Kartoitus kloori-alkalitehtaan tuotantokapasiteetin kasvattamisesta / Kemira Chemicals Oy Joutseno

Kemira Chemicals Oy:n Joutsenon kloori-alkalitehtaalla valmistetaan elektrolyysin avulla lipeää, suolahappoa, natriumhypokloriittia ja vetyä. Tämän työn tavoitteena on kartoittaa kloori-alkalitehtaan tuotantokapasiteetin kasvatuksen yhteydessä esiin tulevat pullonkaulat, lähitulevaisuuden kunnossapitotarpeet sekä parhaat käytettävissä olevat teknologiavaihtoehdot kloori-alkalitehtaan osa-alueille, joihin tuotantokapasiteetin kasvatuspaineet kohdistuvat: elektrolyysi, lipeän haihdutus ja suolahappopolttimet. Pullonkaulojen kartoittaminen toteutettiin rakentamalla taulukkolaskentamalli kloori-alkalitehtaan prosesseista. Mallin avulla simuloitiin elektrolyysin kloorin tuotantoa, jota kasvatettiin asteittain 54 kt:sta/a aina 100 kt:iin/a asti ja tutkittiin prosessien käyttäytymistä. Tarkastelun pohjalta havaittiin, että kloorin tuotantoa kasvattaessa, tulee lisätä myös tuotantokapasiteettia suolahapon valmistukseen, elektrolyysiin, demineralisoidun veden valmistukseen ja lipeän haihdutuslaitokseen sekä suolahapon ja lipeän varastointikapasiteetteihin. Vaihtoehtoiset teknologiat määritettiin kirjallisuudesta ja laitetoimittajien esitteistä. Lähivuosien kunnossapitotarpeet kartoitettiin haastattelemalla tehtaan henkilökuntaa. Työstä eskaloitui useita jatkotutkimuskohteita, joita ovat bipolaari-teknologian soveltuvuus Joutsenon kloori-alkalitehtaalle, uusien HCl-polttimien esisuunnittelu, höyryn käytön tehostaminen nykyisessä lipeän haihdutuslaitoksessa sekä uusien haihdutusteknologioiden soveltuvuus Joutsenon kloori-alkalitehtaalle, höyry- ja jäähdytysverkostojen kartoitukset sekä demineralisoidun veden valmistuskapasiteetin kasvattaminen.

Ohuiden päällystyskerrosten applikointi puukuitupohjaisille materiaaleille

Työn aiheena oli tutkia vaahdon soveltuvuutta ohuiden päällystyskerrosten applikointiin paperin tai kartongin pinnalle. Paperia ja kartonkia päällystetään teollisessa mittakaavassa eri menetelmillä, mutta niille kaikille yhteistä on päällystyspastan laimentaminen vedellä ennen applikointia ja laimennusveden haihduttaminen applikoinnin jälkeen päällysteen asettamiseksi. Laimennus on tärkeää pastan komponenttien tasaisen levittämisen vuoksi, mutta veden haihduttaminen kuluttaa valtavasti energiaa. Tekstiiliteollisuudessa on saavutettu merkittäviä säästöjä kuivausenergiassa korvaamalla laajalti vedellä laimentaminen vaahdottamisella. Diplomityön kirjallisessa osassa käytiin läpi vaahdon kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia sekä selvitettiin mitä kemikaaleja ja laitteita vaahdotukseen käytetään. Lisäksi luotiin katsaus vaahtoprosessien käyttöön tekstiiliteollisuudessa ja muilla aloilla. Kokeellinen osa koostui esikokeista, joissa selvitettiin pastan koostumuksen vaikutuksia vaahtoamiseen, ja pilot-mittakaavan koeajoista, joissa esikokeiden tuloksia hyödynnettiin. Esikokeissa huomiota kiinnitettiin varsinkin eri polyvinyylialkoholien (PVA) seosten erinomaiseen vaahtoavuuteen. Pilot-koeajoissa vaahtopäällystys vaikutti lupaavalta menetelmältä, joskaan täysin tyydyttävää päällystystulosta ei saavutettu. Suurimpana ongelmana esiintyi ilman pääseminen pohjapaperin ja päällysteen väliin ja siitä seuraava huono päällystejälki. Toisen ongelmakokonaisuuden muodostivat päällysteeseen jäävät reiät. Vaahtopäällystys vaikuttaa lupaavalta tekniikalta ohuiden päällystekerrosten applikointiin, mutta pastareseptejä tulee optimoida ja ratkaista päällysteen alle pääsevän ilman ongelma.

Vaahtoamisen estäminen vesiohenteisissa sisäseinämaaleissa

Maalit ovat hyvin komplekseja seoksia, jotka sisältävät erilaisia pinta-aktiivisia aineita. Erilaisia pinta-aktiivisia apuaineita käytetään varsinkin vesiohenteisissa maaleissa veden korkean pintajännityksen takia. Nämä maalin komponentit saat-tavat kuitenkin aiheuttaa maaliin vaahtoamisongelmia. Maalien vaahtoaminen aiheuttaa esimerkiksi erilaisia pintavikoja maalikalvossa ja epäotpimaalista tuo-tantosäiliöiden ja pakkausten täyttöä. Joissain tapauksissa myös maalin funktio-naalisuus saattaa häiriintyä. Maalien vaahtoamista pyritään vähentämään pääasiassa vaahdonestäjiksi kutsu-tuilla apuaineilla. Tärkeimmät vesipohjaisissa maaleissa käytettävät vaahdonestäjät ovat mineraaliöljyjä sekä silikonipohjaisia vaahdonestäjiä. Tässä työssä tutkitaan kolmen eri vesiohenteisen sisäseinämaalin vaahtoamista ja mahdollisia keinoja vähentää sitä. Laboratoriossa kokeillaan nykyisten vaahdonestäjien tilalle mahdollisia korvaavia apuaineita. Lisäksi kullekin maalille luodaan koesuunni-telma, jonka mukaan toteutetaan tehtaalla sarja koeajoja, joilla pyritään löytämään sopiva vaahdonestäjän annostus sekä lisäystapa kullekin maalille, siten että maalien vaahtoaminen vähenee. Laboratoriokokeiden perusteella korvaavaa vaahdonestäjää nykyisten tilalle ei löydetty. Valmistusprosessin yhteydessä sen sijaan havaittiin, että vaahdonestäjän lisäystapaa muuttamalla voisi olla mahdollista vähentää maalien vaahtoamista merkittävästi lisäämättä käytettävää vaahdonestäjän annostusta.

PPOOLEX-laboratoriokoelaitteiston kaasunpoisto

PPOOLEX-laboratoriokoelaitteistolla tutkitaan höyryn lauhtumiseen liittyviä ilmiöitä Lappeenrannan teknillisen yliopiston Ydinturvallisuuden tutkimusyksikössä. Laitteiston pääkomponentti on sylinterin muotoinen pystysäiliö, joka täytetään kokeita varten osittain vesijohtovedellä. Tehokkaiden laboratoriokokeiden mahdollistamiseksi säiliön veteen liuenneet kaasut on poistettava. Kaasunpoisto toteutetaan Airsepex 4.2 -vedenkäsittelylaitteistolla, joka on liitetty erillisellä kiertopiirillä PPOOLEX-laitteistoon. Tämän kandidaatintyön tavoitteena on esitellä aineensiirron ja kaasunpoiston keskeisiä ilmiöitä PPOOLEX-käytössä. Työn teoriaosan tavoitteena on myös luoda yksinkertainen matemaattinen malli, jonka avulla voidaan mallintaa veden kaasupitoisuutta koelaitteistossa. Työn kokeellisessa osassa tehtiin laboratoriomittaukset, joissa määritetään veden kaasupitoisuuden muutos ajan suhteen. Tehtyihin laboratoriomittauksiin liittyi useita epävarmuuksia, joiden takia saatuihin mittaustuloksiin on syytä suhtautua hyvin kriittisesti. Matemaattinen malli vastasi mittaustuloksia kaasunpoistolaitteiston sammutuksen jälkeen. Kaasunpoistolaitteiston ollessa käytössä matemaattisen mallin tulokset kuitenkin eroavat merkittävästi mittaustuloksista. Erot tuloksissa johtuvat mittauksiin liittyvistä epävarmuuksista sekä matemaattisen mallin oletuksista ja yksinkertaistuksista. PPOOLEX-säiliön vettä ei saada käytetyllä kaasunpoistolaitteistolla täysin kaasuttomaksi. Vielä ei ole varmuutta siitä, saadaanko veden kaasupitoisuus riittävän matalaksi laboratoriokokeita varten.

Spatiotemporal Features of Coastal Waters in Southwest Finland

In coastal waters, physico-chemical and biological properties and constituents vary at different time scales. In the study area of this thesis, within the Archipelago Sea in the northern Baltic Sea, seasonal cycles of light and temperature set preconditions for intra-annual variations, but developments at other temporal scales occur as well. Weather-induced runoffs and currents may alter water properties over the short term, and the consequences over time of eutrophication and global changes are to a degree unpredictable. The dynamic characteristics of northern Baltic Sea waters are further diversified at the archipelago coasts. Water properties may differ in adjacent basins, which are separated by island and underwater thresholds limiting water exchange, making the area not only a mosaic of islands but also one of water masses. Long-term monitoring and in situ observations provide an essential data reserve for coastal management and research. Since the seasonal amplitudes of water properties are so high, inter-annual comparisons of water-quality variables have to be based on observations sampled at the same time each year. In this thesis I compare areas by their temporal characteristics, using both inter-annual and seasonal data. After comparing spatial differences in seasonal cycles, I conclude that spatial comparisons and temporal generalizations have to be made with caution. In classifying areas by the state of their waters, the results may be biased even if the sampling is annually simultaneous, since the dynamics of water properties may vary according to the area. The most comprehensive view of the spatiotemporal dynamics of water properties would be achieved by means of comparisons with data consisting of multiple annual samples. For practical reasons, this cannot be achieved with conventional in situ sampling. A holistic understanding of the spatiotemporal features of the water properties of the Archipelago Sea will have to be based on the application of multiple methods, complementing each other’s spatial and temporal coverage. The integration of multi-source observational data and time-series analysis may be methodologically challenging, but it will yield new information as to the spatiotemporal regime of the Archipelago Sea.

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.

Kartonkikoneen tuoreveden käytön vähentäminen kemiallisesti puhdistettua jätevesikirkastetta hyödyntäen

Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia mahdollisuutta hyödyntää kemiallisesti puh-distettua jätevettä prosessivetenä. Vedensäästöpotentiaalin perusteella tutkimuskohteeksi valittiin kartonkikone 4. Tutkimuksen tavoite oli tuoreveden käytön ja jätevesipäästöjen vähentäminen Stora Enso Imatran tehtailla. Työn kirjallisuusosa keskittyy kemialliseen jätevedenkäsittelyyn, kartonkikoneen veden käyttöön ja prosessiveden laatuun vaikuttaviin tekijöihin. Työn kokeellisessa osassa laa-dittiin vesitase tuoreveden käyttökohteiden ja veden tarpeen määrittämiseksi. Kemialli-sesti puhdistetun jäteveden ja prosessiveden ominaisuudet määritettiin, jotta saatiin sel-ville ne ominaisuudet, jotka voisivat estää jätevesikirkasteen hyötykäytön. Laboratoriomääritykset osoittivat, että hyötykäytön esteenä ovat jätevesikirkasteen kiin-toaine-, sulfaatti- ja karbonaattipitoisuus sekä mikrobitaso ja väri. Metallien ja suolaionien haittavaikutusten selvittäminen vaatii lisätutkimusta. Lisäpuhdistusmenetelmien avulla, kuten käänteisosmoosi, jätevesikirkasteen laatu saataisiin vastaamaan prosessiveden tasoa ja hyötykäyttö olisi mahdollista myös kartonkikone 4:n ulkopuolella.

Genetic diversity and phenotypic variability of phytoplankton populations in the Baltic Sea

En av naturens mest grundläggande aspekter är den enorma mängd av variation som existerar mellan arter. Denna variation har lett oss till att klassificera olika organismer på basis av morfologiska skillnader och på senare tid till att jämföra genetiska skillnader på individens nivå. Den marina kiselalgen Skeletonema marinoi är en av de vanligaste växtplanktonarter i Östersjön under vårblomningen och anses viktig för den årliga produktionen. En av mina främsta målsättningar var att beskriva den intra-specifika diversiteten hos denna art längs med miljögradienter i Östersjön. Ett annat mål var att klargöra de faktorer som eventuellt är involverade i konfigurationen av genetisk diversitet och differentiering. Med hjälp av genetiska markörer visade jag att den genetiska diversiteten hos S. marinoi populationer i Östersjön är lägre jämfört med populationer i östra delen av Nordsjön. Arten är genetiskt uppdelad så att en utpräglad population förekommer i Östersjön och en annan, genetiskt åtskild population förekommer norr om de Danska sunden. Resultaten visar att de genetiskt åtskilda populationerna är anpassade till lokala salinitetsförhållanden. Genflödet mellan populationerna korrelerade kraftigt med havströmmar i området. Mina studier avslöjade även omfattande variation av fenotypiska, ekologiskt vikitga särdrag hos olika kloner. Djurplankton som äter kiselalger kunde modifiera den klonala mångfalden av fenotypiskt variabla S. marinoi populationer. En ökad klonal mångfald ledde till högre prestationsförmåga i fråga om primär produktion och stabiliserade ekofysiologiska funktioner. Som visas i denna avhandling består en art allt som oftast av åtskilliga genetiska varianter med fenotypiska skillnader. Kunskap om sådana intra-specifika skillnader är en förutsättning för att vi skall kunna förstå var och varför arter förekommer. Denna kunskap utgör även en grund för prognoser som siktar på att förutspå huruvida arter kan anpassa sig till framtida miljöförhållanden. ------------------------------------------------------ Suunnaton määrä variaatioita eliölajien välillä on perustavanlaatuinen ominaisuus luonnossa. Perinteisesti tätä monimuotoisuutta on käytetty organismien luokittelemiseen eri lajeihin niiden morfologisten eroavaisuuksien perusteella. Hiljattain myös geneettisten erojen huomioimista yksilötasolla on hyödynnetty lajien luokittelemisessa. Merialueilla esiintyvä piilevä, Skeletonema marinoi on yksi Itämeren tavallisimmista kasviplanktonlajeista kevätkukinnan aikana. Tavoitteenani oli selventää geneettistä ja fenotyyppistä monimuotoisuutta pitkin Itämeren ympäristögradienttejä. Geneettisen monimuotoisuuteen ja erkaantumiseen vaikuttavien tekijöiden selvittäminen oli tärkeä aspekti väitöstutkimuksessani. Geneettisiä markkereita käyttämällä pystyin toteamaan, että S. marinoi levän geneettinen monimuotoisuus on Itämeressä merkittävästi alhaisempi kuin läheisessä Pohjanmeren itäosassa. Tutkittu laji jakautuu geneettisesti yhteen erilliseen populaatioon Itämeressä ja toiseen selvästi erottuvaan populaatioon Tanskan salmien pohjoispuolella. Kokeellisten tulosten perusteella nämä geneettisesti erilaistuneet populaatiot ovat kumpikin sopeutuneet paikalliseen veden suolapitoisuuteen. Populaatioiden välisen geenivirran ja merivirtojen luoman yhteyden välillä havaittiin vahva korrelaatio. Tutkimukseni paljastivat myös laajaa vaihtelua Skeletonema-kloonien ekologisesti tärkeissä ominaisuuksissa. Kokeellisten tutkimusteni perusteella laiduntajat pystyivät muuttamaan geneettisten kloonien lukumäärää monimuotoisissa S. marinoi populaatioissa. Lisääntynyt kloonien lukumäärä paransi perustuotantokykyä ja vakautti ekofysiologisia toimintoja. Kuten tässä väitöstutkimuksessa osoitetaan, lajit koostuvat useimmiten lukuisista geneettisistä muunnelmista, jotka eroavat usein fenotyypeiltään. Ymmärtääksemme missä tietyt lajit esiintyvät ja miksi, tarvitsemme tietoa lajien sisäisistä vaihteluista. Tämä tieto on tarpeellista, jotta voimme ennustaa lajien sopeutumista tuleviin ympäristönmuutoksiin.

Uudenmaan vesistöjen ja rannikkovesien tila 2014

Vuosi 2014 oli poikkeuksellisen lämmin ja hydrologisilta olosuhteiltaan erikoinen. Vuosi oli Suomessa toiseksi lämpimin vuodesta 1900 alkaneen mittaushistorian aikana. Helsingin Kaisaniemessä vuoden keskilämpötila oli 1,4 astetta tavanomaista korkeampi. Talvi oli lyhyt, lauha ja vähäluminen. Kevättulvat jäivätkin väliin monissa etelärannikon vesistöissä. Suurimmat virtaamat jokivesistöissä mitattiin vuoden alussa ja vuoden lopussa. Jokien kuljettamat ainemäärät olivat vuonna 2014 pienempiä kuin muutamana aiempana vuonna hydrologisista oloista johtuen. Järvien happitilanne lopputalvella 2014 oli hyvä aiempiin vuosiin verrattuna johtuen lauhasta talvesta ja lyhyestä jääpeitekaudesta. Kesäaikainen klorofyllipitoisuus oli järvissä keskimäärin suurempi kuin aikaisempina vuosina. Uudenmaan rannikkomerialueella ei ole tapahtunut suuria muutoksia. Merialue on edelleen rehevöitynyt ja pohjien happitilanne on monin paikoin heikko. Sinilevätilanne oli kesällä 2014 sisävesillä melko rauhallinen. Lounaisilla merialueilla havaittiin poikkeuksellisen voimakkaita sinileväkukintoja. Tässä raportissa on käsitelty vain pientä osaa Uudenmaan ELY-keskuksen vesistöseurantojen tuloksista. Kaikki alueen järvien, jokien ja rannikkovesien veden laadun seurantatulokset löytyvät internetistä osoitteesta: www.ymparisto.fi/oiva Tietopalvelun käyttö on maksutonta, mutta se vaatii rekisteröitymisen. Rekisteristä löytyy mm. vedenlaatutuloksia sekä pohjaeläin- ja kasviplanktontuloksia.

Business Ecosystem Change in Financial Services – Case Study

The thesis explores how the business ecosystem of financial services has changed and what its drivers of change are. Existing literature in the field of financial industry is concerned with financial innovations and their features, determinants and factors, but also with how to organize innovation activities such as open innovation principles. Thus, there is a clear need for understanding changes in financial service ecosystem. First, the comprehensive theory framework is conducted in order to serve the reader’s necessary understanding of basic theoretical concepts that are related to ecosystem changes. Second, the research is carried out by using qualitative research methods; the data is collected by interviewing 11 experts from the field of financial services in Finland. According to the results of this thesis, the most significant changes in the financial service ecosystem are the new market players. They have increased competition, created new courses of action, set new requirements for financial services, and first and foremost, they have shifted customers into the heart of the whole ecosystem. These new market players have a willingness to cooperate with external partners, which means a shift towards the world of open innovation. In addition, the economic environment has changed which has resulted in tighter regulation for incumbents making them even unyielding. Technology change, together with digitalization, has lead new financial innovations and new digital service channels, which have challenged the traditional business models in the financial industry. They have improved transparency, openness and efficiency, but also lead to the fragmentation of financial services. Thus, customers search for financial services from different sources and different service providers, and finally combine them into a coherent whole, which meets their own needs. The change of customers’ behavior and social environment has enabled and boosted these changes in the financial ecosystem. All in all, the change of the financial ecosystem is not a result of one or a few change forces, but instead it is a combination of many different factors.

Upkonvertoivien nanopartikkelien pinnan muokkausmenetelmät ja niiden vaikutus partikkelien stabiilisuuteen ja luminesenssiominaisuuksiin Heterogeeninen upkonvertoiviin nanopartikkeleihin perustuva immunomääritys sydänspesifiselle troponiini I:lle

Upkonvertoivat nanopartikkelit (engl. upconverting nanoparticle, UCNP) ovat lantanidi-ioneja sisältäviä epäorgaanisia fluoroforeja, jotka muuttavat virityksessä käytettävän lähi-infrapunavalon korkeampienergiseksi emissiovaloksi. Tämän ominaisuuden ansiosta autofluoresenssi ei häiritse upkonversio-luminesenssin mittausta biologisissa sovelluksissa. Koska sovellukset edellyttävät vesiympäristöä, pinnoitteen tulee suojata UCNP:eita riittävästi veden aiheuttamalta upkonversioluminesenssin sammutukselta. Tutkielman kirjallisessa osassa esitetään erilaisia UCNP:ien pinnan muokkausmenetelmiä, ja käsitellään niiden vaikutuksia UCNP:ien stabiilisuuteen ja luminesenssi-ominaisuuksiin. Sydänperäinen troponiini I (engl. cardiac troponin I, cTnI) on sydäninfarktiin yhdistetty merkkiaine, jonka havaitseminen immunomäärityksellä auttaa sydäninfarktin diagnosointia. Tutkielman kokeellisen osan tarkoituksena oli kehittää UCNP-leimaan perustuva herkkä cTnI-immunomääritys, jossa voidaan käyttää yksinkertaista mittalaitetta. Tutkimus sisälsi kolme vaihetta, jotka olivat UCNP:ien pinnoitus hydrofiilisiksi, cTnI:tä tunnistavan vasta-aineen konjugoiti kovalenttisesti UCNP:ien pintaan ja heterogeeninen UCNP-leimaa käyttävä kaksipuolinen cTnI-immunomääritys. Eri vaiheissa käytettyjä menetelmiä optimoitiin UCNP-leiman epäspesifisen sitoutumisen vähentämiseksi ja cTnI-immunomäärityksen analyyttisen herkkyyden parantamiseksi. Immunomäärityksen toimivuutta testattiin, ja menetelmää muokattiin, jotta sillä voitaisiin määrittää myös tunnetut cTnI-pitoisuudet terveiden henkilöiden plasmanäytteistä. Poly(akryylihapolla) pinnoitetulla UCNP-leimalla määritettiin parempi analyyttinen herkkyys kuin silikalla pinnoitetulla UCNP-leimalla. Muokatun cTnI-immunomäärityksen analyyttinen herkkyys oli 2,2 ng/l. Tutkimus osoitti, että UCNP-leimalla on mahdollista havaita erittäin alhaisia cTnI-pitoisuuksia. Plasmanäytteiden cTnI-saannoissa oli eroja valituilla määritysolosuhteilla, joten toimiva immunomääritys vaatii vielä olosuhteiden lisäoptimointia.

Sähkökoagulaatiolaitteiston kehittäminen pintakäsittelylaitoksen jäteveden käsittelyyn

Tässä työssä kehitetään sähkökoagulaatiolaitteisto metallipinnoituslaitoksen jätevesien puhdistamiseen. Sähkökoagulaatio on sähkökemiallinen vedenpuhdistusprosessi, jossa hyödynnetään liukenevaa metallianodia. Sähkövirta irrottaa anodilta metalli-ioneja, jotka yhdistyvät vapaiden hydroksidi-ionien kanssa. Syntyneet metallihydroksidit vetävät puoleensa veden epäpuhtauksia ja saostuvat. Tämän työn tavoitteena oli kehittää sähkökoagulaatiolaitteistosta korvaaja käytössä olleelle kemialliselle jätevedenpuhdistuslaitteistolle. Sähkökoaglaatiolaitteiston toivottiin parantavan jätevedenpuhdistuksen toimintavarmuutta ja pienentävän käyttökustannuksia. Prototyyppilaitteistolla suoritettujen kokeiden perusteella sähkökoagulaation todettiin olevan kemiallista jätevedenkäsittelyä toimintavarmempi. Käyttökustannusten todettiin olevan samaa tasoa tai korkeammat kuin kemiallisella menetelmällä. Laitteiston suunnittelussa sovellettiin järjestelmällistä koneensuunnittelua. Suunnittelussa saavutettiin sille asetetut tavoitteet. Osatoiminnoille löydettiin toimivat ratkaisut ja laite on helposti huollettavissa.

Mineraalien rikastusprosessin vesijalanjälki

Mineraalien rikastamiseen käytetään useita fysikaalisia ja kemiallisia menetelmiä. Prosessi sisältää malmin hienonnuksen, rikastuksen ja lopuksi vedenpoistamisen rikastelietteestä. Malmin rikastamiseen käytetään muun muassa vaahdotusta, liuotusta, magneettista rikastusta ja tiheyseroihin perustuvia rikastusmenetelmiä. Rikastuslietteestä voidaan poistaa vettä sakeuttamalla ja suodattamalla. Rikastusprosessin ympäristövaikutuksia voidaan arvioida laskemalla tuotteen vesijalanjälki, joka kertoo valmistamiseen kulutetun veden määrän. Tässä kirjallisuustyössä esiteltiin mineraalien käsittelymenetelmiä sekä prosessijätevesien puhdistusmenetelmiä. Kirjallisuuslähteiden pohjalta selvitettiin Pyhäsalmen kaivoksella valmistetun kuparianodin vesijalanjälki sekä esitettiin menetelmiä, joilla prosessiin tarvittavan raakaveden kulutusta voitaisiin vähentää. Pyhäsalmella kuparirikasteesta valmistetun kuparianodin vesijalanjälki on 240 litraa H2O ekvivalenttia tuotettua tonnia kohden. Pyhäsalmen prosessin raakaveden kulutusta voidaan vähentää lisäämällä sisäistä vedenkierrätystä. Kalsiumsulfaatin saostuminen putkiin ja pumppuihin on ilmentynyt ongelmaksi vedenkierrätyksen lisäämisessä. Kalsiumsulfaattia voidaan erottaa vedestä membraaneihin, ioninvaihtoon ja sähkökemiaan perustuvilla tekniikoilla. Vaihtoehdossa, jossa johdetaan kaikista kolmesta vaahdotuksesta saatavat rikastuslietteen ja rikastushiekan sakeutuksien ylitteet sekä suodatuksien suodosvedet samaan vedenkäsittelyyn voidaan kattaa arviolta noin 65 % koko veden tarpeesta. Raakavettä säästetään vuodessa 3,4 Mm^3 ja samalla rikastushiekka-altaiden tarvittava koko pienenee, joka vähentää ympäristöriskejä.

Uskelanjoen vesistöalueen tulvariskien hallintasuunnitelma

Salon keskusta on valtakunnallisesti merkittävä tulvariskialue. Varsinais-Suomen Elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus on laatinut tämän tulvariskien hallintasuunnitelman Uskelanjoen tulvaryhmän ohjauksessa. Suunnitelmassa esitetään alueelle asetetut tulvariskien hallinnan tavoitteet ja toimenpiteet niiden saavuttamiseksi, viranomaisten toiminnan kuvaus tulvatilanteessa sekä suunnitelman ympäristöselostus. Toimenpiteet ovat tiivistettyinä seuraavat: Tulvariskien vähentäminen - Tulvien huomioon ottaminen kaavoituksessa, rakennuslupapäätöksissä ja ympäristölupapäätöksissä - Sähkön- ja lämmönjakelulaitteiden sekä vesihuollon ja tietoliikenteen laitteiden sijoitus poistulva-alueelta tai suojaus - Esiselvitys Halikonjoen veden ohjaamisesta Uskelanjoen suulle jääkannen ohentamiseksi Valmiustoimet - Tulvakarttojen päivitykset - Tarkistus ja päivitys ympäristölle vaarallisia aineita käsittelevien laitosten turvallisuussuunnitelmiin - Pelastustoimen valmiussuunnitelman liite: Uskelanjoen tulvariskien valmiustoimet - Tulvainfopaketin kokoaminen ja jakelu tulva-alueen kiinteistöjen omistajille - Tiedotus käytettävissä olevista tieosuuksista Tulvasuojelu - Valumavesien pidättäminen valuma-alueella - Tilapäiset ja pysyvät kohdekohtaiset suojarakenteet sekä niiden testaus ja esittely - Yleissuunnitelma uoman ruoppauksesta ja pengertämisestä Salon keskustassa - Jään sahaus, hiekoittaminen ja heikentäminen sekä rikkominen ja jääpatojen purkaminen - Jäänpidätysrakenteet Moisionkosken yläpuolella Toiminta tulvavaara- ja tulvatilanteissa - Valmiussuunnitelmien toteuttaminen ja muu tulvatilannetoiminta

Monitorointimenetelmät membraanin likaantumisen seurantaan suodatuksen aikana

Membraani on ohut kalvo, jossa on pieniä nanomittakaavan reikiä, jotka erottavat partikkelit ja liuenneet yhdisteet liuoksesta. Membraanisuodatuksen käyttö on lisääntynyt merkittävästi vedenpuhdistuksessa, johtuen lisääntyneestä puhtaan veden tarpeesta ja tiukentuneista ympäristövaatimuksista. Tässä työssä esitellään reaaliaikaisia mittausmenetelmiä membraanin likaantumisen seurantaan. Esiteltyjä menetelmiä ovat suora havainnointi pinnan läpi, lasertriangulometria, varjoanalyysi, taittokykymittaus, kuvakatkaisu-menetelmä, partikkelin nopeusmääritys, radioisotooppinen merkintä ja ydinmagneettinen resonanssispektrometria. Mittausmenetelmien avulla likakerroksen paksuutta ja sen leviämistä on mahdollista seurata reaaliaikaisesti. Mittausmenetelmien soveltuvuus olemassa oleviin prosesseihin on vielä epävarmaa. Suurin osa menetelmistä on rajoittunut tiettyyn membraanin materiaaliin, tietynlaiseen membraanisuodatusprosessin rakenteeseen tai tiettyihin olosuhteisiin. Vallitsevien prosessiolosuhteiden lisäksi mittausanturin tulisi kestää myös puhdistusolosuhteet. Lisätutkimuksia tarvitaan, jotta voidaan löytää toimiva laitekokonaisuus tarvittavan tiedon tuottamiseen.