Hallinnollinen sanktiointi

Tausta Suomessa lainsäätäjä reagoi helposti yhteiskunnalliseen häiriötekijään rikosoikeuden keinoin. Tästä on osoituksena se, että syksyllä 2010 varsinaisen rikoslain lisäksi rikoksesta oli säädetty 256 eri laissa. Suomalainen, lähtökohdiltaan maltillinen kontrolli- ja kriminaalipolitiikka on 1970-luvulla linjatun vastaisesti johtanut 2000-luvulle tultaessa rikosoikeudellisen kontrollin lisääntymiseen ja jopa kiristymiseen. Raja rikosten ja rikkomusten välillä on liudentunut ja paikoitellen kadonnut ja erityisesti turvallisuudesta on kehittynyt – käsitteeseen liittyvistä oikeudellisista jännitteistä huolimatta – keskeinen rikosoikeudellisen sääntelyn oikeutusperuste. Rikosoikeuden käyttäminen vähäisten rikosten kontrollointiin on aiheuttanut Suomeen viivästymisen ongelman. Yleisessä tiedossa on se, että Euroopan ihmisoikeustuomioistuin on antanut 2000-luvulla Suomelle kymmeniä tuomioita siksi, että rikosjuttuja on käsitelty viranomaisissa ja tuomioistuimissa liian kauan. Vähemmän on sen sijaan keskusteltu siitä, että myös vähäiset rikokset viivästyvät rikosoikeuden alan laajetessa ja viranomaisten voimavarojen ehtyessä. Suomessa ongelmaa on pyritty hoitamaan rikosoikeudellista toimivaltaa hallintoviranomaisille delegoimalla tilanteen ollessa nyt se, että uuden sakkomenettelylain voimaan tullessa noin 90 % rikosoikeudellisesta kompetenssista on poliisilla ja muilla hallintoviranomaisilla. Se taasen on ongelmallista perustuslain 3 §:ssä säädetyn vallanjakoperiaatteen kannalta. Välttämätöntä on korostaa myös sitä, että pääosin rikosoikeudelliseen kontrolliin perustuva systeemi aiheuttaa rikosoikeuden inflaatiota: rikosoikeuden arvostuksen vähenemisestä aiheutuvia ei-mittavissa olevia kuluja. Rikosoikeuden laajenemista vastaan esitetään kuitenkin harvoin kritiikkiä. Rikosoikeustieteen piirissäkään sille ei ole esitetty vakavasti otettavaa vaihtoehtoa. Esimerkiksi hallinnollisia sanktioita ei ole Suomessa – ei tosin muissa Pohjoismaissakaan – koettu rikosoikeuden vaihtoehtona, vaan usein rikosoikeutta täydentävänä järjestelmänä. Hallinnollisten sanktioiden käyttäminen rikosoikeuden ohessa ei ole ollut yksiselitteistä ja jäsenneltyä, yleisiin oppeihin perustuvaa. Kontrollin erityisille alueille, esimerkiksi sotilaskontrolliin, on lisäksi kehittynyt rikos- ja hallinto-oikeuden sekajärjestelmiä. Tutkimuskysymykset Käsillä olevassa artikkelimuotoisessa väitöskirjatutkimuksessa pyritään hahmottelemaan rikos- ja hallinto-oikeudellisten rangaistusjärjestelmien välisiä eroavaisuuksia Suomessa. Tutkimuksen keskeisin tehtävä on sen pohtiminen, millä tavalla 2010-luvulle tultaessa olisi tutkimuksen empiiriset ja teoreettiset lähtökohdat huomioon ottaen järkevää ja tarkoituksenmukaista rangaista. Tällä perusteella kehitetään yksikertaista hallintosanktiointiteoreettista mallia, että sitä hyväksikäyttäen lainvalmisteluprosessin sanktiointitilanteessa, sanktiosta päätettäessä, olisi mahdollista asettaa oikeusturvan vähimmäistakeet täyttävällä tavalla oikeus- ja muilta vaikutuksiltaan rationaalinen seuraamus sekä säätää sen määräämiseksi yhteiskunnallisilta vaikutuksiltaan tehokas ja riittävän oikeusturvallinen menettely. Tutkimustehtävä on tiivistetysti 1) hallinnollisten sanktioiden ja rikosoikeudellisten rangaistusten ja niiden alan määrittäminen, 2) hallinnollisten sanktioiden sääntelymallien valintaperusteluiden selvittäminen, 3) hallintosanktioteoreettisen mallin kehittäminen lainvalmisteluprosessia varten sekä 4) de lege ferenda -suositusten tekeminen rangaistavuuden hyväksyttävyyden ja joutuisuuden parantamiseksi. Menetelmä ja aineistot Tutkimus kytkeytyy teoreettisen rikosoikeustieteen, hallinto-oikeustieteen ja prosessioikeustieteen alalle ja se on luonteeltaan ongelmakeskeinen. Tieteenalojen väliset painotukset ja niiden vaikutus vaihtelevat tutkimuksessa. Vaikka tutkimus on monella tavalla luonteeltaan teoreettinen, siinä rakennetaan nimenomaan lainsäädäntötyötä ja lainvalmistelua tukevaa tutkimusta ja teoriaa. Tältä osin näkökulma liittyy kriminalisointiteoreettisessa tutkimuksessa hahmotettuun lainsäätäjän oikeuslähdeoppia koskevaan uuteen näkökulmaan, jolla on yhteyksiä lainsäädäntötutkimukseen ja oikeusteoriassa hahmotettuun legisprudence-tutkimusuuntaukseen, näkökulman suuntautuessa lainsäädäntötasolle. Tutkimuksen lähteistä suurin osa on oikeustieteellistä kirjallisuutta, jonka pääosa muotoutuu suomalaisesta oikeustieteellisestä kirjallisuudesta. Myös pohjoismaalaista, saksalaista ja hieman myös anglosaksista kirjallisuutta on käytetty. Kansainvälisten kirjallisuuslähteiden merkitys ei ole ollut merkittävä, koska kattava eurooppalainen näkemys aihepiiristä on pyritty saamaan Euroopan ihmisoikeustuomioistuimen ratkaisukäytäntöä hyödyntäen. Tutkimuksen lähteinä on käytetty laajasti myös kansallista lainvalmisteluaineistoa, erityisesti hallituksen esityksiä ja perustuslakivaliokunnan lausuntokäytäntöä. Johtopäätökset Kriminaali- ja/tai kontrollipolitiikassa on juuri nyt tärkeää pohtia, millä tavalla 2010-luvulle tultaessa on järkevää ja tarkoituksenmukaista rangaista. Tähän voisi olla mahdollista vastata tutkimuksessa kehitettävällä hallintosanktiointiteoreettisella mallilla. Mallin kehittäminen on edellyttänyt yhteiskunnallisten sanktiokäytäntöjen oikeusvaltioopillista tarkastelua, jolloin sanktioiden yhteiskunnalliseen merkitykseen pureutuminen kuvailee myös sitä, millainen modernin oikeusvaltion tila tällä hetkellä on. Perinteisten oikeusvaltioiden paradigmojen käyttäminen ei välttämättä edistä relevantin oikeusvaltiollisen sanktiointiteoreettisen mallin kehittämistä. Voi olla niinkin, että klassinen oikeusvaltio-oppi ja oletetunlaiset rikosoikeuden erityiset elementit eivät enää vastaa yhteiskuntatodellisuutta. Näin rankaisemisen yleiset opit voivat nousta kehittämisen kohteeksi oikeusvaltiollisuuden elementtien toteuttamiseksi valtavasta kasvaneessa hallintoyhteiskunnassa – hallinto-johtoisessa yhteiskunnallisessa todellisuudessa. Suomen rikoslaki sisältää laajassa merkityksessä sadoittain erilaatuisia kriminalisointeja, joiden merkitys on usein hallinnon toimintaa subventoiva, symbolinen tai jonkin toisen kriminalisoinnin vaikutusta tehostamaan pyrkivä. Tällainen rikoslaki on tehtävänsä, vaikuttavuutensa ja hyväksyttävyytensä kannalta ongelmallinen. Suomalainen hallinnollisten sanktioiden järjestelmä ei sekään ole järkevä ja tarkoituksenmukainen, yleisiin oppeihin perustuva systeemi. Myös yleiseurooppalainen kehitys näyttäisi viittaavan siihen, että Suomessa on tarve kehittää sekä rikosoikeutta että sille vaihtoehtoista hallintosanktioiden järjestelmää, sanktio-oikeutta. Tämä edellyttää lainsäädäntöuudistuksia.

Uusintamurtumien ehkäisy kaatumisen aiheuttaman yläraajamurtuman kokeneilla yli 50-vuotiailla henkilöillä

Tarkoitus: Tarkoituksena oli selvittää murtumien tehostetun ehkäisyohjelman vaikutuksia yläraajamurtuman saaneiden yli 50-vuotiaiden henkilöiden elämäntapoihin, murtumien riskitekijöihin, kaatumisiin, kaatumisvammoihin ja elämänlaatuun. Aineisto: 219 yli 50-vuotiasta kotona asuvaa, kaatumisen seurauksena yläraajamurtuman saanutta henkilöä satunnaistettiin koe- (n = 105) ja kontrolliryhmiin (n = 114). Menetelmä: Koeohjelma sisälsi yksilöllisen, yhdessä lääkärin, terveydenhoitajan ja tutkittavan kanssa laaditun hoito- ja kuntoutussuunnitelman sekä kutsun murtumien ehkäisyn koulutusohjelmaan. Kontrolliryhmän tutkittavat saivat kehotuksen hakeutua murtumahoitajan ohjaukseen. Seuranta-aika oli 14 kuukautta. Tulokset analysoitiin ryhmissä tapahtuneina muutoksina alkuja loppumittausten välillä sekä ryhmien välisenä erona muutoksissa. Tulokset: Keskimääräinen luun tiheys lannerangassa lisääntyi koeryhmässä (p<0,001) ja kontrolliryhmässä (p = 0,038), ryhmien välinen ero ei ollut tilastollisesti merkitsevä (p = 0,134). Reisiluun kaulassa luun tiheys ei muuttunut kummassakaan ryhmässä. Päivittäinen kalsiumin saanti lisääntyi koeryhmässä keskimäärin 167 mg (p<0,001) ja kontrolliryhmässä 30 mg (p = 0,475), ryhmien välinen ero oli tilastollisesti merkitsevä (p = 0,031). Kala-ateriat ja päivittäinen D-vitamiinilisä sekä kenkien liukuesteiden säännöllinen käyttö liukkaalla lisääntyivät molemmissa ryhmissä, mutta ryhmien välillä ei ollut eroa. Viiteen tuolilta nousukertaan käytetty aika vähentyi koeryhmässä keskimäärin 0,49 sekuntia (p = 0,185) ja lisääntyi kontrolliryhmässä 0,39 (p = 0,475), ero ryhmien välillä oli tilastollisesti merkitsevä (p = 0,02). Kymmenen metrin kävelyssä ei tapahtunut tulosten keskiarvossa muutoksia kummassakaan ryhmässä. Ortostatismi vähentyi kontrolliryhmässä (p = 0,049), ja masentuneisuus vähentyi koeryhmässä (p = 0,041), mutta ryhmien välillä ei näissä ollut merkitsevää eroa. Osteoporoosilääkkeiden käyttö lisääntyi molemmissa ryhmissä, ryhmien välillä ei ollut eroa. Alkoholin käytössä oli vähäisiä mutta ei merkittäviä muutoksia. Muissa testatuissa muuttujissa, kuten liikunnan viikoittainen määrä, tupakointi, näkökyky, tasapaino ja elämänlaatu, ei ollut merkitseviä muutoksia ryhmissä tai ryhmien välillä. Kaatumisten (koeryhmä 33, kontrolliryhmä 35) ja murtumien (koeryhmä 5 ja kontrolliryhmä 3) määrissä ei myöskään ollut merkitseviä eroja ryhmien välillä. Johtopäätökset: Noin neljällä viidestä kaatumisen seurauksena yläraajamurtuman saaneista, yli 50 vuotta täyttäneistä henkilöistä oli alentunut luun tiheys, ja noin joka toisella oli lisääntynyt kaatumisriski. Kaatumisen riskitekijöiden kliiniset mittaukset olivat nopeita toteuttaa ja auttoivat ehkäisytoimenpiteiden suunnittelussa. Murtuman saaneet olivat motivoituneita murtumien riskitekijöiden selvittämiseen ja myös toteuttamaan annettua lääkehoitoa. Elämäntavoissa helpoimmin toteutuivat muutokset ruokailutottumuksissa. Liikuntatottumuksien muuttaminen sen sijaan onnistui melko huonosti. Ryhmien välillä oli merkitsevä ero ainoastaan kalsiumin päivittäisessä käytössä ja tuolilta nousutestissä. Murtumariskien tunnistaminen, niiden syiden selvittäminen ja toimenpiteiden käynnistäminen riskien vähentämiseksi tulisi kuulua jokaisen pienienergisen murtuman saaneen potilaan kokonaisvaltaiseen hyvään hoitoon.

Combining Near-Field and Far-Field Microscopy: A new method for nanoscale super-resolution imaging

Lähikenttä- ja kaukokenttämikroskopian yhdistäminen: Uusi korkearesoluutioinen menetelmä nanokuvantamiseen. Osteoporoosi on sairaus, jossa luun uudistumisprosessi ei ole enää tasapainossa. Uuden luun muodostuminen on hitaampaa johtuen osteoblastien laskeneesta aktiivisuudesta. Yksi keino estää osteoporoosin syntyä on estää osteoklastien sitoutuminen luun pinnalle, jolloin ne eivät aloita luun syömisprosessia. Tämän Pro gradu -tutkielman tarkoituksena on luoda uusi työkalu osteoklastien sitoutumisen tutkimiseen samanaikaisesti fluoresenssi- ja atomivoimamikroskoopilla. Tätä tarkoitusta varten yhdistettiin atomivoimamikroskooppi sekä STED mikroskooppi. Kirjallisuuskatsauksessa käydään läpi yksityiskohtaisesti molempien mikroskooppitekniikoiden teoriat. Kokeellisessa osiossa esitetään käytetyt metodit ja alustavat tulokset uudella systeemillä. Lisäksi keskustellaan lyhyesti kuvan analysoinnista ImageJohjelmalla. Konfokaalisen fluoresenssimikroskoopin ja atomivoimamikroskoopin yhdistelmä on keksitty jo aikaisemmin, mutta tavallisen konfokaalimikroskoopin erottelukyvyn raja on noin 200 nanometriä johtuen valon diffraktioluonteesta. Yksityiskohdat eivät erotu, jos ne ovat pienempiä kuin puolet käytettävästä aallonpituudesta. STED mikroskooppi mahdollistaa fluoresenssikuvien taltioimisen solunsisäisistä prosesseista 50 nanometrin lateraalisella erotuskyvyllä ja atomivoimamikroskooppi antaa topografista tietoa näytteestä nanometrien erotuskyvyllä. Biologisia näytteitä kuvannettaessa atomivoimamikroskoopin erotuskyky kuitenkin huononee ja yleensä saavutetaan 30-50 nanometrin erotuskyky. Kuvien kerrostaminen vaatii vertauspisteitä ja tätä varten käytettiin atomivoimamikroskoopin kärjen tunnistamista ja referenssipartikkeleita. Kuva-analysointi suoritettiin ImageJ-kuvankäsittelyohjelmalla. Tuloksista nähdään, että referenssipartikkelit ovat hyviä, mutta niiden sijoittaminen tarkasti tietylle kohdealueelle on hankalaa nanoskaalassa. Tästä johtuen kärjen havaitseminen fluoresenssikuvassa on parempi metodi. Atomivoimamikroskoopin kärki voidaan päällystää fluoresoivalla aineella, mutta tämä lisää kärjen aiheuttamaa konvoluutiota mittausdataan. Myös valon takaisinsirontaa kärjestä voidaan tutkia, jolloin konvoluutio ei lisäänny. Ensimmäisten kuvien kerrostamisessa käytettiin hyväksi fluoresoivalla aineella päällystettyä kärkeä ja lopputuloksessa oli vain 50 nanometrin yhteensopimattomuus fluoresenssi- ja topografiakuvan kanssa. STED mikroskoopin avulla nähdään leimattujen proteiinien tarkat sijainnit tiettynä ajankohtana elävän solun sisällä. Samaan aikaan pystytään kuvantamaan solun fyysisiä muotoja tai mitata adheesiovoimia atomivoimamikroskoopilla. Lisäksi voidaan käyttää funktinalisoitua kärkeä, jolla voidaan laukaista signalointitapahtumia solun ja soluväliaineen välillä. Sitoutuminen soluväliaineeseen voidaan rekisteröidä samoin kuin adheesiomediaattorien sijainnit sitoutumisalueella. Nämä dynaamiset havainnot tuottavat uutta informaatiota solun signaloinnista, kun osteoklasti kiinnittyy luun pintaan. Tämä teknologia tarjoaa uuden näkökulman monimutkaisiin signalointiprosesseihin nanoskaalassa ja tulee ratkaisemaan lukemattoman määrän biologisia ongelmia.

Kestomagneettikoneen roottorin väsymisanalyysi

Työn tavoitteena oli luoda työkalu kestomagneettikoneiden roottoreiden väsymisen analysointia varten. Työkalu toteutettiin siten, että siihen voidaan liittää oikeasta koneesta mitattu kuormitusdata, sekä tarvittavat materiaalitiedot. Kuormitusdata muunnetaan työkalussa jännityshistoriaksi käyttämällä elementtimenetelmän avulla laskettavaa skaalauskerrointa. Kestoiän laskemiseen analyysityökalu käyttää jännitykseen perustuvaa menetelmää sekä rainflowmenetelmää ja Palmgren-Minerin kumulatiivista vauriosääntöä. Lisäksi työkalu tekee tutkittavalle tapaukselle Smithin väsymislujuuspiirroksen. Edellä mainittujen menetelmien lisäksi työn teoriaosassa esiteltiin väsymisanalyysimenetelmistä myös paikalliseen venymään perustuva menetelmä sekä murtumismekaniikka. Nämä menetelmät jäivät monimutkaisuutensa vuoksi toteuttamatta työkalussa. Väsymisanalyysityökalulla laskettiin kestoiät kahdelle esimerkkitapaukselle. Kummassakin tapauksessa saatiin tulokseksi ääretön kestoikä, mutta aksiaalivuokoneen roottorin dynaaminen varmuus oli pieni. Vaikka tulokset vaikuttavat järkeviltä, ne olisi vielä hyvä verifioida esimerkiksi kaupallisen ohjelmiston avulla täyden varmuuden saamiseksi.

WiseRoot-prosessilla hitsatun päittäisliitoksen väsymislujuus

Työssä tutkittiin Kempin WiseRoot-prosessilla hitsattujen päittäisliitosten väsymiskestävyyttä laboratoriokokein ja väsymiskestävyyden mitoitusmenetelmillä. WiseRoot-hitsausprosessi on räätälöity lyhytkaariprosessi juuripalkojen hitsaukseen yhdeltä puolelta. Väsytyskoekappaleissa käytettiin eri lujuusluokan rakenneteräksiä sekä materiaalipaksuuksia. Mantsinen Group Ltd Oy hitsasi lisäksi yhdeltä ja kahdelta puolelta hitsattuja vertailukappaleita normaalilla MAG-hitsausprosessilla. Väsymismitoitus tehdään yleisesti perustuen väsymisluokkiin, joten väsytyskokeilla ja mitoitusmenetelmillä saatuja tuloksia tarkasteltiin näiden luokitusten avulla. Tuloksia vertailtiin sekä keskenään että standardeista löytyviin väsymisluokkasuosituksiin. Väsymiskestävyyden mitoitusmenetelmistä työssä käytettiin nimelliseen jännitykseen, teholliseen lovijännitykseen ja paikalliseen venymään perustuvaa menetelmää sekä murtumismekaniikkaa. Laboratoriokokeiden perusteella voidaan todeta, että WiseRoot-hitsausprosessilla on mahdollista tuottaa yhdeltä puolelta päittäisliitos, jonka väsymiskestävyys on verrattavissa kahdelta puolelta hitsattuun päittäisliitokseen. Mitoitusmenetelmillä saadut tulokset olivat pääsääntöisesti konservatiivisia verrattuna koetuloksiin. Ainoastaan paikalliseen venymään perustuvalla menetelmällä saadut väsymisluokat olivat suurempia kuin väsytyskoetulosten perusteella lasketut väsymisluokat.

Luminescence-based assay methods in drug discovery

The drug discovery process is facing new challenges in the evaluation process of the lead compounds as the number of new compounds synthesized is increasing. The potentiality of test compounds is most frequently assayed through the binding of the test compound to the target molecule or receptor, or measuring functional secondary effects caused by the test compound in the target model cells, tissues or organism. Modern homogeneous high-throughput-screening (HTS) assays for purified estrogen receptors (ER) utilize various luminescence based detection methods. Fluorescence polarization (FP) is a standard method for ER ligand binding assay. It was used to demonstrate the performance of two-photon excitation of fluorescence (TPFE) vs. the conventional one-photon excitation method. As result, the TPFE method showed improved dynamics and was found to be comparable with the conventional method. It also held potential for efficient miniaturization. Other luminescence based ER assays utilize energy transfer from a long-lifetime luminescent label e.g. lanthanide chelates (Eu, Tb) to a prompt luminescent label, the signal being read in a time-resolved mode. As an alternative to this method, a new single-label (Eu) time-resolved detection method was developed, based on the quenching of the label by a soluble quencher molecule when displaced from the receptor to the solution phase by an unlabeled competing ligand. The new method was paralleled with the standard FP method. It was shown to yield comparable results with the FP method and found to hold a significantly higher signal-tobackground ratio than FP. Cell-based functional assays for determining the extent of cell surface adhesion molecule (CAM) expression combined with microscopy analysis of the target molecules would provide improved information content, compared to an expression level assay alone. In this work, immune response was simulated by exposing endothelial cells to cytokine stimulation and the resulting increase in the level of adhesion molecule expression was analyzed on fixed cells by means of immunocytochemistry utilizing specific long-lifetime luminophore labeled antibodies against chosen adhesion molecules. Results showed that the method was capable of use in amulti-parametric assay for protein expression levels of several CAMs simultaneously, combined with analysis of the cellular localization of the chosen adhesion molecules through time-resolved luminescence microscopy inspection.

Recovery and refining of manganese as by-product from hydrometallurgical processes

The consumption of manganese is increasing, but huge amounts of manganese still end up in waste in hydrometallurgical processes. The recovery of manganese from multi-metal solutions at low concentrations may not be economical. In addition, poor iron control typically prevents the production of high purity manganese. Separation of iron from manganese can be done with chemical precipitation or solvent extraction methods. Combined carbonate precipitation with air oxidation is a feasible method to separate iron and manganese due to the fast kinetics, good controllability and economical reagents. In addition the leaching of manganese carbonate is easier and less acid consuming than that of hydroxide or sulfide precipitates. Selective iron removal with great efficiency from MnSO4 solution is achieved by combined oxygen or air oxidation and CaCO3 precipitation at pH > 5.8 and at a redox potential of > 200 mV. In order to avoid gypsum formation, soda ash should be used instead of limestone. In such case, however, extra attention needs to be paid on the reagents mole ratios in order to avoid manganese coprecipitation. After iron removal, pure MnSO4 solution was obtained by solvent extraction using organophosphorus reagents, di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid (D2EHPA) and bis(2,4,4- trimethylpentyl)phosphinic acid (CYANEX 272). The Mn/Ca and Mn/Mg selectivities can be increased by decreasing the temperature from the commonly used temperatures (40 –60oC) to 5oC. The extraction order of D2EHPA (Ca before Mn) at low temperature remains unchanged but the lowering of temperature causes an increase in viscosity and slower phase separation. Of these regents, CYANEX 272 is selective for Mn over Ca and, therefore, it would be the better choice if there is Ca present in solution. A three-stage Mn extraction followed by a two-stage scrubbing and two-stage sulfuric acid stripping is an effective method of producing a very pure MnSO4 intermediate solution for further processing. From the intermediate MnSO4 some special Mn- products for ion exchange applications were synthesized and studied. Three types of octahedrally coordinated manganese oxide materials as an alternative final product for manganese were chosen for synthesis: layer structured Nabirnessite, tunnel structured Mg-todorokite and K-kryptomelane. As an alternative source of pure MnSO4 intermediate, kryptomelane was synthesized by using a synthetic hydrometallurgical tailings. The results show that the studied OMS materials adsorb selectively Cu, Ni, Cd and K in the presence of Ca and Mg. It was also found that the exchange rates were reasonably high due to the small particle dimensions. Materials are stable in the studied conditions and their maximum Cu uptake capacity was 1.3 mmol/g. Competitive uptake of metals and acid was studied using equilibrium, batch kinetic and fixed-bed measurements. The experimental data was correlated with a dynamic model, which also accounts for the dissolution of the framework manganese. Manganese oxide micro-crystals were also bound onto silica to prepare a composite material having a particle size large enough to be used in column separation experiments. The MnOx/SiO2 ratio was found to affect significantly the properties of the composite. The higher the ratio, the lower is the specific surface area, the pore volume and the pore size. On the other hand, higher amount of silica binder gives composites better mechanical properties. Birnesite and todorokite can be aggregated successfully with colloidal silica at pH 4 and with MnO2/SiO2 weight ratio of 0.7. The best gelation and drying temperature was 110oC and sufficiently strong composites were obtained by additional heat-treatment at 250oC for 2 h. The results show that silica–supported MnO2 materials can be utilized to separate copper from nickel and cadmium. The behavior of the composites can be explained reasonably well with the presented model and the parameters estimated from the data of the unsupported oxides. The metal uptake capacities of the prepared materials were quite small. For example, the final copper loading was 0.14 mmol/gMnO2. According to the results the special MnO2 materials are potential for a specific environmental application to uptake harmful metal ions.

Roal Oy:n käyttöhyödykejärjestelmän arviointi, optimointi ja raportointi

Prosessiteollisuudessa tarvitaan usein erilaisia apujärjestelmiä pääprosessin tueksi. Tyypillisiä tällaisia järjestelmiä ovat jäähdytys-, höyry- ja ilmajärjestelmät. Hyödykejärjestelmien kehitys jää helposti pääprosessin varjoon, joka usein johtaa tarpeettoman suuriin hyödykekustannuksiin ja järjestelmien teknisen tilan laskuun. Työn kirjallisuusosassa käsitellään Roal Oy:n fermentointiprosessin kannalta olennaisimpia hyödykevaatimuksia, niiden laskennallista ilmaisua ja vuorovaikutuksia sekä PINCH-menetelmää lämpöenergian hyötykäyttöön. Jäähdytysjärjestelmän osalta käydään läpi merkittävimmät laitetekniset ratkaisut, jäähdytystorni ja lämpöpumppu, toimintaperiaatteineen sekä luonnonvesien käyttö jäähdytykseen. Työn soveltavassa osassa seurattiin Aspergillus, Trichoderma ja Bacillus fermentointeja, joiden pohjalta luotiin kasvatuskohtainen empiirinen malli jäähdytystarpeen arviointiin perustuen sekoitustehoon, kasvatuksen hiilidioksidituottoon ja haihtumisen vaikutukseen. Kasvatuksien aikana seurattiin myös tilavuusperusteista lämmönsiirtokerrointa. Mitattujen lämmönsiirtokertoimien perustella laskettiin ominaislämmöntuottoon perustuva maksimilämpötila käytettävälle jäähdytysvedelle ja fermentorien maksimitilavuudet tunnetuilla kasvatusparametreilla eri lämpöisille jäähdytysvesille. Soveltavassa osassa käydään myös läpi Roalin höyry- ja kuumavesikulutukset ja tärkeimmät käyttökohteet. Mittaustulosten ja mallien perusteella on tehtiin kehitysehdotukset hyödykejärjestelmän optimoimiseksi.

Vikasietoisuuden tutkiminen todennäköisyysperusteisen riskianalyysin avulla

Tässä työssä on tarkasteltu uusien YVL-ohjeiden vikasietoisuusanalyysin vaatimuksia sekä kehitetty menetelmä, jolla vaatimusten toteutumista voidaan tarkastella todennäköisyysperusteisen riskianalyysin (PRA) avulla. Työssä on käsitelty riskianalyysin tärkeimmät osat, sekä sen tuloksena saatavia tärkeysmittoja ja näiden soveltamiskohteita. Tärkeysmittoja on käytetty myös kehitetyn menetelmän alkuarvoina. Ydinvoimalan turvallisuuden takaamiseksi tärkeimpiä turvallisuustoimintoja suorittavien järjestelmien on pystyttävä toteuttamaan tehtävänsä, vaikka mikä tahansa järjestelmän yksittäinen laite olisi toimintakyvytön ja vaikka mikä tahansa turvallisuustoimintoon vaikuttava laite olisi samanaikaisesti poissa käytöstä korjauksen tai huollon vuoksi. Tämä edellyttää, että vikasietoisuuden takaamiseksi tärkeimpien turvallisuustoimintojen varmistamisessa on käytettävä mahdollisuuksien mukaan moninkertaisuus- ja erilaisuusperiaatteisiin perustuvia järjestelmiä, joiden tulee olla toisistaan riippumattomia. Kehitetyn menetelmän ja uuden vikasietoisuuden lisäarvomitan avulla voidaan tunnistaa järjestelmien väliset riippuvuustekijät ja tarkastella vaadittujen turvallisuustekijöiden toteutumista.

Harvinaisten metallien talteenotto epäorgaanisista jätevirroista

Taloudellisesti tärkeiden metallien varannot ja tuotanto eivät ole jakautuneet tasaisesti. Maantieteelliset alueet, joilla ei ole omia varantoja ovat riippuvaisia muualta tuoduista raaka-aineista. Euroopan komissio ja USA:n energiaministeriö ovat luokitelleet tietyt metallit kriittisiksi niiden taloudellisen merkittävyyden ja saatavuuteen liittyvien epävarmuustekijöiden johdosta. Tällaisten metallien saatavuutta voitaisiin mahdollisesti parantaa lisäämällä niiden talteenottoa jätteistä. Tutkimuksessa kartoitettiin Euroopan komission kriittiseksi luokittelemien metallien pitoisuuksia eräissä jätevirroissa. Kartoitetut jätteet olivat teollisissa poltto-prosesseissa syntyneitä polttojätteitä, prosessiteollisuuden jätesakkoja ja sähkö- ja elektroniikkajätteitä. Kartoituksen perusteella valittiin lupaavimmat jätteet ja suoritettiin niille talteenottokokeita. Talteenottokokeita suoritettiin kolmelle jätteelle. Yhdestä jätesakasta liuotettiin indiumia rikki- ja suolahapoilla. Kahden eri polttojätteen seoksesta liuotettiin galliumia rikkihapolla. Käytettyjen loisteputkien käsittelyprosessista peräisin olleesta sakasta liuotettiin maametalleja rikki- ja suolahapoilla sekä rikki- ja typpihapon seoksella. Indium liukeni heikosti (korkeintaan 25 %) huoneenlämmössä rikkihapolla. Suolahapolla se liukeni paremmin (68 %). Polttojätteen liuotuskokeissa galliumin talteenottoasteen todettiin riippuvan käytetyn liuottimen määrästä. Loisteputkijätesakasta liukeni yttriumia ja europiumia kaikilla käytetyillä happoliuoksilla noin 70–100 %. Käytetyillä happokonsentraatioilla ei havaittu suuria eroja yttriumin ja europiumin liukoisuuksissa. Näitä metalleja voitaisiin mahdollisesti ottaa talteen tämän tyyppisestä sakasta liuottamalla ne happoliuoksella ja saostamalla oksalaattina. Tarvittaessa liuokset voitaisiin puhdistaa tai metallit erottaa toisistaan neste–nesteuutolla, joka on tärkein maametallien tuotantoon käytetty hydrometallurginen menetelmä.

Ketterät menetelmät ja laadunhallinta

Ketterien menetelmien käyttö on yleistymässä ohjelmistotuotannossa. Tämän vuoksi ketteriltä menetelmiltä vaaditaan hyvää laadunhallintaa. Ketteriä menetelmiä on olemassa useita erilaisia, mutta ne kaikki jakavat samanlaiset perusarvot ja periaatteet. Tässä työssä tutkitaan kolmea eri ketterää menetelmää: Scrum, eXtreme Programming (XP) sekä Dynamic Systems Development Method (DSDM). Jokaisesta menetelmästä selvitetään, miten niissä hoidetaan laadunhallinta. Työssä otetaan myös kantaa ketterien ja perinteisten menetelmien eroihin sekä siihen, millaisissa projekteissa ketteriä menetelmiä kannattaa käyttää.

Menetelmäpohdintoja ja -kokemuksia

Kirjallisuusarvostelu

St. Petersburg Court Chant and the Tradition of Eastern Slavic Church Singing

The present study examines the repertory of liturgical chant known as St. Petersburg Court Chant which emerged within the Imperial Court of St. Petersburg, Russia, and appeared in print in a number of revisions during the course of the 19th century, eventually to spread throughout the Russian Empire and even abroad. The study seeks answers to questions on the essence and composition of Court Chant, its history and liturgical background, and most importantly, its musical relationship to other repertories of Eastern Slavic chant. The research questions emerge from previous literary accounts of Court Chant (summarized in the Introduction), which have tended to be inaccurate and generally not based on critical research. The study is divided into eight main chapters. Chapter 1 provides a survey of the history of Eastern Slavic chant and the Imperial Court Chapel of St. Petersburg until 1917, with special emphasis on the history of singing traditional chant in polyphony, the status of the Court Chapel as a government authority, and its endeavours in publishing church music. Chapter 2 deals with the liturgical background of Eastern chant, the chant genres, and main repertories of Eastern Slavic chant. Chapter 3 concentrates on chant sources: it introduces the musical notations utilised, after which a typology of chant books is presented. The discussion continues with a survey of the sources of Court Chant and their content, the specimens selected for closer analysis, the comparative materials from other repertories, and ends with a commentary on some chant sources that have been excluded. The comparative sources include a specimen from around the beginning of the 12th century, a few manuscripts from the 17th century, and printed and manuscript chant books from the early 18th to early 20th century, covering the geographical area that delimits to the western Ukraine, Astrakhan, Nizhny Novgorod, and the Solovetsky Monastery. Chapter 4 presents the approach and methods used in the subsequent analytical comparisons. After a survey of the pitch organization of Eastern Slavic chant, the customary harmonization strategy of traditional chant polyphony is examined, according to which a method for meaningful analysis of the harmony is proposed. The method is based on the observation that the harmonic framework of chant polyphony derives from the standard pitch collection of monodic chant known as the Church Gamut, specific pitches of which form eight harmonic regions that behave like the usual tonalities of major and harmonic minor. Because of the considerable quantity of comparative chant forms, computer-assisted statistical methods are applied to the analysis of chant melodies. The primary chant forms and their respective comparative forms have been pre-processed into reduced chant prototypes and divided into redactions. The analyses are carried out by measuring the formal dissimilarities of the primary chant forms of the Court Chant repertory against each comparative form, and also by measuring the reciprocal dissimilarities of all chant versions in a redaction, the results of which are subjected to agglomerative hierarchical clustering in order to find out how the chant forms relate to each other. The dissimilarities are determined by applying a metric dissimilarity function that is based on the Levenshtein Distance. Chapter 5 provides the melodic and harmonic analyses of generic chants (chants used for multiple texts of different lengths), i.e., chants for stichera samoglasny and troparia, Chapter 6 of pseudo-generic chants (chants that are used for multiple texts but with certain restrictions), i.e., chants for heirmoi, prokeimena, and three other hymns, and Chapter 7 of non-generic chants, covering nine chants that in the Court repertory are not shared by multiple texts. The results are summarized and evaluated in Chapter 8. Accordingly, it can be established that, contrary to previous conceptions, melodically, Court Chant is in effect a full part of the wider Eastern Slavic chant tradition. Even if it is somewhat detached from the chant versions of the Synodal square-note chant books and the local tradition of Moscow, it is particularly close to chant forms of East Ukraine and some vernacular repertories from Russia. Respectively, the harmonization strategies of Court Chant do not show significant individuality in comparison with those of the available polyphonic comparative sources, the main difference being the part-writing, which generally conforms to western common practice standard, whereas the deviations from this tend to be more significant in other analysed repertories of polyphonic chant. Thus, insofar as the subsequent prevalence of Court Chant is not based on its forceful dissemination by authorities (as suggested in previous literature but for which little tangible evidence could be found in Chapter 1), in the present author’s interpretation, Court Chant attained its dominance principally because musically it was considered sufficiently traditional, and as a chant body supported by the government, was conveniently available in print in serviceable harmonizations.

The laser weldability of lean duplex stainless steels

Ruostumattomien terästen hinta on kasvanut maailman laajuisen kysynnän kasvun seurauksena. Samoin on käynyt myös ruostumattomien terästen valmistukseen käytettävien seosaineiden hinnalle. Terästen valmistajat ovatkin kehittäneet lean duplex teräksiä vastatakseen hintatietoisten markkinoiden kysyntään. Näissä lean duplex teräksissä kalliita seosaineita kuten nikkeliä ja molybdeenia on korvattu typellä ja mangaanilla. Houkutteleviksi vaihtoehdoiksi perinteisille ruostumattomille teräksille lean duplex laadut tekee myös niiden hyvät lujuus- ja korroosio-ominaisuudet. Kirjallisuus osio esittelee lasereiden toimintaperiaatteen. Myös avaimenreikähitsauksen periaate on esitetty. Ruostumattomien terästen yleisimmät seosaineet ovat esitelty, kuten myös syy niiden seostamiseen. Ruostumattomat duplex-teräkset on esitelty samoin kuin lean duplex teräkset. Kokeellisen osion koehitsit hitsattiin osin samalla tuotantolinjalla lopputuotteen kanssa ja osin laboratoriossa. Koemateriaaleina olivat lean duplex teräkset 1.4162 ja 1.4362 joiden materiaalipaksuudet olivat 1.2 mm ja 1.5 mm. Hitsatuille lamelleille tehtiin painetestaus. Makroskopiaa ja valomikroskopiaa käytettiin koehitsien arvioinnissa kuten myös ristivetokoetta. Kiinnostavimmista hitseistä määritettiin myös faasisuhde. Lean duplex teräs 1.4362 havaittiin sopivammaksi laaduksi tämän kaltaisessa sovelluksessa, mutta myös laatu 1.4162 täyttää sovelluksen hitsille asetetut vaatimukset, tosin huomattavasti pienemmässä parametri ikkunassa. Valittu menetelmä faasisuhteen määrittämiseen osoittautui epätarkaksi, joten faasisuhteen osalta tämän tutkimuksen tulokset ovat vain suuntaa-antavia.

Optimal trading of wind power in the short term market

The energy reform, which is happening all over the world, is caused by the common concern of the future of the humankind in our shared planet. In order to keep the effects of the global warming inside of a certain limit, the use of fossil fuels must be reduced. The marginal costs of the renewable sources, RES are quite high, since they are new technology. In order to induce the implementation of RES to the power grid and lower the marginal costs, subsidies were developed in order to make the use of RES more profitable. From the RES perspective the current market is developed to favor conventional generation, which mainly uses fossil fuels. Intermittent generation, like wind power, is penalized in the electricity market since it is intermittent and thus diffi-cult to control. Therefore, the need of regulation and thus the regulation costs to the producer differ, depending on what kind of generation market participant owns. In this thesis it is studied if there is a way for market participant, who has wind power to use the special characteristics of electricity market Nord Pool and thus reach the gap between conventional generation and the intermittent generation only by placing bids to the market. Thus, an optimal bid is introduced, which purpose is to minimize the regulation costs and thus lower the marginal costs of wind power. In order to make real life simulations in Nord Pool, a wind power forecast model was created. The simulations were done in years 2009 and 2010 by using a real wind power data provided by Hyötytuuli, market data from Nord Pool and wind forecast data provided by Finnish Meteorological Institute. The optimal bid needs probability intervals and therefore the methodology to create probability distributions is introduced in this thesis. In the end of the thesis it is shown that the optimal bidding improves the position of wind power producer in the electricity market.