Carbono orgánico soluble en el mediterráneo: fuentes e influencia en las propiedades ópticas
- Autores: Alba López Caravaca
- Directores de la Tesis: Jose Francisco Nicolás Aguilera (dir. tes.), Jaime Javier Crespo Mira (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Miguel Hernández de Elche ( España ) en 2024
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Adoración Carratalá Gimenez (presid.), Miguel Ángel Satorre Aznar (secret.), Franco Lucarelli (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Medio Ambiente y Sostenibilidad por la Universidad Miguel Hernández de Elche
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RediUMH
- Resumen
Este estudio ha analizado la evolución temporal y las fuentes de carbono orgánico soluble en agua (WSOC) en partículas submicrométricas en un emplazamiento urbano de Elche (España) a lo largo del año 2021. Para tal fin se monitorizaron filtros de PM1 (N = 200) a partir de los cuales se obtuvieron los siguientes constituyentes químicos: carbono orgánico (OC) y elemental (EC), WSOC, levoglucosano, análisis elemental y iones principales. Se completó el estudio analizando la distribución másica del WSOC en el modo de acumulación utilizando para ello mediciones segregadas por tamaño (0.25, 0.44, 1.0, 1.4 µm) obtenidas gracias a un impactador en cascada tipo MOUDI. Simultáneamente, se caracterizó la absorción y dispersión de la radiación por parte del WSOC. A partir de los resultados de la distribución másica de WSOC también se obtuvo el tamaño con mayor eficiencia de absorción.
Durante el periodo de estudio, las restricciones de tráfico debidas a la COVID-19 dieron lugar a concentraciones de PM1 y compuestos carbonosos inferiores a las esperadas. La concentración media anual de WSOC fue de 0.95 g/m3, con valores máximos durante los meses más fríos. El análisis de fuentes determinó tres fuentes principales de WSOC: quema de biomasa (BB-30.6%), dominante durante los meses más fríos, el tráfico rodado (RT-23.9 %), se presentó como una fuente bastante estable y la contribución de una fuente relacionada con la formación de aerosoles orgánicos secundarios (SOA-33.8 %), dominante durante el periodo más cálido. Fuentes minoritarias fueron: el polvo mineral (MD-7.4 %) y el nitrato secundario (SN-4.2 %).
Para determinar la contribución de diferentes fuentes a la absorción de luz de WSOC (WSOC) se obtuvieron previamente los valores del coeficiente de absorción por BrC. La contribución media del BrC a la absorción total fue de 29 % a 370 nm, revelando una influencia significativa del BrC a la absorción de luz. Asumiendo que la absorción de luz del BrC procedía de WSOC y WIOC, se utilizó un modelo de regresión multilineal (MLR) para estimar los coeficientes de absorción por WSOC y WIOC. Los valores medios fueron muy similares para ambos componentes. Utilizando las fuentes mayoritarias determinadas de WSOC junto con nuevamente un análisis MLR se estimó la contribución de cada una de ellas. Los resultados apuntan a la quema de biomasa como fuente dominante del coeficiente de absorción por WSOC durante la estación fría, con una contribución de 37%. Las fuentes de polvo mineral y nitrato secundario, que no se incluyeron en el modelo debido a su baja contribución a la concentración másica de WSOC, representaron un porcentaje significativo del coeficiente de absorción por WSOC durante este periodo. El aerosol orgánico secundario fue la principal fuente durante la estación cálida (56 %), seguida de las emisiones del tráfico (30 %). Por último, se seleccionó un mes (11 Ene 2021 a 11 Feb 2021) para explorar las diferencias en las distribuciones de tamaño de masa del WSOC en diferentes condiciones meteorológicas y determinar el tamaño más eficiente para la absorción de luz por el WSOC en el modo de acumulación. Se observaron diferencias significativas en las concentraciones de WSOC y en los valores de absorción durante los episodios de elevada estabilidad atmosférica en comparación con los días sin eventos. Los aumentos de las concentraciones de WSOC durante estos episodios se asociaron muy probablemente a la producción fotoquímica de compuestos secundarios (en el submodo condensación) y a la absorción de agua (en el submodo droplet). No se detectaron aumentos significativos de los niveles de WSOC durante los eventos de polvo sahariano. El WSOC medido en el corte de tamaño más pequeño (0.25 µm) fue emitido principalmente por la quema de biomasa (BB) y mostró la mayor eficiencia de absorción de luz.
