Variability of atmospheric aerosols at urban, regional and continental backgrounds in the western mediterranean basin

• Autores: Noemi Pérez Lozano
• Directores de la Tesis: José Andrés Alastuey Urós (dir. tes.), Xavier Querol Carceller (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2010
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Roberta Vecchi (presid.), Sergio Rodríguez González (secret.), Nuria Galindo Corral (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la tierra y del espacio
    • Ciencias de la atmósfera
      • Química atmosférica
    • Geoquímica
    • Meteorología
      • Contaminación atmosférica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD 
• Resumen

  • El estudio de los niveles y composición del material particulado atmosférico (PM) medido simultáneamente en diferentes ambientes a escala regional se llevó a cabo en la cuenca del Mediterráneo Occidental con el fin de entender las fuentes y patrones de transformación y transporte de aerosoles en esta zona. Para esto, la medida de niveles y caracterización química de PM10, PM2.5 y PM1 se llevó a cabo en tres estaciones de monitoreo: Montsec (MSC, fondo continental, 1570 msnm), Montseny (MSY, fondo regional, 720 msnm) y Barcelona (BCN, fondo urbano, 68 msnm). Además, se midieron niveles de número de partículas (N) y carbono negro (BC) en BCN. Durante el invierno, la frecuente estabilidad atmosférica induce el estancamiento de masas de aire produciendo importantes episodios de contaminación en BCN. Sin embargo, MSY y, más frecuentemente MSC, quedan aislados de la contaminación regional. En determinados escenarios, el desarrollo de la capa límite y las brisas resultan en el transporte de masas de aire contaminadas a zonas rurales, aumentando notablemente los niveles de PM en función de la altitud y la distancia a las zonas fuente. Durante el verano, la circulación de brisas favorece la dispersión, mezcla y envejecimiento de contaminantes a escala regional y la reducción de las diferencias entre BCN, MSY y MSC. Se midieron niveles similares de algunos componentes (materia orgánica, sulfato) a escala regional. Los niveles de materia mineral aumentan en verano por una resuspensión favorecida y una mayor frecuencia de intrusiones africanas, más significativamente en el MSC, dado su impacto en altura. La mayor contribución al PM10 en BCN se debe principalmente al tráfico (50% del PM10), resultante de las emisiones del tráfico primarias, nitrato y aerosoles secundarios envejecidos. La materia mineral se origina por resuspensión del polvo de carretera por vehículos pero también resuspensión por viento y obras. La contribución regional en BCN (25%) es principalmente materia mineral, nitrato y sulfato amónico. La variabilidad horaria de los diferentes parámetros de medida de aerosoles en BCN (N, BC, PM10, PM2.5 y PM1) está muy marcada por emisiones de tráfico y meteorología (especialmente brisas). Sin embargo, algunos parámetros no se rigen solamente por emisiones directas del tráfico, como PM2.5-10 (resuspensión) y N (emisiones de partículas ultrafinas y procesos de nucleación fotoquímica). La influencia de las emisiones del tráfico en los niveles de partículas finas en BCN se refleja en los niveles anuales de PM1, que aumentan de 2003 a 2007 relacionados con un aumento progresivo del tráfico y la flota diesel en BCN. Sin embargo se observó una tendencia decreciente en las fracciones gruesas en BCN y MSY, que se atribuye a la meteorología y a cambios en emisiones industriales. El estudio simultáneo de diferentes parámetros ha mostrado que el control de PM1 (modos de nucleación y acumulación) y/o BC (procesos de combustión), y PM10, (combustión y aerosoles generados mecánicamente) puede ser una estrategia mejor que la combinación de PM2.5 y PM10 como estándares de medida de calidad del aire. La medida en paralelo de aerosoles en fondos urbano, regional y continental ha sido una estrategia útil para entender la fenomenología de aerosoles en la cuenca del Mediterráneo Occidental. Las emisiones urbanas e industriales tienen un impacto considerable en los niveles y composición de PM en zonas rurales situadas a diferentes alturas, tanto en verano, con una importante recirculación y mezcla de masas de aire a escala regional, como en invierno, con transporte de contaminantes activado por brisas. El gran impacto de la contaminación urbana a escala regional demuestra la importancia de aplicar estrategias de reducción de emisiones de tráfico urbano, a fin de mejorar la calidad del aire no sólo a nivel local, sino también a escala regional.