Caracterización del material particulado atmosférico y el ozono en un entorno de alta montaña en la cuenca mediterránea occidental

Abstract

Durante las últimas décadas, se han llevado a cabo numerosos estudios sobre la caracterización del material particulado atmosférico y el ozono, debido principalmente a sus efectos sobre la salud humana, clima, ecosistemas, visibilidad, materiales y patrimonio cultural. No obstante, no en todo tipo de entornos han sido estos contaminantes caracterizados por igual. De hecho, debido al reducido número de estaciones de alta montaña instaladas, se presentan ciertas incertidumbres referentes a su caracterización físico-química, así como en la influencia que determinados procesos de transporte de masas de aire tienen sobre ellos en este tipo de ambientes. Por todo ello, el presente estudio utiliza como plataforma de trabajo una estación de alta montaña de reciente instalación ubicada en el punto más alto de la provincia de Alicante (Pico Aitana, 1558 msnm). La investigación realizada presenta dos vías de actuación. En primer lugar, la determinación de las concentraciones másica y en número de partículas, así como de sus evoluciones temporales y especiación química en un entorno de elevada altitud y escasa actividad antrópica. Gracias a ello, las concentraciones obtenidas podrían establecerse como referente de fondo para toda la provincia. Para este propósito, además de la estación de montaña, se han empleado estaciones de carácter urbano como marco comparativo de referencia. A este respecto, se ha podido constatar que la concentración en número de partículas finas (Nf) obtenida en las áreas urbanas es el doble que la registrada en la estación de alta montaña, mientras que la relativa a las partículas gruesas (Nc) es similar en ambos entornos. Por su parte, la concentración másica (PM1) registrada en la estación urbana es unas tres veces mayor a la obtenida en el entorno de montaña. El análisis y la caracterización de los diferentes transportes de masas de aire que inciden en la estación de alta montaña constituyen la segunda vía de actuación de este trabajo. El objetivo de la misma es determinar la influencia que estas circulaciones presentan sobre el aerosol atmosférico y el ozono. Se ha hecho especial hincapié en el estudio de dos eventos: los episodios de alta contaminación durante los meses más fríos, relacionados con periodos de elevada estabilidad atmosférica, y las intrusiones de polvo sahariano. En relación a los primeros, se han determinado que, aunque complejo, se puede dar un transporte a nivel mesoescalar efectivo de contaminantes desde zonas costeras urbanas hacia la cima si el régimen de brisas es suficientemente intenso y la cumbre reside dentro de la capa límite planetaria. Respecto a las intrusiones de polvo sahariano, se ha cuantificado el descenso en los niveles de O3 (alcanzando reducciones en su concentración por encima del 15%) y el incremento en las concentraciones de PM1 y en algunos de sus componentes químicos.

Over the last decades, numerous studies have been carried out on the characterization of atmospheric particulate matter and ozone, mainly due to its effects on human health, climate, ecosystems, visibility, materials and heritage. Cultural. However, not all types of environments have been these contaminants characterized equally. In fact, due to the small number of high mountain stations installed, there are certain uncertainties concerning their physical-chemical characterization, as well as in the influence that certain processes of transport of air masses have on them in This kind of environments. For all this, the present study uses as a platform of work a high mountain station of recent installation located at the highest point of the province of Alicante (Pico Aitana, 1558 MASL). The research carried out has two ways of acting. First, the determination of the concentrations mass and number of particles, as well as their temporal evolutions and chemical speciation in an environment of high altitude and low human activity. As a result, the concentrations obtained could be established as a benchmark for the entire province. For this purpose, in addition to the mountain station, urban stations have been used as a benchmarking framework. In this regard, it has been noted that the concentration in the number of fine particles (Nf) obtained in urban areas is double that recorded in the High mountain station, while the relative to coarse particles (Nc) is similar in both environments. For its part, the concentration mass (PM1) registered in the urban station is about three times higher than that obtained in the mountain environment. The analysis and characterization of the different air mass transports that affect the high mountain station are the second way of action of this work. The objective of the same is to determine the influence that these circulations present on atmospheric aerosol and ozone. Special emphasis has been placed on the study of two events: episodes of high pollution during the colder months, related to periods of high atmospheric stability, and intrusions of Saharan dust. In relation to the first, it has been determined that, although complex, can be given an effective mesoscale-level transport of contaminants from urban coastal areas to the top if the breeze regime is sufficiently intense and the summit resides within the layer Planetary boundary. With respect to the intrusions of Saharan dust, it has been quantified the decrease in the levels of O3 (reaching reductions in its concentration above 15%) And the increase in the concentrations of PM1 and some of its chemical compounds has also been quantifield.