Kokemäenjoen suiston kehitys, maaperämuodostumat ja niiden kemialliset piirteet

Suurelta osin Natura-alueeseen kuuluvan Kokemäenjoen suistoalueen kuivan maan ja suiston edustan vesialueen erityyppisten maaperäkerrostumien kerrosjärjestys ja alueellinen jakautuminen selvitettiin pintamaaperän kartoituksella, tutkimuskaivannoilla ja kairauksella. Suiston kerrostumat luokiteltiin viiteen maaperämuodostumaan. Vanhimmasta nuorimpaan, Toukari, Vainio-Mattila, Hevosluoto, Lanajuopa ja Säikkä muodostumaan. Nämä edustavat vanhoja Itämeren altaan ja nuorempia merelle päin etenevän suiston eri osien kerrostumisympäristöjä. Eri muodostumien fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet kuvattiin ja ne eroavat luonteeltaan ratkaisevasti toisistaan. Suiston etenemistä edustavat Hevosluoto- ja Säikkä-muodostumat ovat kontaminoituneet 1900-luvun alkupuolelta lähtien yhä voimakkaammin ihmistoiminnasta kertyvistä raskasmetallipitoisuuksista ja orgaanisista haitta-aineista. Tämä näkyy erityisesti elohopean, kadmiumin, arseenin, lyijyn, sinkin, nikkelin, dioksiinien ja furaanien kokonaispitoisuuksien kasvuna näissä muodostumissa. Pitoisuudet ovat suurimpia muodostumien nuorimmissa osissa. Kuivalla maalla raskasmetallipitoisuudet ylittävät paikoin valtioneuvoston pilaantuneelle maaperälle asettamat kynnysarvot, jolloin säädökset on huomioitava suiston maaperää muokattaessa. Vesialueella nämä kynnysarvot ylittyvät myös orgaanisten haitta-aineiden osalta. Tietyin osin ovat esimerkiksi arseenin ja nikkelin osalta taustapitoisuudet suistoalueen vanhimmassa Toukari muodostumassa jo luontaisesti kynnysarvoja suuremmat. Tämä pitää osata ottaa huomioon maansiirtotoimenpiteitä suunniteltaessa. Suistoon kerrostuvan maa-aineksen ja nopean maankohoamisen vuoksi suisto etenee nykyisin 30-40 m vuodessa merialueelle päin. Tämä mataloittaa vääjäämättömästi suiston edustan vesialueita kerrostumisen siirtyessä merelle päin. Näin myös Natura-alueen ainutlaatuiset biotoopit vähitellen siirtyvät merelle päin.

Ilmanlaatu Uudellamaalla vuonna 2010

Ilmanlaatuindeksin perusteella arvioituna ilmanlaatu oli vuonna 2010 Keravalla ja Lohjalla enimmäkseen hyvää tai tyydyttävää. Välttävän, huonon ja erittäin huonon ilmanlaadun tilanteita oli melko vähän. Hengitettävät hiukkaset olivat pääosin syynä huonoon ja erittäin huonoon ilmanlaatuun. Hengitettäville hiukkasille annetut raja-arvot eivät vuonna 2010 ylittyneet Keravalla ja Lohjalla. Hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuudelle annettu ohjearvo ylittyi Keravan mittausasemalla ainoastaan huhtikuussa, Lohjalla ei lainkaan. Hengitettävien hiukkasten pitoisuudet olivat sekä Keravalla että Lohjalla matalammat kuin aiempina vuosina. Runsaslumisen talven vuoksi kevään 2010 katupölykausi käynnistyi hitaasti ja melko myöhään, maaliskuun puolivälin tienoilla. Maaliskuun ja huhtikuun alun sateinen ja kostea sää hillitsivät kuitenkin pölyämistä niin, että pisin yhtenäinen pölyämisjakso osui 5.4.–19.4. väliselle ajalle. Toukokuun puolivälissä pölyäminen jatkui, erityisesti vilkasliikenteisissä ympäristöissä. Pienhiukkasten vuosipitoisuus oli Lohjalla selvästi raja-arvoa alempi, mutta hieman edellisvuotta korkeampi. Sekä jatkuvatoimisissa mittauksissa että passiivikeräinkartoituksissa saadut typpidioksidipitoisuudet olivat selvästi raja- ja ohjearvojen alapuolella. Pitoisuudet olivat yleisesti korkeammat kuin vuonna 2009 tai 2008. Otsonipitoisuudet ylittivät sekä terveys- että kasvillisuusperusteiset pitkän ajan tavoitteet. Sen sijaan vuodelle 2010 annetut tavoitearvot eivät ylittyneet. Vuonna 2010 pitoisuudet olivat edellisvuotta korkeammat. Pääkaupunkiseudulla tehtyjen mittausten ja päästökartoitusten perusteella rikkidioksidin, hiili-monoksidin, bentseenin ja lyijyn pitoisuudet olivat raja-arvojen alapuolella ja arseenin, kadmiumin ja nikkelin pitoisuudet vastaavasti tavoitearvoja alempia. Polyaromaattisten hiilivetyjen pitoisuuksista on riittämättömästi tietoja toistaiseksi. Eri päästölähteiden yhteenlasketut typenoksidien, hiukkasten, rikkidioksidin, hiilimonoksidin ja haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöt lisääntyivät vuonna 2010 Uudenmaan ELY-keskuksen seuranta-alueella vuoteen 2009 verrattuina.

Uudenmaan ja Itä-Uudenmaan ilmanlaadun bioindikaattoriseuranta vuonna 2009

Ilmanlaatua on seurattu Uudenmaan ja Itä-Uudenmaan alueen kunnissa käyttäen ilmentäjinä havupuita ja niiden rungoilla kasvavia jäkäliä 1980-luvulta lähtien. Seuranta on toteutettu uusitun, yhteisen seurantaohjelman mukaisesti vuodesta 2000 lähtien. Ensimmäisellä kierroksella 2000 – 2001 osa Itä-Uudenmaan kunnista jäi yhteisen hankkeen ulkopuolelle mutta seuraavilla seurantakierroksilla 2004 – 2005 sekä 2009 osanotto on ollut kattavaa. Vuonna 2009 arvioitiin ilmanlaatua männyn epifyyttijäkälien esiintymisen ja kunnon perusteella. Tutkimusalueen päästömäärät ovat laskeneet selvästi 1980- ja 1990-luvuilta, mutta 2000-luvulla päästökehitys on ollut aaltomaista. Myös ilmasta mitattujen epäpuhtauksien pitoisuudet sekä laskeumat ovat laskeneet 2000-luvulle tultaessa selvästi verrattuna 1980- ja 1990-lukuihin. 2000-luvun alkupuoliskolla lupavelvollisten laitosten päästöt ovat kasvaneet, mutta vähentyneet vuosien 2003 ja 2004 jälkeen. Rikkidioksidipäästöt olivat 2000-luvulla suurimmillaan vuonna 2003, jonka jälkeen vuosittaiset päästömäärät ovat vaihdelleet. Tutkimusalueen suurimmat päästölähteet sijaitsevat pääkaupunkiseudulla, Porvoossa ja Inkoossa. Selvin jäkälämuutosalue sijoittui Helsinkiin, jossa kuitenkin jäkälälajisto oli elpynyt ja pahimmat sormipaisukarpeen vauriot lieventyneet edellisiin tutkimusvuosiin verrattuna. Muita lajistoltaan ja jäkälien kunnolta selvästi muuttuneita alueita ovat olleet Porvoo (Kilpilahti-Porvoon keskusta), Lohjan-Inkoon alue sekä Hanko. Hangossa vauriot ovat selvästi lieventyneet, samoin Lohjan-Inkoon alueella. Pienempiä vaurioituneita alueita on havaittu myös muissa osissa tutkimusaluetta, mutta vaurioiden voimakkuudessa ja vyöhykkeiden sijoittumisessa on ollut jonkin verran vaihtelua vuosien välillä. Lajistoltaan luonnontilaisinta aluetta oli Itä-Uusimaa, ja sormipaisukarpeen vaurioiden osalta terveintä aluetta Länsi-Uudenmaan pohjoisosat. Tausta-alojen jäkälälajisto oli kaikkinensa monipuolisempaa ja vauriot vähäisempiä kuin taajama-aloilla. Sormipaisukarpeen vauriot olivat kasvaneet Itä-Uudellamaalla verrattuna aiempaan seurantavuoteen 2004, mutta lajistossa ei ollut juuri tapahtunut muutoksia. Tervehtynyttä sormipaisukarvetta oli erityisesti Länsi-Uudenmaan pohjoisosissa. Länsi-Uudellamaalla selvimmät muutokset liittyvät jäkälälajistoon, joka on köyhtynyt vuodesta 1998 vuoteen 2004, mutta oli vuonna 2009 hieman monipuolistunut edelliseen seurantaan nähden. Ilman epäpuhtauksista kärsivien jäkälälajien lajilukumäärä olikin kasvanut vuodesta 2004 vuoteen 2009 useilla tutkimusaloilla tutkimusalueen länsiosassa. Lajiston köyhtyminen erityisesti vuonna 2004 johtunee alueen päästökehityksestä, sillä sekä rikkidioksidin, typen oksidien ja hiukkasten päästöt kasvoivat 2000-luvun alusta vuosiin 2003 ja 2004 asti, vähentyen taas sen jälkeen. Jäkälät reagoivat ilman epäpuhtauksien kuormitustasoissa tapahtuviin muutoksiin hitaasti ja voivat ilmentää kohonnutta kuormitustasoa vielä vuosia kuormituksen päättymisen jälkeenkin. Tämän vuoksi jäkälämuuttujat ilmensivät päästöjen kohoamista selvästi vuonna 2004, eivätkä ne olleet vuonna 2009 kaikilta osin vielä palautuneet 2000-luvun alun tasolle.

Ilmanlaatu Uudellamaalla 2011

Ilmanlaatuindeksin perusteella arvioituna ilmanlaatu oli vuonna 2011 Porvoossa ja Lohjalla enimmäkseen hyvää tai tyydyttävää. Välttävän, huonon ja erittäin huonon ilmanlaadun tilanteita oli melko vähän. Katujen keväinen pölyäminen oli syynä huonoon ja erittäin huonoon ilmanlaatuun. Hengitettäville hiukkasille annetut raja-arvot eivät vuonna 2011 ylittyneet Porvoossa ja Lohjalla. Hengitettävien hiukkasten vuorokausipitoisuudelle annettu ohjearvo ylittyi Porvoon mittausasemalla ainoastaan huhtikuussa, Lohjalla ei lainkaan. Hengitettävien hiukkasten pitoisuudet olivat sekä Porvoossa että Lohjalla matalammat kuin aiempina vuosina. Kevään katupölykausi alkoi maaliskuun puolivälin paikkeilla, mutta lumipeite ja ajoittaiset sadekuurot hillitsivät katujen pölyämistä huhtikuun alkupuolelle asti. Lievä pölyäminen jatkui toukokuun puoliväliin saakka. Pienhiukkasten vuosipitoisuus oli Lohjalla selvästi alle raja-arvon ja likimain samalla tasolla kuin vuonna 2010. Sekä jatkuvatoimisissa mittauksissa että passiivikeräinkartoituksissa saadut typpidioksidipitoisuudet olivat selvästi raja- ja ohjearvojen alapuolella. Pitoisuudet olivat mittauspaikasta riippuen matalammat tai samaa tasoa kuin vuonna 2010. Otsonipitoisuudet ylittivät sekä terveys- että kasvillisuusperusteiset pitkän ajan tavoitteet. Sen sijaan vuodelle 2010 annetut tavoitearvot eivät ylittyneet. Vuonna 2011 pitoisuudet olivat edellisvuotta korkeammat. Pääkaupunkiseudulla tehtyjen mittausten ja päästökartoitusten perusteella rikkidioksidin, hiilimonoksidin, bentseenin ja lyijyn pitoisuudet olivat raja-arvojen alapuolella ja arseenin, kadmiumin ja nikkelin pitoisuudet vastaavasti tavoitearvoja alempia. Polyaromaattisten hiilivetyjen pitoisuuksista on riittämättömästi tietoja toistaiseksi. Energiantuotannon, teollisuuden ja autoliikenteen yhteenlasketut typenoksidien, hiukkasten, rikkidioksidin, hiilimonoksidin ja haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöt vähenivät vuonna 2011 vuoteen 2010 verrattuina.

Fate of fuel-bound nitrogen and sulfur in biomass-fired Industrial boilers

Användning av biomassa som energikälla för produktion av el och värme är ett sätt att minska beroendet av fossila bränslen och höja självförsörjningen av energi. Fossila bränslen är den främsta källan till koldioxid utsläpp förorsakad av människan. Biomassa, å andra sidan, betraktas som en koldioxidneutral energikälla. Svavlet och kvävet i biomassan bildar dock föroreningar såsom kväveoxider (NOX) och svaveldioxid (SO2), som bidrar till försurning av mark och sjöar. Svavlet i bränslet kan även både förorsaka och förhindra korrosion i en förbränningsanläggning, beroende på förbränningen och bränslet. Huvudsyftet med detta arbete var att få en bättre förståelse om hur utsläppen av NOX och SO2 bildas från bränslebundet kväve och svavel vid förbränning av olika biobränslen. Mätkampanjer i fullskaliga förbränningsanläggningar utfördes, där gassammansättningen mättes i eldstaden och rökgasen. Förståelsen om gaskemin i eldstaden är viktig, för att möjliggöra utvecklandet av renare och effektivare förbränningsanläggningar. Ett annat syfte med arbetet var att klargöra om sulfatering av askkomponenter vid förbränning av biobränslen med olika askegenskaper. Alkaliklorider som bildas vid biomassaförbränning kan orsaka korrosion av värmeöverföringsytor. Svavlet i bränslet visade sig ha en viktig roll i att sulfatera alkaliklorider till mindre korrosiva alkalisulfater. Närvaron av gasformig svavelsyra i rökgaskanalen av förbränningsanläggningar studerades även. Kondensering av svavelsyra leder till korrosion av rökgaskanalen och dess delar. Om svavelsyrakoncentrationen i rökgasen är känd, kan daggpunktstemperaturen beräknas och kondensering av svavelsyra förhindras. I arbetet utvecklades en mätmetod för att mäta låga koncentrationer av gasformig svavelsyra i rökgaser. Denna metod användes för att undersöka risken av lågtemperaturkorrosion orsakad av svavelsyra i förbränningsanläggningar. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Käyttämällä biomassaa energianlähteenä voidaan vähentää sähkön- ja lämmöntuotannon riippuvuutta fossiilisiin polttoaineisiin. Biomassan käytöllä voidaan myös lisätä energiantuotannon omavaraisuutta. Fossiiliset polttoaineet ovat pääasiallinen syy ihmisen aiheuttamiin hiilidioksidipäästöihin. Biomassa sen sijaan luetaan hiilidioksidineutraaleihin energianlähteisiin. Biopolttoaineiden käytössä tosin vapautuu typpi- ja rikkioksideja, jotka edesauttavat maaperän ja merien happamoitumista. Lisäksi biopolttoaineen rikki voi sekä vähentää että aiheuttaa laitteiden korroosiota energiantuotannossa riippuen biopolttoaineesta ja palamisesta. Tämän työn päätavoitteena oli selvittää mitä biopolttoaineeseen sitoutuneelle typelle ja rikille tapahtuu teollisissa polttolaitoksissa. Kyseisten oksidien muodostumista tutkittiin polttamalla eri biomassoja polttolaitoksissa. Tutkimukset toteutettiin mittauskampanjoilla useissa polttolaitoksissa. Kaasujen koostumusta mitattiin sekä tulipesässä, että savukaasuista. Kaasujen koostumus varsinkin tulipesässä on tärkeää, jotta tulevaisuudessa voidaan rakentaa puhtaampia ja tehokkaampia polttolaitoksia. Työn toisena tavoitteena oli selvittää biomassan polton yhteydessä tapahtuvaa tuhkan sulfatoitumista. Alkalikloridit, joita muodostuu biomassan poltossa, voivat aiheuttaa lämmönsiirtopintojen korroosiota. Rikki osoittautui tärkeäksi osaksi prosessia, jossa korroosiota aiheuttavat alkalikloridit sulfatoituivat vähemmän korrosoiviksi alkalisulfaateiksi. Myös kaasumaisen rikkihapon läsnäoloa savukaasuissa tutkittiin. On todettu, että kaasumuotoinen rikkihappo johtaa korroosioon savukaasukanavan kylmässä päässä ja sen eri osissa rikkihapon tiivistyessä lämpötilan laskiessa. Mikäli rikkihapon pitoisuus savukaasussa tiedetään, sen kastepiste voidaan laskea ja tiivistyminen estää. Tässä työssä kehitettiin mittausmenetelmä rikkihapon alhaisten pitoisuuksien mittaamiseen. Menetelmää hyödynnettiin polttolaitoksissa, joissa tutkittiin rikkihapon tiivistymisestä johtuvaa korroosiota.

Järviruo´on polttokoe Väkiparran tilan lämpölaitoksessa

Rannoilla ja matalissa vesissä voimakkaasti levinnyt järviruoko muodostaa suuren biomassareservin, jonka suunnitelmallisella korjuulla voidaan saavuttaa monia ympäristöhyötyjä. Luonnon- ja vesienhoitotöiden kustannustehokkuutta ja kiinnostavuutta voidaan lisätä ruokomassan hyötykäytöllä. Talvella korjattavan järviruo’on yksi potentiaalinen käyttökohde on poltto energiaksi muiden korsimateriaalien tapaan. Polttokokeen tavoitteena oli testata puhtaan järviruokosilpun polttoa laitoksessa, joka soveltuu korsimateriaalien polttoon. Teknisten kokemusten lisäksi tavoitteena oli hankkia mittaustietoa järviruo’on polton päästömääristä ja savukaasujen laadusta, sekä vertailla saatuja tietoja samassa laitoksessa tehtyyn puuhakkeen polttokokeen tuloksiin. Koepoltto tehtiin Väkiparran tilan lämpölaitoksessa, jonka polttoteho on 990 kW. Polttoaineen syöttöjärjestelmä on suunniteltu huomioimaan polttoaineen laadun vaihtelut ja polttoaine siirretään varastosta pesäruuville kolakuljettimella. Savukaasujen mittauksessa sovellettiin standardin EN 13284-1 määräyksiä. Järviruoko korjattiin kaksoissilppuri –rinnekone –yhdistelmällä maaliskuun alussa 2013. Silppurin terämäärän tarve aliarvioitiin ja silpussa oli runsaasti pitkiä, jopa yli 30 cm mittaisia korsia. Leikkuupäivien kostean sään vuoksi ruoko oli kosteaa (kosteusnäytteet 24-34 %). Kokeen aikana poltettiin noin 40 kuutiota ruokosilppua ja 20 tunnin koepolton aikana tuotettiin energiaa n. 4 MW. Laitoksen vakiosäädöillä saavutettiin n. 300 kW/h teho. Syöttölaitteiden teho rajoitti suuremman polttotehon saavuttamista, koska kevyttä silppua ei pystytty toimittamaan nopeammin pesään. Pitkät korret vaikeuttivat aluksi silpun syöttöä kolakuljettimelta pesäruuville, mutta syöttö alkoi sujua sen jälkeen, kun varastossa lajiteltiin silpusta pisimmät korret pois. Ruo’on kosteus ei vaikuttanut palamistulokseen, ruokosilppu paloi pesässä hyvin eikä palamatonta ainetta jäänyt tuhkaan. Typen oksidien pitoisuudet ja hiukkaspäästöt olivat ruokoa poltettaessa samaa luokka kuin puuhakkeen poltossa ja arvot jäivät alle viitteellisten päästöraja-arvojen (Valtioneuvoston asetus 750/2013, liite 1). Ruo’on poltosta mitatut rikkidioksidin pitoisuudet ylittivät viitteelliset päästöraja-arvot ja ero puun polttoon oli selkeä. Rikkidioksidin pitoisuuksista arvioitiin olevan jonkin verran riskiä kattilan korroosiovaurioiden syntymiselle. Häkäpitoisuudet olivat ruo’on poltossa selvästi korkeammat, mutta pitoisuuksia voidaan kuitenkin pitää alhaisina. Ruokotuhkasta analysoidut metallipitoisuudet jäivät selvästi alle MMM:n asetuksen 24/11 mukaisten enimmäispitoisuuksien tuhkan käytölle metsätaloudessa. Kokeen perusteella voidaan arvioida, että ruoko sopii poltettavaksi laitoksessa, kunhan silppu on kooltaan riittävän lyhyttä. Tekninen käyttövarmuus, korroosioriskit ja rikkidioksidipäästöt huomioiden järkevä käyttötapa on kuitenkin seospoltto hakkeen kanssa. Luonnon- ja vesienhoidon sivutuotteena syntyvää ruokosilppua kannattaa kuljettaa poltettavaksi, kun kuljetusmatka on lyhyt ja kuljetus tehdään isoilla kuorma-autoilla.

Vasa hamnvägs MKB : Bedömningsprogram för miljökonsekvenser

Det aktuella projektet ligger vid och i närheten av Södra Stadsfjärden i Vasa stad och Korsholms kommun. Målsättningen med Vasa hamnvägsprojektet är att finna en förbindelse till Vasa hamn som fungerar bättre en den nuvarande och i och med detta utveckla Vasa regionens logistiksystem. Avsikten är att skapa en vägförbindelse som effektivt förenar Vasklots hamn med logistikcentret och riksvägarna 3 och 8 som är en del av det riksomfattande huvudvägnätet. Vasa hamnvägsprojektet omfattar även en sammankoppling av logistikcentret och Lillkyrovägen (landsväg 717) som en del av förbindelsen Helsingby – Vassor av riksväg 8. Utvecklandet av Vasa hamnvägsförbindelsen har varit ett aktuellt och viktigt projekt redan länge. Bakgrunden till planerandet av vägen är de störningsfaktorer som förekommit i Vasa centrum av den genomgående lastbilstrafiken samt de problem som uppkommer för dessa stora transporter till följd av det trånga gatunätverket och broarnas begränsade bärförmåga. Vasa hamnvägs sträckningsalternativ har utretts omfattande i lokaliseringsutredning (2010) och till den fortsatta planeringen har tre vägkorridorsalternativ valts. Dessutom utreds anläggning av tunnel under Vasa centrum, och förbättring av befintlig förbindelse. (Alt 0+) Syftet med denna miljökonsekvensbedömning är att bedöma de miljökonsekvenser som byggandet av Vasa hamnväg orsakar. Bedömningen görs på ett sådant sätt och med en sådan noggrannhet som det förutsätts i MKB-lagen och -förordningen. De konsekvenser som kommer att bedömas: • människors hälsa, levnadsförhållanden och trivsel • jordmån, vatten, luft, klimat, växtlighet, organismer och naturens mångfald • Samhällsstrukturerna, byggnader, landskap, stadsbilden och kulturarvet • trafik och trafiksäkerhet • utnyttjande av naturresurser. Områdets invånare och andra intressenter har möjlighet att delta i planeringen och konsekvensbedömningen. Synpunkter om projektet och dess alternativ insamlas under hela planeringen. Invånare och andra intressenter informeras om projektet genom kungörelser, med hjälp av postningslista samt på internet.

New aspects in limestone dissolution for wet flue gas desulfurization

Fortsättningsvis tillgodoses största delen av världens energibehov genom förbränning av fossila bränslen, dessutom forsätter världens totala energibehov att öka. Eftersom förbränning av fossila bränslen som t.ex. olja och kol orsakar utsläpp av svaveldioxid som är skadligt för både människa och natur, finns det fortfarande ett akut behov av forskning och utveckling av metoder för svavelrening. De vanligaste teknikerna för svavelrening är våt- och semitorrskrubbning, där svaveldioxiden absorberas av en skrubbervätska. Det är allmänt känt att våtskrubbning är en av de effektivaste teknikerna för svavelrening både ekonomiskt och tekniskt sett samt den mest använda. Våtskrubbningsprocessen har dock flera nackdelar, som dess höga vatten- och energiförbrukning. I större kraftverk går ca 1-3% av dess eleffekt åt till rökgasreningsprocessen, vilket kraftigt motiverar utveckling av nya reningsprocesser samt effektivering av existerande reningsanläggningar. Skrubbervätskan som till huvudsak består av vatten innehåller vanligtvis även kalcium vars syfte är att binda svavlet. Kalciumet kan tillsättas i flera former varav bränd kalk och kalksten är de vanligaste formerna. Kalksten används ofta i svavelreningsprocessen p.g.a. dess låga pris och för att den ger upphov till den användbara biprodukten gips. Kalkstenens upplösningshastighet är en de av faktorer som kraftigast påverkar reningsprocessen. En detaljerad experimentell karakterisering och analys av kalkstenspartiklar i fast form och i vätskeform har utförts i detta arbete. En experimentell metod för att studera kalkstenens upplösningshastighet vid låg till obegränsad massöverföring har även utvecklats i detta arbete. Metoden möjliggör identifieringen av systemoberoende kinetiska parametrar, vilka kan användas för att undersöka reningsprocesser samt för att planera nya reningsanläggningar. Kinetiska modeller utvecklades genom att använda kalkstenpartiklars specifika yta, som mättes genom kväveadsorption. Efter att de kinetiska parametrarna bestämts experimentellt utvecklades en skrubbermodell för att optimera en i driftvarande skrubber. Genom att kombinera experimentellt bestämda modeller med matematisk optimering erhölls en djupare insikt i hur olika råmaterial påverkar processen och hur driftparameterar bör justeras för att minska elförbrukningen.

Ekens förekomst i Ludvikatrakten

Ekens (Quercus robur) nordgräns sägs gå vid Dalälven, Limes Norrlandicus – den biologiska Norrlandsgränsen. Ludvikabygden skiljer sig naturgeografiskt och topografiskt från övriga Dalarna och tillhör Mälarens avrinningsområde. Trakten runt sjön Väsman har ett varmare klimat och fler soltimmar än den övriga bygden. För mellan 5.000-8.000 år sedan vandrade eken in i Sverige efter den senaste istiden. Det tog 3.000 år för den att sprida sig över hela Sverige som då hade en medeltemperatur 2-3? högre än idag.Ekens vegetationsperiod – när dygnsmedeltemperaturen överstiger 5? – är ca 7 månader för att ekollonen skall bli groningsdugliga och därmed kunna föröka sig naturligt. I Ludvikatrakten är vegetationsperioden ca 6 månader. Dalarnas skogar består av ? 1% ek. Årsmedeltemperaturen har i Mellansverige ökat ungefär 1? de senaste 30 åren. I framtiden får vi räkna med temperaturhöjningar på mellan 2-6? beroende på hur stort utsläpp som sker till atmosfären. Detta innebär att vi på dessa breddgrader får ett klimat liknande det i Centraleuropa med längre odlingssäsong. Det innebär också ökande skador på skog och växtlighet samt fler och mer extrema väderväxlingar.Syftet med den här undersökningen är att se om etablering av ek har skett i Ludvikatrakten de senaste decennierna samt vilka faktorer som kan påverka detta. Två separata områden om vardera 1,0 ha undersöktes. På område 1 i nordvästsluttning registrerades 20 exemplar av ek. På område 2 i västsluttning registrerades 28 exemplar av ek. Gamla ekar är en nyckelbiotop för sällsynta insekter och kryptogamer. Ek är stormfast p g a dess djupa rotsystem. Blandskog motverkar parasit-, insektsangrepp och rotröta samt gynnar biologisk mångfald och etablering av fältskikt. Ekens virke är dessutom eftertraktat då det är hårt och slitstarkt.

Energy Efficiency through Thermal Energy Storage : Possibilities for the Swedish Building Stock

The need for heating and cooling in buildings constitutes a considerable part of the total energy use in a country and reducing this need is of outmost importance in order to reach national and international goals for reducing energy use and emissions. One important way of reaching these goals is to increase the proportion of renewable energy used for heating and cooling of buildings. Perhaps the largest obstacle with this is the often occurring mismatch between the availability of renewable energy and the need for heating or cooling, hindering this energy to be used directly. This is one of the problems that can be solved by using thermal energy storage (TES) in order to save the heat or cold from when it is available to when it is needed. This thesis is focusing on the combination of TES techniques and buildings to achieve increased energy efficiency for heating and cooling. Various techniques used for TES as well as the combination of TES in buildings have been investigated and summarized through an extensive literature review. A survey of the Swedish building stock was also performed in order to define building types common in Sweden. Within the scope of this thesis, the survey resulted in the selection of three building types, two single family houses and one office building, out of which the two residential buildings were used in a simulation case study of passive TES with increased thermal mass (both sensible and latent). The second case study presented in the thesis is an evaluation of an existing seasonal borehole storage of solar heat for a residential community. In this case, real measurement data was used in the evaluation and in comparisons with earlier evaluations. The literature reviews showed that using TES opens up potential for reduced energy demand and reduced peak heating and cooling loads as well as possibilities for an increased share of renewable energy to cover the energy demand. By using passive storage through increased thermal mass of a building it is also possible to reduce variations in the indoor temperature and especially reduce excess temperatures during warm periods, which could result in avoiding active cooling in a building that would otherwise need it. The analysis of the combination of TES and building types confirmed that TES has a significant potential for increased energy efficiency in buildings but also highlighted the fact that there is still much research required before some of the technologies can become commercially available. In the simulation case study it was concluded that only a small reduction in heating demand is possible with increased thermal mass, but that the time with indoor temperatures above 24 °C can be reduced by up to 20%. The case study of the borehole storage system showed that although the storage system worked as planned, heat losses in the rest of the system as well as some problems with the system operation resulted in a lower solar fraction than projected. The work presented within this thesis has shown that TES is already used successfully for many building applications (e.g. domestic hot water stores and water tanks for storing solar heat) but that there still is much potential in further use of TES. There are, however, barriers such as a need for more research for some storage technologies as well as storage materials, especially phase change material storage and thermochemical storage.

Vägar och irrvägar till energieffektivisering : vägvalet är politiskt

Rapporten är en litteraturstudie som lyfter vikten av ett systemperspektiv på energianvändningen och diskuterar samhällets mål och medel utifrån detta perspektiv. För att väga in de olika effekter som en förändrad energianvändning innebär måste olika bedömningar göras. Vi konstaterar att det finns stora osäkerheter i detta, men att det viktigaste inte är att finna en exakt värdering av de olika energikällorna. Istället bör fokus ligga på att, ur ett systemperspektiv, fastställa och implementera en värdering av de olika energikällorna samt låta denna värdering vara konsekvent tvärs över alla sektorer. Det viktiga är alltså inte den exakta fördelningen mellan kol- och gas på marginalen i Danmark och Tyskland i framtiden, utan att vi överhuvudtaget antar ett systemperspektiv och ser till hur förändringar i vår konsumtion påverkar energisystemet som helhet. EU har valt att fokusera på primärenergi när det gäller mål för energieffektivisering, eftersom man inte vill reducera den nytta som energianvändningen skapar i användarledet, utan snarare vill minska slöseriet på väg till slutanvändning. Vi har i Sverige valt liknande mål för energieffektivisering, men ännu inte lyckats implementera några styrmedel som genomsyras av ett system- eller primärenergiperspektiv. Vi har i båda de exempel som vi tar upp lyckats identifiera spår av systemtänkande, som dock inte lyckats nå hela vägen. Det första är att Boverket ser ut att ha utgått från ett systemperspektiv vid utformningen av det ursprungliga förslaget till byggregler 2006, med en tydlig linje inom värme och kyla för både lokaler och bostäder. Det andra är i trafikskattelagstiftningen där även utsläpp uppströms från avgasröret räknats med, fast inte värderats på något enhetligt sätt. Det är viktigt att styrmedlen inte utformas så att det styr "ur askan i elden". Beroende på hur vi värderar t.ex. den el som används för att ladda elfordon finns här en uppenbar sådan risk. Oavsett befintliga styrmedel pekar rapporten på det utrymme för diskussion som finns kring värdering av olika energikällors resursavtryck samt svårigheterna i att vetenskapligt bestämma den exakt korrekta viktningsfaktorn för varje energikälla. Dock finns det gränser för vad som, på en för de flesta investeringar relevant horisont, kan anses rimligt. Inom dessa gränser är det upp till politiken att, genom styrmedlens utformning, definiera de relativa viktningar som marknaden sedan får förhålla sig till. Här ligger EU längre fram än Sverige, trots att svårigheterna att komma överens rimligen borde vara större i europaparlamentet än i svenska riksdagen. Samtidigt som det är viktigt att sträva efter styrmedel som ger önskad effekt får dessa förstås inte ändras för ofta, eftersom det leder till osäkerhet och uteblivna investeringar. När det gäller energipolitiken är dock riktlinjerna från EU tydliga och frågan är när Sverige ansluter sig till det primärenergiperspektiv som EU förespråkar, även vid utformningen av svenska energipolitiska styrmedel. Det är också viktigt att energianvändning i alla sektorer behandlas på ett likartat sätt. För att hantera detta kan det vara klokt att hänvisa till en gemensam standard eller ett gemensamt direktiv från Energimyndigheten och/eller Naturvårdsverket som definierar olika energikällors primärenergifaktor, liknande hur Tyskland gjort med sina byggregler.

Optimization heuristic solutions, how good can they be? : With empirical applications in location problems

Combinatorial optimization problems, are one of the most important types of problems in operational research. Heuristic and metaheuristics algorithms are widely applied to find a good solution. However, a common problem is that these algorithms do not guarantee that the solution will coincide with the optimum and, hence, many solutions to real world OR-problems are afflicted with an uncertainty about the quality of the solution. The main aim of this thesis is to investigate the usability of statistical bounds to evaluate the quality of heuristic solutions applied to large combinatorial problems. The contributions of this thesis are both methodological and empirical. From a methodological point of view, the usefulness of statistical bounds on p-median problems is thoroughly investigated. The statistical bounds have good performance in providing informative quality assessment under appropriate parameter settings. Also, they outperform the commonly used Lagrangian bounds. It is demonstrated that the statistical bounds are shown to be comparable with the deterministic bounds in quadratic assignment problems. As to empirical research, environment pollution has become a worldwide problem, and transportation can cause a great amount of pollution. A new method for calculating and comparing the CO2-emissions of online and brick-and-mortar retailing is proposed. It leads to the conclusion that online retailing has significantly lesser CO2-emissions. Another problem is that the Swedish regional division is under revision and the border effect to public service accessibility is concerned of both residents and politicians. After analysis, it is shown that borders hinder the optimal location of public services and consequently the highest achievable economic and social utility may not be attained.

Eldningsresultat för pellets med tillsats av magnesium

Vid förbränning av biobränslen såsom träpellets bildas partiklar som orsakar avsättningar på ytor i pannans konvektionsparti. Det som leder till försämrad effektivitet och kräver sotning. Dessutom sker utsläpp av partiklar till uteluften som kan ge hälsoeffekter. Vid förbränning kan alkalimetaller, som till exempel kalium, frigöras från bränslet och de kan bilda klibbiga avsättningar tillsammans med klor, svavel eller kisel, som i sin tur samlar in mer partiklar och det bygger på avsättningar i konvektionspartiet. Det förväntas att magnesi-um reagerar (huvudsakligen med klor, svavel och kisel) så att sammansättningar med högre smältpunkter erhålls, vilket kan minska avsättningar i konvektionspartiet. Karlstads Universitet har producerat tre olika typer av träpellets; en referenspellet utan tillsat-ser, en pellet med magnesiumoxid (MgO) och en pellet med magnesiumhydroxid (Mg(OH)2). Kortare eldningsprov med de olika bränslena har genomförts i en 20 kW pelletspanna och uppkomna avsättningar i konvektionspartiet och emissioner har registreras. Avsättningarna i konvektionspartiet kvantifierades med en gravimetrisk metod och analyserades med SEM, vilket gör det möjligt att se vilka grundämnen som förekommer i avsättningarna. Gasformiga emissioner som CO, NO och TOC registrerades liksom partikelutsläpp. Motsvarande försök gjordes också med en kommersiellt tillverkad pellet. Tillsats av MgO och Mg(OH)2 ökade mängden flygaska och partikelutsläpp (PM 2,5). Massan av fasta beläggningar i konvektionspartiet ökade också jämfört med referenspellets utan dessa tillsatser. Dessutom bildades stora mängder flygaska i fallen med magnesiumtillsats. Att tillsatserna bildade flygaska kan förklaras av den normalt mycket låga askhalten i träpel-lets och därmed är också halten av alkalimetaller låg jämfört med pellets som tillverkas av spannmål. Magnesiumtillsatsen syftar till att reagera med alkalimetaller och bilda föreningar med så hög smältpunkt att de inte fastnar i pannans konvektionsparti. Troligen är magnesium-tillsatsen för hög jämfört med mängden alkali i pelletsen. Från SEM-analysen kan man se att mängden kalium minskar med magnesiumtillsatserna och det verkar som att principen fungerar. Dock hamnade stora mängder flygaska med hög andel magnesium i konvektionspartiet (lös flygaska har avlägsnats före den gravimetriska mätning-en och före SEM-analysen av substraten). Detta kan ha förhindrat substraten från att få högre andel fasta avsättningar från bland annat kalium och klor under denna korta mätperiod som genomfördes. Det kan dock inte uteslutas att de minskade avsättningarna av kalium och klor berodde på just tillsatsen av magnesium.

Optimization of a steel plant utilizing converted biomass

Inom nära framtid kan det vara ekonomiskt lönsamt att investera i träbaserad biomassa-användning inom stålproduktion. En förutsättning är att biomassans bränsle-egenskaper förbättras genom en sorts förkolning, närmare sagt långsam pyrolysering. Som biomassakälla duger skogsrester och dylikt. Nyttan med att använda biomassa är att man reducerar fossila CO2-utsläpp och på så vis minskar på den globala uppvärmningen; detta kräver dock att återplantering görs för att fånga de frigjorda CO2-utsläppen som härstammar från biomassans skörd, transport, processering och förbränning. En investering i en pyrolyseringsanläggning integrerad i ett stålverk kan vara lönsam ifall utsläppskatten är över 20 € per ton CO2 då biomassakostnaden är 40 € per ton torr substans. Detta är dock inte fallet i dagens läge och i Finland är dessa avgifter beroende av politiska beslut på Europeisk nivå. Det kunde dock vara av politiskt intresse att stödja biomassa-användningen inom stålindustrin eftersom detta skulle skapa nya arbetsplatser såväl inom själva stålindustrin som inom skogsindustrin och möjligen även inom kemi-industrin, beroende på hur de resulterande pyrolysprodukterna (träkol, gas och bio-oljor) utnyttjas. Med tanke på att närmare en femtedel av alla CO2-utsläpp härstammande från industrin kommer från stålindustrin så är det uppenbart att mera miljövänligare alternativ kommer att krävas i framtiden. Lähitulevaisuudessa voi olla taloudellisesti kannattavaa käyttää puuperäistä biomassaa teräksen valmistuksessa. Tämä vaatii kuitenkin sen, että biomassa läpikäy eräänlaisen hiillostuksen, eli pyrolyysin, ja tässä tapauksessa, hitaan pyrolyysin. Biomassalähteeksi kelpaavat esimerkiksi hakkuujätteet ja muu puujäte. Hyöty biomassankäytöstä syntyy siitä, kun se osittain korvaa perinteisesti käytettyjä fossiilisia polttoaineita, jolloin fossiiliset hiilidioksidipäästöt vähenevät ja tällöin myös vaikutus ilmaston lämpenemiseen vähenee. Edellytyksenä on tietysti se, että uusia puita ja kasveja istutetaan, jotta biomassan keräyksestä, kuljetuksesta, käsittelystä sekä poltosta vapautunut hiilidioksidi saadaan jälleen talteen. Arvion mukaan pyrolyysiyksikön integroiminen terästehtaaseen tulee taloudellisesti kannattavaksi, kun hiilidioksidivero nousee yli 20 € per tonni, kun biomassan hinnaksi on arvioitu 40 € per tonni kuiva-ainesta. Kyseinen hintataso ei ole tällä hetkellä voimassa ja Suomen tilanne tässä asiassa on vahvasti kytköksissä Euroopan tasolla tehtäviin päätöksiin. Aihe voisi kuitenkin olla poliittisella tasolla kiinnostava ja taloudellisen tuen arvoista, koska biomassan käyttö loisi lisää työpaikkoja niin terästeollisuudessa kuin puuteollisuudessakin ja mahdollisesti myös kemianteollisuudessa, riippuen siitä miten erinäisiä pyrolyysituotteita (puuhiili, kaasu ja bio-öljy) hyödynnettäisiin. Ottaen huomioon, että terästeollisuus maailmanlaajuisesti vastaa noin viidesosasta kaikista teollisuudesta peräisin olevista hiilidioksidipäästöistä on päivänselvää, että ympäristöystävällisemmille vaihtoehdoille on tarvetta tulevaisuudessa.