M a d u r a i , p r e s e n c e o f e x t e n s i v e l y l a r g e a r i d a n d s e m i a r i d r e g i o n s i n n o r t h - w e s t , l o s s o f m o i s t u r e f r o m t o p s o i l s t r a t a a n d a n t h r o p o g e n i c f a c t o r s t h a t i s e x t e n s i v e u r b a n i z a t i o n a n d c o n s t r u c t i o n a c t i v i t i e s , i n c r e a s i n g v e h i c u l a r p o p u l a t i o n , c a p t i v e a n d d o m e s t i c p o w e r g e n e r a t i o n a r e s o m e o f t h e m a j o r c o n t r i b u t o r s t o S u s p e n d e d P a r t i c u l a t e M a t t e r i n a m b i e n t a i r . H i g h s u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r l e v e l s c a u s e r e s p i r a t o r y d i s e a s e s a n d r e d u c e v i s i b i l i t y . T h e p a r t i c u l a t e m a t t e r c o n t a i n s n e a r l y 2 2 m e t a l l i c e l e m e n t s . T h e m o s t a b u n d a n t e l e m e n t s a r e C a l c i u m , S o d i u m , S i l i c o n , A l u m i n i u m a n d I r o n . C o n s i d e r a b l e q u a n t i t i e s o f Z i n c , L e a d , C o p p e r , M a g n e s i u m a n d M a n g a n e s e a r e a l s o p r e s e n t i n a i r . T h e c o n c e n t r a t i o n o f t h e s e p a r t i c u l a t e p o l l u t a n t s d e p e n d s u p o n t h e n a t u r e o f i n d u s t r i a l \ e m i s s i o n . M a n g a n e s e M a n g a n e s e i s n a t u r a l l y o c c u r r i n g m e t a l t h a t i s u b i q u i t o u s i n t h e e n v i r o n m e n t . E x p o s u r e t o l o w l e v e l s o f m a n g a n e s e i n t h e d i e t i s c o n s i d e r e d t o b e n u t r i t i o n a l l y e s s e n t i a l f o r p e o p l e a n d a n i m a l s ( A T S D R , 1 9 9 7 ) . H o w e v e r e x p o s u r e t o e l e v a t e d c o n c e n t r a t i o n s o f m a n g a n e s e a r e h a r m f u l t o h u m a n h e a l t h a n d h a v e b e e n a s s o c i a t e d w i t h s u b t l e n e u r o l o g i c a l e f f e c t s , s u c h a s s l a v e d e y e - h e a d c o o r d i n a t i o n . T h e e n v i r o n m e n t a l e f f e c t s o f m a n g a n e s e r e v e a l s t h a t t h e m a n g a n e s e c o m p o u n d s e x i s t n a t u r a l l y i n t h e e n v i r o n m e n t a s s o l i d s i n t h e s o i l s a n d s m a l l p a r t i c l e s i n t h e w a t e r . M a n g a n e s e p a r t i c l e s i n a i r a r e p r e s e n t i n d u s t p a r t i c l e s . T h e s e u s u a l l y s e t t l e t o e a r t h w i t h i n a f e w d a y s . H u m a n s e n h a n c e m a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n s i n t h e a i r b y i n d u s t r i a l a c t i v i t i e s a n d t h r o u g h b u r n i n g f o s s i l f u e l s . M a n g a n e s e t h a t d r i v e s f r o m h u m a n s o u r c e s c a n a l s o e n t e r s u r f a c e w a t e r , g r o u n d w a t e r a n d s e w a g e 0 0 2 J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y ( 2 0 1 2 ) 1 : 0 0 1 - 0 0 6 T h a m b a v a n i e t a l . , 2 0 1 2

w a t e r . M A T E R I A L S A N D M E T H O D S D e s c r i p t i v e o f t h e s t u d y a r e a M a d u r a i i s t h e o l d e s t i n h a b i t e d c i t y i n t h e I n d i a n p e n i n s u l a . M a d u r a i h a s a n a r e a o f 5 2 s q u a r e k m a n d i s l o c a t e d a t 9 . 9 3 ˚ N o r t h , 7 . 1 2 ˚ E a s t . A t p r e s e n t i t h a s g r o w n a s t h e s e c o n d l a r g e s t a n d m o s t d e n s e l y p o p u l a t e d c i t y i n t h e s o u t h e r n s t a t e o f I n d i a n a m e l y T a m i l N a d u . A t m o s t o f t h e s u b s e q u e n t d e v e l o p m e n t s o f t h e c i t y w e r e m u l t i p l i e d w i t h o u t a s c i e n t i f i c p l a n n i n g , t h e a i r p o l l u t i o n s o u r c e s a r e h e t e r o g e n e o u s a n d w i d e s p r e a d a l l o v e r t h e c i t y . T h i s l e a d t o t h e e m i s s i o n s o f d i f f e r e n t a i r p o l l u t a n t s a n d a i r p o l l u t i o n l o a d s a n d h e n c e d i f f e r e n t d e g r e e s o f a m b i e n t a i r p o l l u t i o n a r e e x p e r i e n c e d w i t h r e s p e c t t o v a r i o u s p l a c e s o f t h e c i t y . T h e s t u d y w a s c o n d u c t e d i n M a d u r a i c i t y . T h e t h r e e s t u d y s i t e s n a m e l y t r a f f i c , i n d u s t r i a l a n d r e s i d e n t i a l a r e a w i t h d i f f e r e n t v e h i c u l a r t r a f f i c d e n s i t y : o n e w i t h > 4 0 , 0 0 0 v e h i c l e s p e r d a y , s e c o n d w i t h > 1 5 , 0 0 0 v e h i c l e s p e r d a y a n d t h i r d w i t h > _ 3 0 0 0 v e h i c l e s p e r d a y . N u m b e r o f v e h i c l e s w a s c o u n t e d t w i c e i n a m o n t h . A s t h e r e w a s n o s i g n i f i c a n t v a r i a t i o n i n t r a f f i c d e n s i t y , t h e y w e r e p r e s e n t e d a s a v e r a g e v a l u e . T h e s t u d y f o c u s e s t h e k e y a i r p o l l u t i o n p r o b l e m a r i s i n g f r o m v e h i c u l a r p o l l u t i o n . S P M i s o n e o f t h e m o s t c r i t i c a l a i r p o l l u t a n t s i n m o s t o f t h e u r b a n a r e a s . M a n g a n e s e i s o n e o f t h e t o x i c m e t a l . T h e m a i n s o u r c e o f m a n g a n e s e i s a l l o y i n d u s t r y , d r y c e l l b a t t e r y f a c t o r i e s , p o w e r p l a n t s , a n d c o k e o v e n s . S a m p l i n g S a m p l e s o f a i r p o l l u t a n t w a s c o l l e c t e d f o r t n i g h t l y w i t h t h e h e l p o f R e s p i r a t o r y D u s t S a m p l e r ( A P M - 4 1 5 ) f r o m e a c h s i t e . T h e a p p a r a t u s w a s k e p t a t a h e i g h t o f 2 m f r o m t h e s u r f a c e o f t h e g r o u n d , f o r t h e c o l l e c t i o n o f s a m p l e s o f S P M a t e a c h s a m p l i n g s i t e . G l a s s F i b r e / A f i l t e r p a p e r w a s u s e d . I t w a s w e i g h e d b e f o r e a n d a f t e r s a m p l i n g g r a v i m e t r i c a l l y . T h e f i l t e r p a p e r w a s d i g e s t e d i n c o n c e n t r a t e d n i t r i c a c i d ( S h a r m a e t a l 2 0 0 6 ) . T h e c o n t e n t w a s f i l t e r e d t h r o u g h w h a t m a n n f i l t e r p a p e r n o . 4 2 a n d f i n a l v o l u m e m a d e u p t o 2 5 m l b y d e i o n i s e d w a t e r . T h e f i l t r a t e w a s e x a m i n e d f o r t h e c o n c e n t r a t i o n o f M a n g a n e s e b y A t o m i c A b s o r p t i o n S p e c t r o s c o p y ( A A S ) a t w a v e l e n g t h 2 7 9 n m w i t h s e n s i t i v i t y o f 0 . 2 1 µ g / m l o f m a n g a n e s e . R E S U L T S A N D D I S C U S S I O N M a n g a n e s e m e t a l a n d S u s p e n d e d P a r t i c u l a t e M a t t e r c o n c e n t r a t i o n i n t h e a m b i e n t a i r o f M a d u r a i i s f o u n d a t t h r e e d i f f e r e n t s a m p l i n g s i t e a n d s h o w n i n t h e T a b l e 3 a n d 4 . T h e m a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n a t t h e t r a f f i c a r e a i s 0 . 0 1 ( µ g / m 3 ) a s t h e m i n i m u m a n d 0 . 0 6 ( µ g / m 3 ) a s t h e m a x i m u m . T h e a v e r a g e m a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n a t t h e t r a f f i c a r e a i s 0 . 0 4 ( µ g / m 3 ) . T h e p e r c e n t o f v a r i a t i o n c o m p a r e d t o t h e r e s i d e n t i a l a r e a i s f o u n d t o b e m a x i m u m T h e m a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n a t t h e i n d u s t r i a l a r e a i s 0 . 0 5 ( µ g / m 3 ) a s t h e m i n i m u m a n d 0 . 0 9 ( µ g / m 3 ) a s t h e m a x i m u m . T h u s , t h e a v e r a g e m a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n a t t h e i n d u s t r i a l a r e a i s 0 . 0 7 ( µ g / m 3 ) . T h e p e r c e n t o f v a r i a t i o n c o m p a r e d t o t h e r e s i d e n t i a l a r e a i s f o u n d t o b e m a x i m u m . I t i n d i c a t e s t h a t t h e r e i s h u n d r e d f o l d i n c r e a s e i n t h e m a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n a t t h e t r a f f i c a n d i n d u s t r i a l a r e a c o m p a r e d t o t h e r e s i d e n t i a l a r e a . T h e a v e r a g e S u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r c o n c e n t r a t i o n i n t h e r e s i d e n t i a l a r e a r a n g e d f r o m J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y ( 2 0 1 2 ) 1 : 0 0 1 - 0 0 6 0 0 3 T h a m b a v a n i e t a l . , 2 0 1 2 M e t h o d o l o g y S u s p e n d e d P a r t i c u l a t e M a t t e r M a n g a n e s e I n d i a n s t a n d a r d n o . I s : 5 1 8 2 P a r t : 4 - 2 0 0 5 I s : 5 1 8 2 P a r t : 2 2 - 2 0 0 4 S a m p l i n g e q u i p m e n t H i g h v o l u m e s a m p l e r H i g h v o l u m e s a m p l e r D u r a t i o n s a m p l i n g 8 h o u r 8 h o u r C o l l e c t i o n m e d i a G F / A f i l t e r p a p e r G F / A f i l t e r p a p e r T a b l e 2 M o n i t o r e d P o l l u t a n t s a n d t h e m e t h o d o l o g i e s e m p l o y e d f o r a m b i e n t a i r q u a l i t y s t u d y S i t e N o L o c a t i o n o f t h e S i t e T y p e o f t h e s i t e 1 K a l a v a s a l T r a f f i c a r e a 2 K o c h a d a i I n d u s t r i a l a r e a 3 A l a g a r k o v i l R e s i d e n t i a l a r e a T a b l e : 1 D e s c r i p t i v e o f t h e s t u d y a r e a F i g : 1 . S a m p l e s i t e 1 T r a f f i c a r e a ( K a l a v a s a l ) S a m p l e s i t e 2 I n d u s t r i a l a r e a ( K o c h a d a i ) S a m p l e s i t e 3 R e s i d e n t i a l a r e a ( A l a g a r k o v i l )

0 0 4 J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y ( 2 0 1 2 ) 1 : 0 0 1 - 0 0 6 1 3 0 . 8 µ g \ m 3 t o 2 3 5 . 7 µ g \ m 3 , w h i l e i n i n d u s t r i a l a r e a t h e a v e r a g e r a n g e d f r o m 1 8 6 . 7 µ g \ m 3 t o 2 7 2 . 5 µ g \ m 3 a n d i n t r a f f i c a r e a t h e a v e r a g e r a n g e d b e t w e e n 1 5 0 . 2 µ g \ m 3 t o 3 3 0 . 5 µ g \ m 3 . T h e a v e r a g e S P M i n r e s i d e n t i a l a r e a ( 1 8 9 . 1 µ g \ m 3 ) i s v e r y m u c h c l o s e r t o s t a n d a r d T a m i l N a d u P o l l u t i o n C o n t r o l B o a r d ( 2 0 0 µ g \ m 3 ) . B u t t h e a v e r a g e S P M c o n c e n t r a t i o n i n t r a f f i c a n d i n d u s t r i a l a r e a a r e 2 2 2 . 3 µ g \ m 3 a n d 2 4 1 . 1 µ g \ m 3 r e s p e c t i v e l y w h i c h a r e v e r y m u c h b e l o w t h a n t h e T N P C B s t a n d a r d 5 0 0 µ g \ m 3 . A m b i e n t A i r Q u a l i t y S t u d y S P M C o n c e n t r a t i o n ( µ g / m 3 ) T h e p e r c e n t a g e o f M a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n i n t h e c o l l e c t e d S u s p e n d e d P a r t i c u l a t e M a t t e r i s t a b u l a t e d i n T a b l e 5 . T h e a v e r a g e c o n c e n t r a t i o n o f M a n g a n e s e p r e s e n t i n s u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r r a n g e d f r o m 0 . 0 1 1 p e r c e n t t o 0 . 0 3 9 p e r c e n t i n t h e t r a f f i c a r e a , w h i l e f o r i n d u s t r i a l a r e a i t i s r a n g e d f r o m 0 . 0 1 9 p e r c e n t t o 0 . 0 4 1 p e r c e n t a n d i n t h e r e s i d e n t i a l a r e a i t h a s m i n i m u m 0 . 0 0 4 p e r c e n t a n d m a x i m u m 0 . 0 1 2 p e r c e n t . T h e p e r c e n t o f M a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n p r e s e n t i n t h e S u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r c l e a r l y s h o w s t h a t t h e i n d u s t r i a l a r e a p r e d o m i n a t e s i n t h e M a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n c o m p a r e d t o t h a t o f o t h e r t w o s a m p l i n g s i t e s . A i r Q u a l i t y I n d e x F o r i n d e x i n g o f t h e a i r q u a l i t y s t a t u s a n a s s u m p t i o n i s m a d e t h a t a l l t h e p o l l u t a n t s a r e o f e q u a l i m p o r t a n c e . U s i n g o b s e r v e d a n d s t a n d a r d v a l u e s c a l c u l a t e d t h e q u a l i t y r a t i n g f o r e a c h p o l l u t a n t a n d t h e g e o m e t r i c m e a n o f a l l t h e p a r a m e t e r s g i v e s t h e q u a l i t y i n d e x f o r a i r . B a s e d o n t h i s a s s u m p t i o n , t h e q u a l i t y i n d e x w a s d e r i v e d i n t h e m a n n e r o u t l i n e d b e l o w . T h e e x i s t i n g p o l l u t i o n l e v e l s o f p o l l u t a n t s w e r e c o m p a r e d w i t h a m b i e n t a i r q u a l i t y s t a n d a r d s ( w i t h t h e s t a n d a r d b e i n g a s s u m e d a s r e f e r e n c e b a s e l i n e f o r e a c h p o l l u t a n t ) a n d t h e n c o n v e r t e d t o t h e c o n c e n t r a t i o n o f p o l l u t a n t s i n t o r a t i o o f t h e s t a n d a r d . Q i = C i / S i W h e r e Q i = Q u a l i t y r a t i n g f o r a p a r t i c u l a r p o l l u t a n t C i = C o n c e n t r a t i o n o f p a r t i c u l a r p o l l u t a n t S i = A i r q u a l i t y s t a n d a r d f o r p a r t i c u l a r p o l l u t a n t A t y p i c a l r a t i n g s c a l e f o r a i r q u a l i t y i n d e x ( A Q I ) i s g i v e n i n T a b l e 6 . T h e a i r q u a l i t y i n d e x a t t e m p t t o m e a s u r e t h e a i r q u a l i t y a n d i n d e x v a l u e r e p r e s e n t t h e m o s t T h a m b a v a n i e t a l . , 2 0 1 2 S a m p l e s i t e T r a f f i c d e n s i t y D a t e o f s a m p l i n g 7 / 8 / 1 0 6 / 9 / 1 0 1 0 / 1 0 / 1 0 7 / 1 1 / 1 0 1 0 / 1 2 / 1 0 7 / 0 1 / 1 1 T r a f f i c a r e a ( K a l a v a s a l ) 4 0 , 0 0 0 1 9 0 . 3 1 9 5 . 4 1 5 0 . 2 3 3 0 . 5 2 8 6 . 8 1 8 0 . 5 I n d u s t r i a l a r e a ( K o c h a d a i ) 1 5 , 0 0 0 2 5 0 . 2 2 6 3 . 7 2 5 8 . 3 1 8 6 . 7 2 1 5 . 3 2 7 2 . 5 R e s i d e n t i a l a r e a ( A l a g a r K o v i l ) 3 0 0 0 2 0 5 . 2 2 3 5 . 7 1 6 0 . 5 1 9 7 . 4 1 3 0 . 8 2 0 5 . 2 T a b l e 4 . S P M C o n c e n t r a t i o n ( µ g / m 3 ) F i g : 2 . S a m p l e s i t e 1 T r a f f i c a r e a ( K a l a v a s a l ) S a m p l e s i t e 2 I n d u s t r i a l a r e a ( K o c h a d a i ) S a m p l e s i t e 3 R e s i d e n t i a l a r e a ( A l a g a r k o v i l ) S a m p l e s i t e T r a f f i c d e n s i t y D a t e o f s a m p l i n g 7 / 8 / 1 0 6 / 9 / 1 0 1 0 / 1 0 / 1 0 7 / 1 1 / 1 0 1 0 / 1 2 / 1 0 7 / 0 1 / 1 1 T r a f f i c a r e a ( K a l a v a s a l ) 4 0 , 0 0 0 0 . 0 6 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 4 0 . 0 1 0 . 0 2 I n d u s t r i a l a r e a ( K o c h a d a i ) 1 5 , 0 0 0 0 . 0 5 0 . 0 7 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 9 0 . 0 8 R e s i d e n t i a l a r e a ( A l a g a r K o v i l ) 3 0 0 0 0 . 0 1 0 . 0 3 0 . 0 2 0 . 0 1 0 . 0 4 0 . 0 2 T a b l e 3 . M a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n ( µ g / m 3 )

d e s i r a b l e a i r q u a l i t y . T h e a i r q u a l i t y s t a t u s o f t r a f f i c a r e a a n d i n d u s t r i a l a r e a w i t h r e s p e c t t o s u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r s h o w s t h a t t h e y a r e s l i g h t l y p o l l u t e d , b u t t h e a i r q u a l i t y s t a t u s a t t h e r e s i d e n t i a l a r e a i s h i g h l y p o l l u t e d . W i t h r e f e r e n c e t o t h e m a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n i n t h e a t m o s p h e r e r e v e a l s t h a t t h e r e s i d e n t i a l a r e a i s s l i g h t l y p o l l u t e d w h e r e a s t r a f f i c a n d i n d u s t r i a l a r e a a r e m o d e r a t e l y a n d s e v e r e l y p o l l u t e d r e s p e c t i v e l y . R e f e r e n c e C o n c e n t r a t i o n ( R F C ) T h e r e f e r e n c e c o n c e n t r a t i o n i s a n e s t i m a t e o f a c o n t i n u o u s i n h a l a t i o n e x p o s u r e t o t h e h u m a n p o p u l a t i o n ( i n c l u d i n g s e n s i t i v e s u b g r o u p s ) t h a t i s l i k e l y t o b e w i t h o u t a n a p p r e c i a b l e r i s k o f d e l e t e r i o u s e f f e c t s d u r i n g a l i f e t i m e ( U . S . E P A , 2 0 0 8 ) . T h e r e f e r e n c e c o n c e n t r a t i o n i s a n e s t i m a t e o f a c h r o n i c i n h a l a t i o n e x p o s u r e t h a t i s l i k e l y t o b e w i t h o u t a p p r e c i a b l e r i s k o f a d v e r s e n o n - c a n c e r e f f e c t s d u r i n g a l i f e t i m e . T h e r e f e r e n c e c o n c e n t r a t i o n f o r m a n g a n e s e i s 0 . 0 5 m i c r o g r a m s p e r c u b i c m e t e r ( µ g \ m 3 ) , b a s e d o n i m p a i r m e n t o f n e u r o b e h a v i o r a l f u n c t i o n i n p e o p l e . A t e x p o s u r e s i n c r e a s i n g l y g r e a t e r t h a n t h e r e f e r e n c e c o n c e n t r a t i o n , t h e p o t e n t i a l f o r h a r m f u l e f f e c t s i n c r e a s e s ( A T S D R , 1 9 9 7 ; U . S . E P A , 1 9 9 9 ) . C O N C L U S I O N S u s p e n d e d P a r t i c u l a t e M a t t e r a n d f i n e p a r t i c l e s c a n p e n e t r a t e i n t o t h e l u n g s a n d c a u s e m o r e i l l e f f e c t s t o h u m a n b e i n g . L a r g e e x p o s u r e t o M a n g a n e s e l e a d s t o h y p e r t e n s i o n , s k i n p r o b l e m , c h a n g e o f h a i r c o l o r , b l o o d c l o t t i n g , p n e u m o n i a a n d o t h e r r e s p i r a t o r y i n f e c t i o n s h a s b e e n f o u n d i n w o r k e r s e x p o s e d t o d u s t o r f u m e s o f m a n g a n e s e c o m p o u n d s . I m p o r t a n t o b s e r v a t i o n s m a d e f r o m t h e p r e s e n t s t u d y a r e : 1 . I t i s o b s e r v e d t h a t t h e c o n c e n t r a t i o n o f S u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r i n t h e i n d u s t r i a l a r e a i s h i g h ( 2 4 1 . 1 µ g / m 3 ) f o l l o w e d b y t r a f f i c a r e a ( 2 2 2 . 3 µ g / m 3 ) a n d r e s i d e n t i a l a r e a ( 1 8 9 . 1 µ g / m 3 ) . I t i s a k e y p o i n t t o c o n s i d e r t h a t i t m a y b e c o m e m a j o r p r o b l e m i n f u t u r e d u e t o t h e g r o w t h o f i n d u s t r i e s . 2 . T h e s t u d y a r e a w i s e c o m p a r i s o n r e v e a l e d t h a t t h e c o n c e n t r a t i o n o f M a n g a n e s e i s f o u n d t o b e m a x i m u m i n t h e i n d u s t r i a l a r e a ( 0 . 0 9 µ g / m 3 ) f o l l o w e d b y t r a f f i c a r e a ( 0 . 0 6 µ g / m 3 ) a n d t h e r e s i d e n t i a l a r e a ( 0 . 0 1 µ g / m 3 ) . T h e a l a r m i n g i n c r e a s e i n i n d u s t r i e s a n d v e h i c l e s i n r e c e n t y e a r s i s o n e o f t h e m a i n r e a s o n t h a t c o n t r i b u t e d p r e v a l e n c e o f h i g h l e v e l o f M a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n i n t h e a m b i e n t a i r o f M a d u r a i c i t y . 3 . T h e p e r c e n t a g e o f M a n g a n e s e p r e s e n t i n S u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r i s f o u n d t o b e h i g h i n i n d u s t r i a l a r e a ( 0 . 0 4 1 % ) f o l l o w e d b y t r a f f i c a r e a ( 0 . 0 3 9 % ) a n d r e s i d e n t i a l a r J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y ( 2 0 1 2 ) 1 : 0 0 1 - 0 0 6 0 0 5 T h a m b a v a n i e t a l . , 2 0 1 2 S a m p l e s i t e T r a f f i c d e n s i t y D a t e o f s a m p l i n g 7 / 8 / 1 0 6 / 9 / 1 0 1 0 / 1 0 / 1 0 7 / 1 1 / 1 0 1 0 / 1 2 / 1 0 7 / 0 1 / 1 1 T r a f f i c a r e a ( K a l a v a s a l ) 4 0 , 0 0 0 0 . 0 3 2 0 . 0 2 6 0 . 0 3 9 0 . 0 1 2 0 . 0 1 4 0 . 0 1 1 I n d u s t r i a l a r e a ( K o c h a d a i ) 1 5 , 0 0 0 0 . 0 1 9 0 . 0 2 7 0 . 0 2 3 0 . 0 3 7 0 . 0 4 1 0 . 0 2 9 R e s i d e n t i a l a r e a ( A l a g a r K o v i l ) 3 0 0 0 0 . 0 0 4 0 . 0 1 2 0 . 0 1 2 0 . 0 0 5 0 . 0 3 0 0 . 0 0 9 T a b l e : 5 P e r c e n t a g e o f M a n g a n e s e c o n c e n t r a t i o n i n t h e c o l l e c t e d S P M I n d e x V a l u e R e m a r k 0 . 3 L e a s t p o l l u t e d > 0 . 3 - 0 . 6 S l i g h t l y p o l l u t e d > 0 . 6 - 0 . 9 M o d e r a t e l y p o l l u t e d > 0 . 9 - 1 . 2 H i g h l y p o l l u t e d > 1 . 2 - 1 . 5 S e v e r e l y p o l l u t e d > 1 . 5 E x t r e m e l y p o l l u t e d T a b l e : 6 F i g : 3 A m b i e n t M a n g a n e s e m e t a l a n d S u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r c o n c e n t r a t i o n a t s e l e c t e d s i t e s i n M a d u r a i c i t y

( 0 . 0 0 4 % ) . 4 . W i t h r e g a r d t o t h e S u s p e n d e d p a r t i c u l a t e m a t t e r t h e r e s i d e n t i a l a r e a i s h i g h l y p o l l u t e d w h e r e a s t r a f f i c a n d i n d u s t r i a l a r e a i s s l i g h t l y p o l l u t e d . W i t h r e s p e c t t o M a n g a n e s e t h e r e s i d e n t i a l a r e a i s s l i g h t l y p o l l u t e d w h e r e a s t h e t r a f f i c a n d i n d u s t r i a l a r e a a r e m o d e r a t e l y p o l l u t e d a n d s e v e r e l y p o l l u t e d r e s p e c t i v e l y . T h e s u r v e y i n d i c a t e s t h a t t h e c i t y o f M a d u r a i h a s a s e r i o u s a i r p o l l u t i o n p r o b l e m t h a t m a y a g g r a v a t e a l l t h e m o r e i f n o t c o n t r o l l e d i m m e d i a t e l y . R e c o m m e n d a t i o n 1 . P u b l i c a w a r e n e s s a b o u t a i r p o l l u t i o n p r o g r a m m e r e c e i v e g r e a t e r a t t e n t i o n f r o m l o c a l m a n m e d i a w h i c h i n c l u d e n e w s p a p e r , c a b l e c h a n n e l s a n d p r o j e c t s l i k e f r e e e m i s s i o n s t e s t i n g c a m p s w i t h a s s i s t a n c e f r o m N G O S . 2 . E d u c a t e t h e p e o p l e r e g a r d i n g t h e i l l e f f e c t s o f t h e g r o w i n g t r a n s p o r t p r o b l e m s i n u r b a n a r e a s e s p e c i a l l y o n t h e i r h e a l t h a n d w e l l b e i n g . 3 . T h e c a m p a i g n s w o u l d s e e k t h e i r s u p p o r t f o r t h e i n i t i a t i v e s , l i k e g r e a t e r u s e o f p u b l i c t r a n s p o r t a n d n o n - m o n i t o r e d v e h i c l e s , t h e p r o p e r m a i n t e n a n c e o f t h e i r v e h i c l e s a n d r e p l a c e m e n t o f v e r y o l d v e h i c l e s . R E F E R E N C E S A T S D R ( A g e n c y f o r T o x i c S u b s t a n c e s a n d D i s e a s e R e g i s t r y ) . 1 9 9 7 . T o x i c o l o g i c a l p r o f i l e f o r m a n g a n e s e ( u p d a t e ) . D r a f t f o r p u b l i c c o m m e n t . A t l a n t a , G A : U . S . D e p a r t m e n t o f H e a l t h a n d H u m a n S e r v i c e s . D o m i n i c i . F . 2 0 0 2 . A i r p o l l u t i o n a n d m o r t a l i t y : E s t i m a t i n g r e g i o n a l a n d n a t i o n a l d o s e - r e s p o n s e r e l a t i o n s h i p . J . A m . S t a t t . A s s o c . , 9 7 : 1 0 0 - 1 1 1 . J o s h i G a n d M i s h r a A . 1 9 9 8 . A m b i e n t a i r q u a l i t y a t I n d o r e . P o l l . R e s . , 1 7 ( 1 ) : 2 1 - 2 4 . K u l s h r e s t h U C . 1 9 9 4 . M e a s u r e m e n t o f h e a v y m e t a l s i n t h e a m b i e n t a i r o f A g r a . I n d i a n J . E n v . P r o t ; 1 4 ( 9 ) : 6 8 5 - 6 8 7 . N a i k S a n d P u r o h i t D M . 1 9 9 8 . S t a t u s o f a m b i e n t a i r q u a l i t y o f a t B o n d a m u n d a o f R o u r k e l a I n d u s t r i a l c o m p l e x . P o l l . R e s . , 1 7 ( 1 ) : 4 7 - 4 9 . P o p e C A . 2 0 0 2 . L u n g C a n c e r , C a r d i o p a l m o n a r y m o r t a l i t y , a n d l o n g - t e r m e x p o s u r e t o f i n e p a r t i c u l a t e a i r p o l l u t i o n . J A M A J - A m . M e d . A s s - o c . , 2 8 7 : 1 1 3 2 - 1 1 4 1 . S a i n i , R S , D a d h w a l R J S a n d J a i s w a l S . 1 9 9 4 . D e t e r i o r a t i o n o f a i r q u a l i t y i n C h a n d i g a r h : A S t u d y o n t h e l e v e l s o f S u s p e n d e d P a r t i c u l a t e M a t t e r i n t h e c i t y , I n d i a n J . E n v . P r o t . , 1 4 ( 9 ) : 7 0 0 - 7 0 2 . S a r a n g i P K a n d M i s h r a P C . 1 9 9 7 . A m b i e n t a i r q u a l i t y o f J y o t i v i h a r , O r i s s a . P o l l . R e s . , 1 6 ( 1 ) : 3 3 - 3 5 . S h a r m a R K . 2 0 0 2 . C h a r a c t e r i z a t i o n a n d i m p a c t a s s e s s m e n t o f e m i t t e d d u s t s i n s e l e c t e d e n v i r o n m e n t . P h . D t h e s i s . p t . R a v i s h a n k a r S h u k l a U n i v e r s i t y R a j p u r . S h a r m a K R . S i n g h B a r m a n S C , M i s h r a D , K u m a r R , N e g i M P S , M a n d a l S K , K i s k u m G C , K h a n A H , K i d w a i M M a n d B h a r g a v a S K . 2 0 0 6 . C o m p a r i s o n o f t r a c e m e t a l s c o n c e n t r a t i o n i n P M 1 0 o f d i f f e r e n t l o c a t i o n o f L u c k n o w c i t y . B u l l . E n v i r o n . C o n t a m . T o x i c o l . , 7 7 : 4 1 9 - 4 2 6 . T i m o n e n K L a n d P e k k a n e n J . 1 9 9 7 . A i r P o l l u t i o n a n d r e s p i r a t o r y h e a l t h a m o n g c h i l d r e n w i t h a s t h m a t i c o r c o u g h s y m p t o m s . A m . J . R e s p i r . C r i t . c a r e M e d . , 1 5 6 : 5 4 6 - 5 5 2 . U S E P A . 1 9 9 9 . I n t e g r a t e d R i s k I n f o r m a t i o n S y s t e ( I R I S ) o n m a n g a n e s e . W a s h i n g t o n . D C . U S E P A . ( U n i t e d S t a t e s E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A g e n c y ) . 2 0 0 8 . D a t a f r o m t h e a i r q u a l i t y s y s t e m . A c c e s s e d . 0 0 6 J o u r n a l o f R e s e a r c h i n B i o l o g y ( 2 0 1 2 ) 1 : 0 0 1 - 0 0 6 T h a m b a v a n i e t a l . , 2 0 1 2 L o c a t i o n Q S P M A i r q u a l i t y s t a t u s Q M n A i r q u a l i t y s t a t u s T r a f f i c a r e a 0 . 4 4 S l i g h t l y p o l l u t e d 0 . 8 M o d e r a t e l y p o l l u t e d I n d u s t r i a l a r e a 0 . 4 8 S l i g h t l y p o l l u t e d 1 . 4 S e v e r e l y p o l l u t e d R e s i d e n t i a l a r e a 0 . 9 4 H i g h l y p o l l u t e d 0 . 4 3 S l i g h t l y p o l l u t e d T a b l e : 7 A i r Q u a l i t y M o n i t o r i n g r e s u l t s f o r d i f f e r e n t l o c a t i o n s