Growth and functionalization of carbon nanotubes on quartz filter for environmental applications

Background: Air pollution has become an important issue worldwide due to its adverse health effects. Among the different air contaminants, volatile organic compounds (VOCs) are liquids or solids with a high vapor pressure at room temperature that are extremely dangerous for human health. Removal of these compounds can be achieved using nanomaterials with tailored properties such as carbon nanotubes. Methods: Vertically-aligned multiwall carbon nanotubes (CNTs) were successfully grown on quartz filters by means of plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Furthermore, a plasma treatment was performed in order to modify the surface properties of the CNTs. The adsorption/desorption processes of three chlorinated compounds (trichloroethylene, 1,2-dichlorobenzene and chloroform) on the CNTs were studied using mass spectrometry measurements with a residual gas analyzer. Results: The adsorption capability of the CNTs increased after functionalization of their surface with a water plasma treatment. In addition, it was found that the presence of aromatic rings, water solubility and polarity of the VOCs play an important role on the adsorption/desorption kinetics at the CNTs surface. Conclusions: This study demonstrates the applicability of CNTs deposited on quartz filters for the removal or selective detection of volatile organic compounds (VOCs). The presence of aromatic rings in VOCs results in π -stacking interactions with a significant increase of their adsorption. On the other hand, it was found that CNTs surface interactions increase with water solubility and polarity of the VOC.

Potential for enterprise cooperation between Southeast Finland and Northwest Russia

Tutkimus käsittelee Kaakkois-Suomen ja Luoteis-Venäjän yritysten nykyistä yhteistyötä ja arvioi sen tulevaisuuden mahdollisuuksia. Raportissa käydään läpi useita toimialoja, jotka ovat tärkeitä paikalliselle elinkeinoelämälle tai joissa Venäjän merkitys on korostunut. Tutkimukset kattamat alat ovat metsäteollisuus, elintarviketeollisuus, metalliteollisuus, tieto- ja viestintäteollisuus, logistiikka, matkailusekä energia ja ympäristö. Kaakkois-Suomen ja Luoteis-Venäjän väliset kauppa- ja taloussuhteet ovat perinteisesti olleet vilkkaat maantieteellisestä läheisyydestä johtuen. Pääpaino kanssakäymisessä on ollut kaupalla, mutta Neuvostoliiton hajottua yritysten välille on kehittynyt myös muita yhteistoiminnan muotoja kutenyhteistuotantoa ja alihankintaa. Kaakkois-Suomen yritysten näkökulmasta Venäjänedullinen kustannustaso houkuttelee siirtämään tuotannollisia toimintoja rajan taakse. Tuotannollisen yhteistoiminnan aloittamista ja menestyksellistä toteuttamista hankaloittaa kuitenkin yritysympäristön kehittymättömyys Venäjällä ja usein myös osapuolten näkemyserot toiminnan tavoitteista ja liiketoimintakäytännöistä. Raportin ensimmäisessä osassa arvioidaan yhteistyöpotentiaalia valituilla toimialoilla analysoimalla alojen nykytilaa Kaakkois-Suomessa ja Luoteis- Venäjällä. Nykytilakartoituksen avulla selvitetään yhteistyön motiiveja suomalaisten yritysten kannalta ja sen tuottamaa mahdollista kilpailuetua. Toisessa osassa kuvataan Luoteis-Venäjän muodollista liiketoimintaympäristöä, mukaan lukien lainsäädäntö, hallinto ja liiketoiminnan tukiorganisaatiot. Kolmannessa osassa esitetään suomalais-venäläistä yritysyhteistyötä koskevia kokemuksia ja odotuksia, verrataan eri osapuolten näkemyksiä keskenään ja kuvataan yhteistyön yleisimpiä rajoitteita ja ongelmia. Tutkimustulosten valossa vaikuttaa siltä, että Luoteis-Venäjällä tuotannosta saatu kustannushyöty on pienenemässä palkkojen ja energiakustannusten noustessa. Luoteis-Venäjän merkitys markkina-alueena on vastaavasti kasvussa. Tavaroiden viennin lisäksi talouskasvu ja paikalliset investoinnit esimerkiksilogistiikka- ja energiainfrastruktuuriin tarjoavat mahdollisuuksia suomalaisille palveluiden ja teknologian viejille. Toisaalta monikansallisten yritysten etabloituminen Luoteis-Venäjälle (esim. Ford ja IKEA) luovat kysyntää paikallisille alihankkijoille. Suomalaisyritykset voisivat ottaa siitä osansa investoimalla paikalliseen tuotantoon. Palvelualoilla, kuten logistiikkasektorilla ja matkailussa Luoteis-Venäjän merkitys Kaakkois-Suomen kilpailijana on kasvussa paikallisen infrastruktuurin kehittyessä. Näillä aloilla tulisikin keskittyä ei ainoastaan Suomen kilpailukyvyn ylläpitoon vaan myös liiketoimintayhteistyön kehittämiseen venäläisten toimijoiden kanssa.

Minimization of biosynthetic costs in adaptive gene expression responses of yeast to environmental changes

Yeast successfully adapts to an environmental stress by altering physiology and fine-tuning metabolism. This fine-tuning is achieved through regulation of both gene expression and protein activity, and it is shaped by various physiological requirements. Such requirements impose a sustained evolutionary pressure that ultimately selects a specific gene expression profile, generating a suitable adaptive response to each environmental change. Although some of the requirements are stress specific, it is likely that others are common to various situations. We hypothesize that an evolutionary pressure for minimizing biosynthetic costs might have left signatures in the physicochemical properties of proteins whose gene expression is fine-tuned during adaptive responses. To test this hypothesis we analyze existing yeast transcriptomic data for such responses and investigate how several properties of proteins correlate to changes in gene expression. Our results reveal signatures that are consistent with a selective pressure for economy in protein synthesis during adaptive response of yeast to various types of stress. These signatures differentiate two groups of adaptive responses with respect to how cells manage expenditure in protein biosynthesis. In one group, significant trends towards downregulation of large proteins and upregulation of small ones are observed. In the other group we find no such trends. These results are consistent with resource limitation being important in the evolution of the first group of stress responses.

Molecular method for the characterization of Coxiella burnetii from clinical and environmental samples: variability of genotypes in Spain

Background: Coxiella burnetii is a highly clonal microorganism which is difficult to culture, requiring BSL3 conditions for its propagation. This leads to a scarce availability of isolates worldwide. On the other hand, published methods of characterization have delineated up to 8 different genomic groups and 36 genotypes. However, all these methodologies, with the exception of one that exhibited limited discriminatory power (3 genotypes), rely on performing between 10 and 20 PCR amplifications or sequencing long fragments of DNA, which make their direct application to clinical samples impracticable and leads to a scarce accessibility of data on the circulation of C. burnetii genotypes. Results: To assess the variability of this organism in Spain, we have developed a novel method that consists of a multiplex (8 targets) PCR and hybridization with specific probes that reproduce the previous classification of this organism into 8 genomic groups, and up to 16 genotypes. It allows for a direct haracterization from clinical and environmental samples in a single run, which will help in the study of the different genotypes circulating in wild and domestic cycles as well as from sporadic human cases and outbreaks. The method has been validated with reference isolates. A high variability of C. burnetii has been found in Spain among 90 samples tested, detecting 10 different genotypes, being those adaA negative associated with acute Q fever cases presenting as fever of intermediate duration with liver involvement and with chronic cases. Genotypes infecting humans are also found in sheep, goats, rats, wild boar and ticks, and the only genotype found in cattle has never been found among our clinical samples. Conclusions: This newly developed methodology has permitted to demonstrate that C. burnetii is highly variable in Spain. With the data presented here, cattle seem not to participate in the transmission of C. burnetii to humans in the samples studied, while sheep, goats, wild boar, rats and ticks share genotypes with the human population.

Post-market environmental monitoring of Bt maize in Spain: Non-target effects of varieties derived from the event MON810 on predatory fauna

The Spanish Government has established post-market environmental monitoring (PMEM) as mandatory for genetically modified (GM) crop varieties cultivated in Spain. In order to comply with this regulation, effects of Bt maize varieties derived from the event MON810 on the predatory fauna were monitored for two years in northeast and central Spain. The study was carried out with a randomized block design in maize fields of 3-4 ha on which the abundance of plant-dwelling predators and the activity-density of soil-dwelling predators in Bt vs. non-Bt near-isogenic varieties were compared. To this end, the plots were sampled by visual inspection of a certain number of plants and pitfall traps 6 or 7 times throughout two seasons. No significant differences in predator densities on plants were found between Bt and non-Bt varieties. In the pitfall traps, significant differences between the two types of maize were found only in Staphylinidae, in which trap catches in non-Bt maize were higher than in Bt maize in central Spain. Based on the statistical power of the assays, surrogate arthropods for PMEM purposes are proposed; Orius spp. and Araneae for visual sampling and Carabidae, Araneae, and Staphylinidae for pitfall trapping. The other predator groups recorded in the study, Nabis sp. and Coccinellidae in visual sampling and Dermaptera in pitfall trapping, gave very poor power results. To help to establish a standardized protocol for PMEM of genetically modified crops, the effect-detecting capacity with a power of 0.8 of each predator group is given.

Micronucleus test on Triturus carnifex as a tool for environmental biomonitoring.

The amphibian micronucleus test has been widely used during the last 30 years to test the genotoxic properties of several chemicals and as a tool for ecogenotoxic monitoring. The vast majority of these studies were performed on peripheral blood of urodelan larvae and anuran tadpoles and to a lesser extent adults were also used. In this study, we developed protocols for measuring micronuclei in adult shed skin cells and larval gill cells of the Italian crested newt (Triturus carnifex). Amphibians were collected from ponds in two protected areas in Italy that differed in their radon content. Twenty-three adult newts and 31 larvae were captured from the radon-rich pond, while 20 adults and 27 larvae were taken from the radon-free site. The animals were brought to the laboratory and the micronucleus test was performed on peripheral blood and shed skins taken from the adults and on larval gills. Samples from the radon-rich site showed micronucleus frequencies higher than those from the radon-free site and the difference was statistically significant in gill cells (P < 0.00001). Moreover, the larval gills seem to be more sensitive than the adult tissues. This method represents an easy (and noninvasive in the case of the shed skin) application of the micronucleus assay that can be useful for environmental studies in situ. Environ. Mol. Mutagen. 56:412-417, 2015. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.

Testing a new multigroup inference approach to reconstructing past environmental conditions

A new, quantitative, inference model for environmental reconstruction (transfer function), based for the first time on the simultaneous analysis of multigroup species, has been developed. Quantitative reconstructions based on palaeoecological transfer functions provide a powerful tool for addressing questions of environmental change in a wide range of environments, from oceans to mountain lakes, and over a range of timescales, from decades to millions of years. Much progress has been made in the development of inferences based on multiple proxies but usually these have been considered separately, and the different numeric reconstructions compared and reconciled post-hoc. This paper presents a new method to combine information from multiple biological groups at the reconstruction stage. The aim of the multigroup work was to test the potential of the new approach to making improved inferences of past environmental change by improving upon current reconstruction methodologies. The taxonomic groups analysed include diatoms, chironomids and chrysophyte cysts. We test the new methodology using two cold-environment training-sets, namely mountain lakes from the Pyrenees and the Alps. The use of multiple groups, as opposed to single groupings, was only found to increase the reconstruction skill slightly, as measured by the root mean square error of prediction (leave-one-out cross-validation), in the case of alkalinity, dissolved inorganic carbon and altitude (a surrogate for air-temperature), but not for pH or dissolved CO2. Reasons why the improvement was less than might have been anticipated are discussed. These can include the different life-forms, environmental responses and reaction times of the groups under study.

APPLICATION INTEGRATION IN GLOBAL ENTERPRISE

Diplomityö tehtiin Partek Oyj Abp:lle antamaan IT-järjestelmistä vastuussa oleville ja niihin tukeutuville johtohenkilöille yleisnäkemys IT-sovellusintegroinnista sekä luomaan ohjeet integrointi projekteihin. Diplomityön alkuosassa esitellään liiketoiminnan prosessien pulmakohtia ja sovellusintegrointien liiketoiminnalle tuomia etuja yleisellä tasolla perustuen kirjallisuuteen. Yleisen tason etuja saadaan mm. nopeampien prosessien, paremman tiedon saatavuuden ja ihmisille tulevien uusien toimintatapojen kautta tulevista eduista. Työn seuraavassa osiossa esitellään mitä sovellusintegraatio tarkoittaa käytännössä, mitä erilaisia vaihtoehtoja integroinneille on ja mitä etuja ja haittoja erilaisista integrointitavoista on. Integrointitavoista viesti-pohjainen integrointitapa on noussut suosituimmaksi sen yksinkertaisuuden, luotettavuuden ja helpon liitettävyyden takia. Integrointisovelluksilla on mahdollista siirtää, muokata, prosessoida ja varastoida viestejä. Näiden ominaisuuksien avulla on mahdollista luoda reaaliaikaisia yhteistyöverkostoja. Tämä osio perustuu kirjallisuuteen , artikkeleihin ja haastatteluihin. Kolmas osio keskittyy integrointi projektin ominaispiirteisiin luoden toimintakartan integrointiprojektin kululle. Osiossa esitellään huomioitavat tekniset asiat, kustannukset ja edut sekä mallipohjia integroinnin dokumentointiin. Osio perustuu omiin kokemuksiin, haastatteluihin sekä kirjallisuuteen. Neljännessä osiossa esitellään Partekissa tehty integrointiprojekti. Integrointityö tehtiin ostajille tarkoitetun toimittajarekisterin (PPM) ja ERP-järjestelmän (Baan) välillä. Integrointiin käytettiin yhtä suosituinta integrointityökalua nimeltään IBM WebSphere MQ.Osio perustuu projektin dokumentointiin, omiin kokemuksiin ja kirjallisuuteen. Diplomityön päättää yhteenveto. Kolme pääetua voidaan saavuttaa integroinneilla ja toimintakartalla; tiedon luotettavuus paranee, toimintakartalla saadaan integroinneille malli ja luodaan riippumattomuutta tiettyihin avain henkilöihin tarkalla dokumentoinnilla ja toimintatapojen standardoinnilla.

Environmental requirements and environmental management system of boiler plant supplier

Työn tärkeimpänä tavoitteena oli edistää ympäristöjärjestelmän laatimista Kvaerner Pulping, Power divisioonan Kattilat-liiketoimintayksikölle. Lisäksi tavoitteena oli tarkastella yritykseen kohdistuvia ympäristövaatimuksia ja niiden vaikutusta yrityksen toimintaan. Aluksi työssä tarkasteltiin ympäristöjärjestelmästandardien sisältöjä ja niiden eroja. Työssä käsiteltiin myös erilaisia elinkaarijohtamisen malleja, joita voidaan hyödyntää yrityksen kokonaisvaltaisessa ympäristöjärjestelmässä. Työssä tarkasteltiin myös sidosryhmien vaikutusta yrityksen ympäristötoimintaan. Kattilalaitostoimittajan tärkeimpiä asiakkaita ovat sellu- ja paperiteollisuus. Näihin yrityksiin on kohdistunut runsaan kymmenen vuoden aikana paineita ympäristötoiminnan tehostamiseksi. Tämän kehityksen seurauksena vastaavat tehostamispaineet ovat siirtymässä myös alihankkijoille, kuten kattilaitostoimittajille. Tehokkaan ympäristöjohtamisen takaamiseksi työssä määriteltiin ympäristövastuut ja –valtuudet sekä ympäristöpäämäärät ja –tavoitteet. Lisäksi tunnistettiin yrityksen toimintaan liittyvät ympäristönäkökohdat ja –riskit. Työn yhteydessä laadittiin ympäristöjärjestelmän luonnos, ja se sisältää jatkuvan parantamisen periaatteen. Työn yhteydessä laadittiin lisäksi Kvaerner Pulping Oy:n koelaitokselle ympäristölupahakemus. Työssä on kuvattu koelaitosta ja sen ympäristölupahakemukseen liittyviä asioita esimerkkinä parantuneesta ympäristöasioiden hoidosta.

Enterprise Portal as a Knowledge Management Tool in a Global Forest Products Company

Tietojohtaminen on osoittautunut nykypäivänä organisaatioiden yhdeksi suurimmaksi haasteeksi. Haasteena ei vain ole se tiedon määrä mitä tulisi hallita, vaan pikemminkin tiedonhallinta toimii yritykselle kilpailuetuna globaalissa yritysmaailmassa. Tämän työn tavoitteena on tutkia yritysportaalin soveltuvuutta tiedonhallintaan globaalissa metsäteollisuusyrityksessä. Lisäksi tavoitteena on selvittää portaalin sovittamista kullekin käyttäjäryhmälle case yrityksessä. Työn teoriaosassa on käsitelty tiedonhallinnan monimuotoisuutta ja vaikeutta kuvata sitä yksiselitteisesti. Lisäksi käyttäjäryhmien ja käyttäjäprofiilien määrittämiseen vaikuttavia seikkoja on selvitetty tässä osassa. Empiirinen osa käsittelee case-yritystä ja sen suhdetta tiedonhallintaan sekä tämän kaltaisen tiedonhallinnan työvälineen käyttöön. Työstä saatujen tulosten perusteella voidaan todeta yritysportaalin soveltuvan hyvin tiedonhallintaan monimutkaisessakin yrityksessä. Portaali muuttaa yrityksen liiketoimintaprosesseja läpinäkyvämmiksi, kun bisneskriittistä tietoa tarjotaan yhdessä paikassa.

Centralized password management in a global enterprise

Käyttäjien tunnistaminen tietojärjestelmissä on ollut yksi tietoturvan kulmakivistä vuosikymmenten ajan. Ajatus käyttäjätunnuksesta ja salasanasta on kaikkein kustannustehokkain ja käytetyin tapa säilyttää luottamus tietojärjestelmän ja käyttäjien välillä. Tietojärjestelmien käyttöönoton alkuaikoina, jolloin yrityksissä oli vain muutamia tietojärjestelmiä ja niitä käyttivät vain pieni ryhmä käyttäjiä, tämä toimintamalli osoittautui toimivaksi. Vuosien mittaan järjestelmien määrä kasvoi ja sen mukana kasvoi salasanojen määrä ja monimuotoisuus. Kukaan ei osannut ennustaa, kuinka paljon salasanoihin liittyviä ongelmia käyttäjät kohtaisivat ja kuinka paljon ne tulisivat ruuhkauttamaan yritysten käyttäjätukea ja minkälaisia tietoturvariskejä salasanat tulisivat aiheuttamaan suurissa yrityksissä. Tässä diplomityössä tarkastelemme salasanojen aiheuttamia ongelmia suuressa, globaalissa yrityksessä. Ongelmia tarkastellaan neljästä eri näkökulmasta; ihmiset, teknologia, tietoturva ja liiketoiminta. Ongelmat osoitetaan esittelemällä tulokset yrityksen työntekijöille tehdystä kyselystä, joka toteutettiin osana tätä diplomityötä. Ratkaisu näihin ongelmiin esitellään keskitetyn salasanojenhallintajärjestelmän muodossa. Järjestelmän eri ominaisuuksia arvioidaan ja kokeilu -tyyppinen toteutus rakennetaan osoittamaan tällaisen järjestelmän toiminnallisuus.

Potential impact of environmental bacteriophages in spreading antibiotic resistance genes

The idea that bacteriophage transduction plays a role in the horizontal transfer of antibiotic resistance genes is gaining momentum. Such transduction might be vital in horizontal transfer from environmental to human body-associated biomes and here we review many lines of evidence supporting this notion. It is well accepted that bacteriophages are the most abundant entities in most environments, where they have been shown to be quite persistent. This fact, together with the ability of many phages to infect bacteria belonging to different taxa, makes them suitable vehicles for gene transfer. Metagenomic studies confirm that substantial percentages of the bacteriophage particles present in most environments contain bacterial genes, including mobile genetic elements and antibiotic resistance genes. When specific genes of resistance to antibiotics are detected by real-time PCR in the bacteriophage populations of different environments, only tenfold lower numbers of these genes are observed, compared with those found in the corresponding bacterial populations. In addition, the antibiotic resistance genes from these bacteriophages are functional and generate resistance to the bacteria when these genes are transfected. Finally, reports about the transduction of antibiotic resistance genes are on the increase.

Environmental Monitoring using Image Analysis

Tärkeä tehtävä ympäristön tarkkailussa on arvioida ympäristön nykyinen tila ja ihmisen siihen aiheuttamat muutokset sekä analysoida ja etsiä näiden yhtenäiset suhteet. Ympäristön muuttumista voidaan hallita keräämällä ja analysoimalla tietoa. Tässä diplomityössä on tutkittu vesikasvillisuudessa hai vainuja muutoksia käyttäen etäältä hankittua mittausdataa ja kuvan analysointimenetelmiä. Ympäristön tarkkailuun on käytetty Suomen suurimmasta järvestä Saimaasta vuosina 1996 ja 1999 otettuja ilmakuvia. Ensimmäinen kuva-analyysin vaihe on geometrinen korjaus, jonka tarkoituksena on kohdistaa ja suhteuttaa otetut kuvat samaan koordinaattijärjestelmään. Toinen vaihe on kohdistaa vastaavat paikalliset alueet ja tunnistaa kasvillisuuden muuttuminen. Kasvillisuuden tunnistamiseen on käytetty erilaisia lähestymistapoja sisältäen valvottuja ja valvomattomia tunnistustapoja. Tutkimuksessa käytettiin aitoa, kohinoista mittausdataa, minkä perusteella tehdyt kokeet antoivat hyviä tuloksia tutkimuksen onnistumisesta.