[en] Persistent organic pollutants (POPs) constitute an heterogeneous group of chemical substances of great environmental relevance. Its persistence, bioaccumulation, long-range transport potential and negative effects on health and the environment have led to its study and international regulation. As a consequence, there has been a decrease in the primary sources of some of these substances, especially the "legacy" POPs. However, the consequent decrease in its concentrations in the atmospheric compartment favors the re-emission of POPs from soils, ice, snow and water. The Arctic and the Antarctic are remote regions, however they are contaminated by POPs. In the polar regions, persistence is increased due to low temperatures. Atmospheric deposition is also enhanced at low temperatures thanks to the scavenging of chemical compounds present in the atmosphere by the snow deposition and the low air-water and air-soil partition coefficients (a process known as "cold trapping"). In addition, biogeochemical controls such as change in vegetation cover, degradation or biological pump, influence the capture of POPs. All these processes promote the accumulation of POPs in soils, seawater and ice / snow in the polar regions, converting these matrices into reservoirs of "legacy" and emerging POPs in the polar ecosystem. However, the decrease in atmospheric concentrations, together with the increase in temperatures induced by climate change, can reverse the role of these compartments that previously acted as sinks. Furthermore, the glaciers retreat acts as a POPs source from an environmental compartment that is reducing its size on a global scale. This process, known as remobilization, has received increasing attention in the scientific community, as it has an impact on the environmental fate of POPs. Although previous observations confirm the occurrence of this process under certain circumstances, cascading changes in the different environmental compartments and their effects on other processes, on local biota and on human health, remain poorly understood. In this thesis, the processes of remobilization from an Arctic and Antarctic coastal zones were studied, for compounds with a wide range of physical-chemical properties. In the Arctic sampling area (Tromsø, Norway), the soil / snow-air exchange of PCBs, PAHs and OCPs was evaluated over a sampling period of 14 months. In general, atmospheric concentrations and soil / snow diffusive exchange followed a seasonality closely related to air temperature, and volatilization was observed during the warmer months. On the coast of Livingston Island (Antarctica), the remobilization of PFASs, PAHs, OCPs and PCBs was evaluated from sampling carried out during a 3-month campaign, which included, for the first time, the simultaneous sampling of plankton, sea water, snow (including snowmelt and snow depositon), air and the determination of various fugacities, diffusive exchange fluxes and mass balances, among other analysis. Snow deposition and seasonal melting were established as key factors for all the compounds studied in POPs cycling in coastal polar ecosystems. The melting of ice and snow, linked to changes in temperature, influenced POPs concentrations in coastal waters, and as a result induced the remission of the most volatile POPs into the atmosphere. The resulting concentrations of plankton in the Antarctic coastal environment were determined for all target families, as it is a key element in the biological pump and the first step in the bioaccumulation and transfer in marine food webs.

[es] Los contaminantes orgánicos persistentes (POPs) constituyen un grupo heterogéneo de sustancias químicas de gran relevancia ambiental. Su persistencia, bioacumulación, potencial de transporte de largo alcance y efectos negativos en salud y medio ambiente, han conducido a su estudio y regulación internacional. Como consecuencia, se ha producido una disminución de las fuentes primarias de algunas de estas sustancias, especialmente los "legacy" POPs. Sin embargo, la consiguiente disminución de sus concentraciones en el compartimento atmosférico favorece la reemisión de POPs procedentes de suelos, hielo, nieve y agua. El Ártico y la Antártida son regiones remotas, sin embargo están contaminadas por POPs. En las regiones polares, la persistencia se ve incrementada debido a las bajas temperaturas. La deposición atmosférica también es favorecida a bajas temperaturas gracias a la recogida de compuestos químicos presentes en la atmósfera por la deposición de nieve, y los bajos coeficientes de partición aire-agua y aire-suelo (proceso conocido como "cold trapping"). Además, controles biogeoquímicos como el cambio en la cubierta vegetal, la degradación o la bomba biológica, influyen en la captura de POPs. Todos estos procesos promueven la acumulación de POPs en suelos, agua de mar y hielo/nieve en las regiones polares, convirtiendo estas matrices en reservorios de POPs "legacy" y emergentes en el ecosistema polar. Sin embargo, la disminución en las concentraciones atmosféricas, junto con el aumento de las temperaturas inducido por el cambio climático puede revertir el papel de estos compartimentos que previamente actuaron como sumideros. Además, el retroceso de glaciares actúa como una fuente de un compartimento ambiental que está reduciendo su tamaño a escala global. Este proceso, conocido como removilización, ha recibido atención creciente en la comunidad científica, ya que tiene un impacto en el destino ambiental de los POPs. Aunque observaciones previas confirman la ocurrencia de este proceso bajo ciertas circunstancias, los cambios en cascada en los diferentes compartimentos ambientales y sus efectos en otros procesos, en la biota local y en la salud humana, siguen siendo poco conocidos. En la presente tesis, se estudiaron los procesos de removilización de una zona costera ártica y una antártica, para compuestos con una amplia gama de propiedades físico-químicas. En el área de muestreo ártica (Tromsø, Noruega), se evaluó el intercambio suelo/nieve-aire de PCBs, PAHs y OCPs durante un período de muestreo de 14 meses. En general, las concentraciones atmosféricas y el intercambio difusivo con suelo/nieve siguieron una estacionalidad estrechamente relacionada con la temperatura del aire, y se observó volatilización durante los meses más cálidos. En la costa de la isla Livingston (Antártida), la removilización de PFASs, PAHs, OCPs y PCBs se evaluó partir de muestreos realizados durante una campaña de 3 meses, que incluyó, por primera vez, el muestreo simultáneo de plancton, agua de mar, nieve (incluyendo nieve derretida y nieve reciente depositada), aire y la determinación de diversas fugacidades, flujos de intercambio difusivo y balances de masa, entre otros análisis. La deposición de nieve y el deshielo estacional fueron establecidos como factores clave para todos los compuestos estudiados en el ciclo de los POPs en los ecosistemas polares costeros. La fusión del hielo y la nieve, vinculado a los cambios de temperatura, influyó en las concentraciones de POPs en el agua costera, y como resultado indujo la reemisión de los POPs más volátiles a la atmósfera. Las concentraciones resultantes de plancton en el medio costero antártico se determinaron para todas las familias objetivo, ya que constituyen un elemento clave en el proceso de bomba biológica y son el primer paso en la bioacumulación y la transferencia en las redes trófica marinas.