Mosquitofish is a small, voracious, highly fecund freshwater fish species originated from northeaster America, that was introduced worldwide to control mosquito populations. In this thesis we have studied the genetics of the invasion of Mediterranean streams by the mosquitofish (Gambusia holbrooki) to discover some of the aspects that drive their successfully invasive life history. Comparison of introduced populations with the American sources of invasion indicated that there was no loss of genetic diversity due to the invasion process. Local genetic diversity levels and overall population structure were maintained among generations in introduced populations. We observed adaptive response to pollutants in the Flix reservoir, Ebro River, but that human perturbations do not prevent mosquitofish dispersal along rivers. Finally, unregulated human-assisted translocations probably increase the opportunities for colonization of new environments, and therefore need to be controlled. / La gambúsia és un peix molt voraç i fecund originari de les masses d’aigua dolça del nord-est d’Amèrica, que va a ser introduïda en tot el món pel control biològic de les poblacions de mosquit. En aquesta tesis se analitzen els processos genètics relacionats amb l’èxit invasor de la gambúsia (Gambusia holbrooki) en les conques mediterrànies. Les poblacions de gambusia introduïdes catalanes mantenen els nivells de diversitat genètica presents a les poblacions Americànes que van ser les fonts dels invasors de Europa. En aquestas poblacions introduïdes, els nivells locals i patrons hidrogràfics de diversitat genètica es mantenen entre generacions. Hi a una resposta selectiva als contaminants en les poblacions de gamusia a l’embassament de Flix, riu Ebro, però aquestes pertorbacions humanes no limiten la dispersió de la gambúsia. Finalment, les translocacions d’exemplars per l’home augmenten les oportunitats de colonitzar nous ambients i per això han de ser controlats.

Aquest treball explora i aprofundeix en com s’integren les activitats que ofereixen els equipaments d’educació ambiental –entitats de l’àmbit educatiu no formal que es troben en espais naturals protegits–, en les escoles de l’educació primària. Per fer-ho, s’empra la metodologia de recerca qualitativa, d’estudi de cas, des d’un paradigma interpretatiu. Els instruments per a la recollida de dades són fonamentalment entrevistes semiestructurades individuals –adreçades als educadors dels equipaments i als mestres– i en petits grups –adreçades als escolars de sisè curs–. Els resultats indiquen l’existència de projectes de llarga durada en els quals les sortides es treballen i estan ben integrades, i que disposen d’elements favorables a l’educació ambiental, com ara la metodologia de treball per projectes o altres afins. Les escoles, a més de recolzar-se en les propostes dels equipaments, impliquen altres agents i destaca la contribució d’aquestes sortides al compromís ambiental i a la cohesió social. / This piece of work explores and examines how the activities provided by environmental education centres -non-formal education organizations that operate in protected natural areas- are integrated in primary education schools. A qualitative case study methodological approach has been used, and all the process has been understood from an interpretive paradigm. The instruments for data collection have been basically single semi-structured interviews aimed at educators of environmental education centres and school teachers, and focus groups aimed at school children in their sixth year. Results indicate the existence of long-term projects in which the outdoor activities in nature are well integrated. These projects have favourable environmental education elements, such as the project work pedagogy or others related. Schools, besides relying on the proposals of environmental education centres, also involve other stakeholders. Results also highlight the contribution of these field trips to children emotional relationship with nature and social cohesion in multicultural contexts.

The irrigated world area has been increased dramatically from the mid of 20th century. Freshwater use and its consumption have emerged as areas of high environmental concern. Although agricultural lands represent only 12% of the world’s land area, roughly 70% of water withdrawn from aquifers, streams and lakes are for irrigated agriculture. Climate change is a truly global problem around the world and the contribution from the agricultural sector is significantly high. Consequently, the environmental impacts from the use of water by agricultural activities and their relative contribution to Greenhouse Gas emissions should be properly addressed. The present thesis aims mainly to assess the environmental performance of different agricultural systems through the application of Life Cycle Assessment and other complementary methods. Two main environmental impacts were considered: Global Warming and Water Footprint. The objective is to provide farmers with methodological and practical decision- making tools to help them to practice in sustainable agriculture. / La superficie mundial de regadío ha aumentado drásticamente desde la segunda mitad del siglo XX. El uso de agua dulce y su consumo se han convertido en áreas de interés ambiental. Aunque las tierras agrícolas representan sólo el 12% de la superficie terrestre del mundo, aproximadamente el 70% del agua extraída de los acuíferos, ríos y lagos se utiliza para la agricultura de regadío. El cambio climático es un conocido problema global en todo el mundo y la contribución del sector agrícola es significativamente alta. Consiguientemente, los impactos ambientales procedentes del uso del agua debido a las actividades agrícolas y su relativa contribución en la emisión de Gases de Efecto Invernadero deben ser tratados adecuadamente. La presente tesis tiene como objetivo principal evaluar el perfil ambiental de los diferentes sistemas agrícolas a través de la aplicación del Análisis de Ciclo de Vida y otras herramientas complementarias. Principalmente, se consideraron dos impactos ambientales: el Calentamiento Global y la Huella Hídrica. El objetivo es proporcionar a los agricultores herramientas metodológicas y prácticas para la toma de decisiones y poder así practicar una agricultura sostenible.

En cuanto a la mejora de los Procesos de Oxidación Avanzada para el tratamiento de aguas residuales, se han diseñado y estudiado nuevos procesos catalíticos Fenton y ozonización catalítica para la eliminación de contaminantes orgánicos del agua. El proceso Fenton se ha realizado mediante peróxido de hidrógeno generado in situ, el cual se ha producido a partir de ácido fórmico y oxígeno sobre un catalizador de paladio soportado en alúmina. A continuación, se ha heterogeneizado totalmente el sistema utilizando un catalizador bimetálico Pd-Fe y se ha aplicado con éxito en la degradación de diferentes categorías de contaminantes orgánicos. La combinación de este proceso de oxidación con hidrodecloración ha obtenido una alta eficiencia en la degradación de clorofenoles. En cuanto al uso de diferentes sustitutos de H2, se ha observado una mayor eficiencia de la hidroxilamina en el proceso Fenton con generación in situ de peróxido de hidrógeno para efluentes neutros. Con respecto al desarrollo de nuevos materiales para ozonización catalítica, se ha estudiado la degradación de compuestos farmacéuticos mediante catalizadores de cobre-dawsonita. El cobre incorporado en la estructura de dawsonita presenta una mayor actividad en la ozonización catalítica con respecto a la muestra calcinada, cobre en solución y óxido de cobre soportado en alúmina. / Regarding to the improvement of Advanced Oxidation Processes for wastewater treatment, new catalytic Fenton process and catalytic ozonation were designed and studied in the removal of organic pollutants from water. Fenton process was performed using in situ generated hydrogen peroxide, which was produced from formic acid and oxygen over alumina-supported palladium catalyst. Then, the system was fully heterogenized by using bimetallic Pd-Fe catalyst and applied successfully for different categories of organic pollutants. The combination of the above oxidation process with hydrodechlorination led to high efficiency in the degradation of chlorophenols. The performance of different hydrogen substitutes in the Fenton process using in situ generated hydrogen peroxide showed higher efficiency of hydroxylamine for neutral solutions. Concerning the development of new catalytic materials for catalytic ozonation, the degradation of pharmaceutical compounds was performed using dawsonite-derived copper catalysts. The copper incorporated into the structure of dawsonite indicated higher activity in catalytic ozonation with respect to the calcined sample, soluble copper and aluminasupported copper oxide.

Environmental pollution by polychlorinated chlorinated organic wastes is of great concern. Catalytic hydrodechlorination is considered clean and efficient methodology for safe disposal of chlorinated organic wastes. This work aims at studying the catalytic hydrodechlorination reaction for the removal of environmentally polluting chlorinated organic wastes: 1,2,4-trichlorobenzene (1,2,4-TCB) and Trichloroethylene (TCE). The research has focused on evaluation of the activity, selectivity and stability of newly synthesized Pd based catalysts for hydrodechlorination of 1,2,4-trichlorobenzene and trichloroethylene. The first part, related to the HDC of 1,2,4-TCB, is to obtain active and stable catalyst for the hydrodechlorination of C-Cl bond of aromatic compounds to non chlorinated organic aromatic compound (benzene). While the second part aims at obtaining catalysts that allow high selectivity to ethylene formation during the HDC Trichloroethylene. Pd based hydrotalcite derived mixed oxides with different surface property were explored as catalysts for hydrodechlorination reaction. In addition, bimetallic and monometallic heterogeneous catalytic systems were investigated for selective hydrodechlorination reaction. Detailed characterization of the active centers of the newly synthesized catalysts by different techniques was achieved. This work presents original ideas, which could find a practical application, for the treatment of organo-halogenated pollutants. / La contaminación ambiental mediante compuestos policlorados aromáticos y alifáticos es de gran preocupación. La reacción de hidrodecloración catalítica selectiva (HDC) se presenta como una nueva tecnología eficaz para una eliminación segura de estos tipos de compuestos orgánicos clorados. Es por ello, que este trabajo de investigación se ha enfocado en el estudio de nuevos catalizadores activos, selectivos y estables en diferentes reacciones de hidrodecloración de dos familias de compuestos orgánicos clorados: 1,2,4-triclorobenceno (1,2,4-TCB-compuestos aromáticos clorados) y el tricloroetileno (representativo de un compuesto clorado alifático). La primera parte de la tesis relacionadas con el HDC de 1,2,4-TCB, tiene como objetivo la obtención de catalizadores activos y estables para la hidrogenación del enlace C-Cl en compuestos aromáticos y la obtención final del compuesto aromático orgánico declorado. Mientras que la segunda parte tiene por objeto la obtención de catalizadores que permitan una gran selectividad a etileno y no hacia etano (hidrogenación profunda del tricloroetileno) durante la HDC de tricloroetileno. Por otra parte se ha realizado un estudio profundo en la síntesis de estos nuevos catalizadores, así como en la caracterización de los centros activos de dichos catalizadores, para su correlación con la actividad, selectividad y estabilidad de dichos catalizadores. Presenta ideas originales, lo que podría encontrar una aplicación práctica, para el tratamiento de compuestos órgano-halogenados contaminantes.

A high-resolution (~1.2km) 3D circulation model nested in one-way to a coarse-resolution (~4km) 3D regional model was used to examine the interaction between the Northern Current and the Blanes submarine canyon (~41°00’-41°46’N; ~02°24’-03°24’E); paying particular attention to upwelling/downwelling events and cross-shelf break water exchange. A Lagrangian particle-tracking algorithm coupled to the high-resolution 3D circulation model was also used to examine the role of the Northern Current (NC) and its seasonal variability on the dispersion of passive particles and residence time within Blanes Canyon (BC). Although it refers to a climatological simulation (i.e. no interannual variability), at this resolution, the Rossby radius of deformation for the Mediterranean Sea (5-12 km) is resolved. Therefore the numerical modeling system properly suites our purpose, since it adequately reproduces the NC mesoscale variability and its seasonality. Satisfactory validation of model results with remote sensing and in-situ observations supports the present findings. The simulated NC tends to be fast and deep in winter, and slow and shallow in summer. NC meanders and eddies are recurrent in the BC area and produce highly fluctuating three-dimensional circulation patterns within the canyon. NC meanders and anticyclonic eddies propagating along the current pathway tend to be deep and, consequently, their effects extend down to the deeper part of BC. The meandering of the NC plays a key role in enhancing vertical motions within the canyon. NC meanders produce an oscillation of the vertical flow characterized by net upwelling when the meander is located over the upstream side of the canyon followed by net downwelling as the meander moves downstream. Associated with NC meanders passing over BC, upwelling and downwelling events occur on timescales of 4 to 20 days and they are more frequent in winter. These findings provide further evidence that continuous downwelling favourable (right-bounded) flows can produce net upwelling inside submarine canyons. Concerning cross-shelf break water exchange, one significant finding from this study is that the amount of water moved across the shelf break at the upstream upper canyon wall is approximately two times larger than the amount of water moved downstream. This preferential zone for cross-shelf break exchange is related to the asymmetry of the shelf break geometry that is characterized by a sharp curvature upstream. Results also show that cross-shelf break water exchange is higher (~30%) in winter than in summer. On the other hand, particle-tracking experiments show that passive particles released from the mid-shelf to the upper-slope drift along the shelf edge with a net downward movement within the upper canyon. They also show that particle dispersion is higher in winterthan in summer and that particles travelling below the canyon rim (i.e. below 100 m depth) have longer residence times within the canyon. / Un modelo de circulación 3D con resolución de ~1.2km anidado en una vía a un modelo regional 3D con resolución de ~4km, fue empleado para estudiar la interacción entre la Corriente del Norte y el cañón submarino Blanes (~41°00’-41°46’N; ~02°24’-03°24’E). Se hace especial énfasis en los eventos de elevación y hundimiento de agua, así como en el intercambio de agua a través del borde de la plataforma continental. También se uso un algoritmo Lagrangiano alimentado con los campos de velocidad del modelo de alta resolución para estudiar el papel de la Corriente del Norte (NC, por sus siglas en inglés) y su estacionalidad en la dispersión de partículas pasivas y tiempos de residencia dentro del Cañón Blanes (BC, por sus siglas en inglés). Aunque se trata de una simulación climatológica (i.e. sin variabilidad interanual), el radio de deformación de Rossby para el Mar Mediterráneo (5-12km) es resuelto. Por lo tanto, el sistema de modelado es de una resolución apropiada para nuestros objetivos ya que reproduce adecuadamente la NC y su estacionalidad. Los resultados comparan satisfactoriamente con información de imágenes de satélite y observaciones in-situ. Los resultados indican que la NC tiende a ser rápida y profunda en invierno, y lenta y somera en verano. El paso de meandros en la NC y remolinos es un rasgo frecuente en el cañón Blanes. En particular, meandros y remolinos anticiclónicos que se propagan siguiendo la trayectoria de la NC tienden a ser profundos y, consecuentemente, sus efectos se extienden hacia la parte profunda del cañón. Nuestros resultados también indican que los meandros en la NC juegan un papel importante en el aumento del movimiento vertical dentro del cañón. Estos meandros producen una oscilación del flujo vertical caracterizado por una elevación neta de agua conforme el meandro pasa sobre el lado Este del cañón seguido por un hundimiento neto conforme el meandro se mueve hacia el lado Oeste. Eventos de elevación y hundimiento de agua en escalas temporales de 4 a 20 días están asociados al paso de meandros, siendo estos eventos más frecuentes en invierno. Estos resultados aportan más evidencia de que flujos continuos con la costa a la derecha (i.e. favorables para el hundimiento de agua) pueden producir elevación neta de agua dentro de cañones submarinos. Con relación al intercambio de agua a través del borde de la plataforma continental, un resultado importante del presente estudio es que la cantidad de agua que pasa a través del borde de la pared Este del cañón es aproximadamente el doble de la cantidad de agua que pasa a través del borde de la pared Oeste. Esta zona preferencial para el intercambio de agua está relacionada con la curvatura del borde de la plataforma continental, la cual es más pronunciada sobre la pared Este del cañón. Los resultados también indican que el intercambio de agua es mayor (~30%) en invierno que en verano. Por otro lado, partículas pasivas liberadas sobre la plataforma y la pendiente continental derivan a lo largo del borde de la plataforma con un movimiento neto hacia abajo dentro del cañón. Los resultados también muestran que la dispersión de partículas es mayor en invierno que en verano. Finalmente, los resultados indican que el tiempo de residencia tiende a incrementarse con la profundidad, así las partículas que se mueven por debajo de la profundidad del anillo del cañón (i.e. por debajo de 100 m de profundidad) presentan un tiempo de residencia mayor dentro del cañón

Aquesta Tesi Doctoral se centra en el desenvolupament de mètodes analítics per a determinar tres grups de contaminants d’interès emergent que inclouen les drogues d’abús, els hipnòtics sedants i els edulcorants en aigües ambientals i en llots de depuradora. Per al desenvolupament d’aquests mètodes s’han emprat diferents tècniques d’extracció com ara l’extracció en fase sòlida (SPE) per al tractament de mostres aquoses i l’extracció amb líquids pressuritzats (PLE) per al tractament de mostres sòlides. La determinació s’ha dut a terme mitjançant cromatografia líquida acoblada a espectrometria de masses en tàndem (LC-MS/MS) amb un analitzador de masses triple quadrupol (QqQ). Els diferents estudis inclosos en la present Tesi demostren les elevades capacitats que ofereixen tant les tècniques d’extracció com las técniques de determinació. El resultat final de la combinació d’aquestes tècniques són mètodes analítics altament sensibles, fet que és un requeriment per a la determinació dels contaminats d’interès emergent que normalment es troben a baixos nivells de concentració (ng/L o ng/g) en les mostres ambientals. Els mètodes desenvolupats en la present Tesis Doctoral s’han aplicat per tal de determinar dogues d’abús, hipnòtics sedants i edulcorants en rius, aigües residuals i fangs de cinc estacions de depuració d’aigües residuals (EDARs) ubicades a Catalunya. A més a més, la presència d’aquests contaminats juntament amb productes d’ús personal van ser monitorizats durant un any en aquestes EDARs, on es van estimar altres aspectes ambientals com ara l’eliminació dels contaminats després del tractament aplicat a cada EDAR, el risc ambiental i la prevalença del consum de drogues d’abús a l’àrea geogràfica on es va realitzar l’estudi. / Esta Tesis Doctoral se centra en el desarrollo de métodos analíticos para determinar tres grupos de contaminantes de interés emergente que incluyen drogas de abuso, hipnótico sedantes y edulcorantes en aguas ambientales y lodos de depuradora. Para el desarrollo de estos métodos se han utilizado diferentes técnicas de extracción como extracción en fase sólida (SPE) para el tratamiento de muestras líquidas y extracción con líquidos presurizados (PLE) para el tratamiento de muestras sólidas. La determinación se ha realizado por cromatografía de líquidos acoplada a espectrometría de masas en tandem (LC-MS/MS) con un analizador de masas de triple cuadrupolo (QqQ). Los diferentes estudios que engloba esta Tesis demuestran las elevadas capacidades que ofrecen tanto las técnicas de extracción como las de determinación usadas. El resultado final de la combinación de estas técnicas son métodos analíticos altamente sensibles, lo cual es un requerimiento para la determinación de los contaminantes de interés emergente que usualmente son encontrados a bajos niveles de concentración (ng/L o ng/g) en muestras ambientales. Los métodos desarrollados en esta Tesis Doctoral han sido aplicados para determinar los contaminantes en aguas de ríos, aguas residuales y fangos de cinco estaciones de depuración de agua residual (EDARs) ubicadas en Cataluña. Además la presencia de estos contaminantes incluyendo productos del cuidado personal fueron monitorizados durante 1 año en estas EDARs, donde se estimaron otros aspectos ambientales como la eliminación de los contaminantes después del tratamiento aplicado en cada EDAR, el riesgo ambiental y la prevalencia del consumo de las drogas de abuso en el área geográfica donde se realizó el estudio. / This Doctoral Thesis focuses on the development of analytical methods to determine three groups of emerging contaminants which include drugs of abuse, sedative hypnotic and sweeteners in environmental waters and sewage sludge. To develop these methods different extraction techniques have been used such as solid phase extraction (SPE) for water samples and pressurized liquid extraction (PLE) for sludge samples. The determination was performed by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) using a triple quadrupole (QqQ) as analyzer. The studies encompassed in this Thesis demonstrate the high capabilities offered by the extraction techniques and the determination techniques used. The final result of the combination of these techniques are highly sensitive analytical methods, which is a requirement for the determination of emerging contaminants that are usually found at low concentration levels (ng/L or ng/g) in environmental samples. The methods developed in this Thesis are applied to determine drugs of abuse, sedative hypnotic and sweeteners in rivers, wastewater and sludge of five sewage treatment plants (STPs) located in Catalonia. Moreover, the presence of these contaminants including personal care products were monitored for 1 year in these WWTPs, where other environmental aspects such as removing pollutants after the applied treatment in each WWTP, environmental risk and prevalence of drugs of abuse in the geographic area where the study was conducted.

Aquesta Tesi doctoral se centra en el desenvolupament de mètodes analítics alternatius, més respectuosos amb el medi ambient, per la determinació de fragàncies sintètiques en mostres mediambientals tals com aigües residuals, llots de depuradora i organismes marins. Les fragàncies sintètiques incloses en aquesta Tesi formen part de les famílies de mescs policíclics, nítrics i macrocíclis. En aquesta Tesi, tècniques de microextracció convencionals com ara la microextracció en fase sòlida (SPME), la microextracció mitjançant barres magnètiques (SBSE) i l’extracció en fase sòlida (SPE) on-line així com tècniques de microextracció més recents com la microextracció mitjançant gota penjant (SDME), la microextracció amb sorbents empaquetats (MEPS) i la microextracció amb agulles empaquetades (NME) s’han fet servir per a la preconcentració de les fragàncies subjectes a estudi. Sempre en combinació amb la cromatografia de gasos acoblada a l’espectrometria de masses (GC-MS) o a la espectrometria de masses en tàndem (MS/MS) com a tècniques de separació i detecció, respectivament. L’aplicació d’aquestes tècniques ha resultat ser una eina de gran utilitat pel desenvolupament de metodologies amigables amb el medi ambient degut a la disminució del consum de solvents orgànics i del volum de mostra. A més a més, el risc de contaminació de la mostra es veu minimitzat per la possibilitat d’automatització de tot el procés d’extracció. Per altre banda, l’extracció mitjançant fluits pressuritzats (PLE) i una tècnica d’extracció de recent ús en el món de l’anàlisi mediambiental, quick, easy, cheap, effective, rugged and safe (QuEChERS), han estat estudiats per l’anàlisi de llots de depuradora i organismes marins. L’avaluació de la biodegradació dels mescs policíclics més representatius mitjançant l’enzim laccase així com la posterior identificació dels productes de degradació també ha estat inclosa en aquesta Tesi. / Esta Tesis doctoral se centra en el desarrollo de métodos analíticos alternativos, más respetuosos con el medio ambiente, para la determinación de fragancias sintéticas en muestras medioambientales tales como aguas residuales, lodos de depuradora y organismos marinos. Las fragancias sintéticas incluidas en esta Tesis pertenecen a las familias de almizcles policíclicos, nítricos y macrocíclicos. En esta Tesis, técnicas de microextracción convencionales como la microextracción en fase sólida (SPME), la extracción mediante barra magnética (SBSE) y la extracción en fase sólida (SPE) on-line así como técnicas de microextracción de reciente uso como la microextracción mediante gota colgante (SDME), la microextracción con sorbentes empaquetados (MEPS) y la microextracción mediante agujas empaquetadas (NME) se han usado para la preconcentración de las fragancias sujetas a estudio. Siempre en combinación con la cromatografía de gases acoplada a la espectrometría de masas (GC-MS) o a la espectrometría de masas en tándem (GC-MS/MS) como técnicas de separación y detección, respectivamente. La aplicación de estas técnicas ha resultado ser una herramienta de gran utilidad para el desarrollo de metodologías amigables con el medioambiente debido a la reducción en el consumo de disolventes orgánicos y el volumen de muestra. Además, el riesgo de contaminación de la muestra se minimiza mediante la posibilidad de automatización de todo el proceso de extracción. De igual modo, la extracción mediante fluidos presurizados (PLE) y una técnica de extracción de reciente uso en el mundo del análisis medioambiental, quick, easy, cheap, effective, rugged and safe (QuEChERS), fueron estudiados para el análisis de lodos de depuradora y organismos marinos. La evaluación de la biodegradación de los almizcles policíclicos más representativos mediante la enzima laccase así como la posterior identificación de los productos de degradación también fue incluida en esta Tesis. / This doctoral Thesis focuses on the development of environmentally friendly analytical methods to determine synthetic musk fragrances in environmental samples such as wastewater, sewage sludge and marine organisms. The fragrances included in this Thesis belong to polycyclic musk, nitro musk and macrocyclic musk families. In this Thesis, conventional microextraction techniques such as solid-phase microextraction (SPME), stir bar extraction (SBSE) and on-line solid-phase extraction (SPE) as well as novel microextraction techniques as single-drop microextraction (SDME), microextraction by packed sorbents (MEPS) and needle trap microextraction (NMME) were used for the preconcentration of the fragrances studied. Always in combination with gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) or tandem mass spectrometry detection (GC-MS/MS) as separation and detection techniques, respectively. The applicability of these techniques was shown to be a powerful tool for the development of environmentally friendly methodologies due to the reduction of solvent consumption and sample volume. Furthermore, the risk of sample contamination is minimized since the whole procedure could be automatized. In addition, pressurized liquid extraction (PLE) and an emerging extraction technique in the field of environmental analysis, as quick, easy, cheap, effective, rugged and safe (QuEChERS), were explored for the analysis of sewage sludge and marine organisms. The evaluation of the biodegradation of the most representative polycyclic musk via a laccase mediator system and the subsequent identification of the degradation products generated was also included in this Thesis.

According to climate projections for the end of the twenty-first century, regional responses to global warming include a strong and widespread drying over the northern Mediterranean, particularly intense in summer. Many authors have reported observed negative precipitation trends in the last decades and have considered them evidences that the projected drying is already detectable. Because of the strong decadal variability of precipitation series, however, it is not straightforward to discern whether observed trends are attributable to an external signal or whether they are consistent with internal variability alone. In order to assess if precipitation series in the northern Mediterranean region are compatible with the presence of a persistent signal, we examine the sensitivity of trend estimations to the choice of time interval: since internal variability is expected to be random, the magnitude of natural precipitation changes varies greatly when estimated for intervals with different arbitrary initial and final years. Instead, series under the influence of a persistent signal exhibit trends of similar magnitude in a wide range of consecutive intervals. In this regard, our results indicate that only in winter and from mid-twentieth century onwards the evolution of precipitation series is consistent with what one would expect if a persistent signal was superimposed to internal variability. Trends for other seasons and periods, instead, are sensitive to the choice of time interval. In addition, we find that the recent observed winter drying trends are largely explainable by an upward trend in the North Atlantic Oscillation (NAO) observed in the last decades of the twentieth century. The role played by climate change and internal variability in the observed winter northern Mediterranean drying is examined using historical (forced) and pre-industrial (unforced) CMIP5 climate simulations. For area-averaged precipitation we find that neither historical nor pre-industrial simulations contain trends as strong as the observed ones. We consider two explanations for this result: (1) observed trends have a forced origin but the forcing (or the response to the forcing) is underestimated in historical simulations, and (2) observed trends are mainly natural but climate models underestimate the range of internal variability of northern Mediterranean precipitation. Consistent with the fact that the NAO plays the main role in the evolution of northern Mediterranean precipitation, observed NAO trends are also stronger than those present in historical and pre-industrial simulations. Considering trends at grid-point scale, instead, observed precipitation trends are within the spread of unforced simulated trends and, therefore, no drying signal is detectable.

La reconstrucció de les xarxes tròfiques del passat és essencial per avaluar el paper que va exercir Homo en els paleoecosistemas del Plistocè europeu. En aquest treball s'aplica un model matemàtic basat en la Matriu de Leslie, que proporciona estimacions dels recursos carnis disponibles per als consumidors secundaris en una paleocomunidad, entre els quals es trobaran els hominins. Amb els recursos disponibles s'estimen les poblacions de consumidors secundaris sostenibles en el paleoecosistema, reconstruint la comunitat de macromamífers del paleoecosistema. El model s'ha aplicat a jaciments del Plistocè Inferior tardà i del Plistocè Mitjà, a nivell local a la Serra d'Atapuerca i en jaciments Europeus a nivell continental. Els resultats obtinguts fan pensar que l'humà del Plistocè Inferior tardà i inicis del Plistocè Mitjà era depenent de la composició i estructura de la paleocomunidad per estar present en elles. / La reconstrucción de las redes tróficas del pasado es esencial para evaluar el papel que desempeñó Homo en los paleoecosistemas del Pleistoceno europeo. En este trabajo se aplica un modelo matemático basado en la Matriz de Leslie, que proporciona estimaciones de los recursos cárnicos disponibles para los consumidores secundarios en una paleocomunidad, entre los que se encontrarán los homininos. Con los recursos disponibles se estiman las poblaciones de consumidores secundarios sostenibles en el paleoecosistema, reconstruyendo la comunidad de macromamíferos del paleoecosistema. El modelo se ha aplicado a yacimientos del Pleistoceno Inferior tardío y del Pleistoceno Medio, a nivel local en la Sierra de Atapuerca y en yacimientos Europeos a nivel continental. Los resultados obtenidos llevan a pensar que el humano del Pleistoceno Inferior tardío e inicios del Pleistoceno Medio era dependiente de la composición y estructura de la paleocomunidad para estar presente en ellas. / Reconstruction of past food webs is essential to assess the role of Homo in the European Pleistocene paleoecosystems. In this work a mathematical model based on Leslie Matrix is applied. This model provides estimations of available meat resources for secondary consumers in the paleocommunity, hominins among them. The sustainable secondary consumer populations are estimated with the available resources in the paleoecosystems, reconstructing the macromammalian community. The model was applied in late Early and Middle Pleistocene sites, at a local scale at the Sierra de Atapuerca and at a continental scale in European sites. Results obtained suggest that during the late Early and early Middle Pleistocene human presence was dependent on the composition and structure of the paleocommunities.