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En esta tesis se evaluó el impacto de la contaminación sobre organismos del fitoplancton, a nivel ecológico e in vitro. Se caracterizaron las condiciones ecológicas del arroyo Carabassa, contaminado por efluentes industriales y urbanos. Se analizó la composición del fitoplancton y biomarcadores de estrés oxidativo, determinándose un elevado deterioro de sus aguas. Los sitios más contaminados presentaron altas concentraciones de metales y materia orgánica, excediendo los niveles permitidos. Los grupos más abundantes fueron las Chlorophyceae, Cyanobacteria y Euglenophyceae y los parámetros de estrés oxidativo mostraron los valores más altos en el fitoplancton de los sitios más contaminados. Se realizaron bioensayos toxicológicos con microalgas aisladas de un río contaminado por exceso de materia orgánica (MO) y metales pesados (río Matanza). Se estudió la respuesta de Phacus brachykentron a diferentes concentraciones de MO. El aumento de MO determinó una menor tasa de crecimiento y deformaciones celulares. Se modificaron características sistemáticas específicas, lo que implica que organimos considerados como otras especies pueden ser ecomorfos del mismo taxón. Se analizó el efecto del arsenito de sodio sobre el crecimiento, morfología y parámetros de estrés oxidativo de dos cepas de Euglena gracilis, especie cosmopolita que también habita relaves mineros con altas concentraciones de arsénico. Se emplearon cultivos de dos cepas: UTEX (de una colección de cultivos) y MAT (aislada del río Matanza), en medio mineral y orgánico. El arsenito inhibió el crecimiento de manera dosis dependiente, independientemente del medio. Aumentó el contenido de la sustancia de reserva y el diámetro celular. Los resultados sugieren la participación de estrés oxidativo en la toxicidad del arsenito y diferencias en la respuesta antioxidante de ambas cepas.

La vegetación emite diversos tipos de compuestos orgánicos volátiles (COVs), donde los mismos cumplen diferentes funciones que benefician a la planta. Sin embargo, una vez que estos compuestos son emitidos a la atmósfera pueden degradarse debido a reacciones con los oxidantes atmosféricos y/o fotólisis afectando la capacidad oxidativa de la atmósfera y la calidad del aire. Por lo tanto, en esta Tesis Doctoral se han estudiado la cinética y mecanismos de la fotodegradación de COVs de origen biogénico con los oxidantes atmosféricos radicales OH, moléculas de O3 y átomos de Cl utilizando dos cámaras de simulación atmosférica distintas. Se eligieron dos monoterpenos, β-ocimeno y canfeno, una serie de aldehídos insaturados de cadena larga, (E)-2-heptenal, (E)-2-octenal y (E)-2-nonenal, un éster y una cetona insaturadas, acetato de (E)-2-hexenilo y 4-metil-3-penten-2-ona, respectivamente. Se determinaron las constantes de velocidad de las reacciones de radicales OH y moléculas de O3 con los monoterpenos β-ocimeno y canfeno en el intervalo de temperatura 288311 K obteniéndose las siguientes expresiones de Arrhenius (en cm3 molécula-1s-1) para cada una de estas reacciones: k(β-ocimeno + OH)=(4,0 ± 0,7)x10-14exp[(2567 ± 211)/T], k(β-ocimeno + O3)= (1,9 ± 0,2)10-14exp[(-1181 ± 51)/T], k(canfeno + OH)= (4,1 ± 1,2)×10-12exp[(754 ± 44)/T]y k(canfeno + O3)= (7,6 ± 1,2)×10-18exp[(-805 ± 51)/T]. De manera complementaria, se determinaron las constantes de velocidad para las reacciones de β-ocimeno y canfeno con átomos de Cl a 298 K (en cm3 molécula-1s-1): k(β-ocimeno + Cl)=(5,5 ± 0,9)x10-10 y k(canfeno + Cl)= (3,2 ± 0,5)x10-10. Por otra parte, se determinaron las constantes de velocidad de las reacciones de ozonólisis de los aldehídos insaturados (E)-2-heptenal, (E)-2-octenal y (E)-2-nonenal a 298 K, siendo los valores de estas constantes de velocidad (en cm3 molécula-1 s-1): k(O3 + (E)-2-heptenal)= (2,5 ± 0,7)×10-18, k(O3 + (E)-2-octenal)= (2,4 ± 0,7)×10-18 y k(O3 + (E)-2-nonenal)= (2,1 ± 0,5)×10-18. Estos experimentos fueron llevados a cabo en una cámara de paso múltiple acoplado a un espectrofotómetro FTIR a través el método relativo. Por otra parte, se determinaron mediante el método relativo las constantes de velocidad para las reacciones de radicales OH y átomos de Cl con acetato de (E)-2-hexenilo y 4-metil-3-penten-2-ona a 298 K, las constantes de velocidad obtenidas para cada una de estas reacciones fueron (en cm3 molécula-1 s-1): k(acetato de (E)-2-hexenilo + OH)= (6,9 ± 1,4)x10-11, k(4-metil-3-penten-2-ona + OH)= (1,0 ± 0,2)x10-10, k(acetato de (E)-2-hexenilo+ Cl)= (3,1 ± 1,1)x10-10 y k(4-metil-3-penten-2-ona + Cl)= (2,7 ± 0,9)x10-10. Estos experimentos se llevaron a cabo en una cámara de Teflón colapsable con detección por CG-FID. Complementariamente, se realizaron estudios de la distribución de productos de reacciones de interés empleando la cámara de paso múltiple acoplado a un espectrofotómetro FTIR. En estos estudios se determinaron los rendimientos molares de los productos para las reacciones de β-ocimeno y canfeno con radicales OH en presencia y ausencia de NOx a 298 K, junto con los rendimientos para los productos de ozonólisis de β-ocimeno, canfeno,(E)-2-heptenal,(E)-2-octenal y (E)-2-nonenal, respectivamente, en ausencia de NOx a 298 K. En todas las reacciones se observó la formación de compuestos oxigenados con diversos grupos funcionales y se propusieron los mecanismos de degradación de cada una de estas reacciones. Finalmente, se determinó los tiempos de residencia en la tropósfera para cada COV estudiado, se evaluó la influencia de la presencia y ausencia de los NOx en la distribución de productos para las reacciones de β-ocimeno y canfeno con radicales OH, además, se evaluó las implicancias atmosféricas de los productos polifuncionales identificados en cada una de las reacciones estudiadas.

La contaminación del aire es un problema creciente en los grandes centros urbanos. En las ciudades, las emisiones provenientes del tránsito automotor pueden generar niveles elevados de concentración de contaminantes. Los mayores niveles se presentan en el interior de los cañones urbanos, donde la dilución atmosférica de los contaminantes emitidos por los vehículos está limitada significativamente por los edificios que bordean las calles. La Tesis tiene como objetivo principal presentar el desarrollo y la evaluación de un modelo operacional (Semi-Empirical Urban Street (SEUS)) destinado a estimar la concentración de contaminantes pasivos y de NO2 (adicionando un esquema fotoquímico) en aire dentro de cañones urbanos. SEUS es un modelo que requiere poca información de entrada. Puede ser implementado fácilmente en una planilla de cálculo, no requiriendo grandes tiempos computacionales. Las variables de entrada de SEUS son el caudal másico de emisión por unidad de longitud, el ancho del cañón, la escala de velocidad dispersiva (suma de la turbulencia natural del aire y de la inducida por el movimiento de los automotores) y la concentración de fondo urbana. Se desarrollan formas funcionales empíricas de parámetros incluidos en las formulaciones de las dos turbulencias mencionadas. Se analiza la sensibilidad de los resultados de SEUS de las variables de entrada. El modelo es evaluado con información proveniente de tres cañones urbanos. Diferentes indicadores estadísticos muestran que existe buena concordancia entre los valores estimados y observados. Asimismo se compara las estimaciones obtenidas aplicando SEUS con las de otros modelos.