Peñuelas Josep Filella Cubells Iolanda 2011 Els compostos orgànics volàtils (COVs) presents a l'atmosfera poden tenir fonts naturals o antròpiques. Els COVs estan implicats en reaccions químiques que afecten la química atmosfèrica i poden tenir impactes indirectes sobre el clima a través de la generació d'aerosols i compostos oxidants. Globalment, la vegetació és la font principal de COVs naturals, mentre que els COVs antropogènics són la majoria de vegades producte d'emissions industrials i de motors de vehicles. D'entre els COVs biogènics, els isoprenoids són els més coneguts i estudiats. La nostra recerca es va centrar en el grup de COVs de cadena curta oxigenats (oxCOVs), un grup poc conegut format per metanol, etanol, formaldehid, acetaldehid, acids fòrmic i acètic, i acetona. Els oxCOVs poden ser emesos directament tant per les plantes com per les activitats humanes, i també es poden formar per la degradació atmosfèrica d'altres COVs de major massa molecular. Entre d'altres raons, han estat menys estudiats degut a problemes analítics, que s'han resolt en part recentment amb l'aparició de noves tecnologies, especialment l'espectrometria de masses per transferència de protons. Els oxCOVs tenen diverses propietats que els diferencien d'altres COVs com els isoprenoids. Els oxCOVs són més solubles en aigua i això fa la seva emissió en plantes depenent dels estomes. També tenen una vida atmosfèrica relativament llarga i presenten concentracions considerables a l'atmosfera en el nivell de ppbv (1 part en 109 en volum). Les emissions d'oxCOVs en plantes mediterrànies són molt poc conegudes, per això vam estudiar-ne l'intercanvi en els arbres típicament mediterranis Quercus ilex i Pinus halepensis. Es va confirmar el control estomàtic i de la concentració atmosfèrica del seu intercanvi. Per exemple, es va observar un punt de compensació de 20 ppbv pel formaldehid en les dues espècies d'arbre, mentre que per l'acetaldehid va ser de 6 ppbv en P. halepensis. Un tractament de sequera i posterior reg va mostrar que la sequera afecta l'intercanvi d'oxCOVs perquè afecta la conductància estomàtica. A més, es va confirmar que Q. ilex emet isoprè, encara que amb taxes petites, i que l'emissió d'isoprenoids en Q. ilex va disminuir per la sequera. Els COVs poden tenir també un paper ecològic molt important: participar en les comunicacions entre organismes. En interaccions planta-planta la nostra hipòtesi era que el metanol podia jugar un paper senyalitzador, ja que el metanol s'emet en grans quantitats des de les fulles quan són atacades per un herbívor. Un experiment de fumigació amb metanol va mostrar que les respostes de Q. ilex al metanol arribat per l'aire eren similars a les respostes a l'herbivoria i també que l'emissió de monoterpens es va incrementar lleugerament. En la comunicació entre animals, vam identificar alguns components volàtils emesos pels capolls i els excrements d'una espècie d'abella solitària (Osmia cornuta), essent-ne l'àcid acètic un dels més abundants. Llavors vam provar l'atracció exercida per l'àcid acètic sobre femelles de Monodontomerus aeneus, una vespa parasitoide d'O. cornuta, que busquen capolls per ovipositar-hi. Encara que l'àcid acètic sol atreia M. aeneus, probablement un senyal volàtil complex intervé en el procés d'atracció, ja que la ràtio àcid acètic-acetaldehid característica dels excrements va resultar més atractiva que altres ràtios. L'objectiu final de la tesi va ser observar quin impacte tenen les emissions de COVs en l'atmosfera mediterrània, ja sigui pel nivell de concentració que atanyen els COVs a l'aire com també per la seva participació en la formació de compostos com l'ozó. Per això vam mesurar (hivern i estiu) les concentracions d'oxCOVs, isoprenoids i COVs aromàtics en una zona boscosa situada dins del parc natural del Montseny, a uns 60 km al NE de la ciutat de Barcelona. Mentre que els COVs aromàtics no varen presentar gairebé cap variació estacional, les concentracions dels oxCOVs van assolir nivells més alts a l'estiu degut a les majors emissions de la vegetació i a l'increment de les reaccions fotoquímiques resultants de les altes temperatures i radiació solar de l'estiu. Els COVs isoprenoids van mostrar el canvi entre estacions més gran: les concentracions van augmentar un ordre de magnitud a l'estiu, degut a l'increment de l'activitat fisiològica de la vegetació i de les seves taxes d'emissió. També les concentracions diürnes màximes d'ozó van augmentar a l'estiu, per la major activitat fotoquímica i la presència de més COVs a l'aire. La variació diària de concentracions de COVs seguia bàsicament el règim de vent de la muntanya. La brisa marina que es desenvolupa quan surt el sol transporta cap a la muntanya masses d'aire que prèviament han passat sobre la regió metropolitana de Barcelona, on han estat enriquides en NO2 i en COVs d'origen biòtic i abiòtic. A més, aquestes masses d'aire contaminades poden reaccionar amb els COVs biogènics emesos de forma local per la vegetació, tot afavorint la formació d'O3 en aquesta zona boscosa. L'únic tipus de COV que presentava un cicle diari diferent dels demés van ser els monoterpens, perquè tenien un origen biogènic local. L'isoprè també compartia parcialment el cicle diari dels monoterpens, però només a l'estiu quan les seves fonts biòtiques eren més fortes. TESIS