UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID Departamento De Ciencia E Ingeniería De Materiales E Ingeniería Química

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Química TESIS DOCTORAL “Caracterización Química y Morfológica del Aerosol Ambiental en las Fracciones PM10 y PM2.5 mediante Microscopía Electrónica de Barrido en Episodios de Contaminación Atmosférica de Origen Diverso” Autor: Esther Coz Diego Directores: Dra. Begoña Artíñano Rodríguez de Torres Dr. Francisco Javier Gómez Moreno Leganés, noviembre 2008 TESIS DOCTORAL “Caracterización Química y Morfológica del Aerosol Ambiental en las Fracciones PM10 y PM2.5 mediante Microscopía Electrónica de Barrido en Episodios de Contaminación Atmosférica de Origen Diverso” Autor: Esther Coz Diego Directores: Dra. Begoña Artíñano Rodríguez de Torres Dr. Francisco Javier Gómez Moreno Firma del Tribunal Calificador: Firma Presidente: Vocal: Vocal: Vocal: Secretario: Calificación: Leganés, de de Agradecimientos Agradecimientos Es innumerable el número de personas a las que debo agradecer la ayuda en la elaboración de esta Tesis Doctoral, y que me han apoyado durante los últimos años, sin los que no hubiera sido posible la realización de este trabajo. Es por ello que agradezco enormemente a cada una de esas personas, que saben bien quién son, que durante estos años, en Madrid, Pittsburg, Patras o México DF, me han ayudado a crecer tanto en el campo profesional como en el personal y que han ido, inevitablemente, unidos. Me gustaría agradecer a la Dra. Begoña Artíñano y al Dr. Manual Pujadas haberme brindado la posibilidad de realizar mi tesis doctoral en su grupo, poniendo su confianza en mí. A Begoña, le agradezco su atención y dedicación casi diaria, incluso durante mis estancias fuera del Ciemat. Al Dr. Francisco Javier Gómez Moreno le agradezco enormemente la dirección de este trabajo, pero muy especialmente sus consejos y su eterna paciencia. Al Prof. Spyros N. Pandis, supervis or de mis estancias en la Universidad Carnegie Mellon y Universidad de Patras, le dedico mi admiración profesional y personal, y le agradezco profundamente haber tenido siempre las puertas abiertas y los consejos a mano. Al Dr. Alejandro Várez, gracias por su labor de tutor, su inestimable ayuda con los trámites. Son muchos los compañeros del Ciemat, tanto del Grupo de Caracterización el de Contaminación Atmosférica como de Emisiones Contaminantes, que me han ayudado a lo largo de este tiempo en el Ciemat, con su apoyo y cariño. Gracias a todos, y especialmente a Beatriz, Diana y Carmen, que me habéis aconsejado y apoyado en los momentos de flaqueza. Me gustaría destacar la calidad profesional y humana de los profesores que integran el Grupo de Calidad del Aire de la Universidad Carnegie Mellon de Pittsburg, así como la del resto de compañeros, especialmente Satoshi, Andy, Eric, Allison and Jeff. Gracias especialmente al Prof. Allen L. Robinson por su tiempo y asesoramiento. Al Dr. Richard Lee, presidente de la compañía RJ Lee Group, Inc., le agradezco enormemente su interés por mi trabajo y haberme echo sentir uno más de su empresa. A Gary S. Casuccio, vicepresidente, su inestimable fraternidad y apoyo, y a Traci, su cariño y profesionalidad, los burritos en “El Campesino”, y las largas noches con altas dosis de café y horas incontables delante del microscopio. A los Damick, por demostrarme que hay personas desinteresadas y por ser, junto con mis amigos en Pittsburg, Ariadna, Marcelo, María Couto y Ramos, Mariana, Carlos, y así una lista interminable, mi pequeña gran familia al otro lado del Atlántico. A los Prof. Petros Koutsoukos y Dr. Vassilios Dracopoulos, les agradezco el apoyo y la disponibilidad del Microscopio Electrónico del ICE-FORTH durante mi estancia en Patras. Un agradecimiento muy especial es para los estudiantes del Prof. Pandis en Patras (Evangelia, Mixalis, Georgia, Alexandra y Vlassis), por su cariño y ayuda durante mi tiempo en Patras, y especialmente, a mis compañeras de piso, Dhurata y Erisa, a las que nunca podré agradecer bastante el cariño y la comprensión. Un agradecimiento especial también a la Dra. Amaia Soto y familia por ser tan cariñosos conmigo. También me gustaría agradecer a la Prof. Mireya Moya, por su acogida en México y por su afectividad, así como todos los compañeros en México, Aidee, Mario y Abraham, que me ayudaron a sentirme como en casa. I Agradecimientos A mis amigos más cercanos, Gloria, Agus, Evelyn, Gilda, Bea, Vero, Nati, y Alicia, gracias por estar cerca incluso cuando he estado lejos. Sin duda, el agradecimiento más especial es para mi familia, mis padres, mi hermana y mi abuela, a los que he echado mucho de menos durante este tiempo y que me han animado constantemente. Este trabajo ha sido realizado gracias a la financiación del proyecto REN2002-02343/CLI, de la Dirección General de Investigación del Ministerio de Ciencia y Tecnología español, con título: "Caracterización físico-química del aerosol urbano en las fracciones PM10 y PM 2.5 . Relación con gases precursores y fuentes de emisión" por medio de una Beca de Formación de Jóvenes Investigadores . Gracias a su responsable, Eloy Monje, por su eficiencia y ayuda en los trámites, especialmente en los de las estancias a Estados Unidos. El trabajo de esta investigación también ha sido financiado por el proyecto del Plan Nacional I+D-CGL2007-64117/CLI de Ministerio de Ciencia y Educación español, con título: “Procesos de formación y propiedades físico-químicas del aerosol secundario urbano”. Gracias al Departamento de Medio Ambiente del Ciemat y Unidades del mismo que han colaborado, especialmente al Director de la División de Tecnologías Ambientales, Dr. Manuel Martín Espigares y al Jefe de la Unidad de Contaminación Atmosférica, Dr. Fernando Martín Llorente. El último año de la Tesis ha sido financiado gracias al proyecto “Estudio del Partículas en suspensión y Metales Pesados en España”, financiado por el Ministerio de Medio Ambiente. Un agradecimiento muy especial al Dr. Xavier Querol, coordinador del proyecto, y por extensión a su grupo de investigadores del Instituto de Ciencias de la Tierra “Jaume Almera” del CSIC en Barcelona, por brindarme la oportunidad de participar en este proyecto. También agradezco a Diana Alonso, al Dr. Pedro Salvador y a la Dra. Teresa Moreno la facilitación de algunos datos que han ayudado a la interpretación de los resultados del capítulo 7. También agradezco enormemente a Jose Luis Mosquera su disponibilidad y ayuda en la elaboración de los mapas. Al programa de Estudio de la Calidad del Aire de Pittsburg, y a todas las personas que han contribuido con la recogida de muestras y análisis de datos, en especial al Dr. Satoshi Takahama.Gracias, por último, a todas las instituciones que facilitan la labor de investigación, poniendo a mano datos y recursos que han ayudado a la interpretación de los resultados del presente trabajo. A la Agencia Estatal de Meteorología de España, los mapas sinópticos y a las Redes de Calidad del Aire de la Comunidad de Madrid y del Ayuntamiento de Madrid, al NASA/Goddard Space Center y el SEAWIFS-NASA Project, por las imágenes de satélite y los mapas de Absorción de Aerosoles del EP -TOMS, así como al Dr. Roland Draxler y el resto del equipo del NOAA Air Resources Laboratory, por proporcionar el modelo de cálculo de retro- trayectorias HYSPLIT, y por último a la red Europea EMEP, y el personal que trabaja en ella, por facilitar los datos de las estaciones de fondo rurales. II Acknowledgements Acknowledgements There are an uncountable number of people to whom I would like to thank the help during the conduction of this Doctoral Thesis, and who have been supporting me during the last years. I need to thank though, all the people that during the study in Madrid, Pittsburgh, Patras and Mexico DF, have helped me to grow up, in both professional and personal sides, which inevitably have gone together. I would like to thank Dr. Begoña Artíñano and Dr. Manuel Pujadas for giving me the opportunity of develop the research in the field of atmospheric aerosols joining their group. I need to express my gratitude to Dr. Begoña Artíñano for the continue attention and dedication, even when I was abroad. I wish to thank to Dr. Francisco Javier Gómez for the direction of this work, but specially the advices and his eternal patience. I dedicate to Prof. Spyros N. Pandis, supervisor of my stays in Carnegie Mellon University and University of Patras, all my personal and professional admiration and a deeply gratitude for the permanent open doors and the readily available advices. I need to thank Prof. Alejandro Várez for his inestimable help with the red tape at the University. There are lots of colleagues at Ciemat, from both the Atmospheric Pollution and the Polluting Emissions Groups, whom have been helping me during all this time with their affection. Thanks to all of you, and especially to Beatriz, Diana, Carmen and Koldo who have been supporting me during the moments of weakness. I would like to enhance the professional and human quality of the Professors that comprise the Air Quality Group from Carnegie Mellon University, and so the rest of the students that join or joined the group, especially Satoshi, Andy, Allison, Eric and Jeff. I especially thank Prof. Allen L. Robinson for his time and advice. I also wish to thank Dr. Richard Lee, president of RJ Lee Group, Inc., for his interest on my research and for hosting me as one more of his Company during my stays. I deeply thank Gary S. Casuccio, vice-president of the Company, for his affection and help. Thanks Traci for your patience and support with the techniques, the “burritos” in El Campesino and the long nights with bunch of coffee and uncountable hours at the scopes. I especially thank the Damicks for demonstrating to me that there are people with no self-interest and to become, together with my closest friends in Pittsburgh Ariadna, Marcelo, María Couto y Ramos, Mariana, Carlos, and which are a very large list, my little big family on the other side of the Atlantic.

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