Itsen merellinen rakastaja – Itsen rakastamisen feminiininen versio Susanna Majurin valokuvissa

Tutkielma käsittelee suomalaisen nykyvalokuvaajan Susanna Majurin valokuvataidetta. Useissa Majurin kuvissa on rakennettu ja valokuvattu tila, jossa veteen upotettu suuri kangas tarjoaa taustan sitä vasten sukeltavalle mallille. Kangas siihen sijoittuvine maisemineen tai eläinhahmoineen leijuu kuvatilan täyttävässä vedessä muodostaen taustan sukelluksissa seikkaileville naishahmoille. Majuri luo veden avulla unenomaisia ja mielikuvituksellisia maisemia, jotka ovat tunnistettavia ja kuitenkin niissä on jotakin vierasta. Tutkielmassa tarkastellaan Majurin kuvia psykoanalyytikko, kielitieteilijä ja filosofi Luce Irigarayn itsen rakastamisen feminiinisen version kautta. Itsen rakastamisen teemoja Irigaray käsittelee teoksessaan Sukupuolieron etiikka (1984), mikä toimii tutkielmassa kuvien keskeisimpänä teoreettisena keskustelukumppanina. Tutkielman tarkoitus on luoda vuoropuhelu Majurin kuvien ja Irigarayn itsen rakastamisen feminiinisen version välille. Samalla sovellan Irigarayn vertauskuvallisen ja taipuisan kielen kautta itsen rakastamisen teemoja kuvantulkintaan. Tutkielma rakentuu näiden itsen rakastamisen käsitteeseen liittyvien teemojen ympärille ja niiden kautta luvuiksi. Nämä teemat ovat sisällyttäminen, positioon liittyvä leikki aktiivisen ja passiivisen välillä sekä itsen kahdentaminen ja kahdentuminen itsessä. Tutkielmassa perehdytään tarkemmin Majurin teoksiin Gravity (2011), Joutsen (2011), Mirror (2010) ja Kaksoset (2009), mutta viitataan myös laajemmin Majurin valokuvatuotantoon. Tarkastelussa painottuvat Majurin teoksissa esiintyvät naishahmot sekä kuvatilan täyttävä vesi. Tutkielmassa Majurin kuvat näyttäytyvät Irigarayn itsen rakastamisen feminiinisen version käsitteen mukaisina itsen rakastamisen toteutumisen tiloina, mielentiloina tai olotiloina – naisen omina paikkoina itsessään ja itselleen. Tutkielmassa ovat keskiössä Majurin valokuvat ja niiden katsominen itsen rakastamisen käsitteen lävitse, mutta toistensa yhteyteen tuotuna sekä Majurin teokset että Irigarayn itsen rakastamisen teema avautuvat uusiin suuntiin.

Käänteisosmoosin esikäsittelymenetelmät

Käänteisosmoosisuodatusta käytetään erityisesti teollisuuden jätevesien loppupuhdistuksessa. Suodatuksen ongelmana on kalvojen likaantuminen ja tukkiutuminen. Tässä työssä on aiempia tutkimuksia hyväksikäyttäen tutkittu käänteisosmoosiin tulevan veden esikäsittelemistä niin, että kalvojen likaantumiselta vältyttäisiin. Menetelmien vertailussa on käytetty erilaisia veden laadusta kertovia parametreja. Ongelmallisimmiksi aineksiksi huomattiin orgaaninen aines ja jotkin veteen liuenneet ionit. Kiintoaineen erottaminen ei ole ollut suuri ongelma, sillä sen saa poistettua tavallisesti käytetyillä rakeissuodatuksella, laskeutuksella, flotaatiolla ja kalvosuodatuksella. Orgaanista ainesta on saatu erotettua erityisesti hapettamalla, aktiivilieteprosessilla ja biologisella aktiivihiilisuodattimella. Mikro- ja ultrasuodatusta käytetään usein juuri ennen käänteisosmoosia poistamaan erityisesti kolloidista materiaalia ja joitain liuenneita ioneja. Flokkien muodostaminen koagulaatiossa ja flokkulaatiossa parantaa lähes kaikkien menetelmien toimivuutta selvästi. Veden puhdistuksessa käytetyt kemikaalit voivat myös liika-annosteltuina liata kalvoja. Vesien pitoisuuksissa eri ainesten osalta on huomattavia eroja, joten puhdistettava vesi on hyvä analysoida etukäteen parhaiden käsittelymenetelmien valitsemiseksi.

Piuha : Pilaantuneiden teollisuusalueiden uudelleenkäyttöönottohanke

Kaupunkien laajentuminen on lisännyt keskeisillä alueilla sijaitsevien pilaantuneiden teollisuusalueiden käyttöönottopaineita. Teollisuusalueiden uudelleenkäytön suunnittelu on usein toteutettu puutteellisin tiedoin, eikä pilaantuneen maan aiheuttamia ympäristöön kohdistuvia ja taloudellisia riskejä ole huomioitu riittävästi. Maanrakennusvaiheessa on todettu odottamattomia pilaantuneen maan kunnostustarpeita, jolloin on jouduttu tekemään nopeita ja kalliita kunnostusratkaisuja. Hämeen ELY-keskus käynnisti syksyllä 2008 PIUHA-hankkeen (PIUHA = pilaantuneiden teollisuusalueiden uudelleenkäyttöhanke). Hankkeen idea syntyi vuonna 2007, kun valtioneuvoston asetus maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista (214/2007) tuli voimaan. PIUHAssa selvitettiin saadaanko riskinarvion ja kaavoituksen ennakoivalla yhteistyöllä vähennettyä alueelta poiskaivettavien pilaantuneiden maiden määrää ja sitä kautta saavuttaa kustannussäästöjä pilaantuneiden maiden käsittelyssä. PIUHA tehtiin yhteistyössä Lahden, Hämeenlinnan ja Porvoon kaupunkien kanssa. Lisäksi hankkeeseen osallistuivat Tradeka ja Ramboll Finland Oy. Yhteistyökaupungit valitsivat alueet, joille tehtiin mm. maaperän pilaantuneisuustutkimuksia, riskinarviot ja PIMA-rakennettavuusselvitykset. Alueiden suunnittelua kehitettiin maankäytön, ympäristö- ja rakennustekniikan alojen asiantuntijoiden välisenä yhteistyönä. PIUHAn johtopäätöksenä suunniteltiin toimintamalli, jota kuvataan etenemiskaaviolla. Eri tahojen yhteistyö jokaisessa vaiheessa ja alueen kokonaisvaltainen suunnittelu ovat avainasemassa onnistuneeseen, kustannustehokkaaseen ja ympäristön kannalta parhaaseen mahdolliseen lopputulokseen pääsemisessä. Riskinarvioon perustuen maaperään voidaan sallia jätettävän haitta-ainepitoisia maita (PIMA-maita). Maiden tulee olla hallittavissa ja tietojen merkittynä rekisteröinti- ja tiedonhallintajärjestelmään. Rekisteröinti- ja tiedonhallintajärjestelmän on tavoitettava kaikki tahot, jotka tekevät päätöksiä ja suunnitelmia maaperän käytöstä ja kaivusta, kuten rakennustarkastaja, kiinteistörekisteri, energialaitos sekä vesi- ja viemärilaitos. PIMA-maiden valvonta ja seuranta on hallitumpaa ja suunnitelmallisempaa, mikäli haitta-ainepitoiset maat kootaan alueittain yhteen ja hyötykäytetään korvaamaan neitseellisiä maita rakenteena (esim. meluvalli, parkkialue tai maisemamäki). Kunnostustavoitteesta päätettäessä tulee kiinteistönomistajan pohtia pitkäaikaisvaikutukset ja vastuut, kuten maankäytön muutoksen tai kiinteistökaupan vaikutukset.

Ydinvoimalaitosten syöttövesipumput

Tässä kandidaatintyössä perehdyttiin ydinvoimalaitosten syöttövesipumppujen rakenteeseen ja erityispiirteisiin. Työssä on esitelty aluksi syöttövesipumppujen yleistä rakennetta ja niihin liittyvää teoriaa. Omina osa-alueinaan on käsitelty syöttövesipumppujen rakennetta, valinta- ja mitoitusperusteita, voimanlähteitä sekä kavitoinnin estämiseen käytettäviä menetelmiä. Ydinvoimalaitosten osalta on esitelty kiehutus- ja painevesilaitosten vesi-höyry-kiertopiirien toimintaperiaate sekä syöttövesipumppujen rooli näissä laitoksissa. Ydinvoimalaitosten syöttövesipumppujen teknisiä erityispiirteitä on esitelty omassa kappaleessaan sekä vertailtu eri valmistajien pumppumalleja keskenään. Lopussa on luotu katsaus suomalaisissa ydinvoimalaitoksissa Loviisassa ja Olkiluodossa käytössä oleviin syöttövesipumppuihin ja syöttövesijärjestelmiin. Rakenteen osalta ydinvoimalaitosten syöttövesipumput poikkeavat tavanomaisissa voimalaitoksissa käytetyistä pumpuista siinä, että ydinvoimalaitosten syöttövesipumput ovat yleensä yksiportaisia alhaisempien nostokorkeuksien vuoksi. Syöttövesipumppujen tehtävänä ydinvoimalaitoksissa on höyryn- ja edelleen energiantuotannon mahdollistamisen lisäksi myös reaktorin tai primääripiirin jäähdyttäminen.

Veden desinfiointi UV-LED-valolla

Veden riittämätön puhdistus aiheuttaa riskin veden käyttäjille. Miljoonia kuolemia vuosittain aiheuttavien vesiteitse leviävien sairauksien ehkäisemiseksi vaaditaan tehokkaita juomaveden desinfiointimenetelmiä. Kuivuuden ja väestönkasvun myötä veden tarve on lisääntynyt ja vedenkulutus tulee yhä kasvamaan. Tästä syystä mahdollisuus kierrättää vettä hyödyntäen sitä esimerkiksi kasteluun on saanut yhä enemmän huomiota. Kierrätettävä vesi on kuitenkin käsiteltävä huolellisesti sen sisältämän mikrobiologisen kontaminaatioriskin vuoksi. Ultraviolettisäteily luokitellaan fysikaaliseksi desinfiointimenetelmäksi. Sen tehokkuus perustuu mikro-organismien absorboimaan UV-säteilyyn, jonka aiheuttamien DNA:ssa tai RNA:ssa tapahtuvien muutoksien seurauksena mikro-organismi inaktivoituu ja estyy lisääntymästä. UV-desinfioinnissa on tyypillisesti käytetty elohopeahöyrylamppuja. Vaihtoehtoinen UV-säteilyn lähde ovat LEDit eli valoa emittoivat diodit. Matalapaine-elohopeahöyrylamppujen emittoima säteily on aallonpituudella 254 nm ja keskipaine-elohopeahöyrylamppujen emittoima säteily on laajakaistaista säteilyä. Energiatehokkuuden lisäksi LEDien etuna on, että niillä voidaan tuottaa kapeakaista säteilyä aallonpituudella, joka parhaiten absorboituu DNA:han. Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia, onko UVC-alueen aallonpituuksien yhdistelmillä synergistisiä etuja LEDien desinfiointitehokkuuteen, kun desinfioidaan virtaavaa vettä useilla säteilyannoksilla ja indikaattorimikrobina käytetään kolibakteeria. Tavoitteena oli myös tutkia tällä hetkellä saatavissa olevien LEDien desinfiointitehokkuutta energiatehokkuuden näkökulmasta. Yksittäisistä aallonpituuksista desinfiointitehokkuudeltaan parhaimmaksi osoittautui 260 nm, aallonpituuksien yhdistelmistä tehokkain oli 265 nm:n ja 260 nm:n yhdistelmä. Muilla aallonpituuksien yhdistelmillä ei saavutettu odotettua parempaa desinfiointitehokkuutta. Optiselta teholtaan parhaimmat LEDit, 265 nm, 270 nm ja 275 nm olivat kokeiden perusteella myös energiatehokkuuden kannalta tarkasteltuina parhaimmat sekä yksittäin että yhdistelminä. UVC-aallonpituuksia emittoivien LEDien optisen tehokkuuden paraneminen on edellytys LEDien hyödyntämiselle desinfioinnissa.

Elinkaarihankkeen rakennusliikeriskit

Tiivistelmä: Elinkaaren palvelumallit ovat suosittuja julkisten palveluiden hankintamuotoja Iso-Britanniassa. PPP–malli on yksi monista julkisten palvelujen kumppanuusmalleista, josta on tullut joissakin kunnissa yhä suositumpi hankintamalli myös Suomessa. Tämä on seurausta kuntien tiukasta taloustilanteesta, jossa PPP–hankkeen katsotaan mahdollistavan julkisen sektorin investoinnit joutumatta leikkaamaan muita pakollisia hankintoja. Kuitenkin koko elinkaaren kattavat palvelutarjonnan hankintamallit ovat vielä melko uusia malleja ja meillä on tarve löytää toimivia sopimusmalleja ja käytäntöjä, jotta hankkeista saadaan rakennusliikettä kiinnostavia liiketoimintamalleja. Ulkomailla elinkaarihankkeista on tehty monia tutkimuksia ja konsultit ovat kääntäneet niitä omiin tarkoituksiinsa sopiviksi. Kuitenkin Suomen lainsäädäntö on erilainen julkisten palveluiden tuottamisessa, erityisesti lakisääteisissä terveydenhuoltopalveluissa, vesi- ja jätevesihuollossa, vankeinhoidossa, ja niin edelleen. Tästä näkökulmasta ulkomailla tehdyt tutkimukset eivät sellaisenaan sovi Suomeen käytettäviksi. Esimerkiksi tutkimuksissa esitetään, että elinkaarihankkeet tuottavat pitkän aikavälin kassavirtaan, mutta tämä etu koskee vain rahoittaja ja kiinteistöpalvelu yrityksiä - ei rakennusyritystä. Tutkimuksissa mainitaan myös muista elinkaarihankkeiden mahdollisuuksista, jotka jäävät kuitenkin rakennusliikkeen näkökulmasta epäselviksi. Perinteisiin rakennuttamisen malleihin verrattuna elinkaarihankkeiden sopimusmenettelyt ovat monimutkaisempia sekä aikaa vievempiä ja sopijaosapuolten yhteistyö elinkaarihankkeissa on välttämätöntä. Käytännössä elinkaarihankkeiden riskienjako nähdään julkisen sektorin ja yksityisen sektorin välillä yksipuoliseksi. Jotta elinkaarimalli yleistyisi Suomessa, niin elinkaarisopimuksen riskienjaosta on tehtävä tasapuolinen ja käyttäjä pitää saada myös riskejä kantamaan. Tässä työssä keskitytään arvioimaan elinkaarimallien keskeisiä menestystekijöitä ja riskitekijöitä ja löytää mahdollisia tapoja tehdä hankintaprosessista helppoa ja sujuvaa. Samalla yritetään selvittää, miten elinkaarihankkeesta saadaan rakennusliikkeen kannalta menestyvää liiketoimintaa. Johtopäätökset perustuvat aikaisempiin tutkimuksiin ja empiiriseen tapaustutkimukseen. Työssä arvioidaan niitä seikkoja, jotka vaikuttavat yksityisen sektorin tarjouspäätökseen. Arvioinnissa erotetaan toisistaan kolme erillistä riskitekijää; tarjouksen tekemisen riskit, rakennushankkeen riskit ja elinkaaren aikaiset riskit. Työssä todetaan, että aikaisemmat tutkimukset ovat riittämättömiä rakennusliikkeen riskien arvioimiseen.

Membrane development for oil contaminated water treatments

The aim of this Master’s thesis study was to develop a membrane for oil contaminated water treatments. Oily wastewaters are a big problem to environment and therefore it is important to find an efficient method for their treatment. There are several treatment methods, but one of the most promising methods is membrane filtration. In the theoretical part of this study the membrane technology and polymeric membrane preparation with phase inversion and membrane modification methods was discussed. It was also told about the most important properties of the membranes. Oily waters, their treatment methods and oily wastewater sources were discussed more specifically. In the experimental part membranes from cellulose acetate were prepared and membranes were modified with two different methods. Modification methods were surface modification and polymer mixing. The modification purpose was to make membranes more hydrophilic and increase surface charge, which can reduce fouling. Membranes were characterized by determining zeta potential, contact angle, oil retention, pure water permeability, pressure-normalized flux and fouling. It were used both synthetic and real spent oil-water emulsion in membrane filtration. Surface modification resulted membranes, which had better properties than unmodified membrane. The amount of substance used in surface modification affected a lot to membrane properties, so it would be necessary to try different amounts of substance to develop the best membrane for oil-water emulsion treatment.

Mixing in rotating drums

Tämän diplomityön tarkoitus on parantaa meesauunin toiminnallista tehokkuutta tehostamalla lämmönsiirtoa. Lämmönsiirron parantamiseksi kehitetään erilaisia nostinratkaisuja. Kokeita suoritetaan käyttäen eri sekoitinratkaisuja ja erilaisia prosessiparametreja. Työn kirjallisuusosassa esitetään meesauuni sekä rumpumaisten uunien toiminta. Työssä selvitetään myös sekoituksen analysointiin käytettäviä tapoja ja laskukaavoja. Kirjallisuusosassa keskitytään myös rummussa tapahtuviin fysikaalisiin ilmiöihin sekä erilaisten fluidien reologiaan. Työn kokeellisessa osassa käytettiin LUT Kemiantekniikalla suunniteltua pilot -kokoluokan rumpu-uunia, jolla kokeitaan suoritettiin, käyttäen erilaisia sekoitinratkaisuja ja sekoitusprosessiparametreja. Kokeissa käytettiin myös eri viskositeetin omaavia materiaaleja. Valitut materiaalit olivat vesi, CMC (karboksimetyyliselluloosa) ja kiinteä meesa. Kokeiden tuloksena löydettiin nostinratkaisuja, joilla sekoittumista ja lämmönsiirtoa pystytään parantamaan sekä pidentämään viipymäaikaa.

Pohjanläheisen ja syvyyskeskiarvotetun virtausrakenteen sekä uoman morfologian alueellis‐ajallinen muutos nousevan kevättulvan aikana

Virtaava vesi muokkaa uomansa muotoa ja rakennetta tehokkaasti, kun taas uoman morfologia muuttaa veden virtausrakennetta. Lumien sulamisesta aiheutuvat kevättulvat kasvattavat virtaavan veden määrää ja virtausnopeutta tehostaen veden voimaa. Tulvien aikana tapahtuvien veden virtausrakenteen ja uoman pohjan morfologian muutosten ymmärtäminen mahdollistaa ympäristön olosuhteiden muutoksia ennakoivan vesirakentamisen ja jokiympäristön käytön. Tässä tutkimuksessa mitattiin ja analysoitiin jokikaarteen pohjanläheisen ja syvyyskeskiarvotetun virtausnopeuden ja ‐suunnan sekä uoman morfologian päivittäisiä muutoksia kevättulvan nousevassa vaiheessa. Virtausrakenne ja uoman morfologia mitattiin päivittäin akustisella virtausprofiilimittarilla (eng. acoustic doppler current profiler, ADCP). Virtausmittausten sijainti mitattiin VRS‐GNSS ‐satelliittipaikantimen avulla. Päivittäiset pohjanläheiset ja syvyyskeskiarvotetut virtausnopeudet ja ‐suunnat, pohjanläheinen kulutusvoima ja morfologian muutokset laskettiin alueellisesti tiheistä mittausaineistoista. Pohjanläheistä ja syvyyskeskiarvotettua virtausnopeutta ja ‐suuntaa sekä kulutusvoimaa ja morfologian muutosta vertailtiin. Näiden muuttujien lisäksi tarkasteltiin myös pohjan aineskuljetuksen määrän muutosta. Virtausnopeudet muuttuivat ajallisesti seuraten virtaaman vaihteluita. Vedenpinnan noustessa nopean virtauksen ytimen kulkureitti suoristui ja se siirtyi kulkemaan jokikaarteen sisäreunan särkän reunan päälle. Pohjanläheisen ja syvyyskeskiarvotetun virtauksen nopeudet muuttuivat päivittäin samanlaisesti, mutta ne erosivat toisistaan alueellisesti. Pohjanläheinen virtausnopeus oli pienempi kuin syvyyskeskiarvotettu virtausnopeus tutkitun jokikaarteen ylävirran puolella ja suurempi alavirran puolella. Uoman morfologian suurimmat muutokset tapahtuivat virtaaman kasvavassa vaiheessa, jolloin myös pohjanläheiset kulutusvoimat olivat suurimmillaan.

Maximizing of water recovery in nanofiltration of mine process waters by using antiscalants

Reverse osmosis and nanofiltration are among the most effective and widely used desalination and water softening technologies. They can also be used to treat mining wastewaters and are capable of producing water of extremely high purity, regardless of the high concentrations of toxic heavy metals and extreme pH and salinity. However, challenges with recovering the salts and metals from mining wastewaters in exploitable form, as well as problems with scaling still limit the process efficiency and the ratio of purified water recoverable from process waters. To address the problem of membrane scaling caused by calcium sulfate, batch filtration experiments with the Desal-5 DL nanofiltration membrane, three commercial antiscalants and actual mine process water from a copper mine were performed. The aim of these experiments was to find process conditions where maximum water recovery would be achieved before significant scaling or irreversible membrane fouling would occur and to further improve water recovery by addition of antiscalants. Water recovery of 70 % was reached with the experimental setups by optimizing process conditions. PC-504T antiscaling agent was determined to be the most effective of the three antiscalants used and the addition of 5 ppm of PC-504T allowed the water recovery to be further increased from 70 % to 85 % before major scaling was observed. In these conditions 92 % calcium rejection was achieved.

Lapväärtinjoen alaosan väylien kunnostushankkeen loppuraportti : Vedenlaadun, sedimentin, kasvillisuuden ja pohjaeläimistön velvoitetarkkailutulokset vuosina 2011 – 2014

Kristiinankaupungin kaupunki sai ympäristölupaviraston luvan Lapväärtinjoen alaosan kunnostukseen väyliä ruoppaamalla. Ruop-paukset aloitettiin talvella 2011–2012 ja niitä jatkettiin seuraavana talvena. Ensimmäisenä talvena ruopattiin noin 18 100 m3 ja toisena 25 200 m3. Lupapäätöksessä luvanhaltija määrättiin tarkkailemaan hankkeen vaikutuksia veden laatuun, suojeltuihin Natura 2000 – luonnonarvoihin, kalakantoihin, kalojen kutualueisiin ja kalastukseen valvovien viranomaisten hyväksymällä tavalla. Tässä loppurapor-tissa esitetään kaikki vedenlaatu-, sedimentaatio- ja pohjaeläintarkkailujen tulokset ja lisäksi kasvillisuuskartoitusten tulokset vuosilta 2011 ja 2014. Vesistötyöt heikensivät vedenlaatua selvästi samentamalla vettä ja aiheuttamalla kiintoaine-, fosfori- ja metallipitoisuuksien kasvun talvina 2011–2012 ja 2012–2013. Merialueelle vesistötöiden vaikutus ulottui voimakkaimmin samentumisen ja kiintoainepitoisuuden kasvuna. Vaikka suurimmat sameusarvot ja kiintoainepitoisuudet havaittiin työkoneen lähistöltä, vesi oli myös uloimmilla merinäytteen-ottopaikoilla usein selvästi sameampaa ja kiintoainepitoisempaa kuin joessa työalueen yläpuolella. Ruopattavien massojen kalkitustarve ja biologisesti myrkyllisten aineiden pitoisuudet selvitettiin ennen ruoppaustöitä. Vesistötöistä veteen vapautuneen ja pohjalle laskeutuneen kiintoaineen määrää seurattiin Lapväärtinjoen edustan merialueelle sijoitetuilla sedimen-taatioputkilla. Natura 2000 – suojelualueen kasvillisuuden mosaiikkimaisuutta, määrää ja vyöhykkeisyyttä tarkkailtiin ennen ruoppaustöitä vuonna 2011 ja töiden jälkeen vuonna 2014 otetuista ilmakuvista. Lisäksi alueelle tehtiin maastokäyntejä. Ilmakuvaus uusitaan vielä vuonna 2016. Pohjaeläinnäytteitä otettiin ennen ruoppaustöitä vuonna 2011 ja töiden jälkeen vuonna 2014 samoilta paikoilta. Pohjaeläinten yksilöti-heydet vaihtelivat paljon vuosien välillä. Yksilötiheyksiin vaikuttavat ihmistoiminnan aiheuttaman ravinne- ja orgaanisen aineen kuormi-tuksen lisäksi monet tekijät kuten lajien välinen kilpailu, sopeutumiskyky muuttuviin olosuhteisiin, veden suolapitoisuus ja sääolot.

Sähkön tuotanto ja sen kustannukset Suomessa

Työssä perehdytään sähkön tuotantoon Suomessa. Tarkastelun kohteena on Suomen sähköntuotanto vuonna 2013. Sähköä tuotetaan Suomessa monipuolisesti eri energianlähteillä. Tärkeimmät energianlähteet sähköntuotannon kannalta ovat uusiutuvista energianlähteistä vesi- ja tuulivoima. Lisäksi sähköä tuotetaan bioperäisillä polttoaineilla sekä turpeella. Fossiilisista polttoaineista käytetyimmät on kivihiili ja maakaasu. Suomen suurin yksittäinen sähköntuotantomuoto on ydinvoima. Työn laskennallisessa osassa selvitetään sähkön tuotantokustannukset eri tuotantomuodoille. Merkittävimmät kustannukset sähkön tuotannossa syntyvät voimalaitoksen investointi- ja polttoainekustannuksista. Muita kustannuksia ovat muun muassa kiinteät- sekä muuttuvat käyttö- ja kunnossapitokustannukset. Tarkasteltavat tuotantomuodot ovat ydinvoimalaitos, tuulivoimalapuisto, kivihiilivoimala, kaasukombivoimalaitos, biomassavoimala ja turvevoimalaitos. Polttoainekustannuksien laskennassa käytetään vuoden 2014 hintatasoa.

Photon Upconverting Nanophosphors: Unique Reporters for Optical Biosensing

Upconversion photoluminescence is a unique property of mostly certain inorganic materials, which are capable of converting low-energy infrared radiation into a higher-energy emission at visible wavelengths. This anti-Stokes shift enables luminescence detection without autofluorescence, which makes the upconverting materials a highly suitable reporter technology for optical biosensing applications. Furthermore, they exhibit long luminescence lifetime with narrow bandwidths also at the optical window of biomaterials enabling luminescence measurements in challenging sample matrices, such as whole blood. The aim of this thesis was to study the unique properties and the applicability of nano-sized upconverting phosphors (UCNPs) as reporters in biosensing applications. To render the inorganic nanophosphors water-dispersible and biocompatible, they were subjected to a series of surface modifications starting with silica-encapsulation and ending with a bioconjugation step with an analyte-recognizing biomolecule. The paramagnetism of the lanthanide dopants in the nanophosphors was exploited to develop a highly selective separation method for the UCNP-bioconjugates based on the magnetic selectivity of the high gradient magnetic separation (HGMS) system. The applicability of the nano-sized UCNPs as reporters in challenging sample matrices was demonstrated in two homogeneous sensing applications based on upconversion resonance energy transfer (UC-RET). A chemosensor for intracellular pH was developed exploiting UC-RET between the UCNP and a fluorogenic pH-sensitive dye with strongly increasing fluorescence intensity in decreasing pH. The pH-independent emission of the UCNPs at 550 nm was used for referencing. The applicability of the pH-nanosensor for intracellular pH measurement was tested in HeLa cells, and the acidic pH of endosomes could be detected with a confocal fluorescence microscope. Furthermore, a competitive UC-RET-based assay for red blood cell folic acid was developed for the measurement of folate directly from a whole blood sample. The optically transparent window of biomaterials was used in both the excitation and the measurement of the UC-RET sensitized emission of a near-infrared acceptor dye to minimize sample absorption, and the anti-Stokes detection completely eliminated the Stokes-shifted autofluorescence. The upconversion photoluminescence efficiency is known to be dependent on crystallite size, because the increasing surface-to-volume ratio of nano-sized UCNPs renders them more susceptible to quenching effects of the environment than their bulk counterpart. Water is known to efficiently quench the luminescence of lanthanide dopants. In this thesis, the quenching mechanism of water was studied using luminescence decay measurements. Water was found to quench the luminescence of UCNPs by increasing the non-radiative relaxation of the excited state of Yb3+ sensitizer ion, which had a very strong quenching effect on upconversion luminescence intensity.

Lauhdepumput Suomen ydinvoimaloissa

Tässä kandidaatintyössä keskitytään esittelemään Olkiluodossa ja Loviisassa sijaitsevien ydinvoimaloiden lauhdejärjestelmät ja niissä käytettyjen lauhdepumppujen rakenne ja toiminta-arvot. Lauhdepumppujen tehtävänä on pumpata lauhduttimessa, höyrystä lauhtunut vesi eteenpäin. Työssä käsitellään ensimmäiseksi lauhdejärjestelmiin ja pumppuihin liittyvää taustatietoa ja mitoitusarvojen laskentakaavat. Tämän jälkeen kerrotaan pumpuissa tapahtuvasta kavitaatio-ilmiöstä. Kavitaation jälkeen esitellään laitostyyppien lauhdejärjestelmät, jonka jälkeen käydään läpi laitoksissa käytettävät lauhdepumput ja niiden toiminta-arvot. Viimeisimpänä käsitellään pumppujen säätämiseen käytettyjä tapoja ja menetelmiä. Tämä kandidaatintyö on tyypiltään kirjallisuustyö.

Food webs in the era of molecular revolution – Like resolving the Gordian knot with a tricorder

Living nature consists of countless organisms, which are classified into millions of species. These species interact in many ways; for example predators when foraging on their prey, insect larvae consuming plants, and pathogenic bacteria drifting into humans. In addition, abiotic nature has a great initiative impact on life through many factors (including sunlight, ambient temperature, and water. In my thesis, I have studied interactions among different life forms in multifaceted ways. The webs of these interactions are commonly referred to as food webs, describing feeding relationships between species or energy transfer from one trophic level to another. These ecological interactions – whether they occur between species, between individuals, or between microorganisms within an individual – are among the greatest forces affecting natural communities. Relationships are tightly related to biological diversity, that is, species richness and abundances. A species is called a node in food web vocabulary, and its interactions to other species are called links. Generally, Artic food webs are considered to be loosely linked, simple structures. This conception roots into early modern food webs, where insects and other arthropods, for example, were clumped under one node. However, it has been shown that arthropods form the greatest part of diversity and biomass both in the tropics and in Arctic areas. Earlier challenges of revealing the role of insects and microorganisms in interactions webs have become possible with the help of recent advances in molecular techniques. In the first chapter, I studied the prey diversity of a common bat, Myotis daubentonii, in southwestern Finland. My results proved M. daubentonii being a versatile predator whose diet mainly consists of aquatic insects, such as chironomid midges. In the second chapter, I expanded the view to changes in seasonal and individual-based variation in the diet of M. daubentonii including the relationship between available and observed prey. I found out that chironomids remain the major prey group even though their abundance decreases in proportion to other insect groups. Diet varied a lot between individuals, although the differences were not statistically significant. The third chapter took the study to a large network in Greenland. I showed that Artic food webs are very complex when arthropods are taken into account. In the fourth chapter, I examined the bacterial flora of M. daubentonii and surveyed the zoonotic potential of these bacteria. I found Bartonella bacteria, of which one was described as a new species named after the locality of discovery. I have shown in my thesis that Myotis daubentonii as a predator links many insect species as well as terrestrial and aquatic environments. Moreover, I have exposed that Arctic food webs are complex structures comprising of many densely linked species. Finally, I demonstrated that the bacterial flora of bats includes several previously unknown species, some of which could possibly turn in to zoonosis. To summarize, molecular methods have untied several knots in biological research. I hope that this kind of increasing knowledge of the surrounding nature makes us further value all the life forms on earth.