Palkkiona on oleva köyhän lapsen kasvoissa kiitollinen loiste, minkä höyryävän kupin ilmestyminen lapsen eteen koulupulpetille tuottaa – Honkajoen Vatajan kansakoulu aterioinnin muistin paikkana 1930–1970-luvuilla

Tutkimukseni tarkoituksena on kuvata, tulkita ja selittää mikrohistorian sekä muistitietotutkimuksen keinoin Honkajoen Vatajan kansakoulun ateriointiin liittyviä tietoja, erityisesti vesiongelmia ja ruokailua 1930–1970-luvuilla. Kansakoulujen ilmainen ruokailumahdollisuus sai lainvoiman vuonna 1948, jonka jälkeen koulujen ruoka vähitellen monipuolistui. Ateriointiin liittyy tutkimassani koulussa ravitsemuksen ja veden lisäksi myös oppilaan kokemukset sekä yhteiskunnan toiminta. Oppilaasta kasvatettiin koulussa myös aterioinnin avulla yhteiskuntakelpoinen kansalainen. Vatajan kansakoulua, toiminnassa 1936–1974, esimerkkinä pitäen tutkin ateriointiin liittyviä sosiaalisia ja kulttuurisia tapahtumia, mutta erityisesti vesiongelmia ja ruokailua. Tutkimusaineistoni on postitse tehty muistitietotutkimuskysely, johon sain vastaukset Vatajan kansakoulun 28 entiseltä oppilaalta vuonna 2012 ja osalta lisää vuonna 2015. Lisäksi käytän Honkajoen kunnan arkistossa olevia Vatajan kansakoulun päättymisen jälkeen säilytettyjä asiakirjoja ja aikalaiskirjallisuutena Satakunnan kouluista tehtyjä historiikkeja tutkimuskirjallisuuden ohella. Arkistotietojen ongelmana oli, että kaikkia koulun asiakirjoja ei Vatajan kansakoulun päättymisen jälkeen tallennettu Honkajoen kunnan arkistoon, joten esimerkiksi kaikkia johtokunnan kokousten päätöksiä ei ole 1950–1970-luvuilta. Käytän tutkimuksessani etnografista ajattelua, jolloin voin tarkastelemalla ja kuvailemalla antaa ymmärrettävän kuvan tutkimukseni tarkoituksesta, ja käytän myös kvalitatiivista sisällönanalyysia. Hyödyntämällä triangulaatiota eli käyttämällä erilaisia aineistonkeräystapoja ja myös käyttämällä useita menetelmiä tutkimusaineiston käsittelyssä paransin tutkimuksen luotettavuutta ja näkökulmia. Veden saaminen Vatajan kansakouluun oli tärkeää, ja kaivoja tehtiin useita, ennen kuin saatiin hyvä vesi koululle. Myös keittäjän toimenkuva muuttui puurojen ja vellien keittäjästä koulun vahtimestariksi, joka huolehti ruoan hankinnan ja valmistuksen ohella koko koulusta. Lasten osallistumista ruoan hankintaan pidettiin kasvatuksellisena keinona, joka kehitti samalla oppilaan sosiaalisuutta ja hyvinvointia. Ruokailussa käytettävät astiat, ruokailupaikka esivalmisteluineen ja ruokailutavat ilmenivät muistitietotutkimuksessa, ja ne liittyivät myös lapsen kasvatukseen. Arkistotietojen mukaan kansakoulun johtokunta huolehti koulusta täysivaltaisesti, vaikka se joutui välillä olemaan maanomistajan ja kunnan välissä hyvän veden saamiseksi koululle. Lisäksi kansakoulun tarkastajat olivat koulutoiminnassa mukana ohjeillaan ja painostamassa päättäjiä kouluolojen parantamiseen. Tavoitteenani on tallentaa oppilaan ateriointiin ja koko ravitsemukseen liittyviä asioita Vatajan kansakoulusta sekä samalla säilyttää oppilaaseen liittyvää kulttuuriperintöä.

Palkkiona on oleva köyhän lapsen kasvoissa kiitollinen loiste, minkä höyryävän kupin ilmestyminen lapsen eteen koulupulpetille tuottaa – Honkajoen Vatajan kansakoulu aterioinnin muistin paikkana 1930–1970-luvuilla

Tutkimukseni tarkoituksena on kuvata, tulkita ja selittää mikrohistorian sekä muistitietotutkimuksen keinoin Honkajoen Vatajan kansakoulun ateriointiin liittyviä tietoja, erityisesti vesiongelmia ja ruokailua 1930–1970-luvuilla. Kansakoulujen ilmainen ruokailumahdollisuus sai lainvoiman vuonna 1948, jonka jälkeen koulujen ruoka vähitellen monipuolistui. Ateriointiin liittyy tutkimassani koulussa ravitsemuksen ja veden lisäksi myös oppilaan kokemukset sekä yhteiskunnan toiminta. Oppilaasta kasvatettiin koulussa myös aterioinnin avulla yhteiskuntakelpoinen kansalainen. Vatajan kansakoulua, toiminnassa 1936–1974, esimerkkinä pitäen tutkin ateriointiin liittyviä sosiaalisia ja kulttuurisia tapahtumia, mutta erityisesti vesiongelmia ja ruokailua. Tutkimusaineistoni on postitse tehty muistitietotutkimuskysely, johon sain vastaukset Vatajan kansakoulun 28 entiseltä oppilaalta vuonna 2012 ja osalta lisää vuonna 2015. Lisäksi käytän Honkajoen kunnan arkistossa olevia Vatajan kansakoulun päättymisen jälkeen säilytettyjä asiakirjoja ja aikalaiskirjallisuutena Satakunnan kouluista tehtyjä historiikkeja tutkimuskirjallisuuden ohella. Arkistotietojen ongelmana oli, että kaikkia koulun asiakirjoja ei Vatajan kansakoulun päättymisen jälkeen tallennettu Honkajoen kunnan arkistoon, joten esimerkiksi kaikkia johtokunnan kokousten päätöksiä ei ole 1950–1970-luvuilta. Käytän tutkimuksessani etnografista ajattelua, jolloin voin tarkastelemalla ja kuvailemalla antaa ymmärrettävän kuvan tutkimukseni tarkoituksesta, ja käytän myös kvalitatiivista sisällönanalyysia. Hyödyntämällä triangulaatiota eli käyttämällä erilaisia aineistonkeräystapoja ja myös käyttämällä useita menetelmiä tutkimusaineiston käsittelyssä paransin tutkimuksen luotettavuutta ja näkökulmia. Veden saaminen Vatajan kansakouluun oli tärkeää, ja kaivoja tehtiin useita, ennen kuin saatiin hyvä vesi koululle. Myös keittäjän toimenkuva muuttui puurojen ja vellien keittäjästä koulun vahtimestariksi, joka huolehti ruoan hankinnan ja valmistuksen ohella koko koulusta. Lasten osallistumista ruoan hankintaan pidettiin kasvatuksellisena keinona, joka kehitti samalla oppilaan sosiaalisuutta ja hyvinvointia. Ruokailussa käytettävät astiat, ruokailupaikka esivalmisteluineen ja ruokailutavat ilmenivät muistitietotutkimuksessa, ja ne liittyivät myös lapsen kasvatukseen. Arkistotietojen mukaan kansakoulun johtokunta huolehti koulusta täysivaltaisesti, vaikka se joutui välillä olemaan maanomistajan ja kunnan välissä hyvän veden saamiseksi koululle. Lisäksi kansakoulun tarkastajat olivat koulutoiminnassa mukana ohjeillaan ja painostamassa päättäjiä kouluolojen parantamiseen. Tavoitteenani on tallentaa oppilaan ateriointiin ja koko ravitsemukseen liittyviä asioita Vatajan kansakoulusta sekä samalla säilyttää oppilaaseen liittyvää kulttuuriperintöä.

Lohjan sisäinen muuttoliike

Tämä tutkimus selvittää vuonna 2013 yhdistyneiden Lohjan, Karjalohjan sekä Nummi-Pusulan alueen sisäistä muuttoliikettä ja tarkastelee muuttojen syitä. Tutkimuksessa selvitettiin Lohjan kaupungin sisäistä muuttoliikettä kyselytutkimuksella syksyllä 2012, juuri ennen Lohjan, Karjalohjan ja Nummi-Pusulan yhdistymistä Lohjan kaupungiksi. Tutkimuksen tarkoituksena on luoda Lohjan kaupungille tarvittavaa taustatietoa alueen sisäisistä muuttoliikkeistä, minkä perusteella pystytään ennustamaan tulevia muuton painopistealueita sekä havainnoimaan, miten Karjalohjan, Lohjan sekä Nummi-Pusulan liitos Lohjan kaupungiksi vaikuttaa alueen sisäiseen muuttoliikkeeseen. Tämän lisäksi tutkimuksella pyritään kartoittamaan sisäiseen muuttoliikkeeseen vaikuttavia syitä. Syiden perusteella pyritään kehittämään Lohjan kaupungin palvelurakennetta, viihtyvyyttä sekä vetovoimaisuutta. Tutkimuksessa tarkastellaan Lohjan sisäistä muuttoliikettä sekä tilastojen että kyselyn pohjalta. Väestörekisterikeskuksen muuttaja-aineiston avulla tarkasteltiin muuttojen painopistettä ja kyselyllä pyrittiin kartoittamaan syitä, joiden vuoksi ihmiset muuttavat alueen sisällä. Kyselyn tuloksia analysoitiin ristiintaulukoiden, ottaen muuttujiksi muuton syitä selittäviä tekijöitä ja muuttajien taustatietoja iän, asuinhistorian ja perhekoon mukaan. Kunnassamuutoissa Lohjalla merkittävimmiksi piirteiksi muodostuivat suhteellisen lyhyet muuttomatkat alueen sisäisesti, muuttajien yhtenevät toiveet asumisympäristöstä asumismuodosta riippumatta sekä muuttajien yleinen tyytyväisyys Lohjaan asuinpaikkana. Lohjan kaupunki on pyrkinyt markkinoimaan kaupunkia luonnonläheisenä ja perheystävällisenä muuttokohteena alueelle muuttaville. Lohjan sisällä muuttajat ovat valtaosin pariskuntia ja perheitä ja heille luontoarvot ja erityisesti veden läheisyys muodostavat paitsi tärkeän muuttosyyn, myös syyn asua Lohjalla jatkossakin.

Designing in the real world is complex anyway - so what?

Designing is a heterogeneous, fuzzily defined, floating field of various activities and chunks of ideas and knowledge. Available theories about the foundations of designing as presented in "the basic PARADOX" (Jonas and Meyer-Veden 2004) have evoked the impression of Babylonian confusion. We located the reasons for this "mess" in the "non-fit", which is the problematic relation of theories and subject field. There seems to be a comparable interface problem in theory-building as in designing itself. "Complexity" sounds promising, but turns out to be a problematic and not really helpful concept. I will argue for a more precise application of systemic and evolutionary concepts instead, which - in my view - are able to model the underlying generative structures and processes that produce the visible phenomenon of complexity. It does not make sense to introduce a new fashionable meta-concept and to hope for a panacea before having clarified the more basic and still equally problematic older meta-concepts. This paper will take one step away from "theories of what" towards practice and doing and try to have a closer look at existing process models or "theories of how" to design instead. Doing this from a systemic perspective leads to an evolutionary view of the process, which finally allows to specify more clearly the "knowledge gaps" inherent in the design process. This aspect has to be taken into account as constitutive of any attempt at theory-building in design, which can be characterized as a "practice of not-knowing". I conclude, that comprehensive "unified" theories, or methods, or process models run aground on the identified knowledge gaps, which allow neither reliable models of the present, nor reliable projections into the future. Consolation may be found in performing a shift from the effort of adaptation towards strategies of exaptation, which means the development of stocks of alternatives for coping with unpredictable situations in the future.

Brytmånens utformning vid trädfällning - Jämförande studier av böjmotstånd och gångjärnseffekt : Designing felling hinge in tree felling - Comparative studies of bending resistance and hinge effect

Vid trädfällning med motorsåg sparar man en så kallad brytmån som skall fungera som ett gång¬järn när trädet fälls. Om brytmånen går av tidigt finns en risk att trädet faller okontrolle¬rat. De rekommendationer som finns säger att brytmånens bredd skall göras proportionell mot trädets diameter. Genom att teoretiskt och praktiskt undersöka vilka krafter brytmånen utsätts för och vad den håller för har det varit möjligt att dra vissa slutsatser om hur en bra brytmån skall se ut. Ett viktigt resultat är att en bred brytmån (över 30-40 mm) är mycket trög att böja och inte fungerar i det avseendet att den går av redan vid små böjningar. Teoretiska be¬räkningar och praktiska försök visar att en relativt smal brytmån håller för belastningen vid rakt motlut även på stora träd. Som ny rekommendationen föreslås att brytmånens bredd inte bör vara mer än 30 mm. Av försöken kan man också dra slutsatsen att frusen ved är stel och brister tidigt, varför svår¬fällda träd inte bör fällas när veden är fryst.A felling hinge is used when felling trees by help of chain saw. If the hinge breaks early in the fall of the tree there is a great risk that the tree will fall without control. Present recommenda¬tions in Sweden say that the thickness of the felling hinge shall be made in proportion to the stem diameter. By use of theoretical and practical examinations of the forces stressing the felling hinge, and the strength of the wood itself, it has been possible to draw conclusions regarding the correct design of a felling hinge. One important result is that a thick felling hinge (over 30-40 mm) is very hard to bend and does not work well as it looses most of its strength already at a small forward bending angel. Theoretical calculations and practical tests show that a relatively narrow felling hinge will manage very well the forces when felling trees with lean opposite to the felling direction even for large trees. Our new recommendation is that the thickness of the felling hinge in normal Swedish conditions should not exceed 30 mm. Through the studies it can also be seen that frozen, brittle wood breaks at small bending angels. For that reason particularly difficult trees not should be felled when the wood is frozen.

Ekosysteemit yritysmaailmassa

Ekosysteemi-termin käyttö on yleistynyt viime aikoina yritysmaailmassa, mutta sitä käytetään eri tavoin eri lähteissä ja asianyhteyksissä eikä käsitteelle ole olemassa vakiintunutta määritelmää. Yritykset toimivat ekosysteemissä vuorovaikutuksessa, joten hyötyäkseen systeemistä tulee niiden tunnistaa ja ymmärtää kaikki muut systeemin osat ja toimijat. Tämä olisi helpompaa oikeellisen terminologian avulla. Kandidaatintyön tavoitteena on selvittää, missä eri yhteyksissä ekosysteemitermiä käytetään ja löytyykö termille yksiselitteistä määritelmää. Työssä esitellään eri lähteiden käyttämiä määritelmiä ekosysteemeille puhuttaessa yritysten välisistä verkostoista. Tutkimuksessa keskitytään kolmeen pääsysteemiin: liiketoiminnan ekosysteemiin, teolliseen ekosysteemiin sekä digitaaliseen ekosysteemiin. Lisäksi tarkastellaan muutamia pienempiä, sekä itsenäisiä että johonkin pääekosysteemiin pohjautuvia, ekosysteemikokonaisuuksia. Työ on toteutettu kirjallisuuskatsauksena. Verkostoissa kukin toimija ajaa omia etuuksiaan, kun taas ekosysteemissä kaikilla on yhteinen päämäärä, jota tavoitellaan yhdessä. Ekosysteemit ovat verkostoja laajempia ja ne pystyvät korvaamaan puuttuvia tekijöitä itsenäisesti. Keskenään ekosysteemit eroavat puolestaan toimijoiden ja niiden välisten virtojen laadun osalta. Lisäksi eri systeemeissä on erilaiset toimintaperiaatteet. Kaikki ekosysteemit kuitenkin perustuvat yhteistyöhön ja vuorovaikutukseen, joiden avulla luodaan arvoa. Myös uudet innovaatiot ja kustannustehokkuus yhdistävät kaikkia systeemejä. Ei kuitenkaan ole olemassa yksiselitteistä määritelmää, joka pätisi kussakin tilanteissa, mutta eri asianyhteyksiin liitettynä ekosysteemillä tarkoitetaan ydinajatukseltaan samaa asiaa.

Kyrönjoen vesistötyöt : Kalataloudellinen velvoitetarkkailu ja metallien ainevirtaama-arvio pengeralueen kuivatusvesissä vuonna 2015

Kyrönjoen yläosan tulvasuojeluhankkeen eri osille on useita lupapäätöksiä, joissa luvanhaltijana on valtio. Lupapäätöksissä on velvoite tarkkailla mm. vaikutuksia Kyrönjoen ja sen alapuolisen merialueen kala-, rapu- ja nahkiaiskantoihin. Tässä raportissa on vuoden 2015 kalataloustarkkailutulosten lisäksi metallien ainevirtaama-arvio Tieksin pumppaamon kautta vuoden 2015 aikana pumpatuista vesistä. Vuonna 2015 poikasnuottasaaliit olivat useita edellisvuosia pienemmät Peuralassa, Voitilassa ja Österfjärdenillä, mikä oli suurelta osin seurausta särjen ja ahvenen poikasten vähäisyydestä. Saaliin vähäisyyteen vaikuttivat olosuhteet joessa, sillä vuolas virtaus haittasi nuottaamista. Pienet samana vuonna kuoriutuneet kalat olivat lisäksi saattaneet kulkeutua pyyntipaikoilta pois veden mukana kesän 2015 ajankohtaan nähden tavanomaista suurempien virtaamien aikaan. Kuhan poikasten yksikkösaalis Kylänpäässä oli suurempi kuin milloinkaan aikaisemmin 20-vuotisen tarkkailun aikana. Sähkökalastuksissa vuonna 2015 saatiin kaksi harjusta Harjankoskelta, ja kyseessä olivat ensimmäiset pyyntipaikoilta tavatut harjukset vuodesta 2011 aloitetun vuosittaisen tarkkailun aikana. Harjukset olivat pituudeltaan 19 cm ja 9 cm, joten ne olivat kuoriutuneet ilmeisesti vuosina 2014 ja 2015. Koskenkorvan padon alapuolelta saatiin kuusi 15–17 cm pituista lohta, joista yhden rasvaevä oli ehjä, kun taas muiden rasvaevät oli leikattu. Lohet olivat ilmeisesti peräisin Luonnonvarakeskuksen alueelle tekemistä istutuksista. Verkkosaalis vuonna 2015 oli edellisvuotta pienempi kaikilla pyyntipaikoilla eikä esimerkiksi kuhaa saatu lainkaan. Kyrönjoen vaellussiian kutunousutarkkailu jäi useiden edellisvuosien tapaan lyhytkestoiseksi virtaaman voimakkaan kasvun vuoksi, mutta saaliiksi saatiin 49 siikaa. Koeravustuksissa ei saatu lainkaan rapuja. Nahkiaisen toukkia löydettiin Mustasaaren Voitilasta yhteensä seitsemän yksilöä. Tieksin pumppaamon kautta vuoden 2015 aikana pumpatuissa vesissä tutkittujen metallien yhteenlasketut ainevirtaamat olivat lähes samat kuin vuonna 2013, vaikka sekä pumpatut vesimäärät että havaitut metallipitoisuudet erosivat suuresti vuosien välillä. Vuoden 2015 ainevirtaama-arvio on aiempaa luotettavampi, sillä näytteitä saatiin varsin kattavasti ajankohtina, jolloin pumpattiin paljon.

Upkonvertoivien nanopartikkelien luminesenssin herkistäminen orgaanisten kromoforien avulla

Upkonvertoivat nanopartikkelit (engl. upconverting nanoparticles, UCNP) ovat lantanidi-ioneja sisältäviä epäorgaanisia leimoja, jotka kykenevät muuntamaan matalaenergisen 980 nm viritysvalon korkeaenergiseksi näkyväksi valoksi. Tämän ominaisuuden avulla mittausalue voidaan erottaa taustahäiriötä aiheuttavasta autofluoresenssista. Lantanidi-ionit kuitenkin absorboivat viritysvaloa heikosti. Partikkelien luminesenssia voidaan parantaa absorboivien ionien määrää lisäämällä, mutta se kasvattaa partikkelin kokoa. Viritysvalon absorptiota voidaan mahdollisesti parantaa kiinnittämällä partikkelien pintaan 808 nm aallonpituudella virittyviä upkonversion luminesenssin herkistimenä toimivia orgaanisia kromoforeja. Kromoforit toimivat valoa tehokkaasti keräävinä antennirakenteina ja virittävät UCNP:n energiansiirron kautta mahdollistaen UCNP:n luminesenssin tehostumisen. Diplomityössä tutkittiin erilaisia tapoja pinnoittaa nanopartikkeli siten, että kromofori voitiin kiinnittää siihen pysyvästi. Tavoitteina olivat myös pinnoitetun partikkelin vesiliukoisuus sekä samanaikaisesti sen suojaaminen veden aiheuttamalta luminesenssin sammuttavalta vaikutukselta. UCNP:n emissio mitattiin spektrofluorometrillä käyttäen 808 nm ja 968 nm lähi-infrapunalasereita virityslähteinä. Työssä kehitettiin kaksi pinnoitusmenetelmää, jotka mahdollistivat partikkelin virittämisen kromoforin kautta 808 nm aallonpituudella. UCNP pinnoitettiin polyakryylihapolla (PAA) tai poly(maleiinianhydridi-alt-1-oktadekaani):lla (PMAO), johon kromofori kiinnitettiin adsorptiolla. Molemmilla menetelmillä valmistettujen partikkelien emissiospektri oli selkeästi mitattavissa. Partikkelien luminesenssi 808 nm viritysaallonpituudella ei kuitenkaan tehostunut verrattuna viritykseen 968 nm laserilla. PMAO-pinnoituksella 808 nm laserilla viritettäessä mitattu signaali oli 2,7 kertaa heikompi ja PAA-pinnoitetun UCNP:n emissio noin 22 kertaa heikompi. Molemmilla menetelmillä valmistetut partikkelit olivat kolloidaalisia vesiliuoksessa, mutta kromoforien avulla herkistetty upkonversio toimi vain käyttämällä liuottimena raskasta vettä.

Savikerrostumien syntyhistoria, niiden paksuus- ja ominaisuusvaihtelut sekä vaikutukset yhdyskuntatekniikkaan Turun alueella

Turku sijaitsee Lounais-Suomessa ja sen maaperän kerrostuminen on tapahtunut pää-asiassa viimeisen Veiksel-jäätiköitymisen loppuvaiheessa ja sen jälkeen. Jäätikön pe-rääntymisen jälkeen Yoldiameren, Ancylusjärven ja Litorinameren aikana kerrostui pak-suja savikoita, jotka ovat tasoittaneet maisemaa. Kerrostumiseen vaikuttivat jäätikön sulamisvedet, maankohoaminen, veden pinnan korkeusvaihtelut ja suolapitoisuuden vaihtelut. Savinen maaperä tuo haasteita niin rakennusten, väylien kuin yhdyskuntatekniikankin rakentamiseen. Tähän mennessä Turun maaperää on tutkittu tapauskohtaisesti mm. tiettyjen suunnittelu- tai kaavoitushankkeiden yhteydessä. Laajamittaisempi maaperä-kerrosten ja niiden ominaisuuksien tutkimus tältä alueelta on puuttunut. Pohjatutkimus-tietoa löytyy valtavasti. Tutkimuksen keskeisimpinä tuloksina havaittiin, että saven paksuudet vaihtelevat erit-täin pienipiirteisesti, mikä saattaa johtua alla olevasta kallioperästä. Paksuimmat kohdat ovat nauhamaisia tai pistemäisiä. Savet ovat pääosin pehmeitä, vesipitoisia, humuspi-toisia ja sensitiivisiä. Suurin osa savesta on kerrostunut Yoldiameren ja Ancylusjärven aikana ja on rakeisuudeltaan lihavaa savea. Edellä mainittujen savien päällä esiintyy ohuempi humuspitoisemman saven kerros, joka on kerrostunut Litorinameren aikana. Sulfidisavien esiintyminen on myös todennäköistä. Yoldia/Ancylussavien sekä Litorina-savien välissä esiintyvä epäjatkuvuuspinta näyttää ulottuvan ainakin Myllysillalta Koroi-siiin saakka varsin samalla korkeudella ja on merkittävä tekijä savikerrostumien synty-historian määrittelyssä. Epäjatkuvuuspinnasta merkkinä ovat mm. samanlaiset ohuet hiekkakerrokset samoilla korkeuksilla. Maaperä on koostumukseltaan varsin kerroksel-lista, hienorakeiset ja karkeammat kerrokset vaihtelevat. Nämä edellä mainitut seikat ovat tärkeitä ottaa huomioon niin kaavoituksessa, suunnitteluvaiheessa kuin rakennet-taessa.

Hydrothermal carbonization in the synthesis of sustainable porous carbon materials

Carbon materials are found versatile and applicable in wide range of applications. During the recent years research of carbon materials has focussed on the search of environmentally friendly, sustainable, renewable and low-cost starting material sources as well as simple cost-efficient synthesis techniques. As an alternative synthesis technique in the production of carbon materials hydrothermal carbonization (HTC) has shown a great potential. Depending on the application HTC can be performed as such or as a pretreatment technique. This technique allows synthesis of carbon materials i.e. hydrochars in closed vessel in the presence of water and self-generated pressure at relatively low temperatures (180-250 ˚C). As in many applications well developed porosity and heteroatom distribution are in a key role. Therefore in this study different techniques e.g. varying feedstock, templating and post-treatment in order to introduce these properties to the hydrochars structure were performed. Simple monosaccharides i.e. fructose or glucose and more complex compounds such as cellulose and sludge were performed as starting materials. Addition of secondary precursor e.g. thiophenecarboxaldehyde and ovalbumin was successfully exploited in order to alter heteroatom content. It was shown that well-developed porosity (SBET 550 m2/g) can be achieved via one-pot approach (i.e. exploitation of salt mixture) without conventionally used post-carbonization step. Nitrogen-enriched hydrochars indicated significant Pb(II) and Cr(VI) removal efficiency of 240 mg/g and 68 mg/g respectively. Sulphur addition into carbon network was not found to have enhancing effect on the adsorption of methylene blue or change acidity of the carbon material. However, these hydrochars were found to remove 99.9 % methylene blue and adsorption efficiency of these hydrochars remained over 90 % even after regeneration. In addition to water treatment application N-rich high temperature treated carbon materials were proven applicable as electrocatalyst and electrocatalyst support. Hydrothermal carbonization was shown to be workable technique for the production of carbon materials with variable physico-chemical properties and therefore hydrochars could be applied in several different applications e.g. as alternative low-cost adsorbent for pollutant removal from water.

Elintarvikepakkauskartongin vettyminen

Elintarviketeollisuudessa tärkeimpiä pakkausmateriaaleja ovat erilaiset kartonkipakkaukset ja erityisesti niiden kuljetuksessa käytettävät aaltopahvipakkaukset. Aaltopahvilta vaadittavia ominaisuuksia ovat muun muassa puristuslujuus ja kosteudenkestävyys. Elintarvikekäyttöön tarkoitetuilla aaltopahveilla on myös tiettyjä vaatimuksia niissä käytettävistä yhdisteistä. Erilaiset kuitumateriaalit käyttäytyvät vettyessään eri tavalla ja niistä voi liueta yhdisteitä pakattavaan elintarvikkeeseen. Työn tavoitteena oli selvittää vettymiseen vaikuttavia tekijöitä ja veden vaikutus aaltopahvin rakenteeseen. Havaittiin, että ligniiniä tai uuteaineita sisältävä mekaanisesti valmistettu kartonkimateriaali ei sido vettä yhtä paljon kuin kemiallisesti valmistettu tai valkaistu kartonki. Aaltopahvissa tapahtuvan kapillaariabsorptio sai veden nousemaan pääasiassa aallotuskartonkiin. Vesi imeytyi korkeammalle puolikemiallisesti valmistetuissa aaltopahveissa kuin keräyskartonkipahveissa, jotka eivät myöskään turvonneet yhtä voimakkaasti. Työssä kartoitettiin myös elintarvikekäyttöä rajoittavia liukoisia yhdisteitä, jotka löytyivät paperiteollisuudessa yleisesti käytetyistä liimoista. Tällaisia yhdisteitä olivat märkälujaliimojen formaldehydiyhdisteet ja polyamidoamiini-epikloorihydriinihartsi. Keräyskartongin joukossa olevat raskasmetallit rajoittavat myös niiden käyttöä elintarvikepakkauksissa.

Uudenmaan vesistöjen ja rannikkovesien tila vuonna 2015

Vuosi 2015 oli edellisen vuoden tapaan poikkeuksellisen, jopa ennätyksellisen lämmin. Helsingin Kaisaniemessä vuoden keskilämpötila oli jopa 1,9 astetta tavanomaista korkeampi. Talvi oli jälleen lyhyt, lauha ja vähäluminen. Suurimmat virtaamat jokivesistöissä mitattiin keväällä ja vuoden lopussa. Jokien mereen kuljettamat ainemäärät olivat vuonna 2015 hiukan edellisvuotta suurempia. Järvien happitilanne lopputalvella 2015 oli kohtalainen johtuen lauhasta talvesta ja lyhyestä jääpeitekaudesta. Kesäaikainen klorofyllipitoisuus oli järvissä keskimäärin samalla tasolla kuin vuonna 2014. Uudenmaan rannikkomerialueella ei ole tapahtunut suuria muutoksia. Merialue on edelleen rehevöitynyt ja pohjien happitilanne on monin paikoin heikko. Sinilevätilanne oli alkukesällä 2015 melko rauhallinen johtuen viileästä ja sateisestä säästä. Sinileväkukinnat runsastuivatkin sekä merialueella että sisävesillä vasta elokuussa. Avomerialueilla loppukesän sinileväkukinnat olivat edellisvuotta suuremmat. Tässä raportissa on käsitelty vain pientä osaa Uudenmaan ELY-keskuksen vesistöseurantojen tuloksista. Kaikki alueen järvien, jokien ja rannikkovesien veden laadun seurantatulokset löytyvät internetistä osoitteesta: http://www.syke.fi/fi-FI/Avoin_tieto. Rekisteristä löytyy mm. vedenlaatutuloksia, tietoa vesistöjen pohjaeläin- ja kasviplanktonlajistosta sekä tuloksia kalojen elohopeapitoisuuksista.

Cascade hydropower capacity increase profitability analysis with optimisation modelling

The electricity market and climate are both undergoing a change. The changes impact hydropower and provoke an interest for hydropower capacity increases. In this thesis a new methodology was developed utilising short-term hydropower optimisation and planning software for better capacity increase profitability analysis accuracy. In the methodology income increases are calculated in month long periods while varying average discharge and electricity price volatility. The monthly incomes are used for constructing year scenarios, and from different types of year scenarios a long-term profitability analysis can be made. Average price development is included utilising a multiplier. The method was applied on Oulujoki hydropower plants. It was found that the capacity additions that were analysed for Oulujoki were not profitable. However, the methodology was found versatile and useful. The result showed that short periods of peaking prices play major role in the profitability of capacity increases. Adding more discharge capacity to hydropower plants that initially bypassed water more often showed the best improvements both in income and power generation profile flexibility.

Liquid-phase alcohol promoted methanol synthesis from CO2 and H2

Methanol is an important and versatile compound with various uses as a fuel and a feedstock chemical. Methanol is also a potential chemical energy carrier. Due to the fluctuating nature of renewable energy sources such as wind or solar, storage of energy is required to balance the varying supply and demand. Excess electrical energy generated at peak periods can be stored by using the energy in the production of chemical compounds. The conventional industrial production of methanol is based on the gas-phase synthesis from synthesis gas generated from fossil sources, primarily natural gas. Methanol can also be produced by hydrogenation of CO2. The production of methanol from CO2 captured from emission sources or even directly from the atmosphere would allow sustainable production based on a nearly limitless carbon source, while helping to reduce the increasing CO2 concentration in the atmosphere. Hydrogen for synthesis can be produced by electrolysis of water utilizing renewable electricity. A new liquid-phase methanol synthesis process has been proposed. In this process, a conventional methanol synthesis catalyst is mixed in suspension with a liquid alcohol solvent. The alcohol acts as a catalytic solvent by enabling a new reaction route, potentially allowing the synthesis of methanol at lower temperatures and pressures compared to conventional processes. For this thesis, the alcohol promoted liquid phase methanol synthesis process was tested at laboratory scale. Batch and semibatch reaction experiments were performed in an autoclave reactor, using a conventional Cu/ZnO catalyst and ethanol and 2-butanol as the alcoholic solvents. Experiments were performed at the pressure range of 30-60 bar and at temperatures of 160-200 °C. The productivity of methanol was found to increase with increasing pressure and temperature. In the studied process conditions a maximum volumetric productivity of 1.9 g of methanol per liter of solvent per hour was obtained, while the maximum catalyst specific productivity was found to be 40.2 g of methanol per kg of catalyst per hour. The productivity values are low compared to both industrial synthesis and to gas-phase synthesis from CO2. However, the reaction temperatures and pressures employed were lower compared to gas-phase processes. While the productivity is not high enough for large-scale industrial operation, the milder reaction conditions and simple operation could prove useful for small-scale operations. Finally, a preliminary design for an alcohol promoted, liquid-phase methanol synthesis process was created using the data obtained from the experiments. The demonstration scale process was scaled to an electrolyzer unit producing 1 Nm3 of hydrogen per hour. This Master’s thesis is closely connected to LUT REFLEX-platform.

Sustainability of protein production by bioreactor processes using wind and solar power as energy sources

Food production account for significant share of global environmental impacts. Impacts are global warming, fresh water use, land use and some non-renewable substance consumption like phosphorous fertilizers. Because of non-sustainable food production, the world is heading to different crises. Both food- and freshwater crises and also land area and phosphorous fertilizer shortages are one of many challenges to overcome in near future. The major protein sources production amounts, their impacts on environment and uses are show in this thesis. In this thesis, a more sustainable than conventional way of biomass production for food use is introduced. These alternative production methods are photobioreactor process and syngas-based bioreactor process. The processes’ energy consumption and major inputs are viewed. Their environmental impacts are estimated. These estimations are the compared to conventional protein production’s impacts. The outcome of the research is that, the alternative methods can be more sustainable solutions for food production than conventional production. However, more research is needed to verify the exact impacts. Photobioreactor is more sustainable process than syngas-based bioreactor process, but it is more location depended and uses more land area than syngas-based process. In addition, the technology behind syngas-based application is still developing and it can be more efficient in the future.