When gas analysis assists with postmortem imaging to diagnose causes of death.

Postmortem imaging consists in the non-invasive examination of bodies using medical imaging techniques. However, gas volume quantification and the interpretation of the gas collection results from cadavers remain difficult. We used whole-body postmortem multi-detector computed tomography (MDCT) followed by a full autopsy or external examination to detect the gaseous volumes in bodies. Gases were sampled from cardiac cavities, and the sample compositions were analyzed by headspace gas chromatography-mass spectrometry/thermal conductivity detection (HS-GC-MS/TCD). Three categories were defined according to the presumed origin of the gas: alteration/putrefaction, high-magnitude vital gas embolism (e.g., from scuba diving accident) and gas embolism of lower magnitude (e.g., following a traumatic injury). Cadaveric alteration gas was diagnosed even if only one gas from among hydrogen, hydrogen sulfide or methane was detected. In alteration cases, the carbon dioxide/nitrogen ratio was often >0.2, except in the case of advanced alteration, when methane presence was the best indicator. In the gas embolism cases (vital or not), hydrogen, hydrogen sulfide and methane were absent. Moreover, with high-magnitude vital gas embolisms, carbon dioxide content was >20%, and the carbon dioxide/nitrogen ratio was >0.2. With gas embolisms of lower magnitude (gas presence consecutive to a traumatic injury), carbon dioxide content was <20% and the carbon dioxide/nitrogen ratio was often <0.2. We found that gas analysis provided useful assistance to the postmortem imaging diagnosis of causes of death. Based on the quantifications of gaseous cardiac samples, reliable indicators were determined to document causes of death. MDCT examination of the body must be performed as quickly as possible, as does gas sampling, to avoid generating any artifactual alteration gases. Because of cardiac gas composition analysis, it is possible to distinguish alteration gases and gas embolisms of different magnitudes.

Contents of trichothecenes in oats during official variety, organic cultivation and nitrogen fertilization trials in Finland

Selostus: Kauran trikotekeenipitoisuus virallisissa lajikekokeissa sekä typpilannoitus- ja luomulajikekokeissa

Soil carbon and nitrogen mineralization under different tillage systems and Permanent Groundcover cultivation between Orange trees

The objective of this work was to evaluate the alterations in carbon and nitrogen mineralization due to different soil tillage systems and groundcover species for intercropped orange trees. The experiment was established in an Ultisol soil (Typic Paleudults) originated from Caiuá sandstone in northwestern of the state of Paraná, Brazil, in an area previously cultivated with pasture (Brachiaria humidicola). Two soil tillage systems were evaluated: conventional tillage (CT) in the entire area and strip tillage (ST) with a 2-m width, each with different groundcover vegetation management systems. The citrus cultivar utilized was the 'Pera' orange (Citrus sinensis) grafted onto a 'Rangpur' lime rootstock. The soil samples were collected at a 0-15-cm depth after five years of experiment development. Samples were collected from under the tree canopy and from the inter-row space after the following treatments: (1) CT and annual cover crop with the leguminous Calopogonium mucunoides; (2) CT and perennial cover crop with the leguminous peanut Arachis pintoi; (3) CT and evergreen cover crop with Bahiagrass Paspalum notatum; (4) CT and cover crop with spontaneous B. humidicola grass vegetation; and (5) ST and maintenance of the remaining grass (pasture) of B. humidicola. The soil tillage systems and different groundcover vegetation influenced the C and N mineralization, both under the tree canopy and in the inter-row space. The cultivation of B. humidicola under strip tillage provided higher potential mineralization than the other treatments in the inter-row space. Strip tillage increased the C and N mineralization compared to conventional tillage. The grass cultivation increased the C and N mineralization when compared to the others treatments cultivated in the inter-row space.

β-Glucan contents of groats of different oat cultivars in official variety, in organic cultivation, and in nitrogen fertilization trials in Finland

Selostus: Kauran ytimen β-glukaanipitoisuus

Sellu- ja paperiteollisuuden haitallisimmat ilmapäästöt

Diplomityössä luotiin katsaus sellu- ja paperiteollisuuden haitallisimpiin ilmapäästöihin ja ilmapäästömäärien kehitykseen Suomessa 1990-luvun alusta nykypäivään. Työssä tutustuttiin sellu- ja paperiteollisuuden ilmapäästöjä rajoittavan lainsäädännön ajankohtaisiin asioihin Suomessa ja Euroopan Unionissa, sekä tarkasteltiin nykyisen lainsäädännön perustana olleita ilmastosopimuksia eli kansainvälisen ilmastopolitiikan syntyä ja kehittymistä. Työssä on myös selvitetty ilman osuutta paperinvalmistuksessa, tutustuttu ilmapäästöjen rajoittamismenetelmiin ja eri mittausmenetelmiin ilmapäästöjen toteamiseksi. Työn puitteissa suoritettiin mittalaitetestejä eri paperitehtailla. Haitallisimpia ja määrällisesti suurimpia ilmapäästöjä sellu- ja paperiteollisuudessa ovat typen ja rikin oksidit, pelkistyneet rikkiyhdisteet, hiukkaset, haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC) ja hiilidioksidi. Ilmapäästömäärät Suomessa ovat typenoksideja lukuun ottamatta olleet laskussa 1990-luvun alusta nykypäivään. Tärkein kasvihuonekaasu on hiilidioksidi, jonka määrää rajoitetaan Kioton sopimuksessa. Vuoden 2002 aikana selvinneekin, mikä on Kioton sopimuksen vaikutus Suomen metsäteollisuuteen. Päästömittauksia tarvitaan lainsäädännön raja-arvojen toteamiseksi, mittauksia suorittavat sertifioidut päästömittauslaboratoriot. Suoritetuissa mittalaitetesteissä havaittiin mittalaitteiden soveltuvuudessa kosteiden paperiprosessin poistokaasujen määrittämiseen suuria eroja.

Nitrogen Oxides Reduction Possibilities at Pulp Mill and Power Plant

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää typenoksidien vähennysmahdollisuudet Stora Enson Varkauden tehtaiden sellutehtaalla ja voimalaitoksella. Tutkimuksessa käsiteltiin tehdasalueen suurimpia typenoksidien päästölähteitä: soodakattilaa, meesauunia, kuorikattilaa, öljykattilaa ja muovi-alumiinijakeen kaasutuslaitosta. Tutkimuksessa selvitettiin typenoksidipäästöjen syntymekanismit ja erilaisiin polttotekniikoihin soveltuvat typenoksidien vähennystekniikat. Varkauden tehtaiden typenoksidien vuosipäästö vuonna 2001 oli 836 tonnia. Kansallinen lainsäädäntö, kansainväliset sopimukset sekä paras käytettävissä oleva tekniikka (BAT) huomioiden selvitettiin kuhunkin kohteeseen parhaiten soveltuvat ratkaisut. Tutkimuksen perusteella laadittiin toimenpideohjelma, joka määrittelee suositeltavan toteutusjärjestyksen typenoksidien vähennystoimenpiteille. Toimenpideohjelman tärkeimpinä kriteereinä pidettiin vuonna 2004 tulevan uuden ympäristöluvan arvioituja luparajoja sekä toimenpiteiden kustannustehokkuutta. Toteutusjärjestyksessä ensimmäiseksi valittiin koeajojakson järjestäminen ajon optimoimiseksi kiertopetikattilalla ja toiseksi meesauunin ajon optimointi jatkuvatoimisen NOx-analysaattorin avulla. Seuraaviksi toimenpiteiksi ehdotettiin vertikaali-ilmajärjestelmän käyttöönottoa soodakattilalla sekä SNCR-järjestelmän asennusta kuorikattilalle. Saavutettava NOx-vähennys tulisi olemaan 10 – 45 % ja hinta 30 – 3573 EUR vähennettyä NOx-tonnia kohti. Tutkimuksen osana Ilmatieteen laitoksella teetetyn typenoksidien leviämisselvityksen mukaan Stora Enson tehtaiden NOx-päästöjen vaikutus Varkauden ilmanlaatuun on hyvin pieni. Suurin osa NOx-päästöistä aiheutuu liikenteestä.

Nitrogen and potassium fertilization affecting the plum postharvest quality

The goal of this research was evaluated the effects of potassium and nitrogen fertilization on the plum (Prunus salicina) fresh fruit quality and after cold storage. The experiment was carried out in a five year-old plum orchard 'Reubennel', located at Araucaria County, Parana State, Southern Brazil, in a Haplumbrept Soil. Potassium fertilizer was applied at 55 and 110 kg/ha/year of K2O, as KCl. Nitrogen fertilizer was applied at 40, 80, 120, 160 and 200 kg/ha/year of N, as urea. It was used a split-plot design in a factorial scheme (2x5). One hundred plum fruits were harvested from each plot, in the same day, when 25 to 50% of the peel presented yellow-reddish color. At harvest and after 17, 27 and 37 days of storage at 0 ± 0.5 ºC, the flesh firmness, the total soluble solids, and the titratable acidity were assessed. Fresh fruit quality was affected by N application, with the best results obtained by applying 40 kg/ha/year of N. The N and K rate of 40 and 110 kg/ha/year, respectively, kept superior fruit quality during the storage. 'Reubennel' cold storage can not exceed 27 days. Fresh and stored 'Reubennel' plum fruit qualities depend on the N and K fertilizer rates.

The tightness performance of pre-formed trays as package

Suojakaasupakkaaminen (MAP) on yleistynyt viime aikoina, koska sen avulla voidaan säilöä tuoreita tai vähän käsiteltyjä elintarvikkeita pidempään. Suurin syy hyllyiän pidentymiseen on hiilidioksidin aiheuttama mikrobien kasvun hidastuminen. Toisaalta huolena on patogeenisten mikrobien lisääntyminen anaerobisissa olosuhteissa. Pidempi säilyvyys voidaan saavuttaa myös käyttämällä vähemmän lisä- ja säilöntäaineita. Samalla suojakaasupakkaaminen kuitenkin vähentää myös pilaantuneiden tuotteiden määrää. Eniten suojakaasua käytetään lihan pakkaamisessa. Suojakaasupakkaamisessa elintarvikepakkaukseen syötetään normaalista huoneilmasta poikkeava kaasuseos. Pääasiassa kaasuseos koostuu hiilidioksidista, hapesta ja typestä. Lisäksi voidaan käyttää pieniä määriä hiilimonoksidia, argonia ja rikkidioksidia. Kaasuseoksen koostumus määräytyy elintarvikkeiden ominaisuuksien ja vaatimusten perusteella. Halutun kaasukoostumuksen tulee säilyä pakkauksessa muutamasta päivästä muutamaan kuukauteen riippuen elintarvikkeesta. Siksi tärkein pakkaukselta vaadittava ominaisuus on riittävä kaasutiiveys ja erityisesti hapenläpäisevyys. Koska suurin osa suojakaasupakkauksista on tällä hetkellä muovisia, tutkittiin kokeellisessa osiossa kartonkipakkausten tiiveysominaisuuksia. Kokeet tehtiin vertailemalla erilaisten vuoka- ja kansimateriaalien vaikutusta pakkausten tiiveyteen. Vuokien onnistuminen oli suurin yksittäinen tuloksiin vaikuttanut tekijä. Epäonnistuneen vuoan vaikutukset näkyivät myös saumauksessa, koska saumaustyökalun ja vuoan piti sopia yhteen. Lisäksi näkymättömät mikroreiät hankaloittivat todellisten vuotokohtien paikallistamista. Vuototestausten perusteella materiaaleille löydettiin kuitenkin viitteelliset optimiparametrit. Tärkein saumauksessa vaikuttanut tekijä oli sopivan saumauslämpötilan valinta. Prässättyjen vuokien laatu oli epätasainen. Siksi erityisesti rinnakkaisten kansitus- ja hapenläpäisymittausten väliset erot olivat merkitseviä. Lisäksi prässäys laski materiaalien hapenläpäisyominaisuuksia. Yksittäisten vuokien tiiveysominaisuudet täyttivät kuitenkin kaupallisille kaasupakkauksille asetetut vaatimukset. Vesihöyrynläpäisevyydessä materiaalin vesihöyrynläpäisy oli merkittävämpää kuin vesihöyryn kulkeutuminen vuotokohtien tai epäonnistuneiden saumojen kautta.

Separation of ammonia and carbon dioxide by adsorption

Tässä työssä on tutkittu ammoniakin ja hiilidioksidin erottamista adsorptio prosessilla ja suunniteltiin paineen muunteluun perustuvan adsorptioprosessin (PSA) käyttöä. Työn tarkoituksena oli laskea adsorptioon perustuvan prosessin kannattavuus melamiinitehtaan poistokaasujen erotuksessa. Tätä varten työssä suunniteltiin tehdasmitta-kaavainen prosessi ja arvioitiin sen kannattavuus. Työssä mitattiin adsorptiotasapainot, joiden perusteella sovitettiin sopiva kokeellinen adsorptioisotermi. Adsorptioisotermi lisättiin simulointiohjelmaan, jonka avulla suunniteltiin kaksi vaihtoehtoista pilot laitteistoa kaasujen erottamiseksi. Toisella pilot laitteistolla saadaan mitattua vain läpäisykäyrät, mutta paremmalla versiolla saadaan myös tietoa erotettujen komponenttien puhtaudesta. Suunnittelun tärkeimpiä lähtökohtia on molempien komponenttien mahdollisimman korkea puhtaus ja talteenottoaste. Täysimittakaavainen tehdas suunniteltiin simulointiohjelmiston avulla kahdelle eri kapasiteetille ja arvioitiin niiden kustannukset ja kannattavuus. Adsorptioprosessit osoittautuivat kannattaviksi kaasuseoksen erottamisessa kummassakin tapauksessa

Effects of inorganic nitrogen (NH4Cl) and biodegradable organic carbon (CH3COONa) additions on a pilot-scale seawater biofilter

Biofilters degrade only a small fraction of the natural organic matter (NOM) contained in seawater which is the leading cause of biofouling in downstream processes. This work studies the effects of chemical additions on NOM biodegradation by biofilters. In this work, biofiltration of seawater with an empty bed contact time (EBCT) of 6 min and a hydraulic loading rate of 10 m h-1 reduces the biological oxygen demand (BOD7) by 8%, the dissolved organic carbon (DOC) by 6% and the UV absorbance at 254 nm (A254) by 7%. Different amounts of ammonium chloride are added to the seawater (up to twice the total dissolved nitrogen in untreated seawater) to study its possible effect on the removal of NOM by a pilot-scale biofilter. Seawater is amended with different amounts of easily biodegradable dissolved organic carbon (BDOC) supplied as sodium acetate (up to twice the DOC) for the same purpose. The results of this work reveal that the ammonium chloride additions do not significantly affect NOM removal and the sodium acetate is completely consumed by the biofiltration process. For both types of chemical additions, the BOD7, DOC and A254 in the outlet stream of the biofilter are similar to the values for the untreated control. These results indicate that this biofilter easily removes the BDOC from the seawater when the EBCT is not above 6 min. Furthermore, nitrogen does not limit the NOM biodegradation in seawater under these experimental conditions.

Disturbance of wildlife by outdoor winter recreation: allostatic stress response and altered activity-energy budgets

Anthropogenic disturbance of wildlife is of growing conservation concern, but we lack comprehensive approaches of its multiple negative effects. We investigated several effects of disturbance by winter outdoor sports on free-ranging alpine Black Grouse by simultaneously measuring their physiological and behavioral responses. We experimentally flushed radio-tagged Black Grouse from their snow burrows, once a day, during several successive days, and quantified their stress hormone levels (corticosterone metabolites in feces [FCM] collected from individual snow burrows). We also measured feeding time allocation (activity budgets reconstructed from radio-emitted signals) in response to anthropogenic disturbance. Finally, we estimated the related extra energy expenditure that may be incurred: based on activity budgets, energy expenditure was modeled from measures of metabolism obtained from captive birds subjected to different ambient temperatures. The pattern of FCM excretion indicated the existence of a funneling effect as predicted by the allostatic theory of stress: initial stress hormone concentrations showed a wide inter-individual variation, which decreased during experimental flushing. Individuals with low initial pre-flushing FCM values augmented their concentration, while individuals with high initial FCM values lowered it. Experimental disturbance resulted in an extension of feeding duration during the following evening foraging bout, confirming the prediction that Black Grouse must compensate for the extra energy expenditure elicited by human disturbance. Birds with low initial baseline FCM concentrations were those that spent more time foraging. These FCM excretion and foraging patterns suggest that birds with high initial FCM concentrations might have been experiencing a situation of allostatic overload. The energetic model provides quantitative estimates of extra energy expenditure. A longer exposure to ambient temperatures outside the shelter of snow burrows, following disturbance, could increase the daily energy expenditure by >10%, depending principally on ambient temperature and duration of exposure. This study confirms the predictions of allostatic theory and, to the best of our knowledge, constitutes the first demonstration of a funneling effect. It further establishes that winter recreation activities incur costly allostatic behavioral and energetic adjustments, which call for the creation of winter refuge areas together with the implementation of visitor-steering measures for sensitive wildlife.

Rinnakkaispolttolaitoksen ympäristöntarkkailusuunnitelma

Diplomityössä päivitetään voimalaitoksen ympäristöntarkkailusuunnitelma vastaamaan uudistuneen ympäristöluvan ja lainsäädännön edellytyksiä. Työssä tutkitaan leijupetikatti-loiden tulipesän lämpötiloja, savukaasun viipymäaikoja tulipesässä, leijukerroskattiloiden päästöjä, päästöjen jatkuvatoimista mittaamista sekä päästöjen seurantaa ja raportointia. Tulipesän lämpötiloja mitattiin kupla- ja kiertoleijukattiloilla. Tuloksien perusteella havait-tiin kiertoleijukattilan tulipesän alaosan lämpötilojen olevan lähes riippumaton pedin lämpötilasta ja höyrykuormasta. Tulipesän yläosassa lämpötilat nousevat höyrykuorman kasvaessa, mutta pedin lämpötilalla ei havaittu vaikutusta tulipesän yläosassakaan. Molemmilla kattiloilla havaittiin voimakas vaakatasoinen lämpötilaprofiili. Kuplaleijukattilalla sekä höyrykuorma että pedin lämpötila vaikuttivat tulipesän lämpötilaan. Savukaasun teoreettiset viipymäajat laskettiin kiertoleijukattilalle. Laskelmien ja mittauksien perusteella havaittiin kattilalla mahdollisuus saavuttaa savukaasun kahden sekunnin viipymäaika 850 ºC lämpötilassa. Kattilan käyttäytymisen aukottomaksi selvittämiseksi kaikilla polttoaineseoksilla ja höyrykuormilla tarvitaan lisää toimenpiteitä kattilalla ja lisää tulipesän lämpötilamittauksia. Leijukerroskattiloiden päästöjen syntymistä ja hallintaa tutkittiin teoreettisesti kirjallisuustutkimuksena. Tutkittuihin päästöihin kuuluivat typen oksidit, rikkidioksidi, hiukkaset, hiilimonoksidi, orgaaninen kokonaishiili, suolahappo, fluorivety, raskasmetallit sekä dioksiinit ja furaanit. Jatkuvatoimisten päästömittausmittauslaitteiden toimintaperiaatteita selvitettiin kirjalli-suustutkimuksena. Samoin selvitettiin jatkuvatoimisten päästömittauslaitteiden virhelähtei-tä. Päästömittauslaitteille laadittiin pitkän ja lyhyen ajan laadunvarmistussuunnitelma. Ha-vaittiin, että nykyiset jatkuvatoimiset päästömittauslaitteet eivät täytä kaikkia uusia laatu-kriteereitä. Päästöjen jatkuvatoimiseen seuraamiseen työssä suunniteltiin uusi valvomonäyttö. Uuden näytön avulla tehostetaan päästöjen valvontaa. Päästöjen raportointiin työssä suunniteltiin vuorokausiraportti. Raporttiin kerätään jatkuva-toimisten päästömittauslaitteiden puolen tunnin keskiarvot. Raportin tarkastaa, allekirjoittaa ja arkistoi vuorossa oleva operaattori.

Application of nitrogen sources on grapevines and effect on yield and must composition

This study was carried out to evaluate the yield, total N content in leaves and must composition of grapes from the Cabernet Sauvignon variety subjected to the application of urea and organic compost. Cabernet Sauvignon grapevines in Rosário do Sul, RS, Brazil, in 2008, 2009 and 2010 were subjected to annual application of 40 kg N ha-1 in the form of organic compost and urea, and compared to unfertilized grapevines. In the 2008/09, 2009/10 and 2010/11 crop seasons, leaves were collected for analysis of total N content. At maturation of the grapes, the yield and quality attributes of the must were evaluated. The application of N sources, especially organic compost, increased the N content in the whole leaf at full flowering. Application of organic compost and urea has little effect on grape yield and does not affect the total nutrient content in the must, nor the enological attributes.

Advanced control methods for reducing nitrogen oxides in a fluidized bed boiler

Tämän työn tarkoituksena oli löytää keinoja erään leijukerroskattilan typenoksidipäästöjen vähentämiseksi. Koska päästöt olivat jo alunperin alhaiset leijukerrostekniikan ja hybridin SNCR/SCR –typenpoistolaitteiston ansiosta, päätettiin päästöjä lähteä vähentämään parantamalla ammoniakkiruiskutuksen säätöä. Alkuperäinen ammoniakkiruiskutuksen säätö oli liian hidas, jotta satunnaisten häiriöiden aiheuttamat typenoksidipiikit olisi pystytty poistamaan. Ammoniakkiruiskutusta parannettiin lisäämällä jokaiseen ammoniakkilinjaan mäntäpumput, joiden avulla ammoniakkia voidaan syöttää sinne, missä sitä eniten tarvitaan. Ammoniakkiruiskutuksen säätöön kehitettiin uusi sumeaan logiikkaan perustuva säätäjä. Myös muita kehittyneitä säätömenetelmiä kuten neuroverkkoa hyödynnettiin säätäjän kehityksessä. Ammoniakkiruiskutuksen säätäjää testattiin menestyksekkäästi Ruotsissa Brista Kraftin Märstassa sijaitsevalla voimalaitoksella