Maritime Safety in the Gulf of Finland. Review on Policy Instruments

Suomenlahden lisääntynyt meriliikenne on herättänyt huolta meriliikenteen turvallisuuden tasosta, ja erityisesti Venäjän öljyviennin kasvu on lisännyt öljyonnettomuuden todennäköisyyttä Suomenlahdella. Erilaiset kansainväliset, alueelliset ja kansalliset ohjauskeinot pyrkivät vähentämään merionnettomuuden riskiä ja meriliikenteen muita haittavaikutuksia. Tämä raportti käsittelee meriturvallisuuden yhteiskunnallisia ohjauskeinoja: ohjauskeinoja yleisellä tasolla, meriturvallisuuden keskeisimpiä säätelijöitä, meriturvallisuuden ohjauskeinoja ja meriturvallisuuspolitiikan tulevaisuuden näkymiä, ohjauskeinojen tehokkuutta ja nykyisen meriturvallisuuden ohjausjärjestelmän heikkouksia. Raportti on kirjallisuuskatsaus meriturvallisuuden yhteiskunnalliseen sääntelyn rakenteeseen ja tilaan erityisesti Suomenlahden meriliikenteen näkökulmasta. Raportti on osa tutkimusprojektia ”SAFGOF - Suomenlahden meriliikenteen kasvunäkymät 2007 - 2015 ja kasvun vaikutukset ympäristölle ja kuljetusketjujen toimintaan” ja sen työpakettia 6 ”Keskeisimmät riskit ja yhteiskunnalliset vaikutuskeinot”. Yhteiskunnalliset ohjauskeinot voidaan ryhmitellä hallinnollisiin, taloudellisiin ja tietoohjaukseen perustuviin ohjauskeinoihin. Meriturvallisuuden edistämisessä käytetään kaikkia näitä, mutta hallinnolliset ohjauskeinot ovat tärkeimmässä asemassa. Merenkulun kansainvälisen luonteen vuoksi meriturvallisuuden sääntely tapahtuu pääosin kansainvälisellä tasolla YK:n ja erityisesti Kansainvälisen merenkulkujärjestön (IMO) toimesta. Lisäksi myös Euroopan Unionilla on omaa meriturvallisuuteen liittyvää sääntelyä ja on myös olemassa muita alueellisia meriturvallisuuden edistämiseen liittyviä elimiä kuten HELCOM. Joitakin meriturvallisuuden osa-alueita säädellään myös kansallisella tasolla. Hallinnolliset meriturvallisuuden ohjauskeinot sisältävät aluksen rakenteisiin ja varustukseen, alusten kunnon valvontaan, merimiehiin ja merityön tekemiseen sekä navigointiin liittyviä ohjauskeinoja. Taloudellisiin ohjauskeinoihin kuuluvat esimerkiksi väylä- ja satamamaksut, merivakuutukset, P&I klubit, vastuullisuus- ja korvauskysymykset sekä taloudelliset kannustimet. Taloudellisten ohjauskeinojen käyttö meriturvallisuuden edistämiseen on melko vähäistä verrattuna hallinnollisten ohjauskeinojen käyttöön, mutta niitä voitaisiin varmasti käyttää enemmänkin. Ongelmana taloudellisten ohjauskeinojen käytössä on se, että ne kuuluvat pitkälti kansallisen sääntelyn piiriin, joten alueellisten tai kansainvälisten intressien edistäminen taloudellisilla ohjauskeinoilla voi olla hankalaa. Tieto-ohjaus perustuu toimijoiden vapaaehtoisuuteen ja yleisen tiedotuksen lisäksi tieto-ohjaukseen sisältyy esimerkiksi vapaaehtoinen koulutus, sertifiointi tai meriturvallisuuden edistämiseen tähtäävät palkinnot. Poliittisella tasolla meriliikenteen aiheuttamat turvallisuusriskit Suomenlahdella on otettu vakavasti ja paljon työtä tehdään eri tahoilla riskien minimoimiseksi. Uutta sääntelyä on odotettavissa etenkin liittyen meriliikenteen ympäristövaikutuksiin ja meriliikenteen ohjaukseen kuten meriliikenteen sähköisiin seurantajärjestelmiin. Myös inhimilliseen tekijän merkitykseen meriturvallisuuden kehittämisessä on kiinnitetty lisääntyvissä määrin huomiota, mutta inhimilliseen tekijän osalta tehokkaiden ohjauskeinojen kehittäminen näyttää olevan haasteellista. Yleisimmin lääkkeeksi esitetään koulutuksen kehittämistä. Kirjallisuudessa esitettyjen kriteereiden mukaan tehokkaiden ohjauskeinojen tulisi täyttää seuraavat vaatimukset: 1) tarkoituksenmukaisuus – ohjauskeinojen täytyy olla sopivia asetetun tavoitteen saavuttamiseen, 2) taloudellinen tehokkuus – ohjauskeinon hyödyt vs. kustannukset tulisi olla tasapainossa, 3) hyväksyttävyys – ohjauskeinon täytyy olla hyväksyttävä asianosaisten ja myös laajemman yhteiskunnan näkökulmasta katsottuna, 4) toimeenpano – ohjauskeinon toimeenpanon pitää olla mahdollista ja sen noudattamista täytyy pystyä valvomaan, 5) lateraaliset vaikutukset – hyvällä ohjauskeinolla on positiivisia seurannaisvaikutuksia muutoinkin kuin vain ohjauskeinon ensisijaisten tavoitteiden saavuttaminen, 6) kannustin ja uuden luominen – hyvä ohjauskeino kannustaa kokeilemaan uusia ratkaisuja ja kehittämään toimintaa. Meriturvallisuutta koskevaa sääntelyä on paljon ja yleisesti ottaen merionnettomuuksien lukumäärä on ollut laskeva viime vuosikymmenien aikana. Suuri osa sääntelystä on ollut tehokasta ja parantanut turvallisuuden tasoa maailman merillä. Silti merionnettomuuksia ja muita vaarallisia tapahtumia sattuu edelleen. Nykyistä sääntelyjärjestelmää voidaan kritisoida monen asian suhteen. Kansainvälisen sääntelyn aikaansaaminen ei ole helppoa: prosessi on yleensä hidas ja tuloksena voi olla kompromissien kompromissi. Kansainvälinen sääntely on yleensä reaktiivista eli ongelmakohtiin puututaan vasta kun jokin onnettomuus tapahtuu sen sijaan että se olisi proaktiivista ja pyrkisi puuttumaan ongelmakohtiin jo ennen kuin jotain tapahtuu. IMO:n työskentely perustuu kansallisvaltioiden osallistumiseen ja sääntelyn toimeenpano tapahtuu lippuvaltioiden toimesta. Kansallisvaltiot ajavat IMO:ssa pääasiallisesti omia intressejään ja sääntelyn toimeenpanossa on suuria eroja lippuvaltioiden välillä. IMO:n kyvyttömyys puuttua havaittuihin ongelmiin nopeasti ja ottaa sääntelyssä huomioon paikallisia olosuhteita on johtanut siihen, että esimerkiksi Euroopan Unioni on alkanut itse säädellä meriturvallisuutta ja että on olemassa sellaisia alueellisia erityisjärjestelyjä kuin PSSA (particularly sensitive sea area – erityisen herkkä merialue). Merenkulkualalla toimii monenlaisia yrityksiä: toisaalta yrityksiä, jotka pyrkivät toimimaan turvallisesti ja kehittämään turvallisuutta vielä korkeammalle tasolle, ja toisaalta yrityksiä, jotka toimivat niin halvalla kuin mahdollista, eivät välitä turvallisuusseikoista, ja joilla usein on monimutkaiset ja epämääräiset omistusolosuhteet ja joita vahingon sattuessa on vaikea saada vastuuseen. Ongelma on, että kansainvälisellä merenkulkualalla kaikkien yritysten on toimittava samoilla markkinoilla. Vastuuttomien yritysten toiminnan mahdollistavat laivaajat ja muut alan toimijat, jotka suostuvat tekemään yhteistyötä niiden kanssa. Välinpitämätön suhtautuminen turvallisuuteen johtuu osaksi myös merenkulun vanhoillisesta turvallisuuskulttuurista. Verrattaessa meriturvallisuuden sääntelyjärjestelmää kokonaisuutena tehokkaiden ohjauskeinoihin kriteereihin, voidaan todeta, että monien kriteerien osalta nykyistä järjestelmää voidaan pitää tehokkaana ja onnistuneena. Suurimmat ongelmat lienevät sääntelyn toimeenpanossa ja ohjauskeinojen kustannustehokkuudessa. Lippuvaltioiden toimeenpanoon perustuva järjestelmä ei toimi toivotulla tavalla, josta mukavuuslippujen olemassa olo on selvin merkki. Ohjauskeinojen, sekä yksittäisten ohjauskeinojen että vertailtaessa eri ohjauskeinoja keskenään, kustannustehokkuutta on usein vaikea arvioida, minkä seurauksena ohjauskeinojen kustannustehokkuudesta ei ole saatavissa luotettavaa tietoa ja tuloksena voi olla, että ohjauskeino on käytännössä pienen riskin eliminoimista korkealla kustannuksella. Kansainvälisen tason meriturvallisuus- (ja merenkulku-) politiikan menettelytavoiksi on ehdotettu myös muita vaihtoehtoja kuin nykyinen järjestelmä, esimerkiksi monitasoista tai polysentristä hallintojärjestelmää. Monitasoisella hallintojärjestelmällä tarkoitetaan järjestelmää, jossa keskushallinto on hajautettu sekä vertikaalisesti alueellisille tasoille että horisontaalisesti ei-valtiollisille toimijoille. Polysentrinen hallintojärjestelmä menee vielä askeleen pidemmälle. Polysentrinen hallintojärjestelmä on hallintotapa, jonka puitteissa kaikentyyppiset toimijat, sekä yksityiset että julkiset, voivat osallistua hallintoon, siis esimerkiksi hallitukset, edunvalvontajärjestöt, kaupalliset yritykset jne. Kansainvälinen lainsäädäntö määrittelee yleiset tasot, mutta konkreettiset toimenpiteet voidaan päättää paikallisella tasolla eri toimijoiden välisessä yhteistyössä. Tämän tyyppisissä hallintojärjestelmissä merenkulkualan todellinen, kansainvälinen mutta toisaalta paikallinen, toimintaympäristö tulisi otetuksi paremmin huomioon kuin järjestelmässä, joka perustuu kansallisvaltioiden keskenään yhteistyössä tekemään sääntelyyn. Tällainen muutos meriturvallisuuden hallinnassa vaatisi kuitenkin suurta periaatteellista suunnanmuutosta, jollaisen toteutumista ei voi pitää kovin todennäköisenä ainakaan lyhyellä tähtäimellä.

The influence of crystallization conditions on the filtration characteristics of sulphathiazole suspensions

Cooling crystallization is one of the most important purification and separation techniques in the chemical and pharmaceutical industry. The product of the cooling crystallization process is always a suspension that contains both the mother liquor and the product crystals, and therefore the first process step following crystallization is usually solid-liquid separation. The properties of the produced crystals, such as their size and shape, can be affected by modifying the conditions during the crystallization process. The filtration characteristics of solid/liquid suspensions, on the other hand, are strongly influenced by the particle properties, as well as the properties of the liquid phase. It is thus obvious that the effect of the changes made to the crystallization parameters can also be seen in the course of the filtration process. Although the relationship between crystallization and filtration is widely recognized, the number of publications where these unit operations have been considered in the same context seems to be surprisingly small. This thesis explores the influence of different crystallization parameters in an unseeded batch cooling crystallization process on the external appearance of the product crystals and on the pressure filtration characteristics of the obtained product suspensions. Crystallization experiments are performed by crystallizing sulphathiazole (C9H9N3O2S2), which is a wellknown antibiotic agent, from different mixtures of water and n-propanol in an unseeded batch crystallizer. The different crystallization parameters that are studied are the composition of the solvent, the cooling rate during the crystallization experiments carried out by using a constant cooling rate throughout the whole batch, the cooling profile, as well as the mixing intensity during the batch. The obtained crystals are characterized by using an automated image analyzer and the crystals are separated from the solvent through constant pressure batch filtration experiments. Separation characteristics of the suspensions are described by means of average specific cake resistance and average filter cake porosity, and the compressibilities of the cakes are also determined. The results show that fairly large differences can be observed between the size and shape of the crystals, and it is also shown experimentally that the changes in the crystal size and shape have a direct impact on the pressure filtration characteristics of the crystal suspensions. The experimental results are utilized to create a procedure that can be used for estimating the filtration characteristics of solid-liquid suspensions according to the particle size and shape data obtained by image analysis. Multilinear partial least squares regression (N-PLS) models are created between the filtration parameters and the particle size and shape data, and the results presented in this thesis show that relatively obvious correlations can be detected with the obtained models.

Polarimetric 3D integral imaging in photon-starved conditions

We develop a method for obtaining 3D polarimetric integral images from elemental images recorded in low light illumination conditions. Since photon-counting images are very sparse, calculation of the Stokes parameters and the degree of polarization should be handled carefully. In our approach, polarimetric 3D integral images are generated using the Maximum Likelihood Estimation and subsequently reconstructed by means of a Total Variation Denoising filter. In this way, polarimetric results are comparable to those obtained in conventional illumination conditions. We also show that polarimetric information retrieved from photon starved images can be used in 3D object recognition problems. To the best of our knowledge, this is the first report on 3D polarimetric photon counting integral imaging.

Bioacetilação de álcoois catalisada por Saccharum officinarum

Lipase-catalysed esterifications of alcohols using immobilized enzyme system from sugar cane (Saccharum officinarum) as biocatalyst afforded the corresponding esters in considerable yields (68-93%). Under optimized conditions, the material was utilized for reactions of acetylation with several advantage. It also investigated the possibility of reuse of immobilized enzymes of S. officinarum as biocatalyst under optimal reaction conditions.

Compostos magnéticos moleculares: o desenvolvimento de novos materiais magnéticos nanoestruturados

The development of new magnetic materials has attracted attention of researchers of different areas. In the last decades, a distinguished class of materials emerged in magnetism, in which the magnetic moment is delocalized over molecules. By varying the synthetic conditions it is possible to obtain a large variety of structures and properties using the same starting molecules. These materials have a great scientific appeal due to the possibility of presenting not only magnetic, but also optical or electrical transport properties. In this review we will present an overview of some molecular magnetic compounds, in particular molecular nanomagnets.

Alkaline earth layered benzoates as reusable heterogeneous catalysts for the methyl esterification of benzoic acid

This paper describes the synthesis and characterization of layered barium, calcium and strontium benzoates and evaluates the potential of these materials as catalysts in the synthesis of methyl benzoate. The methyl esterification of benzoic acid was investigated, where the effects of temperature, alcohol:acid molar ratio and amount of catalyst were evaluated. Ester conversions of 65 to 70% were achieved for all the catalysts under the best reaction conditions. The possibility of recycling these metallic benzoates was also demonstrated, evidenced by unaltered catalytic activity for three consecutive reaction cycles.

Labile copper and zinc fractions under different salinity conditions in a shipyard area in the patos lagoon estuary, south of Brazil

Copper and zinc are common elements in paint residues and can be toxic to estuarine organisms. This study aims to determine the labile dissolved and labile particulate fractions (LPFs) of copper and zinc in the estuarine waters of a shipyard in southern Brazil under different salinity levels and in different seasons. The labile dissolved fraction was determined using the diffusive gradient in thin-film (DGT) technique. The variations in DGT-Cu (0.22-1.05 µg L-1), DGT-Zn (0.54-18.39 µg L-1), LPF-Cu (1.22-3.77 µg g-1), and LPF-Zn (4.29-19.12 µg g-1) concentration were related to changes in their physico-chemical parameters and as a result of boat maintenance activities.

Impregnação do ácido 12-tungstofosfórico em sílica - parte II: efeito de diferentes solventes na impregnação e atividade catalítica na esterificação metílica de ácido esteárico

Materials obtained by the immobilization of 12-tungstophosphoric acid (PTA) on silica using the method of impregnation with excess solution in distinct solvents (aqueous HCl, methanol:H2O, and acetonitrile) were evaluated for use as catalysts in the methyl esterification of stearic acid. Optimum conditions were established for the impregnation of 0.5 g (w/w) of PTA on amorphous silica, under stirring at 150 rpm for 24 h, using 20 mL of 0.1 mol L-1 HCl as the solvent. After calcination at 200 ºC, high conversions were obtained under mild reaction conditions, resulting in high turnover numbers. The catalyst was evaluated in ten catalytic cycles of use, where the activity was reduced only slightly, attesting its stability and the possibility to apply it to industrial production of methylesters.

Optimization of chromatographic conditions and comparison of extraction efficiencies of four different methods for determination and quantification of pesticide content in bovine milk by UFLC-MS/MS

This paper describes the optimization of a multiresidue chromatographic analysis for the identification and quantification of 20 pesticides in bovine milk, including three carbamates, a carbamate oxime, six organophosphates, two strobilurins, a pyrethroid, an oxazolidinedione, an aryloxyphenoxypropionate acid/ester, a neonicotinoid, a dicarboximide, and three triazoles. The influences of different chromatographic columns and gradients were evaluated. Furthermore, four different extraction methods were evaluated; each utilized both different solvents, including ethyl acetate, methanol, and acetonitrile, and different workup steps. The best results were obtained by a modified QuEChERS method that lacked a workup step, and that included freezing the sample for 2 hours at -20 ºC. The results were satisfactory, yielding coefficients of variation of less than 20%, with the exception of the 50 µg L-1 sample of famoxadone, and recoveries between 70 and 120%, with the exception of acephate and bifenthrin; however, both analytes exhibited coefficients of variation of less than 20%.

PYROLIGNEOUS LIQUOR PRODUCED FROM ACACIA MEARNSII DE WILD WOOD UNDER CONTROLLED CONDITIONS AS A RENEWABLE SOURCE OF CHEMICALS

Acacia mearnsii de Wild (black wattle) is one of the most important trees planted in Southern Brazil for tannin extraction and charcoal production. The pyrolysis of the black wattle wood used for obtaining charcoal is performed in brick ovens, with the gas fraction being sent directly into the environment. The present study examines the condensable compounds present in the liquor produced from black wattle wood at different thermal degradation conditions, using gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC/MS). Branches of black wattle were thermally degraded at controlled ambient and temperature conditions. Overall, a higher variety of compounds were obtained under atmospheric air pressure than under synthetic air pressure. Most of the tentatively identified compounds, such as carboxylic acids, phenols, aldehydes, and low molecular mass lignin fragments, such as guayacol, syringol, and eugenol, were products of lignin thermoconversion. Substituted aromatic compounds, such as vanillin, ethyl vanillin, and 2-methoxy-4-propeny-phenol, were also identified. At temperatures above 200 ºC, furan, 2-acetylfuran, methyl-2-furoate, and furfural, amongst others, were identified as polysaccharide derivatives from cellulose and hemicellulose depolymerization. This study evidences the need for adequate management of the condensable by-products of charcoal production, both for economic reasons and for controlling their potential environmental impact.

Diagnostiikkayksikön kehittäminen rautatiesovellukseen

Suomessa rautatiellä käytetään muutamia tuhansia sähköisesti ohjattavia vaihteita, joiden toiminta varmistetaan määräajoin tehtävillä huolloilla. Työssä on tutkittu, onko kehitteillä olevalla vaihteenohjaimella mahdollista mitata ja analysoida vaihteen kunnonvalvontaan liittyviä suureita. Tutkimuksessa on tutustuttu rautatietekniikkaan sekä vaihdetta ohjaavaan vaihteenkääntölaitteeseen. Tutkimuksen perusteella on kehitetty sulautettuun järjestelmään perustuva mittaus- ja analysointijärjestelmäsovellus, joka tekee mittauksia, havaintoja ja johtopäätöksiä vaihteen toiminnasta. Mittaukset on suoritettu moottoria ohjaavista johtimista ja mittaustulokset on tallennettu analysointia ja jatkokäsittelyä varten. Ohjelmiston toimintaa on varmistettu mittauksilla sekä laboratorio-olosuhteissa että oikealla vaihteella testausympäristössä. Saatujen tulosten perusteella voidaan todeta, että kehitetyllä laitteistolla on mahdollista toteuttaa vaihdetta diagnosoivia mittauksia riittävän laadukkaasti ja tarkasti. Työssä kehitetty järjestelmäalusta soveltuu käytettäväksi vaihteen diagnostiikan jatkokehittämiselle.

Temporal progress of southern rust in maize under different environmental conditions

The progress of the severity of southern rust in maize (Zea mays) caused by Puccinia polysora was quantified in staggered plantings in different geographical areas in Brazil, from October to May, over two years (1995-1996 and 1996-1997). The logistic model, fitted to the data, better described the disease progress curves than the Gompertz model. Four components of the disease progress curves (maximum disease severity; area under the disease progress curve, AUDPC; area under the disease progress curve around the inflection point, AUDPCi; and epidemic rate) were used to compare the epidemics in different areas and at different times of planting. The AUDPC, AUDPCi, and the epidemic rate were analyzed in relation to the weather (temperature, relative humidity, hours of relative humidity >90%, and rainfall) and recorded during the trials. Disease severity reached levels greater than 30% in Piracicaba and Guaíra in the plantings between December and January. Lower values of AUDPC occurred in later plantings at both locations. The epidemic rate was positively correlated (P < 0.05) with the mean daily temperatures and negatively correlated with hours of relative humidity >90%. The AUDPC was not correlated with any weather variable. The AUDPCi was negatively related to both variables connected to humidity, but not to rain. Long periods (mostly >13 h day-1) of relative humidity >90% (that corresponded to leaf wetness) occurred in Castro. Severity of southern rust in maize has always been low in Castro, thus the negative correlations between disease and the two humidity variables.