Mefistofele: Prologue

r1954

Reactive dissolution of sedimentary rocks in flue gas desulfurization : modeling and experimental investigation

Svavel förekommer i kol och olja och oxideras vid förbränning till svaveldioxid (SO2). Årligen utsläpps stora mängder svaveldioxid som åstadkommer sura regn, minskning av stratosfäriskt ozon och sjukdomar. Av dessa orsaker är det nödvändigt att minska utsläppen av svaveldioxid. Den teknologi som rör planering av reaktorer och processer för rökgasavsvavling (FGD) har utvecklats kraftigt och idag använder man olika typer av lösningar. De vanligaste alternativen för FGD är våtskrubber- och semitorra skrubbersystem (Spray Dry Scrubbers, SDS) och injektionsprocesser för absorbenter. SDS-processer har studerats bland annat av Ahlbeck [4] och Klingspor [5] och injektionsprocesser av Alvfors [6]. Kalksten, som i huvusak består av kalciumkarbonat, används i rökgasavsvavling på grund av sin förmåga att binda svavel i form av sulfatsalter. Den vanligaste rökgasavsvavlingsmetoden är våtskrubbning, där det sedimentära stenmaterialets upplösningshastighet är en av de faktorer som påverkar resultatet mest. Utvärdering av kalkstensreaktivitet är därför speciellt viktig vid planering och drift av anläggningar för rökgasavsvavling. Målsättningen med detta arbete var att modellera upplösningen av olika typers kalksten för att få en kvantitativ utvärdering av kvaliteten på de analyserade proverna. Därtill testades även karbonatbiprodukter från stålindustrin för att utvärdera möjligheter att använda andra råmaterial. Det transienta förloppet har analyserats, varvid upplösningshastigheten modellerades bl.a. i avseende på tid och pH. Under arbetets gång har antalet empiriska korrelationer minskats till fördel för fysikaliska modeller av diffusiva och konvektiva masstransportfenomen. En målsättning var att skapa en effektiv och snabb metod för att testa olika absorbenter för rökgasavsvavling under transienta förlopp. I arbetet användes PSD-analys, gjordes pH-mätningar och andra utvärderingar av de fysikaliska parametrar som ingår i beräkningarna. On-line mätningar för de icke-stationära variablerna tid och pH ger möjlighet att eliminera osäkerheter. Vissa modeller kan vara komplicerade. En modell för upplösningshastigheten med mer detaljerad utvärdering av parametrar och färre approximationer är därför nödvändig då man vill utvärdera reaktionshastigheten för fasta partiklar i sur miljö. Arbetet utfördes under fyra år och fem peer review-artiklar ingår i avhandlingen.

Some defects in two-dimensional spin-1/2 Heisenberg antiferromagnets: a numerical study of magnetic effects

En del av de intressantaste fenomenen inom dagens materialfysik uppstår ur ett intrikat samspel mellan myriader av elektroner. Högtemperatursupraledare är det mest berömda exemplet. Varken klassiska teorier eller modeller där elektronerna är oberoende av varandra kan förklara de häpnadsväckande effekterna i de starkt korrelerade elektronsystemen. I vissa kopparoxider, till exempel La2CuO4, är det känt att valenselektronerna till följd av en stark ömsesidig växelverkan lokaliseras en och en till kopparatomerna i föreningens CuO2 plan. Laddningarnas inneboende magnetiska moment—spinnet—får då en avgörande roll för materialets elektriska och magnetiska egenskaper, vilka i exemplets fall kan beskrivas med Heisenbergmodellen som är den grundläggande teoretiska modellen för mikroskopisk magnetism. Men exakt varför föreningarna kan bli supraledande då de dopas med överskottsladdningar är än så länge en obesvarad fråga. Min avhandling undersöker orenheters inverkan på Heisenbergmodellens magnetiska egenskaper—ett problem av både experimentell och teoretisk relevans. En etablerad numerisk metod har använts—en kvantmekanisk Monte Carlo teknik—för att utföra omfattande datorsimuleringar av den matematiska modellen på två dedikerade Linux datorkluster. Arbetet hör till området beräkningsfysik. De teoretiska modellerna för starkt korrelerade elektronsystem, däribland Heisenbergmodellen, är ytterst invecklade matematiskt sett och de kan inte lösas exakt. Analytiska utredningar bygger för det mesta på antaganden och förenklingar vars inverkningar på slutresultatet är ofta oklara. I det avseende kan numeriska studier vara exakta, det vill säga de kan behandla modellerna som de är. Oftast behövs bägge tillvägagångssätten. Den röda tråden i arbetet har varit att numeriskt testa vissa högaktuella analytiska förutsägelser rörande effekterna av orenheter i Heisenbergmodellen. En del av dem har vi på basen av mycket noggranna data kunnat bekräfta. Men våra resultat har också påvisat felaktigheter i de analytiska prognoserna som sedermera delvis reviderats. En del av avhandlingens numeriska upptäckter har i sin tur stimulerat till helt nya teoretiska studier.

Maa- ja metsätalousalueiden monimuotoisuus ja kosteikot: Uskelanjoen yläosa

Uskelanjoen valuma-alueen yläosassa Somerolla ja Salon Kiikalassa ja Perttelissä tehtiin maatalousalueiden monivaikutteisten kosteikkojen yleissuunnitelma Suunnitelma on jatkoa vuonna 2009 ilmestyneelle Suomusjärven ja Kiikalan suunnitelmalle. Hankkeessa etsittiin erityisesti ei-tuotannollisella investointituella toteutettavaksi soveltuvia kosteikkoa. Lisäksi tarkasteltiin luonnon monimuotoisuuskohteita ja päivitettiin aiemmin tehtyä suojavyöhykkeiden yleissuunnitelmaa. Kosteikkopaikkojen kartoituksessa käytettiin maastotyön apuna Suomen ympäristökeskuksen kosteikkomallia. Samaan aikaan on käynnissä metsäluonnon monimuotoisuuden yleissuunnittelu, joka on METSO-yhteistoimintaverkostohanke. Sen tarkoituksena on testata maatalouden yleissuunnittelumenetelmiä metsäpuolella ja kartoittaa luontoarvoiltaan hyviä kohteita Uskelanjoen alueen metsäkohteita esitellään myöhemmin julkaistavassa Uskelanjoen alaosan raportissa Suunnitelmassa esitettyjä kosteikkoja, pohjapatorakennelmia ja laskeutusaltaita voidaan toteuttaa kosteikkojen rakentamiseen tarkoitetulla maatalouden ei-tuotannollisten investointien tuella ja ylläpitää ympäristötuen erityistuella monivaikutteisten kosteikkojen hoitoon. Luonnon monimuotoisuuskohteiden ja suojavyöhykkeiden perustamista ja hoitoa rahoitetaan maatalouden omilla erityisympäristötukimuodoilla Maailman luonnonsäätiön (WWF) kosteikkohanke on käynnissä osittain samalla seudulla ja myös siitä toivotaan apua kohteitten toteuttamiseen.

Järviruo´on polttokoe Väkiparran tilan lämpölaitoksessa

Rannoilla ja matalissa vesissä voimakkaasti levinnyt järviruoko muodostaa suuren biomassareservin, jonka suunnitelmallisella korjuulla voidaan saavuttaa monia ympäristöhyötyjä. Luonnon- ja vesienhoitotöiden kustannustehokkuutta ja kiinnostavuutta voidaan lisätä ruokomassan hyötykäytöllä. Talvella korjattavan järviruo’on yksi potentiaalinen käyttökohde on poltto energiaksi muiden korsimateriaalien tapaan. Polttokokeen tavoitteena oli testata puhtaan järviruokosilpun polttoa laitoksessa, joka soveltuu korsimateriaalien polttoon. Teknisten kokemusten lisäksi tavoitteena oli hankkia mittaustietoa järviruo’on polton päästömääristä ja savukaasujen laadusta, sekä vertailla saatuja tietoja samassa laitoksessa tehtyyn puuhakkeen polttokokeen tuloksiin. Koepoltto tehtiin Väkiparran tilan lämpölaitoksessa, jonka polttoteho on 990 kW. Polttoaineen syöttöjärjestelmä on suunniteltu huomioimaan polttoaineen laadun vaihtelut ja polttoaine siirretään varastosta pesäruuville kolakuljettimella. Savukaasujen mittauksessa sovellettiin standardin EN 13284-1 määräyksiä. Järviruoko korjattiin kaksoissilppuri –rinnekone –yhdistelmällä maaliskuun alussa 2013. Silppurin terämäärän tarve aliarvioitiin ja silpussa oli runsaasti pitkiä, jopa yli 30 cm mittaisia korsia. Leikkuupäivien kostean sään vuoksi ruoko oli kosteaa (kosteusnäytteet 24-34 %). Kokeen aikana poltettiin noin 40 kuutiota ruokosilppua ja 20 tunnin koepolton aikana tuotettiin energiaa n. 4 MW. Laitoksen vakiosäädöillä saavutettiin n. 300 kW/h teho. Syöttölaitteiden teho rajoitti suuremman polttotehon saavuttamista, koska kevyttä silppua ei pystytty toimittamaan nopeammin pesään. Pitkät korret vaikeuttivat aluksi silpun syöttöä kolakuljettimelta pesäruuville, mutta syöttö alkoi sujua sen jälkeen, kun varastossa lajiteltiin silpusta pisimmät korret pois. Ruo’on kosteus ei vaikuttanut palamistulokseen, ruokosilppu paloi pesässä hyvin eikä palamatonta ainetta jäänyt tuhkaan. Typen oksidien pitoisuudet ja hiukkaspäästöt olivat ruokoa poltettaessa samaa luokka kuin puuhakkeen poltossa ja arvot jäivät alle viitteellisten päästöraja-arvojen (Valtioneuvoston asetus 750/2013, liite 1). Ruo’on poltosta mitatut rikkidioksidin pitoisuudet ylittivät viitteelliset päästöraja-arvot ja ero puun polttoon oli selkeä. Rikkidioksidin pitoisuuksista arvioitiin olevan jonkin verran riskiä kattilan korroosiovaurioiden syntymiselle. Häkäpitoisuudet olivat ruo’on poltossa selvästi korkeammat, mutta pitoisuuksia voidaan kuitenkin pitää alhaisina. Ruokotuhkasta analysoidut metallipitoisuudet jäivät selvästi alle MMM:n asetuksen 24/11 mukaisten enimmäispitoisuuksien tuhkan käytölle metsätaloudessa. Kokeen perusteella voidaan arvioida, että ruoko sopii poltettavaksi laitoksessa, kunhan silppu on kooltaan riittävän lyhyttä. Tekninen käyttövarmuus, korroosioriskit ja rikkidioksidipäästöt huomioiden järkevä käyttötapa on kuitenkin seospoltto hakkeen kanssa. Luonnon- ja vesienhoidon sivutuotteena syntyvää ruokosilppua kannattaa kuljettaa poltettavaksi, kun kuljetusmatka on lyhyt ja kuljetus tehdään isoilla kuorma-autoilla.

Kohdentamalla suurin hyöty maatalouden ympäristönsuojeluun : TEHO Plus -hankkeen (2011-2014) loppuraportti

TEHO Plus, Maatalouden vesiensuojelun tehostaminen -hanke jatkoi TEHO-hankkeen aloittamaa työtä vuosina 2011–2014. Hankkeen toiminnan painopistealueina ovat olleet maatalouden ympäristöneuvojien koulutuspaketin luonti ja koulutuksen kokeileminen, tilakohtainen neuvonta ja neuvonnasta saatujen kokemusten hyödyntäminen, tietopaketin kokoaminen maatalouden ympäristöasioista, tilatason kokeilutoiminta ja vedenlaadun seurannan kehittäminen. Ympäristötoimia on neuvonnassa suositeltu kohdennettavaksi paikkatietoaineistoja ja ravinnetaseita hyödyntäen. Hanke toteutettiin Varsinais-Suomen ELY-keskuksen, MTK-Satakunnan ja MTK-Varsinais-Suomen yhteistyönä. Hanketta rahoittivat maa- ja metsätalousministeriö sekä ympäristöministeriö. Tärkeänä kumppanina hankkeessa olivat yhteistyöviljelijät, joiden kanssa kehitettiin ympäristöneuvontaa ja toteutettiin kokeilutoimintaa. Hankkeen toiminta-alueena oli Satakunta ja Varsinais-Suomi, mutta hankkeen tulokset ovat valtakunnallisesti hyödynnettävissä. Valtakunnallista näkemystä haettiin tiiviillä yhteistyöllä eri maakuntien toimijoiden kanssa. Tähän loppuraporttiin on koottu hankkeen kokemuksia ja tuloksia ympäristöneuvonnasta, ympäristöneuvojien koulutuksesta, tilakäynnistä ja viljelijöiden antamasta palautteesta ympäristöneuvonnasta, vedenlaadun seurannan kehittämisestä, kokeilutoiminnasta sekä hanketyöstä.

Luodin osuman havaitsevan metallimaalitaulun anturointi

Luotiaseilla tapahtuvaan ampumaharjoitteluun on käytössä monia erilaisia maalitauluja. Perinteisesti maalitauluna on toiminut puukehikkoon kiinnitetty pahvitaulu ja osumat on todettu siihen jääneiden reikien perusteella. Nykymaailmassa kaikki kuitenkin sähköistyy ja niin käy myös maalitauluille. Tämän kandidaatintyön tarkoituksena on selvittää kirjallisuustutkimuksen sekä kokeellisen tutkimuksen avulla metallisen luotiaseille tarkoitetun osuman havaitsevan maalilaitteen käyttöön soveltuva anturointi. Kirjallisuustutkimuksen avulla selvitetään antureilta vaadittavat ominaisuudet sekä valitaan kokeellista tutkimusta varten vaihtoehdot anturoinnille. Kokeellinen tutkimus suoritetaan kahdessa osassa, ensin laboratoriossa ja myöhemmin ampumaradalla tositilanteessa. Kokeellisen tutkimuksen tarkoituksena on vertailla valittujen antureiden ominaisuuksia ja valita niistä käyttötarkoitukseen soveltuvin. Kokeellista tutkimusta varten kehitettiin kaksi eri mittausjärjestelyä, joiden todettiin soveltuvan hyvin antureiden vertailemiseen. Kokeellisessa tutkimuksessa selvitettiin kolmen piezosähköisen PVDF- eli polyvinyylideenifluoridi-anturin sekä kahden erilaisen akustisen anturin soveltuvuus maalilaitteen käyttöön. Tutkimuksen perusteella todettiin PVDF-antureiden olevan soveltuvia maalilaitteen anturointiin. Akustiset anturit eivät testa-tulla tavalla täyttäneet anturoinnille asetettuja vaatimuksia.

Begärets sätt att handskas med kärlekshandtag : kroppsmissnöje och stört ätande hos androfila och gynofila män och kvinnor

Från ett evolutionspsykologiskt perspektiv fäster män och kvinnor uppmärksamheten vid olika sorters egenskaper när de bedömer attraktivitet hos en potentiell partner. Män och kvinnor är generellt sett också medvetna om vilka egenskaper som anses vara attraktiva av såväl det egna som av det motsatta könet. Teorier om intrasexuell kamp (ISK) betonar, att eftersom män tenderar att värdera fysiskt attraktiva egenskaper högt i val av partner, tenderar kvinnor också att fokusera på sitt utseende. Då kvinnor väljer partner betonas inte fysisk attraktivitet i samma utsträckning, vilket följaktligen leder till att män förväntas fokusera mindre på sitt utseende än kvinnor. I den här studien testades huruvida sexuell orientering associeras med perceptioner om det egna utseendet, så att androfila individer (män och kvinnor sexuellt intresserade av män) fokuserar mer på sitt utseende än gynofila individer (män och kvinnor sexuellt intresserade av kvinnor). För att kunna testa detta mättes kroppsmissnöje, stört ätande och kroppsmassa (BMI) i såväl androfila som gynofila män och kvinnor (N = 8007). Enligt resultatet hade gynofila män högst BMI men var också mest tillfreds med sina kroppar och skilde sig från alla andra grupper gällande kroppsmissnöje och stört ätande. Även androfila män rapporterade mindre kroppsmissnöje och stört ätande i jämförelse med androfila och gynofila kvinnor. Inga skillnader fann vi mellan androfila och gynofila kvinnor gällande BMI eller kroppsmissnöje, men gynofila kvinnor rapporterade mer stört ätande än androfila kvinnor.