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El impacto del fuego en el suelo y en los procesos ecológicos que operan en las laderas con matorrales mediterráneos depende de la elevación de temperaturas y de la duración del calor durante el incendio.A pesar de su importancia en nuestros ecosistemas forestales, hay pocos estudios en que se hayan medido de forma experimental, bajo condiciones ambientales típicas del verano, y condiciones controladas de combustible y estado del suelo y de la vegetación.El objetivo de esta tesis es proporcionar datos experimentales de campo y de laboratorio sobre los niveles de intensidad que afectan al suelo como consecuencia de fuegos de verano en dos formaciones de matorral con diferente carga y estructura del combustible, cómo se alteran las propiedades del suelo, cómo se modifica su respuesta a la acción erosiva de la lluvia y cómo se modifican los patrones espaciales y temporales de distribución de la humedad y la temperatura del suelo durante el primer año después del fuego.El área de estudio está localizada en La Concordia a 50 Km al noroeste de la ciudad de València, a una altitud de entre 500 a 575 m. s. n. m., la ladera presenta una pendiente de entre el 30 al 40 % con una orientación sudoeste. El clima es semiárido y la vegetación es de matorral mediterráneo y se distribuye en mosaicos, dominados por las especies de Ulex parviflorus y Rosmarinus officinalis. El tipo de suelo es Leptosol rendzínico (Clasificación FAO) o Lithic Haploxeroll (Clasificación Americana).En la zona de estudio se delimito un área de 114 m de largo por 30 m de ancho. Se seleccionaron 9 parcelas de 20 m x 4 m, equipadas con un colector y depósitos para la recogida de sedimentos y agua de escorrentía. En la parte central del área se instaló una estación meteorológica automatizada. Los incendios experimentales se realizaron el 20 y 21 de junio de 1995, de las 9 parcelas se destinaron 3 para el tratamiento de fuego intenso, otras 3 para el moderado y otras 3 como control (no incendiado). Las temperaturas y duraciones del incendio se registraron mediante termopares conectados a un datalogger. En cada una de las parcelas se tomaron 4 muestras de suelo distribuidas en dos microambientes bajo planta y entre plantas. Asimismo, se instalaron sondas para la medida de la humedad del suelo (por la técnica del TDR) y también se instalaron cápsulas de splash para la determinación de la susceptibilidad del suelo al impacto de las gotas de lluvia.La temperatura máxima y la duración del calor en el suelo aumentan con la cantidad de combustible que se quema y con el grado de compactación de dicho combustible. Un aumento de la carga de combustible de 2 a 4 Kg m-2 hace aumentar la temperatura media máxima de la superficie del suelo de 416ºC a 516ºC y la duración de temperaturas mayores a 100ºC de 20 a 36 minutos. Un aumento de la densidad aparente media del combustible de 2 a 4 Kg m-3 aumenta la temperatura máxima de 446 a 486ºC y la duración de temperaturas >100ºC de 20 a 36 minutos. Para una misma cantidad de combustible, la intensidad es mayor en aquellos espacios de suelo cubiertos por el combustible que tiene menor altura y mayor densidad aparente.Cuando se relacionan las variaciones que experimentan las propiedades del suelo con las intensidades medias obtenidas en función de la carga de combustible, la única propiedad que experimenta una variación estadísticamente significativa respecto del suelo control es el estado de agregación del suelo. Cuando dichas variaciones se analizan teniendo en cuenta las características previas del suelo y la densidad aparente del combustible se obtienen variaciones significativas de la capacidad de retención de agua, la densidad real de las partículas del suelo, la densidad aparente, la estabilidad estructural, la distribución de agregados y el contenido de materia orgánica. Dichas variaciones indican que los efectos en el suelo dependen de las características del suelo previas al incendio, de la cantidad de combustible que se quema y de su grado de compactación.Durante el primer año posterior al incendio, las propiedades más sensibles a la degradación inducida por la intensidad del fuego son la densidad de las partículas del suelo y su estado de agregación. La densidad de las partículas aumenta como consecuencia de la mineralización de la materia orgánica. El porcentaje de macroagregados y su estabilidad disminuyen a lo largo del año. Las pautas estacionales de variación de estas propiedades se alteran respecto a las del suelo no incendiado.La erosionabilidad del suelo, el régimen hídrico y el régimen térmico de cada tipo de superficie se modifican en función de la calidad del suelo antes del fuego y en función de la intensidad de fuego que han recibido. Los suelos de peor calidad (microambiente entre plantas) que han recibido mayor impacto de fuego son más susceptibles a la desagregación por impacto de la gota de lluvia, dan lugar a mayores proporciones de partículas de tamaño pequeño que son más transportables por splash y, dependiendo de la intensidad de lluvia, son también más susceptibles de sufrir una desagregación adicional y un mayor transporte por escorrentía. En el rango de intensidades de lluvia entre 0 y 20 mm h-1 la cantidad de suelo movilizado por splash en cada superficie aumenta linealmente con la intensidad de lluvia y dicho aumento es tanto mayor cuanto mayor es la intensidad de fuego que ha recibido cada una. La intensidad de lluvia que inicia la movilización de suelo por escorrentía es de 5 mm h-1. El tamaño de los sedimentos movilizados por splash es siempre mayor que el tamaño de los sedimentos en el agua de escorrentía. Para intensidades de lluvia entre 5 y 10 mm h-1, la escorrentía arrastra partículas de tamaño arcilla y limo fino, mientras que entre 10 y 20 mm h-1 el tamaño corresponde a limo medio.Respecto a la humedad y temperatura del suelo, los suelos de peor calidad antes del fuego (microambiente entre plantas) que han sufrido mayor intensidad de fuego tienen un balance hídrico y térmico más desfavorable. Dichos suelos tienen mayor contenido de agua, pero se secan más rápidamente, también experimentan mayores variaciones de temperatura y el agua permanece útil para las plantas durante pocos días. Los suelos de mejor calidad antes del fuego (microambiente bajo plantas) que han sufrido el impacto de la intensidad del fuego tienen un balance hídrico y térmico que a lo largo del año de estudio resulta más favorable que el suelo entre plantas. La humedad del suelo tras la lluvia sigue un modelo exponencial decreciente con el número de días transcurridos desde la lluvia. Aunque no se ha realizado un seguimiento del proceso de colonización vegetal, durante el periodo de estudio, la dinámica estacional de la humedad y temperatura del suelo en el área bajo plantas afectado por mayor intensidad, puede resultar más favorable para el inicio del proceso de recuperación vegetal en periodos próximos al invierno, mientras que en las superficies bajo plantas afectadas por menor intensidad, el periodo hídrico y térmico del suelo resulta más favorable es el de la primavera. / The impact of fire on the soil and in ecological processes, which take place on the slopes that have Mediterranean bushes, depends upon the rise of temperature and the duration of heat during the burn.Despite its importance in our forest ecosystems, there are few studies in which experimental measures have been taken under typical summer conditions, controlled fuel and state of the soil, as well as the vegetation, the rise of temperature and its duration in the soil, alterations of the physical properties with regards to the intensity of the fire and the consequences of said alteration in the process of hydric erosion and the function of temperature and humidity of the soil.The aim of this thesis is to provide experimental field and laboratory data on the intensity levels which affect the soil as a consequence of summer fires in two bush formations with different loads and structure of combustion. Discover the changes which take place in: the properties of the soil, the effect of rainfall erosion, changes and effects in spatial and seasonal patchiness of the soil temperature and humidity distribution during the first year after the fire.The soil's structure degrades through alterations in organic or non-organic colloids that form the aggregates of the soil. This degradation, which is in proportion to the increase in fire intensity, modifies the spatial and temporal patchiness variables properties such as the density of the soil, the distribution and stability of the aggregates, a rise in susceptibility of the soil having been displaced through the impact of rainfall and runoff, and altering the spatial and seasonal patchiness humidity and temperature of the soil.

La importancia de las levaduras se conoce desde hace mucho tiempo y con el desarrollo de la industria, se utilizan no sólo para la elaboración de un gran número de productos fermentados (cerveza, vino, quesos y embutidos), sino también para la producción de antibióticos, vitaminas, enzimas, etc. Sin embargo, las levaduras tienen también un aspecto negativo, debido a su potencial como alterantes de alimentos, lo que implica pérdidas económicas importantes para las industrias. En el presente trabajo se abordan aspectos relacionados con la identificación y caracterización molecular de algunas de las especies típicamente alterantes, pertenecientes a los géneros Debaryomyces, Zygosaccharomyces, Dekkera, Pichia y Saccharomyces. El objetivo es proporcionar a las industrias sistemas nuevos de identificación rápida de levaduras así como mostrar, con ejemplos concretos, la utilidad de la aplicación de las técnicas moleculares para resolver problemas a nivel industrial. Así, se ha determinado que la comparación de secuencias de la región ribosómica 5,8S-ITS y del gen de la actina resulta el método más óptimo para identificar de forma rápida y precisa las especies del género Debaryomyces, que están implicadas en la alteración de alimentos procesados. Además, el presente trabajo muestra cómo la aplicación de técnicas moleculares es de gran utilidad para determinar las levaduras alterantes a lo largo de la cadena de producción alimentaria. En el presente trabajo, se muestran dos ejemplos de contaminación en la industria, en concreto en la producción de turrón de frutas confitadas y en la elaboración de vino. Mediante las técnicas de RFLPs del mtDNA y RAPD-PCR se identificó la especie Zygosaccharomyces bailii como la levadura responsable de la alteración de dichos turrones, siendo los jarabes usados para macerar las frutas el origen de contaminación en la cadena de producción. Además, la caracterización fisiológica de dichas cepas, permitió evidenciar el potencial alterante de estas levaduras, ya que presentan una elevada resistencia a conservantes alimentarios, adaptación a bajo pH y baja aw. Por otro lado, la utilización de medios selectivos, como el DBDM, así como la técnica de análisis de restricción de la región 5,8S-ITS, permitieron identificar las especies Dekkera bruxellensis y Pichia guilliermondii como las levaduras alterantes más peligrosas en el vino, por su gran capacidad para producir elevados niveles de 4-etilfenol, responsables de olores desagradables en el vino. Mediante las técnicas de RFLPs mtDNA con HinfI y RAPD-PCR se determinó que el origen de contaminación de D. bruxellensis se produce antes del envejecimiento en barrica, y que las levaduras de la especie P. guilliermondii están presentes en las uvas y raspones, por lo que proceden del exterior de la bodega.Finalmente, y dado que la determinación del número de levaduras resulta esencial para los programas de conservación de alimentos, se consideró de gran interés desarrollar una técnica que permitiera la identificación y simultánea cuantificación de levaduras directamente en el alimento. En el presente trabajo, se ha desarrollado un protocolo de PCR a tiempo real específico para S. cerevisiae utilizando SYBR-Green como agente fluorescente. Dicha técnica resultó ser muy sensible, permitiendo la detección de 3-5 UFC/mL en vino. El sistema de PCR a tiempo real desarrollado es también útil para cuantificar de forma precisa el número de células de S. cerevisiae presentes en el vino, permitiendo de esta manera estimar el riesgo de alteración del vino durante su almacenamiento y distribución. Además, el sistema se puede extender a otros alimentos y bebidas donde S. cerevisiae puede causar alteración. / Yeasts have been shown to be involved in the spoilage of an extensive range of foods, causing enormous economic losses. Consequently, a rapid and accurate identification of common spoilage yeasts is essential to detect and prevent food spoilage.In the present study, we assessed the identification of the Debaryomyces species. We found that these species can be identified both quickly and correctly by direct sequence comparison of the ribosomal 5.8S-ITS region and Actin gene. Moreover, the present work have shown two examples of the usefulness of the molecular monitoring of spoilage yeasts to solve contamination problems in the industry, specifically in the production of candied fruit nougats and in winemaking. Using RFLPs of mtDNA and RAPD-PCR for strain characterization, we determine that a strain of Zygosaccharomyces bailii was the responsible of the nougats alteration. Furthermore, physiological characterization showed that this isolate displayed a particular resistance to weak-acid preservatives, extreme osmotolerance, ability to adapt to high glucose concentrations, ability to vigorously ferment glucose and growth at low pH. Therefore, this strain can be considerate as significant spoiler of sugary products. By other hand, we studied those yeasts wich are responsible of spoilage in wine. We conclude that D. bruxellensis and P. guilliermondii are capable to produce high amounts of 4- ethylphenol and, consequently, off flavors in wine. Using RFLPs of mtDNA with HinfI and RAPD-PCR we could determine that D. bruxellensis strains are present in the wine before the aging in the barriques, so the contamination is not originating from the barrique wood. Moreover, the origin of P.guilliermondii is the vineyard, and the insects are vectors for its propagation within the winery. Finally, in order to provide winemakers with a rapid method to detect and prevent wine spoilage caused by Saccharomyces cerevisiae, we have developed a real-time PCR protocol. The method is very sensitive, and it is useful to estimate between 3.8 and 5 CFU/ml of S. cerevisiae directly in sweet and red wines respectively. Real-time PCR designed is useful to accurately quantify S. cerevisiae cells present in wine, and it could be adapted to other kinds of food where S. cerevisiae could cause spoilage.

Mediante la utilización de los Sistemas de Información Geográfica (SIG), la investigación aborda una doble dimensión de los cambios de usos del suelo. En primer lugar se estudia su dinámica en la segunda mitad del S. XX; para posteriormente analizar las modificaciones que los mismos han podido introducir en el balance hídrico del edafosistema.El estudio se ha desarrollado en el entorno de la ciudad de Valencia. Se trata de un espacio de 1.182 km2, limitado por las coordenadas 0º 16'-0º 52' oeste y 39º 21'-39º 49' norte. Denominada como "conjunto del área de estudio, se ha considerado como el marco de referencia (pues recoge cambios importantes en los usos del suelo durante el siglo XX, de los cuales hay constancia cartográfica y fotogramétrica). Asimismo, se han delimitado -dentro de la zona de referencia anterior- dos subcuencas, la de la rambla Poyo y la del barranc de Carraixet- que permiten establecer comparaciones y extraer características diferenciales de la dinámica de usos del suelo y su influjo en el régimen hídrico del conjunto suelos-vegetación/usos del suelo. En el análisis de dicha evolución se ha utilizado información espacial de usos del suelo correspondientes a los años 1945, 1956, 1991 y 1998, así como datos temopluviométricos y reconstrucciones cartográficas de vegetación potencial.Los objetivos del trabajo son: 1. Desarrollo de estructuras de análisis de tipo distribuido dentro del entorno de los SIG. Se pretende con ello (1) elaborar un método de análisis cartográfico que permita la evaluación espacio-temporal de los usos del suelo y (2) la creación de un modelo simple de balance hídrico que tenga en cuenta las diferencias espaciales de los distintos parámetros así como su interrelación vertical.2. Estudio de la evolución de la cubierta superficial. Se analiza la dinámica evolutiva de las cubiertas superficiales. El esquema seguido en su determinación, considerada como cambio de paisaje, es común para las tres áreas propuestas (conjunto del área de estudio, cuenca aforada del barranc de Carraixet y cuenca aforada de la rambla del Poyo). Los objetivos específicos de este primer estudio son:ÿ Establecimiento de un estado de referencia o momento inicial (1945-56).ÿ Análisis de la evolución espacial, de la intensidad y ritmo temporal de transformación de la cubierta superficial desde una perspectiva de cambio del paisaje (1956, 1978, 1991, 1998). ÿ Establecimiento de un modelo explicativo de la dinámica de sustitución y cambio de los usos del suelo.3. Estudio de la influencia de los cambios en la cubierta superficial en el régimen de humedad de los suelos, en la evapotranspiración real mensual y en el excedente hídrico. El análisis se centra en las relaciones entre los componentes atmosféricos (temperatura, precipitación, evapotranspiración), suelos y cubierta superficial ante diferentes situaciones de usos del suelo. Para ello se ha desarrollado un modelo de balance hídrico que tiene en cuenta los contrastes espacio-temporales de las capas de información. El modelo, aplicado a las tres zonas mencionadas, considera:ÿ La distribución temporal de series mensuales de cuarenta años de precipitaciones, temperaturas y evapotranspiración potencial (ETP).ÿ La distribución espacial del potencial de retención de los suelos y la evolución temporal de su contenido en humedad para cada una de las cartografías de usos del suelo (1956, 1978, 1991 y 1998), consideradas como relevantes en el proceso de transformación de la cubierta superficial.ÿ La dinámica de las pérdidas por evapotranspiración real (ETR) y producción de excedentes hídricos para cada una de las situaciones de transformación de la cubierta superficial.Sobre la evolución de los usos del suelo/cubierta superficial las principales conclusiones obtenidas son:1. Las transformaciones del paisaje se insertan en un ciclo cuyo momento de referencia queda establecido en fechas cercanas a la situación de 1956.2. Los fenómenos dominantes han sido la intensificación (expansión de cítricos), conversión de los usos. (crecimiento de las superficies urbanas) y la dinámica repoblaciones-incendios forestales en las zonas de vegetación natural.3. La localización de usos ligada a las condiciones ambientales (bien visible en 1956) va desapareciendo a medida que se avanza hacia 1998. Sin embargo, sigue siendo una limitación a la expansión de los cítricos.4. En las dos subcuencas, topografía, temperatura y accesibilidad al agua han supuesto un límite al proceso de cambios de usos del suelo. Sin embargo, los que han mostrado mayor dinamismo son los mismos que los del conjunto del área de estudio. En el caso de la influencia de la dinámica de cubiertas superficiales en el régimen hídrico, cabe destacar como conclusiones que:1. En conjunto, se reduce considerablemente la capacidad de retención de los suelos entre la situación con vegetación potencial y los escenarios históricos, siendo gradual el descenso a partir de la situación de 1956. El factor determinante en dicha alteración ha sido el incremento de las superficies urbanas junto con la aparición de cubiertas con sistemas radiculares someros. No obstante, el patrón no es homogéneo en toda la zona de estudio. 2. La subcuenca del Carraixet presenta un modelo muy distinto al general. Los patrones muestran situaciones similares de humedad entre los escenarios de vegetación potencial y los momentos de 1956 y 1978. Reduciéndose a partir de 1991, cuando se pierde biomasa.3. La subcuenca del Poyo pone de relieve la importancia de la cubierta superficial en la dinámica de humedad de los suelos, siendo ésta oscilante a lo largo de la serie temporal según la naturaleza de las cubiertas.4. La evapotranspiración real se ve afectada por la capacidad máxima de retención de humedad. Aumentos y reducciones de ésta producen incrementos y disminuciones (respectivamente) de la evapotranspiración real.5. La pérdida de capacidad de retención del edafosistema también significa un incremento de la producción de excedentes hídricos. La subcuenca del Carraixet presenta un modelo gradual en el aumento de su capacidad excedentaria; mientras que la de Poyo es un esquema drástico con considerables diferencias entre el escenario de vegetación potencial y las distintas situaciones de cubiertas superficiales. / Research addresses a twofold dimension of land use and land cover dynamism. First the evolution and dynamics of land use changes in the second half of the 20th century is studied. Second modifications that may have been introduced in the soil/land cover water regime due two land use changes are also analysed. Three are the main objectives: (1) the development of a methodological framework for the analysis and modelling of land use changes, within the Geographical Information Systems (GIS) environment; (2) the establishment of a cycle of land use/land cover evolution (delimitation of the reference scenario, trends of changes and model characteristics), air photography to extract land cover information from 1945, 1956, 1978, 1991 and 1998 has been used, and (3) the study of the impact of land use changes in the water content of soils, actual evapotranspiration and water surplus. The research has been applied to three areas in the surroundings of the City of Valencia: a larger zone, understood as the reference spatial area of 1200 km2, and two small watersheds (used as contrasting zones within the general spatial picture).Results highlight great land use and cover transformations in less than 50 years, mainly produced by the expansion of cash crops (citrus) and urban development. The significance of such changes in the soil/land cover water regime is shown in the reduction of the water holding capacity, the decrease of actual evapotranspiration and the increment of water surplus.

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Los metales pesados aparecen en los suelos agrícolas de forma natural procedentes, mayoritariamente, de la meteorización del material originario. Sin embargo, el sistema agrario puede verse afectado por las actividades antrópicas desarrolladas en las proximidades de estos suelos y por las mismas prácticas agrícolas que incorporan diversos contaminantes al suelo. Debido a la diversidad de fuentes que pueden incrementar el contenido de metales pesados en los suelos agrícolas, se requieren estudios que evalúen el contenido y la distribución de estos elementos, para estimar la calidad ambiental y productiva de estos suelos y evitar su continuo deterioro. Además, a la hora de abordar un estudio para la caracterización de la contaminación del suelo por metales pesados, resulta también necesario establecer estándares de calidad de suelo, es decir, niveles de fondo y valores de referencia, con el fin de discernir entre suelos con contenidos normales y suelos contaminados.El objetivo general de esta Tesis Doctoral consiste en caracterizar el estado actual de los suelos agrícolas con cultivos hortícolas de la provincia de Alicante (Comunidad Valenciana). Para alcanzar este objetivo, se han planteado diferentes objetivos específicos: (1) analizar las propiedades y características edáficas de estos suelos agrícolas; (2) determinar el contenido total y extraíble de nueve metales pesados (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb y Zn) en 54 muestras de suelos seleccionadas aleatoriamente; (3) determinar el contenido de los metales pesados anteriormente mencionados en algunos cultivos hortícolas, especialmente en aquellas parcelas que presentan altos contenidos en suelo; (4) estudiar las relaciones estadísticas (correlaciones, regresiones, análisis factorial y análisis clúster) entre las diferentes variables analizadas; y (5) realizar una propuesta de niveles de fondo y valores de referencia para metales pesados en este tipo de suelos.Los resultados indican que los contenidos totales y extraíbles de metales pesados son similares a los encontrados en la bibliografía consultada, a excepción de algunas parcelas que presentan altos contenidos totales de Cr, Cu y Pb, y una elevada fracción extraíble para el Cd, Cu y Pb. En cuanto a los contenidos de metales pesados en los cultivos hortícolas, la mayoría de las muestras analizadas no superan los contenidos máximos admisibles establecidos por la legislación vigente, a excepción de algunas muestras que presentan altos contenidos de Cd. Estos resultados recomiendan llevar a cabo estudios adicionales para evaluar el riesgo que supone la presencia de estas concentraciones sobre la salud humana y el medio ambiente, especialmente en el caso del Cd. Finalmente, se han propuesto niveles de fondo y valores de referencia para metales pesados que son de utilidad para la aplicación de la Ley 10/1998 y el Real Decreto 9/2005 para la declaración de suelos contaminados bajo un uso hortícola de regadío. El estudio comparativo de las parcelas analizadas con los valores propuestos indica que no existen suelos fuertemente contaminados por actividades humanas contaminantes, mientras que el 37% de las parcelas superan los valores de referencia propuestos, por lo que sería recomendable llevar a cabo investigaciones adicionales. Finalmente, el 63% de las parcelas presentan contenidos de metales pesados por debajo de los valores de referencia establecidos y, por tanto, reflejan una calidad aceptable. / Heavy metals appear naturally in agricultural soils according to both the parent rock and pedogenic processes. However, the agroecosystem can be affected by human activities developed in the proximities of these soils and agricultural practices, which can release contaminants such as heavy metals to the environment. Scientific studies are required to assess the content and distribution of heavy metals in soils due to the diversity of sources that can increase the heavy metal content, particularly in agricultural soils, and avoid their degradation. In addition, it is also necessary to establish soil quality standards to distinguish between soils with normal levels of heavy metals and contaminated soils. The general aim of this Doctoral Thesis is to characterise the present condition of agricultural soils with vegetable crops in the province of Alicante (Valencian Community). To achieve this purpose, different specific objectives have been proposed: (1) to analyse properties and characteristics of these agricultural soils; (2) to determine the total and extractable content of nine heavy metals (Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn) in soil samples; (3) to determine heavy metal content in some vegetable crops, specially in those crops cultivated in soils with high content; (4) to study statistical relations (correlation, regression, factorial analysis and cluster analysis) between different variables; and (5) to establish background and reference values of heavy metals for agricultural soils within the Valencian Mediterranean region.The total and extractable content of heavy metals in agricultural soils are similar to other Mediterranean soils, with the exception of some plots that present high total levels of Cr, Cu and Pb, and a high extractable fraction for the Cd, Cu and Pb. On the other hand, the heavy metal content in vegetable crops do not exceed the permissible maximum level established by the European legislation, with the exception of some samples that show high Cd content. Finally, background and reference values for heavy metals have been proposed. The comparative study indicates the 37% of soils exceed the reference values proposed, whereas the 63% of soils show heavy metal content below the reference value and, therefore, they reflect an acceptable quality.

Los plaguicidas actualmente utilizados en agricultura (CUPs) pueden encontrarse en la atmósfera como consecuencia de su uso intensivo en zonas agrícolas sobre todo durante el periodo de aplicación. Más de 300 sustancias activas están actualmente aprobadas por la UE y pueden ser aplicadas en distintos cultivos según la Directiva 91/414/CEE. La cantidad total de plaguicidas utilizados en la (EU-27) durante el 2008 fue de unas 310.011 toneladas de sustancia activa, con Francia (25.3%), España (12.9%) e Italia (13.3%) como los tres países con mayor consumo. La emisión de los plaguicidas durante la aplicación, la volatilización desde el suelo y las plantas después de su aplicación y la erosión del suelo con partículas cargadas con plaguicidas son los procesos fundamentales por los que los plaguicidas pueden llegar a la atmósfera. Una vez en el aire ambiente los plaguicidas pueden someterse a mecanismos de transporte, degradación y deposición. El objetivo fundamental de esta tesis es desarrollar métodos analíticos para analizar estos CUPs en la fase particulada del aire y proporcionar información sobre concentraciones de estos plaguicidas en dos regiones europeas (Région Centre y Comunidad Valenciana), en Francia y España. Esta tesis se compone de un estudio de revisión y cuatro capítulos experimentales. El estudio de revisión se fundamenta en una revisión bibliográfica sobre métodos de muestreo y análisis, y sobre concentraciones detectadas en la literatura de plaguicidas en el aire ambiente. En el primer capítulo se desarrolló un método analítico para determinar nueve CUPs en PM 2.5. Los CUPs fueron extraídos utilizando PLE y se analizaron por LC-MS/MS. Las condiciones del PLE y de la fuente de ionización ESI se optimizaron utilizando el diseño estadístico de experimentos. En el segundo capítulo, se desarrolló un método analítico para analizar treinta CUPs en PM 2.5. Los CUPs fueron extraídos por MAE y se analizaron mediante LC-MS/MS. Las condiciones del MAE también se optimizaron utilizando un diseño estadístico de experimentos. En el tercer capítulo, una metodología analítica para determinar cuarenta CUPs en PM 10 se desarrolló por CG-MS/MS. Se introdujo en este capítulo una purificación por GPC. Las metodologías analíticas desarrolladas en los capítulos 1, 2 y 3 se aplicaron para el análisis de muestras en la fase particulada del aire en la atmósfera de la Comunidad Valenciana durante los años 2007-2010 para evaluar la presencia de los plaguicidas en el aire ambiente. La Comunidad Valenciana es una región con muchos cultivos de cítricos y con una importante actividad agrícola. El muestreo se realizó en distintas estaciones rurales, urbanas y remotas. El capítulo 4 trata de un estudio sobre presencia de los CUPs en la Región Centre de Francia durante los años 2006-2008. La Región Centre es una de las regiones más grandes de Francia con una intensa producción agrícola, especialmente de cultivos intensivos como el trigo o el maíz. En este capítulo estudios sobre la distribución espacial y temporal de los plaguicidas, así como la influencia de las condiciones meteorológicas como la humedad y la dirección del viento fueron evaluadas y estudiadas para comprender el comportamiento de los plaguicidas en el aire. Como consecuencia de los pocos trabajos publicados en la literatura sobre plaguicidas en el aire ambiente, además de desarrollar nuevas metodologías analíticas y estudiar la presencia de los plaguicidas en la atmósfera para aportar un mejor conocimiento de estos contaminantes en el ámbito científico, los trabajos realizados y los resultados obtenidos pueden ser una aportación útil, junto con posteriores estudios, para futuras reglamentaciones de la UE sobre plaguicidas en aire, pues actualmente existe un vacío legal en este aspecto. / Currently used pesticides (CUPs) appear in the atmosphere as a consequence of its massive use in agricultural areas during application periods. More than 300 active substances are nowadays authorised by the European Union for their application on different crops according to the Directive 91/414 of CEE. The total use of plant protection products in the European Union (EU-27) during 2008 was about 310 011 tons of active ingredients, with France (25.3%), Spain (12.9%) and Italy (13.3%) as the three main consumer countries. The emissions of pesticides during application, volatilization from soil and plants after application and wind erosion of soil particles containing sorbed pesticides are the key processes driving to their presence in ambient air. Once in the air pesticides can suffer different mechanisms such as transportation, degradation and deposition. The research aim of this thesis was to develop different analytical methods for the determination of currently used pesticides in airborne particulate matter and to provide information about the levels of these pesticides in two European regions (France and Spain). This thesis is composed of one review study and four experimental chapters. The scope of the review study is focused on current collection and analytical methods for determination of CUPs in ambient air. Additional considerations about the occurrence of pesticides in ambient air are included. In the first chapter an analytical method was developed in order to determine nine CUPs in PM 2.5. Pesticides were extracted by PLE and analyzed by LC-MS/MS. PLE conditions as well as parameters in the ESI source ionization were optimized using a statistical design of experiments. In the second chapter an analytical method for analysing 30 CUPs in PM 2.5 was developed. Pesticides were extracted by MAE and analyzed by LC-MS/MS. MAE conditions were also optimized using a statistical design of experiments. In the third chapter an analytical methodology in order to analyze 40 CUPs in PM 10 by CG-MS/MS triple Q was developed. A GPC clean-up was introduced in this study. The analytical methods developed in chapters 1, 2 and 3 were applied to analyze real samples in Valencia region (Spain) during 2007-2010 in order to evaluate the presence of pesticides in ambient air. Valencia region has an intensive agricultural production mainly of citrus fruits. Samples were collected in different sampling sites focused on rural, urban and remote stations. Chapter 4 describes a study about the presence of CUPs in Centre region (France). Centre region is one of the country´s largest regions with many agricultural activities focused mainly in arable crops. Some spatial and temporal studies were carried out. The influence of the meteorological conditions, such as humidity and wind direction were also evaluated. Rural and urban stations were sampled from 2006 to 2008 in Centre region. The analytical methods developed and the concentration levels of CUPs provided by this thesis could be very useful in order to establish a monitoring and surveillance network of pesticides in ambient air around different countries of the European Union.

Software authors: Webster P. Dove and Cory Meyers ; Document author: Evangelos E. Milios. / "October 1984." / Includes bibliographical references (p. 63) and index. / Supported by Advanced Research Projects Agency, monitored by ONR. N00014-81-K-0742 NR-049-506. Supported by Sanders Associates, and an Amoco Foundation Fellowship.

El desarrollo metodológico o modelo conceptual (MADAP) que se propone en este estudio, consta de cuatro fases o etapas. Dichas etapas permiten explorar todas las variables necesarias para el análisis de un proceso o actividad industrial, de manera que se involucren los aspectos ambientales en diferentes niveles de detalle. Las cuatro etapas son:· Análisis de procesos, de la cual se obtiene información acerca de los requerimientos y de las etapas necesarias para desarrollar la actividad.· Transferencia de información, esta etapa permite la transferencia de la información generada en el análisis de procesos, y que será utilizada en la evaluación ambiental.· Evaluación ambiental, donde se valoran desde las cargas ambientales identificadas, hasta los daños (reales y potenciales).· Toma de decisiones, las decisiones pueden estar basadas en los resultados obtenidos del análisis de procesos, después de la transferencia de información o a partir de cada uno de los niveles de la evaluación ambiental.En el análisis de proceso, se deben identificar todos y cada uno de los aspectos que posibilitan el funcionamiento de los procesos.Diferentes aspectos deben ser tenidos en cuenta en el análisis de procesos, y auque se describirán detalladamente en apartados posteriores de está memoria, se listan a continuación:· Definición de objetivos y alcance· Definición de las fronteras del sistema · Desarrollo de las etapas previas de diseño (diagramas, tuberías, etcétera)· Determinación de la incidencia ambiental· Nivel de la diferenciación espacial.· Costes directos o costes generados directamente debido a la producción· Costes Indirectos o costes no debidos a la producción, incluye los "Overheads"· Costes ambientales internos y externosLa segunda etapa de la metodología o transferencia de información desde el análisis de procesos se realiza a través de una interfaz (la cual está programada en Visual Basic). Esta transferencia, consiste básicamente en el desarrollo de tres etapas: 1) identificación de las variables que interviene en el proceso, 2) definición de los aspectos que posibilitan la interconexión, y 3) definición de la captura y envío de datos (importación/exportación de datos).La evaluación ambiental o tercera fase permite hacer una valoración de los procesos industriales, al analizar su incidencia ambiental. Esta evaluación, se basa en la descripción de los efectos y/o daños que pueden darse sobre la salud humana, los ecosistemas y los recursos naturales, a través de diferentes medios o compartimentos, tales como al aire, el agua, el suelo y sedimentos. Los efectos identificados, son determinados a través de la cuantificación de la carga ambiental debida a las sustancias nocivas, la concentración en los medios afectados, así como los efectos y daños ambientales en las diferentes áreas de protección.La cuarta fase, propone la utilización de métodos de comparación, que pueden ser aplicados en cada uno de los niveles de la evaluación ambiental y del análisis de procesos, y que van desde la comparación de los balances o inventarios, hasta la aplicación de un análisis coste-beneficio, cuando es posible monetizar los daños ambientales. Cuando la evaluación ambiental se centra en el nivel destino de contaminantes, es posible a través de la diferenciación espacial, comparar las zonas de mayor riesgo ambiental (destino de contaminantes). Así mismo, si la evaluación ambiental determina los efectos ambientales en términos de riesgos o impactos, estos pueden ser comparados, aunque no sea posible monetizarlos (e.g. impactos globales o riesgos en ecosistemas).A través de la última fase, se obtiene con suficiente validez científica, la mejor alternativa para un proceso, teniendo en cuenta su viabilidad técnica, económica y ambiental. / Methodological development or conceptual model proposed in this study is comprised of four phases or steps. Which permit to explore all the variables include in process and industrial activities, in order to involve the environmental aspects in different levels of detail.The phases included in the methodological development are:1. Process analysis, this phase proves information about the needed operations to develop the activity.2. Information transfer, this phase allows to transfer generated information in the process analysis, which will be utilised in the environmental assessment.3. Environmental assessment, where are identified environmental loads and damages (real and potential). 4. Decision-making, in this phase, decisions can be based on the results obtained from process analysis, after the transfer of information or from each one of the levels of the environmental evaluation. Several aspects should be kept in mind in process analysis:  Goal and scope definition  Burdens of the system Prior steps in process analysis (Diagrams, pipes, etc.) Level of the environmental assessment Level of the spatial differentiation Cost analysis (internal and external costs)The second phase of the methodology or transfer of information since the analysis of processes is carried out through an interface (which is programming in Visual Basic). The integration of information is realised in two stages: identification of variables, and capture- transference of data. The first stage allows identifying process streams and some basic information regarded to their role in the process (input/output, energy/material and product/by-product). An efficient procedure to perform this task is the process description, which can be easily made by a flowsheet analysis. Nevertheless, the variables in modelling and environmental assessment must have similar characteristics to create a consistent methodology. In the second stage, the process information is transferred and transformed, in order to be used by the subsequent stepThe environmental evaluation allows making an appraisal of the industrial processes, by means of environmental incidence. The description of the effects is bases on damages that can be given on the human health, the ecosystems and the natural resources, through different media or compartments, such as air, water, soil and sediments. The identifying effects, are you determined through the quantification of the environmental load due to the harmful substances, the concentration in the media affected, as well as the effects and environmental damages in the different areas of protection. The fourth phase proposes the comparison of several methods, that can be applied in each one of the levels of the environmental evaluation and of the analysis of processes, and that go since the comparison of the balances or inventories. This phase defines an environmental profile for industrial activities that includes from a material and energy balance, obtained by a life cycle inventory, a fate and exposure assessment for several routes and compartments or the impacts and risks for human and ecosystems, to a rigorous environmental damage profile. Furthermore, environmental effects in terms of risks or impacts can be compared. Through the last phase, is obtained with sufficient scientific validity, the best alternative for a process, keeping in mind its environmental, economic, and technical viability

Einleitung: Es konnte gezeigt werden, dass die Applikation von Kompressionsbekleidung zu einem erhöhten Blutfluss bei Patienten mit venöser Insuffizienz führt und das Thromboserisiko bei bettlägerigen und postoperativen Patienten reduziert. Davon ausgehend, dass Kompressionsbekleidung auch bei gesunden und trainierten Athlet/innen zu einer verbesserten Hämdynamik führt, wurde eine Vielzahl an Studien durchgeführt, die nach einer Leistungssteigerung durch das Tragen von Kompressionsbekleidung während sportlicher Belastung gesucht haben. Die Ergebnisse der bisher veröffentlichten Studien widersprechen sich jedoch häufig und lassen kein abschließendes Fazit bezüglich ergogener Effekte von Kompressionsbekleidung auf die Leistung während körperlicher Belastung zu. Auch ist unklar, welche physiologischen und/oder biomechanischen Mechanismen bei gesunden und trainierten Athlet/innen zu einer potentiellen Leistungssteigerung führen könnten. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher: 1) Belastungsarten und –intensitäten zu identifizieren, bei denen das Tragen von Kompressionsbekleidung leistungssteigernde Effekte verspricht, 2) die identifizierten Potentiale anhand empirischer Datenerhebung zu evaluieren und 3) die physiologischen und biomechanischen Mechanismen zu untersuchen, die einer möglichen Leistungssteigerung mit Kompressionsbekleidung bei gesunden und trainierten Athlet/innen zugrunde liegen könnten. Methodik: Mittels eines Übersichtsartikels und Berechnung von Effektstärken wurden verschiedene Belastungsarten und -intensitäten identifiziert, bei denen das Tragen von Kompressionsbekleidung leistungssteigernde Effekte verspricht (Studie 1). Auch wurden die möglichen Mechanismen zusammengetragen, die einer Leistungssteigerung zugrunde liegen könnten. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden die Untersuchungsprotokolle für die weiteren Studien entwickelt. In Studie 2 absolvierten hoch-trainierte Eisschnellläufer/innen eine 3000 m Wettkampfsimulation mit und ohne Kompressionsbekleidung in randomisierter Reihenfolge. Physiologische Daten wurden mittels mobiler Spirometrie und Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) erhoben. Des Weiteren wurden Athletinnen aus Mannschaftssport und Leichtathletik einer intermittierenden Sprintbelastung mit dreißig 30 m Sprints und einer Abgangszeit von einer Minute mit und ohne Kompressionsbekleidung in randomisierter Reihenfolge unterzogen (Studie 3). Neben mobiler Spirometrie und NIRS wurden biomechanische Daten mittels kinematischer Bewegungsanalyse und Elektromyographie erhoben. Ergebnisse:Studie 1 zeigte ein leistungssteigerndes Potential mit der Applikation von Kompressionsbekleidung bei hoch-intensiver und weniger bei submaximaler Belastungsintensität. Insbesondere hoch-intensive Ausdauer- (> 3 Minuten), Sprint- und Sprungbelastung als auch die Erholungsfähigkeit von Kraft- und Schnellkraft scheinen durch Kompressionsbekleidung verbessert. Die Ergebnisse zeigen auch, dass bisher nur wenige Daten bei weiblichen Sportlern erhoben wurden. Auch evaluierten nur wenige Studien die Effekte von Kompressionsbekleidung bei Athlet/innen auf höchstem Leistungsniveau. In Studie 2 zeigte die Applikation von Kompressionsbekleidung während der 3000 m Wettkampfsimulation bei hoch-trainierten Eisschnellläufer/innen keinen Effekt auf die Laufleistung. Auch blieben mittels NIRS gemessenes Blutvolumen und Muskeloxygenierung im m. quadrizeps femoris sowie alle weiteren kardio-respiratorischen, metabolischen und subjektiven Parameter unbeeinflusst. Dagegen war die Laufleistung während eines intermittierenden (30 x 30 m) Sprintprotokolls mit Kompressionsbekleidung signifikant verbessert (Studie 3). Auch in dieser Untersuchung blieben alle gemessenen hämodynamischen, kardio-respiratorischen und metabolischen Parameter unbeeinflusst. Die kinematische Bewegungsanalyse zeigte jedoch, dass Kompressionsbekleidung zu veränderter Lauftechnik führt und die Schrittlänge bei gleichbleibender Schrittfrequenz vergrößert. Auch wurde die Sprintbelastung lokal an der Oberschenkelmuskulatur subjektiv weniger anstrengend empfunden. Zusammenfassung und Fazit: Die Applikation von Kompressionsbekleidung zeigte keine generelle leistungssteigernde Wirkung während körperlicher Belastung bei gesunden und trainierten Athlet/innen. Abhängig von Belastungsart und –intensität manifestieren sich ergogene Effekte während hoch-intensiver Lauf- insbesondere intermittierender Sprintbelastungen. Im Zusammenhang mit weiteren Untersuchungen scheinen die ergogenen Effekte jedoch nicht auf veränderter Hämodynamik zu basieren. Der blutflusssteigernde Effekt von Kompressionsbekleidung, der in klinischen Studien bei Patienten mit venöser Insuffizienz gezeigt wurde, lässt sich nicht in gleichem Maße bei gesunden und trainierten Athlet/innen nachweisen. Vielmehr scheinen kinematische und subjektive Parameter, wie eine veränderte Lauftechnik und verringertes Belastungsempfinden, die intermittierende Sprintleistung verbessert zu haben. / Introduction: Compression clothing has been shown to improve blood flow in patients suffering from insufficient venous valves. Assuming that the hemodynamics may be improved with compression clothing in healthy and trained individuals as well, many studies have evaluated the effect of compression clothing during various types of exercise. However, previous research has reported conflicting results and it remains unclear whether compression clothing has any performance enhancing effects. Therefore, the aim of the thesis was to 1) identify types and intensities of exercise that might benefit by the application of compression clothing, 2) provide evidence-based data on possible performance enhancing effects and 3) evaluate and explain the underlying physiological and biomechanical mechanisms associated with the application of compression clothing in healthy and trained individuals. Methods: To identify the potential types and intensities of exercise that might benefit by the application of compression clothing, a literature review and an effect size calculation analysis were performed (Study 1). As well, the potential physiological and biomechanical mechanisms that possibly could lead to an improved exercise performance in healthy and trained individuals were summarized from the literature. In Study 2, elite ice speed skaters performed a 3000 m race simulation with and without compression clothing in a randomized order. Cardio-respiratory, hemodynamic and metabolic data were measured using a portable gas analyzer and a wireless near-infrared spectroscopy device. In Study 3, athletes from team sports and track-and-field performed a repeated sprint protocol consisting of thirty 30 m sprints (one sprint initiated every minute) with and 6 without compression clothing in a randomized order. Additional to the physiological data, video analysis and electromyography were used to evaluate running technique and neuro-muscular effects with the application of compression clothing. Results: Study 1 revealed a possible ergogenic effect of compression clothing during high-intensity rather than submaximal exercise. A practical meaningfulness to apply compression clothing was shown for high-intensity endurance exercise such as timeto-exhaustion and time trial performance (> 3 min), repeated sprinting and jumping as well as recovery of muscular strength and power. Study 1 showed that more research is necessary to understand the effects of compression clothing in females, and welltrained or elite athletes. Additionally, the mechanisms underlying possible ergogenic effects of compression clothing in healthy and trained individuals need to be investigated. Based on the results of Study 1, the exercise protocols for Study 2 and 3 were designed. Study 2 showed, that there were no performance benefits when applying compression clothing during a 3000 m race simulation in elite ice speed skaters. None of the measured cardio-respiratory, hemodynamic, metabolic or subjective parameters were affected. In contrast, the application of compression clothing improved the repeated sprint performance (30 x 30 m) in Study 3. All measured cardio-respiratory, hemodynamic, and metabolic parameters remained unaffected. Kinematic data however revealed that there was an altered running technique with increased step length but unchanged step frequency. Perceived exertion was reduced in upper leg muscles with compression clothing. Conclusion: There is no overall performance boosting effect with the application of compression clothing. Performance seems to be improved during high-intensity 7 exercise, especially repeated sprinting, rather than prolonged and submaximal exercise protocols. Unlike in patients suffering from insufficient venous valves, in healthy and trained individuals the application of compression clothing does not seem to alter hemodynamics or enhance blood flow. Rather, biomechanical and subjective data, such as altered running technique and reduced perceived exertion, seemed to improve repeated sprint performance.