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Un nuevo artículo titulado “Speciation of organic aerosols in the Saharan Air Layer and in the free troposphere westerlies” ha sido publicado en la revista Atmospheric Chemistry and Physics Discussions.



 

 

Atmospheric Chemistry and Physics Discussions (ACPD) ha publicado en su último volumen un estudio realizado por Científicos del Centro de Investigación Atmosférica de Izaña (CIAI) titulado "Especiación de aerosoles orgánicos en la capa de aire Sahariano y en los vientos del oeste de la troposfera libre". El documento se abre para su revisión y discusión pública hasta el 24 de abril de 2017.

Los aerosoles atmosféricos - partículas líquidas y sólidas suspendidas en el aire - influyen en el clima, la salud humana, los ecosistemas continentales y marinos y la visibilidad. La magnitud de estos efectos depende de la composición de los aerosoles, que puede incluir sal marina, polvo mineral, especies inorgánicas secundarias (ej. sulfato, nitrato, amonio), carbono elemental y varias especies orgánicas que constituyen los llamados aerosoles orgánicos (AO). Los AO representan una fracción importante del material particulado, que va desde ~ 20% (latitudes medias continentales) hasta ~ 90% (áreas boscosas tropicales), y proviene tanto de fuentes naturales (ej. vegetación, suelos, incendios forestales) como antropogénica (ej. combustión de combustibles fósiles, combustión de biomasa); el AO está constituido por decenas de miles de especies orgánicas.

La técnica más extendida (la combustión termo-oxidante y la detección óptica), para cuantificar la cantidad de carbono orgánico en los aerosoles atmosféricos, no proporciona información sobre la especiación de AO, las fuentes y, por tanto, las propiedades relacionadas con sus impactos. De forma alternativa, la cromatografía de gases acoplada a la espectrometría de masas (GC-MS) para el análisis de muestras de aerosol, permite la especiación de los compuestos orgánicos y la cuantificación de muchos de los identificados como trazadores para distinguir las fuentes y los procesos que contribuyen al AO.

En este estudio nos hemos focalizado en la composición de los aerosoles orgánicos (analizados mediante GC-MS) transportados en las dos principales masas de aire de la troposfera libre (FT) subtropical del Atlántico Norte: (i) la capa de aire sahariana (SAL; corriente de aire polvorienta que se expande desde el norte de África hasta las Américas en latitudes subtropicales y tropicales) y (ii) los vientos occidentales (WES, que fluyen desde América del Norte a través del Atlántico Norte en latitudes medias y subtropicales). Además, un grupo de muestras se recogieron bajo la influencia de la capa límite (BL). Se analizaron un total de 40 trazadores orgánicos (levoglucosan, ácidos dicarboxílicos, sacáridos, n-alcanos, hopanos, hidrocarburos aromáticos policíclicos y los formados después de la oxidación de α-pineno e isopreno) para caracterizar los AO y distinguir sus posibles fuentes. La contribución de los ocho grupos orgánicos analizados a la composición de la materia orgánica (OM) de Izaña se puede observar en la Fig. 1.

 

Figura 1: Contribución de los ocho grupos orgánicos analizadosa la composición de la materia orgánica en la troposfera libre (FT) y la capa límite (BL) bajo la influencia de la SAL (FT-SAL y BL-SAL) y los WES (FT-WES, BL-WES, BBE). La materia orgánica (OM) total promedio para cada masa de aire se muestra en la parte superior. Las muestras FT-PMT se recogieron durante la noche (22-6 GMT) y las muestras BL-PM2.5 fueron recogidas durante el día (10-16 GMT).

 

En la capa de aire Sahariana, la composición de aerosoles está dominada por polvo (93%), contaminantes inorgánicos secundarios (<5%) y materia orgánica (~ 1,5%). Los compuestos orgánicos determinados (mediante GC-MS) representan un 15% de la materia orgánica y están relacionados con suelos (sacáridos), aerosoles orgánicos secundarios biogénicos ligados a la oxidación del isopreno (SOA ISO) y fuentes primarias, tanto naturales como antropogénicas (ácidos dicarboxílicos) (Fig. 1).

En los Westerlies, la materia orgánica representa una fracción mayor del total de aerosoles (~28%) y los compuestos orgánicos determinados (mediante GC-MS) un 64% de la materia orgánica. Los ácidos dicarboxílicos y SOA ISO son los más abundantes (Fig. 1 ). En esta corriente de aire, se detectó una pluma de quema de biomasa procedente de América del Norte, apoyando la estabilidad atmosférica del levoglucosan durante su transporte y a lo largo del tiempo bajo ciertas condiciones.

 

Figura 2: Contribución de las fuentes identificadas de aerosoles orgánicos a la materia orgánica total dentro de la FT y la BL bajo la influencia de la SAL (FT-SAL y BL-SAL) y de los WES (FT-WES, BL-WES, BBE). La materia orgánica (OM) total promedio para cada masa de aire se muestra en la parte superior. Las muestras FT-PMT se recogieron durante la noche (22-6 GMT) y las muestras BL-PM2.5 durante el día (10-16 GMT).


Para distinguir las fuentes potenciales del AO, se aplicaron técnicas quimiométricas a las concentraciones de los compuestos orgánicos trazadores. Mediante un análisis multivariante se resolvieron tres posibles fuentes de aerosoles orgánicos, que contribuyen a la composición de la materia orgánica en esta parte del Atlántico Norte: una relacionada con la quema de biomasa, una relacionada con la combustión primaria y otra relacionada con el polvo (Fig. 2).

Cita: García, M. I., van Drooge, B. L., Rodríguez, S., and Alastuey, A.: Speciation of organic aerosols in the Saharan Air Layer and in the free troposphere westerlies, Atmos. Chem. Phys. Discuss., doi:10.5194/acp-2017-108, in review, 2017.


El artículo puede descargarse en:

http://www.atmos-chem-phys-discuss.net/acp-2017-108/