UV-LED -lamppujen soveltuminen laivojen painolastivesien käsittelyyn

Painolastivesien mukana kulkeutuvien lajien leviäminen on yksi vakavimmista globaaleista ympäristöuhkista. Kansainvälinen merenkulkujärjestö IMO määritteli vuonna 2004 kansainvälisen painolastivesiyleissopimuksen, jonka tarkoituksena on ehkäistä laivojen painolastivesien mukana kulkeutuvien lajien leviämistä. Sopimus velvoittaa aluksia käsittelemään niiden painolastivedet ja se sisältää myös käsittelyjärjestelmiltä edellytetyt vaatimukset. Vaikka sopimus ei ole vielä astunut voimaan, painolastivesien käsittelyyn löytyy markkinoilta jo useita kymmeniä IMO:n hyväksymiä käsittelyjärjestelmiä, jotka hyödyntävät erilaisia mekaanisia, fysikaalisia ja kemiallisia menetelmiä. Yksi yleisimmin käytetyistä menetelmistä on UV-säteilytys. UV-säteily tuotetaan elohopealampuilla, jotka kuitenkin kuluttavat paljon energiaa ja sisältävät myrkyllistä elohopeaa. Tämän työn tarkoituksena oli selvittää, voisiko elohopealamput korvata lähitulevaisuudessa UV-LED -lampuilla. UV-LED –lamppujen etuja ovat muun muassa energiatehokkuus, kestävä rakenne ja myrkyttömyys. Työn tärkeimpänä tavoitteena oli tutkia laboratoriomittausten avulla, millainen UV-annosmäärä 10-50 µm kokoisten kasviplanktonien inaktivoimiseen tarvitaan. Mittausjärjestelyt vastasivat suurelta osin IMO:n vaatimuksia. Laboratoriomittauksissa käytettiin 265 nm:n aallonpituudella toimivia UV-LED -lamppuja. Näytteiden analysoinnissa käytettiin sekä PAM-fluorometriä että virtaussytometriä. Saatujen tulosten perusteella tutkimuksessa käytettyjen lajien Asterionellopsis glacialis ja Thalassiosira sp. täydelliseen inaktivoitumiseen tarvittiin noin 600 mJ/cm2 suuruinen UV-annos. Tulos vastasi ennakko-odotuksia ja se oli vertailukelpoinen muiden aiheesta tehtyjen tutkimusten kanssa. Koska nykyisten UV-LED –lamppujen teho on hyvin alhainen, ne eivät vielä sovellu painolastivesien käsittelyyn. UV-LED –lamppujen kehitystyö on kuitenkin käynnissä ja on arvioitu, että niitä voitaisiin käyttää suurten virtaamien käsittelyssä 5-10 vuoden kuluttua.

Arseeni ja elohopea maaperässä ja vesistöissä

Maapallon väestön kasvaessa ja tarpeen makealle vedelle, ruualle ja viljelymaalle noustessa on tärkeää alkaa kiinnittää entistä tarkemmin huomiota vesistöjen ja maaperän saastumiseen myrkyllisillä raskasmetalleilla. Erityisesti elohopea ja arseeni, jotka jo nyt vaikuttavat heikentävästi miljoonien ihmisten elämään eri puolilla maapalloa, on syytä ottaa huolelliseen tarkkailuun. Raskasmetallien päästölähteet voidaan jakaa kahteen luokkaan, luonnollisiin ja ihmisperäisiin. Ihmisperäisiin päästölähteisiin voidaan vaikuttaa muun muassa teollisuutta ja liikennettä koskevalla lainsäädännöllä. Luonnollisiin päästölähteisiin vaikuttaminen on huomattavasti haastavampaa, mutta niiden haittaa ihmisille on mahdollista pienentää muun muassa parempien vedenpuhdistustekniikoiden avulla. Tämän työn kirjallisuusosassa tullaan esittelemään erityyppisiä luonnossa esiintyviä arseenin ja elohopean yhdisteitä, suurimpia arseenin ja elohopean päästölähteitä, sekä näiden raskasmetallien haitallisia terveysvaikutuksia. Kokeellisessa osassa tullaan keskittymään arseenin analysointiin nestemäisistä näytteistä. Näytteinä käytettiin tuntemattomilta kaatopaikoilta otettuja suotovesinäytteitä, sekä Pien-Saimaan pintavesinäytteitä. Analyyseihin on käytetty ICP-AES laitteistoa sekä kapillaarielektroforeesia.

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.

Comparing adult-youth and adult-adult online sexual solicitation: Manipulative behaviors, situational factors, and outcomes

Online sexual solicitation (solicitation) of youth has received widespread media and research attention during the last decade. The prevalence rates of youth who have experienced solicitation or solicitation attempts vary between studies depending on the methodology used (e.g., whether youth or adults are the target study group). In studies focusing on youth victims, the prevalence of solicitation attempts made by adults during the past year is typically reported to be between 5 and 9%. Adults who solicit youth online have been found to use deception and other manipulative behaviors to gain access to sexual activities with youth. However, previous studies have lacked a control group of adults who solicit other adults online. Without this comparison, one could argue that deceiving others online about one’s identity, and engaging in manipulative behaviors, is an inherent part of most online sexual interactions with strangers. Additionally, little is known about the associations between manipulative behaviors and the solicitation outcomes. In research concerning offline sexual behaviors, it has been noted that situational factors, such as sexual arousal, may alter both sexual interest and behavior. The effects of situational factors on online sexual behaviors have been less extensively studied (especially so with a quantitative approach); no studies have to date focused on adults’ solicitation of youth. Investigating the role of a lowered sexual age preference and the role of situational factors in the soliciting adults could be an important step in order to receive deeper knowledge of the role of traits and states in the context of solicitation. Additionally, there is a lack of knowledge of the effect of the age of the youth. Although previous studies on solicitation has found that older youth, compared with younger youth and children, are more often solicited, the possible reasons for this have not been investigated. Are adults who solicit youth affected by legal deterrence (through the legal age of consent), is it because older youth are more available online, or are the adults’ age preferences merely a product of a normally distributed age preference in the population? The purpose of the present thesis was fivefold: 1) to obtain an estimate of the frequency of adults’ solicitation of youth as self-reported and observed in actual behavior; 2) to explore whether the legal age of consent (LAC) affects solicitation frequency, or whether a normally distributed sexual age preference more accurately describe the proportion of solicited youth of different ages; 3) to investigate the associations of both traits (e.g., lower sexual age preference) and states (immediate situational factors, such as alcohol intoxication), and the solicitation target; 4) to explore whether adults who solicit youth and adults who solicit adults are equally deceitful and manipulative online, and whether the different solicitation outcomes are as common in both groups; and 5) to investigate whether the deceitful and manipulative behaviors engaged in had different associations with the solicitation outcomes depending on the age of the solicited. In the survey study, a convenience sample of 1393 adult participants (aged 18 years or older) self-reported any online communication with strangers during the past year. Of these, 56% (776 respondents) reported that they had solicited or attempted to solicit at least one stranger. Of the respondents, 453 (58.4%) were men, and 323 (41.6%) were women. Participants with only adult contacts (18 years or older) constituted the majority (640 respondents). In contrast, 136 individuals reported a youth contact (a 13 year old or younger, or a 14 to 17-year old). Approximately half of the participants were men in the adult contact group, while 75% of the participants were men in the youth contact group. Approximately 60% of the participants with youth contacts were recruited from two websites associated with a pedophilic sexual interest. In an online quasi-experimental study, with researchers impersonating youth of different ages (10–18 year olds) in chat rooms, 251 online conversations with chat room visitors made up the entire sample. All chat room visitors alleged to be men. The self-reported frequency of having solicited youth (0–17-year olds) during the past year was approximately 10% in our sample of adults who reported communicating with any strangers online. When we observed this behavior in chat rooms, we found that approximately 30% of the chat room visitors who believed they interacted with a 10 to 14 year old attempted to solicit the youth. We found that solicitation attempts increased equally much when increasing the age of the impersonated youth from 14 to 16, as from 16 to 18. Thus, we concluded that a normally distributed age preference in the population was a more plausible explanation to the effect of the age of the solicited, rather than the LAC (here; 15 and 16). If the chat room visitors would have been deterred only by the LAC, we would have expected that the change in amount of solicitation attempts from an illegal age group to a legal age group would have been significantly stronger than changes between age groups within illegal-illegal and legal-legal groups. Our subsample of survey participants from the pedophilia-related websites expectedly reported that they had solicited youth more often in comparison to the sample gathered through general (i.e., not associated with any particular sexual preference) websites. We also found that participants with a youth contact reported higher levels of sexual arousal and shame before the sexual interaction with their online contact, compared with participants with an adult contact. Additionally, the participants with youth contacts who reported consumption of child- and adolescent pornography also reported being more sexually aroused before the interaction, compared to the participants with youth contacts who did not report consumption of these kinds of pornography. We also found clear indications that the online sexual interaction had an alleviatory effect on reported levels of sadness, boredom and stress, independent of the age of the contact. Generally, the participants with youth and adult contacts reported deceiving their contacts as often and suggesting keeping the communication a secret from someone as often. Participants with a youth contact, however, reported using more persuasion techniques for online sexual purposes or for the purpose of an offline meeting, compared to those with an adult contact. In the chat rooms, we found that more indirect ways of future sexual communication (e.g., continuing chatting) was suggested by the chat room visitors that were under the assumption of interacting with youth aged 10 to 14, compared with more direct means (e.g., meeting offline). Survey participants with youth contacts who had used deception, suggested keeping the interactions a secret, and/or persuaded their contact by appealing to the contacts feelings of love and attachment for the participant had also more often engaged in cybersex with the contact. No other manipulative behaviors were associated with the other investigated solicitation outcomes (receiving a sexual picture, meeting offline, and engaging in sexual contact offline) within this group of participants. However, using deception, suggesting secrecy and using persuasion was also positively associated with certain solicitation outcomes within participants with an adult contact. In summary, adults’ solicitation of youth is much more frequent when observed in chat rooms than self-reported. Additionally, an underlying lowered sexual age preference seems to be a motivating factor on a group level in adults who solicit youth. We concluded that directed prevention efforts should be made on pedophiliarelated websites. Additionally, the role of situational factors, especially sexual arousal in persons with a pedo- or hebephilic sexual interest should be investigated further in the context of online sexual solicitation.

Sähkön laadun tutkimus hypermarketin pysäköintihallin valaistustekniikkamuutoksessa

Talotekniikan alalla valaistusmuutoksissa LED-valaistus on nykypäivää. Valaistuksen käyttöominaisuudet ja hyödyt tekevät siitä perustellun valinnan myös suurissa kohteissa. Näistä laajemmista valaistuksen muutoksista ja niiden vaikutuksista sähkön laatuun ei ole yleisesti mittaustietoa. Tämä tutkimus perustui sähkön laadun käytännön mittauksiin valaistusmuutoksessa, jossa elohopeahöyrylampuilla toteutettu valaistus vaihdettiin LED-valaistukseen hypermarketin pysäköintihallissa. Valaistusjärjestelmän muutoksen vaikutusta sähkön laatuun tutkittiin vertailemalla mittaustuloksia vanhan ja uuden järjestelmän välillä. Tutkimuksen tarkoituksena oli osoittaa miten LED-valaistukseen siirtyminen vaikuttaa sähkön laatuun valitussa tutkimuskohteessa. Tutkimuksessa tuotettu tieto on hyödynnettävissä vastaavissa kohteissa LED-valaistukseen siirryttäessä sekä valaistuksen käyttöönoton suunnittelussa ja toteuttamisessa. Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää myös kustannusten arvioimisessa valaistavan tilan sähkönkulutuksen osalta. Tutkimus toteutettiin käyttämällä triangulaatiomenetelmää eli teemahaastattelulla, kirjallisuuskatsauksella ja käytännön mittauksilla. Näiden menetelmien tulokset tukivat tutkimukselle asetettuja hypoteeseja. Valitulla tutkimusmenetelmällä saatiin selville, että LED-valaistukseen siirtymisellä ei ollut heikentäviä vaikutuksia sähkön laatuun tutkitun kohteen valaistusjärjestelmässä. Toisaalta positiivisina vaikutuksina huomioitiin muun muassa merkittävä energian säästö, virran harmonisten häiriöiden väheneminen sekä kokonaistehokertoimen parantuminen.