Effect of Material Recycling on the Feasibility of Solid Recovered Fuel Fired Power Plant

This master’s thesis examines the effects of increased material recycling on different waste-to-energy concepts. With background study and a developed techno-economic computational method the feasibility of chosen scenarios with different combinations of mechanical treatment and waste firing technologies can be evaluated. The background study covers the waste scene of Finland, and potential market areas Poland and France. Calculated cases concentrate on municipal solid waste treatment in the Finnish operational environment. The chosen methodology to approach the objectives is techno-economic feasibility assessment. It combines calculation methods of literature and practical engineering to define the material and energy balances in chosen scenarios. The calculation results together with other operational and financial data can be concluded to net present values compared between the scenarios. For the comparison, four scenarios, most vital and alternative between each other, are established. The baseline scenario is grate firing of source separated mixed municipal solid waste. Second scenario is fluidized bed combustion of solid recovered fuel produced in mechanical treatment process with metal separation. Third scenario combines a biomaterial separation process to the solid recovered fuels preparation and in the last scenario plastics are separated in addition to the previous operations. The results indicated that the mechanical treatment scenarios still need to overcome some problems to become feasible. Problems are related to profitability, residue disposal and technical reliability. Many uncertainties are also related to the data gathered over waste characteristics, technical performance and markets. With legislative support and development of further processing technologies and markets of the recycled materials the scenarios with biomaterial and plastic separation may operate feasibly in the future.

Osakeyhtiön purkaminen ja verotus

Suomen verolainsäädännön mukaan osakeyhtiön purkamisesta syntynyttä purkutulosta verotetaan tulolähdejaottelun mukaisesti pääasiassa elinkeinoverolain tai tuloverolain mukaisena verotettavana tulona. Tutkielmani käsittelee osakeyhtiön purkamisen verotusta, kun osakeyhtiö puretaan osakeyhtiölain purkumenettelyn mukaisesti. Osakeyhtiö voi purkautua kolmella eri tavalla sulautumalla; osakeyhtiölain 20 luvun mukaisen purkumenettelyn kautta tai; kun osakeyhtiö asetetaan konkurssiin varattomuuden vuoksi. Osakeyhtiön purkaminen saattaa synnyttää verotettavaa tuloa vielä viimeisellä tilikaudellaankin ennen purkamista sekä osakeyhtiölle itselleen että jako-osan saajalle. Purettavaa osakeyhtiötä verotetaan viimeisen tilinpäätöksen perusteella syntyneestä tulosta pääasiassa elinkeinotoiminnan mukaisen yhteisöverokannan mukaisesti. Jako-osan saajan verotus määräytyy osakkeiden omistussuhteen mukaisesti joko pääomatulona tai elinkeinotulona. Osakkeen omistajalle jaetaan purun seurauksena omistusosuuden mukainen jako-osa. Kun osakeyhtiön lopputilitys on hyväksytty, tiedetään jaettavan omaisuuden arvo. Omaisuus on arvostettu todennäköisen luovutushinnan mukaiseen arvoon eli käypään arvoonsa. Jako-osan saajalle syntyy verotettavaa tuloa, jos hänen jako-osansa arvo on suurempi kuin osakkaiden hankintameno oli. Jako-osan saajana voi olla luonnollinen henkilö, kuolinpesä, yhtymä, yhteisö tai muu vastaava taloudellinen yhteenliittymä. Elinkeinoverolain 6 §:n ja 51d §:n mukaan osakeyhtiön purkamisessa jako-osan saajan omistamien käyttöomaisuusosakkeiden purkuvoitto on verovapaata tuloa ja purkutappion vähennysoikeutta on vastaavasti rajoitettu. Purkuvoitto on verovapaata, kun jako-osan saaja on sellainen yhteisö, joka ei harjoita päätoimisesti pääomasijoitustoimintaa. Tutkielmassani paljastui, että käytännön purkutilanteissa on erilaisia konsernirakenteita ja hallinnointiyhtiöitä, joiden omistamien osakkeiden purkuvoiton verotus on aiheuttanut tulkintakysymyksiä oikeuskäytännössä.

Työn ja perheen ambivalenssia ja hallintaa

Kirjallisuusarvostelu

Rakennukseen integroitavien aurinkosähköjärjestelmien soveltuvuus pohjoismaisiin olosuhteisiin

Tässä työssä esitellään aurinkosähköjärjestelmien rakenne, toiminta ja niille sopivia käyttökohteita. Työn tavoitteena on arvioida teknillistaloudellisesti rakennukseen integroitujen aurinkosähköjärjestelmien soveltuvuutta Pohjoismaisiin olosuhteisiin. Tekninen arviointi toteutetaan pohjautuen kirjallisuuteen, käytännön analysointiin ja simuloituihin tuloksiin. Taloudellinen arviointi sisältää lisäksi myös laskennallista analysointia. Aurinkosähköjärjestelmän toiminnan arvioinnissa päädyttiin hyödyntämään aiemmin aurinkosähköjärjestelmien suorituskyvystä julkaistuja materiaaleja. Käytössä olevien resurssien rajallisuus ei mahdollistanut tarpeeksi laajamittaisten suorituskykytestien toteuttamista. Teknisen arvioinnin perusteella saatiin selville merkittävimpien tekijöiden vaikutus rakennukseen integroitujen aurinkosähköjärjestelmien toimintaan. Teknillistaloudellisen arvioinnin perusteella julkisivumateriaalien korvaaminen aurinkopaneeleilla tulee harkita tapauskohtaisesti. Työ sisältää myös katsauksen olemassa olevista teknisistä ratkaisuista.

Läheisen rooli ja tuen tarve iäkkään kotiutuessa arviointi- ja kuntoutusosastolta

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli kuvata läheisen roolia ja tuen tarvetta iäkkään kotiutuessa arviointi- ja kuntoutusosastolta. Tavoitteena oli saada tietoa iäkkäiden kotiutusprosessista läheisen näkökulmasta ja muodostaa käsitteellinen malli, jossa on tyypitelty läheisen erilaiset roolit, niihin vaikuttavat tekijät ja tuen tarpeet iäkkään kotiutuessa arviointi- ja kuntoutusosastolta. Tutkimus oli kuvaileva tutkimus, jossa sovellettiin metodologista triangulaatiota. Kotiutuva iäkäs nimesi läheisen (n=14), jolta kerättiin tutkimusaineistoa teemahaastattelulla ja kyselyllä (COPE -indeksi, Carers of Older People in Europe). Rekrytointi tapahtui viidellä arviointi- ja kuntoutusosastolla Etelä-Suomessa kesällä 2015. Teemahaastattelu analysoitiin induktiivisella sisällönanalyysillä ja kyselyn (COPE -indeksi) vastauksista laskettiin prosenttiosuudet ja kolmella osa-alueella laskettiin lisäksi summapisteiden keskiarvot. Tutkimuksen päätulos tuli teemahaastattelun sisällön analyysistä, jota vahvistettiin kyselystä (COPE -indeksi) saaduilla tuloksilla. Tämän tutkimuksen tuloksena syntyi käsitteellinen malli läheisen roolista ja tuen tarpeista iäkkään kotiutuessa arviointi- ja kuntoutusosastolta. Läheisen rooli jakautui neljään päärooliin, jotka olivat iäkkään arjen auttajan rooli, edunvalvojan rooli, tukijan rooli ja vastuunkantajan rooli. Arjen auttajan rooliin kuului läheisen käytännön järjestäjän rooli ja kodinhoitajan rooli. Edunvalvojan rooliin sisältyi iäkkään terveydellinen edunvalvojan rooli, taloudellinen edunvalvojan rooli ja puolestapuhujan rooli. Tukijan rooli muodostui iäkkään virkistäjän roolista ja muutokseen sopeuttajan roolista. Näissä rooleissa toimimiseen vaikuttavia tekijöitä olivat läheisen ja iäkkään välinen suhde, läheisen oma elämä, rooliin saatu tuki ja roolin mielekkyys. Läheisen roolissa tuen tarpeita olivat arjen tuki, roolissa toimimisen tuki, rohkaiseva ja sosiaalinen tuki. Kyselyn (COPE -indeksi) tulokset täydensivät kuvausta läheisen rooliin vaikuttavista tekijöistä ja tuen tarpeista. Keskeistä tuloksissa oli, että läheisillä oli hyvä suhde iäkkäisiin, avustaminen koettiin vaivan arvoiseksi ja muiden ihmisten koettiin arvostavan heidän toimimistaan iäkkään avustajana. Ajoittain avustaminen koettiin liian vaativana tuoden kielteisiä vaikutuksia omaan tunne-elämään ja fyysiseen terveydentilaan, tunnettiin olevan ansassa. Läheiset tunsivat saavansa hyvin tukea perheeltä, mutta sosiaali- ja terveyspalveluista saatavassa tuessa koettiin parannettavaa. Tämän empiirisen tutkimuksen tuloksena tuotettu käsitteellinen malli todentaa läheisen roolin monimutkaisuuden ja moniulotteisuuden. Läheisen roolissa tarvitaan erityistä tukea tilanteiden muuttuessa, kuten kotiutustilanteissa. Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää kehitettäessä iäkkäiden yksilöllistä kotiutumista ja tilanteeseen sopivia läheisen roolia tukevia palveluita.

Viimeisimmän finanssikriisin vaikutukset Helsingin Pörssin kulutuspalveluita tuottaviin yrityksiin

Tämän kandidaatintutkielman tarkoituksena on analysoida miten vuonna 2008 alkanut finanssikriisi ja sen aiheuttama taloudellinen epävarmuus ovat vaikuttaneet Nasdaq OMX Helsingin pörssiin listattujen kulutuspalveluita tuottavien yritysten suorituskykyyn. Näiden yritysten suorituskykyä analysoitiin tarkemmin tarkastelemalla kannattavuuden, maksuvalmiuden ja vakavaraisuuden tunnuslukuja aikavälillä 2008-2014. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, minkälaisia muutoksia suorituskyvyn suhteen tutkitulla aikavälillä oli tapahtunut kulutuspalveluita tuottavien yritysten keskuudessa. Muutoksia analysoitiin sekä kokonaisuutena että yrityskohtaisesti. Lisäksi tutkittiin, miten kulutuspalveluryhmän sisäiset toimialat olivat selviytyneet finanssikriisistä. Käsiteltävää yritysryhmää analysoitiin tunnuslukuanalyysiä hyödyntäen. Saatujen tulosten mukaan finanssikriisillä ei ollut suurta vaikutusta käsiteltävien yritysten maksuvalmiuteen tai vakavaraisuuteen. Kannattavuuden tunnusluvut sen sijaan heikkenivät merkittävästi koko ryhmän osalta finanssikriisin vaikutuksesta. Yrityskohtaiset erot olivat tutkimuksessa melko suuria. Etenkin mediayhtiöiden tunnusluvut heikkenivät merkittävästi tutkitulla aikavälillä. Mediayhtiöiden huonoon suoriutumiseen liittyy finanssikriisin lisäksi muitakin tekijöitä. Median digitalisoituminen on aiheuttanut useille yrityksille ongelmia liiketoiminnan kannattavuuden ylläpitämisessä. Monet tutkituista yrityksistä ovat kuitenkin pystyneet kääntämään liiketoimintansa kannattavampaan suuntaan vuoden 2013 jälkeen. Johtopäätöksenä voidaankin vetää, että viimeisin finanssikriisi oli vaikutuksiltaan merkittävä ja pitkäkestoinen.

Suomen laskusuhdanteiden vertailu: 1990-luvun laman ja 2000-luvun globaalin finanssikriisin vaikutukset kuluttajille

Suomessa merkittävimpiä talouden laskusuhdanteita ja talouskriisejä ovat sotien jälkeen olleet 1990-luvun alun lama sekä vuonna 2008 alkanut finanssikriisin jälkeinen taantuma. Näillä kahdella ilmiöllä on ollut laajalti vaikutuksia koko kansantalouteemme, ja luonnollisesti suomalaisten kuluttajien taloudellinen hyvinvointi on muuttunut ilmiöiden myötä. Yksilöiden aiempaa huonompi taloudellinen hyvinvointi laskusuhdanteissa aiheutuu laskeneista tuloista, työttömyydestä ja varallisuushintojen laskusta sekä edellä mainittujen seurauksista. Tämän tutkielman tavoitteena on analysoida ja vertailla 1990-luvun laman ja 2000-luvun globaalin finanssikriisin aiheuttamia taloudellisia vaikutuksia suomalaisille kuluttajille. Lisäksi tarkoituksena on selvittää, minkä eri tekijöiden kautta laskusuhdanteet vaikuttavat kuluttajiin ja miksi. Tutkielman empiirisessä osiossa käytetään pääasiassa Tilastokeskuksen tuottamaa kvantitatiivista materiaalia sekä analyysin rikastamiseksi erilaisia kvalitatiivisia tutkimustuloksia aiheesta. Tutkielman lopputuloksena voidaan todeta 1990-luvun laman vaikuttaneen suomalaisiin kuluttajiin voimakkaammin ja pitkäkestoisemmin kuin finanssikriisin aiheuttaman taantuman. Laman vaikutukset kestivät useita vuosia, ja palautuminen oli hidasta. Erityisen suureksi ongelmaksi nousi työttömyyden voimakas kasvu. Finanssikriisin myötä työttömyys reagoi bruttokansantuotteen laskuun nähden sen sijaan maltillisesti, eivätkä esimerkiksi kotitalouksien tulot laskeneet samalla tavalla kuin laman aikana. Lisäksi merkittävässä osassa 1990-luvun lamaa oli asuntomarkkinoiden hintakupla ja sen puhkeaminen, jolla oli voimakas vaikutus reaalitalouteen. Laskukausien toisistaan poikkeavat vaikutukset johtuvat pitkälti niiden syntyyn johtaneiden syiden eroista sekä valtion talouspoliittisista toimista laskukausien helpottamiseksi. Siinä missä 1990-luvun lama johtui pääasiassa Suomen sisäisistä poliittisista päätöksistä ja pankkisektorista, oli finanssikriisi Suomen ulkopuolinen globaalin rahoitusmarkkinoiden häiriö.

Screening of power to gas projects

The purpose of this thesis was the screening of power to gas projects worldwide and reviewing the technologies used and applications for the end products. This study focuses solely on technical solutions and feasibility, economical profitability is excluded. With power grids having larger penetrations of intermittent sources such as solar and wind power, the demand and production cannot be balanced in conventional methods. Technologies for storing electric power in times of surplus production are needed, and the concept called power to gas is a solution for this problem. A total of 57 projects mostly located in Europe were reviewed by going through publications, presentations and project web pages. Hydrogen is the more popular end product over methane. Power to gas is a viable concept when power production from intermittent sources needs to be smoothed and time shifted, when carbon free fuels are produced for vehicles and when chemical industry needs carbon neutral raw materials.

Rajamaata rahoittamassa. Maailmanpankin muuttuva Suomi-kuva kehitysrahoituksen kaudella 1948–1975

Tarkastelen pro gradu -tutkielmassani Maailmanpankissa syntynyttä Suomi-kuvaa vuosina 1948–1975, jolloin Suomi sai kehitysrahoitusta. Otsikon rajamaata rahoittamassa viittaa maakuvaan, jossa keskeistä oli näkemys Suomesta raja-alueena idän ja lännen välissä. Tutkimus sisältää syntyneen Suomi-kuvan muutoksen lainojen myöntökaudella sekä keskeiset tiedot lainojen sisällöstä ja tavoitteista. Ensisijaisena lähdeaineistona on käytetty Maailmanpankin Suomea käsitelleitä raportteja sekä tutkimushaastatteluja. Tutkimus on esittämistavaltaan kronologinen ja temaattinen sekä ensimmäinen kokonaisvaltainen tutkimus Suomen vastaanottamasta kehitysrahoituksesta, joka pohjautuu Maailmanpankin aineistoihin. Tutkimus perustuu historiantutkimuksen lähdekritiikille ja maakuvatutkimuksen metodeille. Kehitysrahoituksen kaudella Suomi oli ulkomaankaupasta riippuvainen talous, jonka geopoliittinen asema oli Maailmanpankin näkemyksessä merkittävin syy vähäiseen luottamukseen kansainvälisillä pääomamarkkinoilla. Tutkimus erittelee Suomi-kuvan jatkuvia ja vaihtuvia teemoja, joita olivat epävarma kansainvälinen status, ennustamaton sisäpolitiikka, kiivas tulonjakotaistelu ja inflaatio-deflaatiokierre. Suomen maine tunnollisena lainanmaksajana on läsnä koko ajanjakson. Maailmanpankin raporteissa sosiaalipalvelujen laajentaminen oli taloudellinen ”ongelma”, kun heikot suomalaiset koalitiohallitukset eivät kyenneet vastustamaan kasvavia budjetteja. Maailmanpankki rahoitti laajasti suomalaista teollisuutta ja rakentamista. Ulkomaisella valuutalla ja pääomalla oli kova kysyntä ja tarve. Allokointi säilyi pitkään puuteollisuutta ja sitä tukevaa infrastruktuuria painottaneena. Vuoteen 1961 asti Maailmanpankissa vallitsi käsitys Suomen kehityksen tukemisen olevan tehokkainta puunjalostusteollisuuden välityksellä. Tämän jälkeen pienen ja keskisuuren teollisuuden lainoittaminen suomalaisten kehitysluottolaitosten välityksellä nousi prioriteetiksi, jolloin koulutetun väestön osuus korostui. Maailmanpankki loi aktiivisesti Suomeen uutta tutkimukseen perustuvaa yritysrahoituksen kulttuuria. Yleisesti Bretton Woods -järjestelmään kuuluminen oli merkittävää Suomen taloudelliselle kehitykselle. Tutkimus esittää tapausesimerkin kulloinkin vallalla olevan kehitysideologian käytännön soveltamisesta. Kehityksen teoriaa kuljetetaan maakuvan kronologian mukana. Tutkimus yhdistää aiheensa käsittelyssä taloudellista ja poliittista näkökulmaa; niiden periaatteiden keskinäinen ristiriitaisuus tekee kehityspolitiikasta hedelmällisen poliittisen historian tutkimusaiheen.

Eriarvoisuuden syitä koskevat uskomukset teollistuneissa länsimaissa

Tutkielmassa selvitetään, mitkä tekijät selittävät kansalaisten eriarvoisuuden syitä kos-kevia uskomuksia ja niiden vaihtelua maittain. Tutkielman lähtökohtana on tarkastella ja testata teoriaa, jonka mukaan yhteiskunnassa vallitsevat normatiiviset käsitykset oi-keudenmukaisuudesta ja oikeudenmukaisesta ansainnasta muotoilevat kansalaisten eriarvoisuutta koskevia käsityksiä. Teorian mukaan yksilön eriarvoisuutta koskevat kä-sitykset eivät ainoastaan muotoudu yksilön omien intressien, kokemusten tai tiedon pohjalta, vaan niiden muotoutumiseen vaikuttavat myös yhteiskunnassa vallitsevat ja jaetut käsitykset eriarvoisuudesta. Tutkielman empiirisenä aineistona käytetään International Social Survey Programmen eli ISSP:n neljännen aallon eriarvoisuus -aineistoa vuodelta 2009. Aineisto kattaa 23 teollistunutta länsimaata. Lisäksi tutkielmassa käytetään OECD:n ja Maailmanpankin tilastoaineistoja vuosilta 2008 ja 2009. Asenteita tutkitaan elämässä menestymistä kos-kevan kysymyspatteriston avulla. Eriarvoisuuden syitä koskevat uskomukset tiivistettiin tutkielmassa kolmeen eri ryhmään: individuaalisiin, sosiaalisiin ja rakenteellisiin teki-jöihin. Tavoitteena on tarkastella sitä, millä eri tekijöillä taloudellinen eriarvoisuus pe-rustellaan. Tutkielman empiirisenä analyysimenetelmänä käytetään monitasomallitusta. Tutkielman tulokset osoittavat, että individuaaliset tekijät koetaan tärkeimmäksi eriar-voisuutta selittäväksi tekijäksi kaikissa 23 maassa. Maaryhmistä ainoastaan Itä-Euroopan maat muodostavat selkeästi oman ryhmänsä kaikissa kolmessa eri muuttujassa. Tutkielmassa maiden välisiä, eriarvoisuutta koskevia uskomuseroja selittävät maiden talouden rakenteen erot, korruptio sekä vallitseva sosiaalinen ja taloudellinen eriarvoi-suus. Yksilön omat arvot ja asenteet taas heijastuvat erityisesti individuaalisia tekijöitä kuvaavassa muuttujassa. Kansalaisten uskomuksissa heijastuu selkeä dualismi: yksilöt rakentavat omat eriarvoi-suutta koskevat käsityksensä omien kokemustensa, tiedon ja ideologian pohjalta. Käsi-tykset eivät ainoastaan heijasta yhteiskunnan todellista eriarvoisuutta vaan myös ihmis-ten omia uskomuksia ja arvomaailmaa. Tulokset vahvistavat ajatusta siitä, että yhteis-kunnassa yleisesti vallitsevat käsitykset eriarvoisuudesta vaikuttavat yksilöiden usko-muksiin.

Palkitsemisen ja toiminnan ohjauksen vaikutus työmotivaatioon – Suomen valtion turvallisuusviranomaisten kokemana

Suomen valtio-organisaatioon kuuluvat virastot ja laitokset ovat 1990-luvulta lähtien siirtyneet uuteen palkkausjärjestelmään, jossa virkamiehen henkilökohtainen palkka perustuu työn vaativuuteen, osaamiseen ja työsuoritukseen. Uuden järjestelmän yhtenä tavoitteena on tukea ministeriön ja viraston välisessä tulossopimuksessa sovittujen tulostavoitteiden saavuttamista. Organisaatiot voivat ohjata työntekijöitä mittaamalla työsuorituksia. Mikäli työntekijä arvostaa työsuorituksesta myönnettyä palkkiota, on hän motivoitunut ponnistelemaan kohti organisaation tavoitteita. Palkitsemiskeinoina voidaan käyttää sekä taloudellisia että aineettomia palkkioita. Tässä tutkielmassa tutkitaan, miten aineettomat ja taloudelliset palkitsemiskeinot sekä toiminnan ohjauskeinot vaikuttavat asiantuntijoiden motivaatioon. Tutkielmassa keskitytään sisäiseen motivaatioon ja aineettomaan palkitsemiseen. Pro gradu -tutkielma on toiminta-analyyttinen tapaustutkimus. Tutkielman kohdeorganisaationa oli sisäasiainministeriön tulosohjaama turvallisuusalan asiantuntijaorganisaatio. Tutkielman teoreettisessa viitekehyksessä analysoidaan motivaatiota, palkitsemista ja toiminnan ohjausta kognitiivisen arviointiteorian, kokonaispalkitsemisen ja johdon ohjausjärjestelmien kautta. Pro gradu -tutkielman empiirisessä osiossa kuvataan case-organisaation kolmen toimintayksikön kokonaispalkitseminen apulaispäälliköiltä kerättyjen faktatietojen perusteella. Työntekijöiden kokemukset palkitsemisesta ja toiminnan ohjauksesta analysoitiin teemoittelemalla. Turva-alan asiantuntijoiden mielestä taloudellinen palkitseminen on omassa työssä tärkein palkitsemiskeino, mutta myös aineeton palkitseminen motivoi. Henkisesti kuormittavassa työssä hyvä palkka, terveyteen ja liikuntaan liittyvät edut sekä samanhenkiset työkaverit ovat tärkeitä. Myös työn palkitsevuus ja työsuorituksesta saatu palaute on tärkeää. Asiakkaiden epäasiallinen käyttäytyminen, rajattu mahdollisuus vaikuttaa omaa työtä kokeviin asioihin, suoritusarvioinnin subjektiivisuus ja palautteen fokusoituminen virheisiin herättivät haastatelluissa kielteisiä tuntemuksia. Mikäli asiantuntija ei koe tarvitsevansa, ei käytä, ei tiedä tai tietää, mutta kokee jonkin muun asian palkkiota tai ohjauskeinoa tärkeämmäksi, ei palkkio tai toiminnan rajoite vaikuta asiantuntijan motivaatioon. Tutkielmassa havaittiin, että palkitseminen ja toiminnan ohjaus voivat joko vahvistaa, heikentää tai niillä on neutraali vaikutus asiantuntijoiden sisäiseen motivaatioon. Asiantuntijat kokivat, että nopeuden lisäksi myös työsuorituksen laadun arviointi on tärkeää. Korjaava kielteinen palaute edistää osaamisen kehittymistä, mutta myös säännöllisesti annettu myönteinen palaute on tärkeää. Tutkielmassa havaittiin myös, että auttamisketjun jokainen lenkki, myös asiantuntija itse, vaikuttaa operatiivisen työn sisäiseen palkitsevuuteen.

Changes in respiratory mechanics and gas exchange during the acute respiratory distress syndrome

BACKGROUND: The time course of impairment of respiratory mechanics and gas exchange in the acute respiratory distress syndrome (ARDS) remains poorly defined. We assessed the changes in respiratory mechanics and gas exchange during ARDS. We hypothesized that due to the changes in respiratory mechanics over time, ventilatory strategies based on rigid volume or pressure limits might fail to prevent overdistension throughout the disease process. METHODS: Seventeen severe ARDS patients {PaO2/FiO2 10.1 (9.2-14.3) kPa; 76 (69-107) mmHg [median (25th-75th percentiles)] and bilateral infiltrates} were studied during the acute, intermediate, and late stages of ARDS (at 1-3, 4-6 and 7 days after diagnosis). Severity of lung injury, gas exchange, and hemodynamics were assessed. Pressure-volume (PV) curves of the respiratory system were obtained, and upper and lower inflection points (UIP, LIP) and recruitment were estimated. RESULTS: (1) UIP decreased from early to established (intermediate and late) ARDS [30 (28-30) cmH2O, 27 (25-30) cmH2O and 25 (23-28) cmH2O (P=0.014)]; (2) oxygenation improved in survivors and in patients with non-pulmonary etiology in late ARDS, whereas all patients developed hypercapnia from early to established ARDS; and (3) dead-space ventilation and pulmonary shunt were larger in patients with pulmonary etiology during late ARDS. CONCLUSION: We found a decrease in UIP from acute to established ARDS. If applied to our data, the inspiratory pressure limit advocated by the ARDSnet (30 cmH2O) would produce ventilation over the UIP, with a consequent increased risk of overdistension in 12%, 43% and 65% of our patients during the acute, intermediate and late phases of ARDS, respectively. Lung protective strategies based on fixed tidal volume or pressure limits may thus not fully avoid the risk of lung overdistension throughout ARDS.