Improvement of wet and dry web properties in papermaking by controlling water and fiber quality

Pappersindustrin står inför många utmaningar och bör uppfylla krav som ställs av t.ex. marknadstrender och slutanvändare. Snabbare och effektivare processer ställer även större krav på pappersbanans mekaniska egenskaper. Avbrott i produktionen sker inte enbart pga. låg styrka utan orsaken kan även vara en för låg spänning i pappersbanan. De flesta problemen sker vid våtpressen och/eller i början av torkpartiet då papprets torrhalt är 30-70 %. Spänningen hålls inte konstant efter töjning, utan sjunker pga. papprets relaxering, som till största delen sker då pappret flyttas från pressen till torkpartiet. Ur forskningssynvinkel öppnar en smidigt fungerande verksamhet med potentiella energibesparingar upp möjligheterna för förbättring av befintliga processer. I detta arbete undersöktes hur olika faktorer inverkar på fibernätverkets avvattning, initiala våtstyrka och relaxering samt också på slutproduktens mekaniska egenskaper och ytegenskaper. I första delen ändrades processvattnets egenskaper, såsom pH, konduktivitet och ytspänning. Ytspänningen varierades genom tillsatts av ett nonjoniskt ytaktivt ämne, s.k. surfaktant. Fiberegenskaperna modifierades också. Fibern maldes antingen genom en mild eller genom en hård process. Effekten av finmaterial undersöktes genom att tillsätta finmaterial till den ursprungliga massan eller genom att avlägsna finmaterialet från den malda massan. I den sista delen användes en hemicellulosa, som finns i stora mängder i gran, som tillsatsmedel. Förutom naturliga galaktoglukomannaner (GGM), tillverkades också en katjoniserad, en karboximetylerad samt en iminerad, amfifil GGM. Dessa användes i pappersmassa eller sprayades på ytan av ett nybildat ark. Resultaten, som erhölls i denna avhandling, bildar en värdefull kunskapsbas, som kan användas för kontroll och reglering av pappersmaskinens körbarhet och papperskvalitet.

Lohjan Kirmusjärven kunnostussuunnitelma

Sammatti yhdistyivät 1.1.2009 Lohjan kaupunkiin. Uudenmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksen ympäristö ja luonnonvarat -vastuualueen, Lohjan kaupungin ja Kirmusjärven suojeluyhdistyksen yhteistyöprojektina päätettiin tehdä Kirmusjärvelle kunnostussuunnitelma vuonna 2010. Suunnitelmassa valitaan järvelle parhaiten soveltuvat kunnostusmenetelmät. Kirmusjärven pinta-ala on 352 hehtaaria ja sen suurin syvyys on 8 m. Keskisyvyys on 3,0 m. Valuma-alueen pinta-ala on 23,2 km2. Kirmusjärvi on rehevä järvi, jonka kunnostamiseksi on tehty tehokalastuksia, vesikasvien niittoa ja ulkoisen kuormituksen vähentämistä. Kirmusjärven ulkoista kuormitus ylittää sallitun tason, mikä aiheuttaa rehevöitymistä. Kuormitus ei ylitä kriittistä tasoa, jolloin rehevöityminen nopeutuu kiihtyvällä nopeudella. Kirmusjärvi on ilmeisesti pystynyt käsittelemään ainakin vielä sinne tulevan liiallisen ravinnemäärän. Jos ulkoista kuormitusta tulee jatkuvasti liikaa, alkavat pohjanläheisen veden happipitoisuudet olla yhä useammin liian alhaisia suuren hajotettavan ainesmäärän vuoksi. Tällöin siirrytään jatkuvaan sisäisen kuormituksen aiheuttamaan kierteeseen. Jotta sisäinen kuormitus ei pääsisi alkamaan, pitäisi järveen tulevaa kuormitusta saada vähennettyä 30 – 40 %. Tärkeää on selvittää, voidaanko valuma-alueelle perustaa lisää suojavyöhykkeitä. Samoin mahdolliset kosteikkopaikat kannattaa kartoittaa. Kirmusjärvessä on esiintynyt usein lopputalvisin, mutta myös joskus loppukesäisin happikatoja. Ajoittain hapetustarve on ollut merkittävää. Toisaalta on ollut vuosia, jolloin ongelmia ei ole esiintynyt. Suunnitelmassa ei vielä lähdetä suosittelemaan hapetusta vaan tiiviimpää happipitoisuuden seurantaa, jota varten voidaan hankkia happimittari. Kalaston rakennetta on muutettava vähemmän särkikalavaltaiseen suuntaan. Kirmusjärvelle suositellaan tehokalastusta ainakin kolmen seuraavan vuoden ajan. Vesikasvillisuutta voidaan poistaa maltillisesti, mutta toimenpiteen vaikutuksia tulee seurata vuosittain. Veden laatua pitää seurata, jotta kunnostusten vaikutukset tai järven tilan muutokset huonompaan suuntaan nähdään ajoissa. Tällöin voidaan ohjata toimenpiteitä oikeaan suuntaan, jos veden laadussa näkyy muutoksia.

Siuntion Vikträskin kunnostussuunnitelma : Siuntion kuntakohtainen järvikunnostusohjelma

Siuntion kunta lähti kuntakohtaiseen järvikunnostusohjelmaan mukaan vuonna 2007 ja tällöin kohteeksi valittiin Karhujärvi (Björnträsk). Ohjelmaa jatkettiin alavirtaan mentäessä ja Karhujärven jälkeen tehtiin kunnostussuunnitelma Tjusträskille.Seuraavaksi kohteeksi tuli järviketjun viimeinen järvi eli Vikträsk. Työ tehtiin Siuntion kunnan ja Uudenmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksen yhteistyöprojektina. Vikträsk on rehevä järvi, jonka pinta-ala on 187 ha. Valuma-alue liittyy suoraan Tjusträskin ja Karhujärven valuma-alueeseen. Vikträsk kuuluu Tjusträskin kanssa Natura 2000 -verkostoon, mikä on huomioitu jokaisen kunnostusmenetelmän kohdalla erikseen. Erityisen tärkeää on huomioida vaikutukset meritaimenen, saukon ja linnuston kannalta. Ulkoinen fosforikuormitus ylittää järven sietokyvyn selvästi. Lähivaluma-alueelta tulevaa kuormitusta pitäisi saada vähennettyä 85 %. Koko valuma-alueelta vähennystavoite on vielä suurempi. Jotta järven tila ei heikentyisi, voidaan aloittaa järvessä tehtävät kunnostustoimenpiteet, kuten Vikträskissä on tehtykin hapetuksen osalta. Hapetus ei ole tällä hetkellä tarpeeksi tehokasta ja se kannattaa mitoittaa uudelleen. Tehostuksen myötä järven sisäisen kuormituksen pitäisi vähentyä ja järven tilan parantua. Kalaston rakennetta tulee selvittää koenuottaamalla ja mahdollisesti samanaikaisella verkkokoekalastuksella. Jos se osoittautuu särkikalavaltaiseksi, on sitä muutettava tehokalastamalla vähemmän särkikalavaltaiseen suuntaan. Lisäksi suositellaan kalaväylän asettamista meritaimenen takia Vikträskille, Tjusträskille ja Karhujärvelle. Pikkalanjoen padon ei nähdä aiheuttavan merkittävää haittaa kalastolle. Padon käyttöä tulee optimoida pienillä virtaamilla. Kalatien mahdollisuutta kannattaa selvittää, jos patoa kunnostetaan tai uudistetaan. Ruovikoita ja kaislikoita voidaan niittää, kunhan työssä huomioidaan vaikutukset linnustoon. Tämä tarkoittaa työn ajoittamista lintujen pesimäajan jälkeen. Veden laatua pitää seurata intensiivisesti, jotta kunnostusten vaikutukset nähdään ajoissa. Tällöin toimenpiteitä voidaan ohjata oikeaan suuntaan, jos veden laadussa näkyy muutoksia.

Loviisan Valkolammen ruoppaus- ja vesikasvienpoistosuunnitelma : Loviisan kuntakohtainen järvikunnostusohjelma

Loviisan kaupunki tuli mukaan Uudenmaan ympäristökeskuksen vetämään järvien kuntakohtaiseen kunnostusohjelmaan vuonna 2007. Kohteeksi valittiin Loviisan Valkon taajamassa sijaitseva Valkolampi. Valkolammelle tehtiin yleisluonteinen kunnostussuunnitelma, jossa suositeltiin tehtäväksi tarkempaa ruoppaussuunnitelmaa ja/tai vesikasvien poistosuunnitelmaa. Tämä työ aloitettiin loppuvuodesta 2009 ja se valmistui vuoden 2010 aikana. Valkolampi on pinta-alaltaan 0,64 ha ja sijaitsee Valkon taajamassa. Järvi on hyvin matala ja rehevä. Kasvillisuus on runsasta, vesisammalet täyttävät lähes koko järven. Lisäksi järveä reunustavat osmankäämikasvustot aiheuttavat umpeenkasvua. Kalasto koostuu ainoastaan ruutanoista. Järvi kärsii hajuhaitoista ja umpeenkasvusta. Valkolampea ympäröivät rannat ovat soistuneet. Ulkoinen kuormitus on hyvin vähäistä, minkä vuoksi kunnostustoimenpiteet voidaan tehdä järvessä. Valkolampea rehevöittää sen huonokuntoinen sedimentti, joka on erittäin vesipitoista. Suunnitelmassa valitaan Valkolammelle sopivat menetelmät sekä ruoppaukseen että vesikasvien poistoon ja arvioidaan menetelmien kustannukset. Suunnitelmassa tarkasteltiin seuraavat vaihtoehdot: osmankäämien poisto (kaikki tai osa) kaivinkoneella, vesisammaleen poisto imuruoppauksella tai nuottauksella ja "lähes koko lammen imuruoppaus". Valkolammen kunnostuksessa ehdotetaan osmankäämikasvuston kaivamista talvella viiden metrin etäisyydeltä rantaviivasta yhden metrin syvyyteen 1:2 kaltevuudella. Jäljelle jäävän alueen sedimenttiä imuruopataan syksyllä yksi metri. Vesisammaleet poistetaan imuruoppauksen yhteydessä. Liete ruopataan geotuubeihin. Valkolammen ympärille rakennetaan pääosin pitkospuista koostuva luontopolku. Järven länsipuolelle voidaan rakentaa lintutorni. Itärannan osmankäämeistä vapaalta alueelta saadaan toinen näkymä Valkolammelle. Ruoppausten vaikutuksia veden laatuun tulee tarkkailla ottamalla vesinäytteitä ennen ja jälkeen toimenpiteen sekä sen aikana. Hankkeelle tulee hakea vesilain mukainen vesitalousasiaa koskeva lupa Etelä-Suomen aluehallintovirastolta. Lisäksi geotuubien sijoittaminen vaatii toimenpideluvan Loviisan kaupungilta.

Espoon Bodominjärven kunnostussuunnitelma

Espoon kuntakohtainen järvikunnostusohjelma aloitettiin 21 järven perustilan selvityksellä vuonna 2008. Vuonna 2009 jatkettiin kuntakohtaista järvikunnostusohjelmaa arvioimalla samojen 21 järven kunnostustarvetta. Espoon kaupungin ja Uudenmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksen ympäristö j luonnonvarat -vastuualueen yhteistyötä jatkettiin vuonna 2010 laatimalla kunnostustarveraportissa suositeltu kunnostussuunnitelma Bodominjärvelle. Bodominjärvi sijaitsee Keski-Espoossa ja on pinta-alaltaan 412 ha. Se kuuluu Espoonjoen vesistöalueeseen. Järven valumaalueen pinta-ala on 31,7 km2. Bodominjärvi on rehevä järvi, ja siellä on esiintynyt suhteellisen usein levähaittoja. Järven kalasto on särkikalavaltaista. Kasvillisuus on vähäistä. Bodominjärveen kohdistuu laskennallisesti arvioituna paljon ulkoista kuormitusta. Järven kunnostuksessa on tärkeintä ulkoisen kuormituksen vähentäminen. Ulkoista kuormitusta tulee eniten peltoviljelystä, joten toimenpiteet pitää suunnata juuri maatalouden kuormituksen vähentämiseen. Hulevesien hallintaa kannattaa suunnitella asemakaava-alueella. Kalaston rakennetta voidaan muuttaa tehokalastamalla. Kasvillisuutta voidaan poistaa sen haitatessa virkistyskäyttöä suunnitelmassa annettujen kasvilajikohtaisten ohjeiden mukaan. Kasvillisuus ei kuitenkaan aiheuta paljoa ongelmia järvessä, joten kyseinen toimenpide on hyvin vähäinen ja paikallinen. Hapetus on varteenotettava kunnostusmenetelmä, etenkin kun Bodominjärvessä esiintyy sulkasääsken toukkia. Bodominjärvelle esitetään tehtäväksi tarkempi hapetussuunnitelma, mistä ilmenee juuri kyseiseen järveen teholtaan ja muilta ominaisuuksiltaan sopiva laitteisto, järven hapetustarve ja laitteen sijainti. Veden laadun seuranta on erittäin tärkeää, jotta eri menetelmien vaikutukset järven tilaan nähdään ajoissa. Tällöin on mahdollista tehostaa jotain toimintaa ja siirtyä johonkin vaihtoehtoiseen tapaan, jos tila esimerkiksi huononee

Kosteikkojen ja luonnon monimuotoisuuden yleissuunnitelma Vihdin Vanjokilaaksossa ja Sulkavanojan alueella

Yleissuunnitelman tavoitteena on innostaa viljelijöitä vesiensuojelua edistävien kosteikkojen perustamiseen ja luonnon monimuotoisuuden lisäämiseen. Toimenpiteiden toteuttaminen on vapaaehtoista, eikä suunnitelma velvoita maanomistajia mihinkään. Suunnitelman tietoja voidaan käyttää yksityiskohtaisen suunnittelun tukena haettaessa ei-tuotannollista investointitukea, maatalouden ympäristötukea tai muuta rahoitusta kohteiden toteuttamiseen. Kosteikkojen yleissuunnitelma kattaa Vihdin puoleisen Vanjoen valuma-alueen ja Sulkavanojan valuma-alueen (74 km2). Peltoa suunnittelualueesta on noin 40 prosenttia. Luonnon monimuotoisuuden yleissuunnitelma maatalousmaisemassa käsittää pienemmän alueen (51 km2) eli Vihdin puoleisen Vanjoen valuma-alueen pois lukien Vanjärven rannat ja Vanjärven ja Hiidenveden välisen jokilaakson. Suunnitelma perustuu kohteiden maastoinventointeihin. Maastokäyntien kohteet valittiin karttatarkastelun perusteella sekä eri tahoilta saatuihin vihjeisiin ja tietoihin. Paikkatietoaineiston luominen oli tulosten käsittelyssä merkittävässä asemassa. Paikkatietojen avulla voitiin laskea mm. kohteiden pinta-alat ja kosteikkojen osalta valuma-alue ja kosteikon pinta-alan osuus valumaalueesta. Raportissa kerrotaan asiaan liittyvää perustietoa alueesta ja vesistöistä. Tietoa tarjotaan kosteikkojen perustamisesta ja ylläpidosta sekä monimuotoisuuskohteiden alkuraivauksesta ja hoidosta. Näiden toimien mahdollisia rahoituslähteitä ja rahoituksen ehtoja esitellään. Suunnitelma esittää 147 kohdetta. Niistä valtaosa on mahdollista toteuttaa maataloustuilla. Kosteikkokohteita suunnitelmassa on 76. Näistä kahdeksan täyttää myös luonnon monimuotoisuuskohteen kriteerit. Kosteikkojen yhteisala on 58 ha. Kohteista 70 on luonnon monimuotoisuuskohteita. Näiden pinta-ala on yhteensä noin 29 ha. Yleisimpiä ovat erilaiset reunavyöhykkeet. Perinneympäristöihin kuuluvia kohteita on yhdeksän, yhteensä 11,5 ha.

Raaseporin Karjaan kaupunginosan Myllylammen eli Kvarnträskin kunnostussuunnitelma

Karjaa, Tammisaari ja Pohja yhdistyivät vuoden 2009 alusta Raaseporin kaupungiksi. Karjaan kaupungin ja Uudenmaan ympäristökeskuksen yhteistyöprojektina on tehty kunnostussuunnitelmat Kaskimaalle ja Kolijärvelle. Vuonna 2010 ohjelmaa jatkettiin tekemällä Uudenmaan elinkeino-, liikenne-, ja ympäristökeskuksen ympäristö ja luonnonvarat -vastuualueen ja Raaseporin kaupungin kanssa Karjaan kaupunginosan Myllylammelle kunnostussuunnitelma. Myllylammen pinta-ala on 42 hehtaaria ja sen suurin syvyys on 2,3 m. Keskisyvyys on 1,8 m. Myllylampi on rehevä järvi. Valuma-alue koostuu järven omasta ja yläpuolisen Källträskin valuma-alueesta. Myllylampeen tulee liikaa ulkoista fosforikuormitusta, joka ylittää järven sietokyvyn. Ulkoista kuormitusta pitäisi saada vähennettyä 50 – 65 % eli 70 – 100 kg. Periaatteessa tämä toteutuu, jos haja-asutuksen kuormitus saadaan poistettua. Myllylammessa on myös sisäistä kuormitusta. Kalasto on rakenteeltaan vinoutunut ja kalamäärä on luultavasti suuri. Kalakantaa tulisi muuttaa vähemmän särkikalavaltaiseen suuntaan poistamalla pienikokoista kalaa kolmen seuraavan vuoden ajan tehokkaasti. Sen jälkeen voidaan ehkä siirtyä pienempään pyyntiponnistukseen. Talviaikaisia happikatoja voidaan estää ilmastuksella. Tällöin sisäisen kuormituksen pitäisi vähentyä ja järven tilan parantua. Myllylammelle ehdotetaan tehtäväksi hapetussuunnitelma, josta ilmenee hapetustarve, parhaiten sopiva laite, laitteen sijainti sekä hapetusaika. Kasvillisuus koostuu suurimmaksi osaksi ilmaversoisista ja kelluslehtisistä vesikasveista. Ilmaversoisista esiintyy järviruokoa, järvikaislaa ja järvikortetta. Etenkin ulpukka- ja lummekasvustot ovat laajoja ja tiheitä. Veden vaihtuvuutta voidaan parantaa niittämällä väylä sekä järven koillisosaan että luusuaan. Ulpukoita ja lumpeita ei kannata pelkästään niittää, vaan niitä voidaan poistaa juurakoineen syksyllä haraamalla. Veden laatua pitää seurata, jotta kunnostusten vaikutukset nähdään ajoissa. Tällöin toimenpiteitä voidaan ohjata oikeaan suuntaan, jos veden laadussa näkyy muutoksia.

Pienten yksiköiden talousveden laatuvaatimukset ja - suositukset

Talousvesi sisältää paljon erilaisia yhdisteitä, joista osa on ihmiselle haitallisia, tällaisia yhdisteitä ovat muun muassa klooratut hiilivedyt. Haitallisten yhdisteiden määrän minimoimiseksi talousvedessä talousveden vieraille aineille on määrätty asetuksissa enimmäispitoisuuksia sekä – tiheyksiä. Näitä laatuvaatimuksia sekä – suosituksia noudattamalla talousvesi on käyttökelpoista. Talousvedellä ei tällöin ole haitallisia terveysvaikutuksia eikä se vahingoita vesilinjastoja. Kirjallisuusosassa selvitetään pienten yksiköiden talousveteen liittyvän sosiaali- ja terveysministeriön asetuksen sisältöä. Mitä asetus pitää sisällään, keitä asetus koskee ja miksi asetukseen kirjatut yhdisteet ja aineet ovat ihmiselle haitallisia sekä mitä terveysvaikutuksia kyseisillä aineilla on. Kokeellisessa osiossa analysoitiin kolmesta näytteestä osa sosiaali- ja terveysministeriön asettamista vaatimuksista. Pääsääntöisesti mitattiin epäorgaanisia aineita sekä ioneja. Mittaukset suoritettiin ionikromatografilla, liekki-atomiabsorptiospektrometrillä, TOC-analysaattorilla, COD-putkilla, pH-, johtokyky- sekä sameusmittarilla.

Metsäteollisuuden ympäristöstrategia hallinnon näkökulmasta : Metsäteollisuuden kehitysskenaariot vuoteen 2020

Suomen metsäteollisuus elää voimakasta uusiutumis- ja murrosvaihetta, joka ilmenee muutoksina yksittäisten tehtaiden ja tehdasintegraattien toiminnassa. Monia yksikköjä on poistunut tuotannosta ja tuotannon painotusta on muutettu. Toisaalta metsäteollisuus on suuntaamassa uusille aloille, jolloin tuotteina voivat olla esimerkiksi erilaiset biopolttoaineet, kemianteollisuuden raaka-aineet ja uuden sukupolven paperi- ja kartonkituotteet. Metsäteollisuuden muuttuminen ja laitosten monimutkaistuminen sekä jatkuvasti lisääntyvä tiedontarve asettavat yhä suurempia vaatimuksia sekä toiminnanharjoittajien ympäristövastaaville että viranomaisille. Hallinnon jatkuva muutos ja niukkenevat voimavarat voivat johtaa siihen, että käytännön lupa- ja valvontatyöhön jää yhä vähemmän aikaa. Kaakkois-Suomen ELY-keskuksen koordinoima hanke ”Metsäteollisuuden ympäristöstrategia vuoteen 2020 – hallinnon näkökulma” pyrkii vastaamaan edellä mainittuihin haasteisiin strategiatyön avulla. Hankkeen tarkoituksena oli tarkastella metsäteollisuuden ympäristönäkökohtia niistä lähtökohdista, joihin yritys voi vaikuttaa raaka-aineen tulosta tehtaalle ja tuotteen lähdöstä tehtaalta sekä tehtaan perustamisesta sulkemiseen ja jälkihoitoon asti. Tavoitteena oli määritellä toiminnoille toimiva ympäristöstrategia. Strategiassa pyrittiin löytämään yhteisymmärrys toiminnanharjoittajan ja viranomaisen kanssa mm. siitä, miten otetaan käyttöön parhaat käytännöt niin teollisuudessa kuin hallinnossakin, toimitaan uusien BAT-, IED- ja vesienhoitoperiaatteiden mukaisesti sekä edistetään kestävän kehityksen mukaisten tuotteiden markkinoille tuloa ja otetaan ennakointi tavaksi -lähtökohta käyttöön kaikessa toiminnassa. Hanketyössä esille nousseet haasteet ryhmiteltiin aihealueittain kolmeksi pääkohdaksi tärkeysjärjestyksessä: viranomaisen ja teollisuuden tiedonkulun ja tietämyksen parantaminen, lupa-, valvonta- ja hallintoprosessien parantaminen sekä uusien haasteiden kartoittaminen ja niihin reagointi. Haasteiden ratkaisukeinoiksi etsittiin käytännön toimenpiteitä sekä määriteltiin niille vastuutahot. Toimenpiteiksi esitettiin mm. viranomaisen ja teollisuuden yhteisiä koulutuspäiviä, asiantuntijapaneelin perustamista sekä lupamääräysten antamista myös tehtaan tai tuotantoyksikön sulkemisen tai muuttamisen varalle. Riittävien resurssien ja tietotaidon turvaaminen niin hallinnossa kuin teollisuudessa on ehdoton edellytys toimenpiteiden onnistumiselle.

Unidirectional fiber-reinforced composite as an oral implant abutment material: Experimental studies of E-glass fiber/BisGMA-TEGDMA polymer in vitro

Fiber-reinforced composites (FRCs) are a new group of non-metallic biomaterials showing a growing popularity in many dental and medical applications. As an oral implant material, FRC is biocompatible in bone tissue environment. Soft tissue integration to FRC polymer material is unclear. This series of in vitro studies aimed at evaluating unidirectional E-glass FRC polymer in terms of mechanical, chemical, and biological properties in an attempt to develop a new non-metallic oral implant abutment alternative. Two different types of substrates were investigated: (a) Plain polymer (BisGMA 50%–TEGDMA 50%) and (b) Unidirectional FRC. The mechanical behavior of high fiber-density FRCs was assessed using a three-point bending test. Surface characterization was performed using scanning electron and spinning disk confocal microscopes. The surface wettability/energy was determined using sessile drop method. The blood response, including blood-clotting ability and platelet morphology was evaluated. Human gingival fibroblast cell responses - adhesion kinetics, adhesion strength, and proliferation activity - were studied in cell culture environment using routine test conditions. A novel tissue culture method was developed and used to evaluate porcine gingival tissue graft attachment and growth on the experimental composite implants. The analysis of the mechanical properties showed that there is a direct proportionality in the relationship between E-glass fiber volume fraction and toughness, modulus of elasticity, and load bearing capacity; however, flexural strength did not show significant improvement when high fiber-density FRC is used. FRCs showed moderate hydrophilic properties owing to the presence of exposed glass fibers on the polymer surface. Blood-clotting time was shorter on FRC substrates than on plain polymer. The FRC substrates also showed higher platelet activation state than plain polymer substrates. Fibroblast cell adhesion strength and proliferation rate were highly pronounced on FRCs. A tissue culture study revealed that gingival epithelium and connective tissue established an immediate close contact with both plain polymer and FRC implants. However, FRC seemed to guide epithelial migration outwards from the tissue/implant interface. Due to the anisotropic and hydrophilic nature of FRC, it can be concluded that this material enhances biological events related with soft tissue integration on oral implant surface.

Hydrometallurgical recovery of valuable metals from secondary raw materials

Wastes and side streams in the mining industry and different anthropogenic wastes often contain valuable metals in such concentrations their recovery may be economically viable. These raw materials are collectively called secondary raw materials. The recovery of metals from these materials is also environmentally favorable, since many of the metals, for example heavy metals, are hazardous to the environment. This has been noticed in legislative bodies, and strict regulations for handling both mining and anthropogenic wastes have been developed, mainly in the last decade. In the mining and metallurgy industry, important secondary raw materials include, for example, steelmaking dusts (recoverable metals e.g. Zn and Mo), zinc plant residues (Ag, Au, Ga, Ge, In) and waste slurry from Bayer process alumina production (Ga, REE, Ti, V). From anthropogenic wastes, waste electrical and electronic equipment (WEEE), among them LCD screens and fluorescent lamps, are clearly the most important from a metals recovery point of view. Metals that are commonly recovered from WEEE include, for example, Ag, Au, Cu, Pd and Pt. In LCD screens indium, and in fluorescent lamps, REEs, are possible target metals. Hydrometallurgical processing routes are highly suitable for the treatment of complex and/or low grade raw materials, as secondary raw materials often are. These solid or liquid raw materials often contain large amounts of base metals, for example. Thus, in order to recover valuable metals, with small concentrations, highly selective separation methods, such as hydrometallurgical routes, are needed. In addition, hydrometallurgical processes are also seen as more environmental friendly, and they have lower energy consumption, when compared to pyrometallurgical processes. In this thesis, solvent extraction and ion exchange are the most important hydrometallurgical separation methods studied. Solvent extraction is a mainstream unit operation in the metallurgical industry for all kinds of metals, but for ion exchange, practical applications are not as widespread. However, ion exchange is known to be particularly suitable for dilute feed solutions and complex separation tasks, which makes it a viable option, especially for processing secondary raw materials. Recovering valuable metals was studied with five different raw materials, which included liquid and solid side streams from metallurgical industries and WEEE. Recovery of high purity (99.7%) In, from LCD screens, was achieved by leaching with H2SO4, extracting In and Sn to D2EHPA, and selectively stripping In to HCl. In was also concentrated in the solvent extraction stage from 44 mg/L to 6.5 g/L. Ge was recovered as a side product from two different base metal process liquors with Nmethylglucamine functional chelating ion exchange resin (IRA-743). Based on equilibrium and dynamic modeling, a mechanism for this moderately complex adsorption process was suggested. Eu and Y were leached with high yields (91 and 83%) by 2 M H2SO4 from a fluorescent lamp precipitate of waste treatment plant. The waste also contained significant amounts of other REEs such as Gd and Tb, but these were not leached with common mineral acids in ambient conditions. Zn was selectively leached over Fe from steelmaking dusts with a controlled acidic leaching method, in which the pH did not go below, but was held close as possible to, 3. Mo was also present in the other studied dust, and was leached with pure water more effectively than with the acidic methods. Good yield and selectivity in the solvent extraction of Zn was achieved by D2EHPA. However, Fe needs to be eliminated in advance, either by the controlled leaching method or, for example, by precipitation. 100% Pure Mo/Cr product was achieved with quaternary ammonium salt (Aliquat 336) directly from the water leachate, without pH adjustment (pH 13.7). A Mo/Cr mixture was also obtained from H2SO4 leachates with hydroxyoxime LIX 84-I and trioctylamine (TOA), but the purities were 70% at most. However with Aliquat 336, again an over 99% pure mixture was obtained. High selectivity for Mo over Cr was not achieved with any of the studied reagents. Ag-NaCl solution was purified from divalent impurity metals by aminomethylphosphonium functional Lewatit TP-260 ion exchange resin. A novel preconditioning method, named controlled partial neutralization, with conjugate bases of weak organic acids, was used to control the pH in the column to avoid capacity losses or precipitations. Counter-current SMB was shown to be a better process configuration than either batch column operation or the cross-current operation conventionally used in the metallurgical industry. The raw materials used in this thesis were also evaluated from an economic point of view, and the precipitate from a waste fluorescent lamp treatment process was clearly shown to be the most promising.

Täsmäviljely ja ravinteiden käytön tarkentaminen

Ravinnetaseiden vaihtelut peltolohkojen välillä ja myös niiden sisällä voivat olla suuria. Toisissa paikoissa lannoituspanoksia hukataan, jolloin sadon käyttämättä jättämät ravinteet ovat alttiina huuhtoutumiselle pinta- ja pohjavesiin. Toisissa pellon osissa puolestaan sadontuottokyky saattaa olla vajaassa käytössä. Molemmissa tapauksissa aiheutuu taloudellista menetystä. Silmämääräisesti ravinnetaseiden vaihtelun määrän todentaminen on mahdotonta, ja siksi tarvitaan erilaisia mittausmenetelmiä. Alati kehittyvät täsmäviljelytekniikat tarjoavat käytännön työkaluja pellon vaihtelun mittaamiseen sekä vaihtelun huomioon ottamiseen viljelyn toteutuksessa. Kehittyvät ja yleistyvät tekniikat halpenevat, tulevat entistä luotettavammiksi ja käytettävämmiksi. Paikkatiedon hallinta on täsmäviljelyn avain. Paikkatiedon mittaaminen ja yhdistäminen eri lähteistä, tiedon analysointi ja käyttö viljelyn suunnittelussa sekä työn ja koneiden ohjaamisessa vaatii uudenlaista osaamista ja asennoitumista niin viljelijältä kuin hänen työtään tukevalta ja siihen linkittyvältä toimijaverkolta. Lähitulevaisuudessa on odotettavissa automaation käytön lisääntymistä niin työkoneiden, tiedonkeruun kuin tiedonhallinnan osalta. Sensori- ja sensoriverkkoteknologiat, kaukokartoitusteknologiat, ISOBUS-työkoneet ja web-pohjaiset tiedonhallintapalvelut asemoivat viljelyn ja sen toteutustekniikat uudelle tietämyksen, käytön ja tietoisuuden tasolle. Tuotantoprosessien tarkempi ohjaaminen helpottuu. Uusien teknologioiden mahdollistama vaivaton tiedonkeruu ja työn dokumentointi avaavat mahdollisuuden parempaan tuotannon läpinäkyvyyden ja vastuullisuuden osoittamiseen. Raportti on toteutettu osana Tehoa maatalouden vesiensuojeluun (TEHO) -hanketta.

Ulkoiluta turvallisesti – ohjeita jaloittelutarhaa suunnittelevalle

Karjan vapaa liikkuminen edistää karjan terveyttä ja hyvinvointia siinä määrin, että asiasta on säädetty myös eläinsuojelulaissa. Vaikka laki ei velvoita ympärivuotiseen jaloitteluun, myönteiset kokemukset viittaavat siihen, että käytäntö yleistyy lähitulevaisuudessa. Karjan jaloitteluun liittyy kuitenkin riskejä ympäristön kannalta. Eläinten virtsassa ja lannassa erittyy jaloittelualueelle merkittävä määrä ravinteita ja mikrobeja, jotka voivat pilata niin pinta- kuin pohjavettäkin. Ympäristövaikutusten hallitsemiseksi onkin välttämätöntä, että jaloittelua varten järjestetään erityinen jaloittelutarha. Jaloittelutarhojen toteuttaminen on usein kompromissi investointikustannusten, käyttökustannusten, teknisen toimivuuden, ympäristörasituksen ja eläinten viihtyvyyden kesken. Jaloittelun toteuttamiseksi ei ole yhtä oikeaa ratkaisua, vaan suunnittelu on tehtävä tilakohtaisesti. Tässä oppaassa kuvataan vaihtoehtoja tarhan suunnitteluun ja toteutukseen. Toimintatapoja kannattaa soveltaa myös muihin karjan vapaan liikkumisen alueisiin kuten laidunalueisiin ympäristökuormituksen hallitsemiseksi.

Soodakattilan kapasiteettitarkastelu

Tämän kandidaatintyön tavoitteena on tarkastella soodakattilan kapasiteettiin vaikuttavia tekijöitä. Tarkoituksena on selvittää eroja vanhojen ja uusien sekä pienien ja suurien soodakattiloiden välillä. Työn teoriaosuus perustuu soodakattiloita ja sellunvalmistuksen kemikaalikiertoa käsittelevään kirjallisuuteen. Työn tutkivassa osuudessa tarkastellaan lähtötietotaulukkoa johon on kerätty tietoja 140 rakennetusta soodakattilasta ympäri maailmaa. Lähtötiedoista valitaan tarkasteltaviksi ominaisuuksiksi soodakattilan rakennusvuosi, tulipesän dimensiot, tuorehöyryn paine ja lämpötila sekä tulipesän viipymäaika. Tulokset saadaan tarkastelemalla valituista tiedoista sekä kapasiteeteista piirrettyjä kuvaajia. Soodakattiloiden kapasiteettien kasvun havaitaan kiihtyneen 2000-luvulla. Soodakattilan kapasiteettia on kasvatettu suurentamalla tulipesän pohjan pinta-alaa kapasiteetin kanssa samassa suhteessa, kun taas tulipesän korkeutta on lisätty suhteessa vähemmän. Tuorehöyryn paineiden ja lämpötilojen aiemman nousun huomataan pysähtyneen. Suurempien soodakattiloiden tulipesän viipymäaikojen havaitaan olevan pidempiä kuin pienien kattiloiden.

Mustfinnträsketin Natura 2000 -alueen hoito- ja käyttösuunnitelma : Mustfinnträsket, Gräggböleträsket, Lampisträsket

Mustfinnträsketin Natura-alue (FI0200108) sijaitsee Varsinais-Suomessa, Paraisten kaupungissa, Ålönsaaren länsiosassa, ja se koostuu kolmesta pienestä järvestä: Mustfinnträsket, Gräggböleträsket ja Lampisträsket. Alue kuuluu Euroopan yhteisön Natura 2000 -suojeluverkostoon sekä linnuston erityissuojelualueena eli SPA-alueena (Special Protection Area) että luontodirektiivin mukaisena SCI-alueena (Sites of Community Importance). Natura-alueen pinta-ala on 113 hehtaaria, josta vesipinta-alaa on noin 77 hehtaaria. Järvien valuma-alue on pieni, noin 400 hehtaaria. Alueen luontoarvot liittyvät järvillä pesivään ja levähtävään linnustoon, alueella esiintyviin luontotyyppeihin ja muuhun arvolajistoon. Luontoarvojen säilymisen merkittävämpänä haasteena on valuma-alueelta tuleva kuormitus, järvien rehevöityminen ja umpeenkasvu. Aiemmin järvet olivat kirkasvetisiä luontaisesti runsasravinteisia vitajärviä. Järvien vedenpinnan laskeminen 1930–70-luvuilla kiihdytti järvien tilan huononemista yhdessä valuma-alueelta tulevan kuormituksen kanssa. Nykyisin järvillä esiintyy veden talviaikaista hapettomuutta. Osana Varsinais-Suomen elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskuksen (ELY-keskus) vastuualueen johtamaa ja Euroopan maatalouden kehittämisen maatalousrahaston tukemaa vesien ja luonnonhoidon alueellinen ja paikallinen toteuttaminen Lounais-Suomen vesistöalueilla -hanketta (VELHO) alueelle laadittiin hoito- ja käyttösuunnitelma, jonka tavoitteena on ohjata alueen hoitoa ja käyttöä luontoarvojen turvaamiseksi. Suunnitelma tehtiin Varsinais-Suomen ELY-keskuksen ohjauksessa. Suunnittelua varten perustettiin suunnitteluryhmä, joka koottiin eri viranomaistahojen ja käyttäjäryhmien edustajista sekä maanomistajista. Suunnitteluryhmän tavoitteena oli tunnistaa alueen suojeluun ja käyttöön liittyvät mahdolliset ongelmat ja ristiriidat, ratkaista ja sovittaa niitä. Tämän hoito- ja käyttösuunnitelman aikajänne on 15 vuotta. Suunnitelman tavoitteena on ohjata alueen hoitoa ja käyttöä niin, että alueen luontoarvot turvataan.