Browsing by Title

The need to develop and expand urban areas is increasing in most countries, but urbanization also increases the threat for global biodiversity. Some cities have acknowledged this challenge and formed strategies and action plans for biodiversity preservation. How can we ensure that such strategies are realized in city planning? Negotiations are a crucial part of urban planning, and therefore can be a leverage point of intervention to effectively implement strategies to pro-tect biodiversity. However, little is known about the dynamics of the actual negotiation process in city planning. I applied a game theoretic approach to study how information availability influences the suc-cess and efficiency of negotiations. A role-playing game was used to simulate a negotiation on specific measures to preserve biodiversity in a residential building project. Eleven urban devel-opment specialists played the game with different sets of information. In addition to the direct outcomes of the negotiation, I analysed the post hoc discussion and arguments used to gain in-sights into perceptions of biodiversity-related negotiations in urban planning. Results indicate that information availability can increase the efficiency of negotiations. Partici-pants favour principled and integrative negotiation, but incomplete information seems to push them to take a more positional stance. The post hoc discussion also reveals some issues rele-vant to the design of urban planning process for biodiversity. The overall results suggest that a simple game-theoretic framework, implemented in (a) game-like simulation with quasi-experimental control and (b) qualitative analysis of discussions, holds potential for both under-standing (i) how decision makers frame and resolve the negotiation with conflicting interests and (ii) how to design efficient administrative processes taking into account not only the partic-ipants’ preferences but also wider public interests, such as biodiversity preservation.

In this study the economic values for the breeding goal traits for Finnish Ayrshire cattle were determined by the bioeconomical model. Additionally, the economic value was determined for a new trait, feed efficiency, which was modelled as residual feed intake (RFI). Feed efficiency was added to breeding goals because of intrest in reduction of harmful environmental effects of dairy cattle production. The effect of increasing feed costs on the economic weights was also studied. Economic values were determined by the program ECOWEIGHT. The bioeconomical model included 21 traits, which can be divided a few categories: milk production traits, growth and carcass traits and functional traits (calving difficulty, stillbirth, calf mortality in the rearing period, fertility traits, productive lifetime of cows, incidence of clinical mastitis, somatic cell score (SCS) and residual feed intake (RFI)). Economic values and standardized economic weights were defined for the traits. Profitability of the milk production was negative (?13,3%), when the subsidies were not included in the calculations. Adding RFI didn’t have any effect on the economic values of the other traits and it didn’t change the order of the traits in standardized economical weight. The marginal economic values for RFI of cows and heifers were ?55,8 and ?24,9 €/kg/d, respectively. The highest relative economic weights was found for 305-d milk (36%), protein (14%), fat (9%), mature weight (7%) and calving interval (5%). Relative economic weights for RFI of cows and heifers were 4,6% and 1,5%, respectively. An increase in the feeding costs (10, 30 and 50%) changed the order of the traits in standardized economical weights. The weights of milk production traits were decreased and the weights of growth traits, RFI and calving interval were increased. RFI of cows was the fifth important trait when feeding costs increased 30%. According to the results of this study would be beneficial, especially if the relative im-portance of feed efficiency will increase in the future due to increasing feed costs or in-creasing requirements to mitigate the environmental impact of milk production. However, more research will be needed before adding RFI to the breeding goals.

Bakteerit voivat kasvaa plantonisesti eli vapaana nesteessä tai ne voivat kasvaa kiinnittyneenä elolliseen tai elottomaan alustaan. Alustassaan kasvavia mikrobiyhteisöjä kutsutaan biofilmeiksi. Yli 99,9 % bakteereista kasvaa biofilmeissä. Biofilmi muodostuu mikrobeista, joita voi olla yhtä tai useampaa lajia. Bakteerit tuottavat ympärilleen soluväliainetta, joka koostuu erilaisista ekstrasellulaarisista polymeerisistä materiaaleista (EPS) kuten polysakkarideista, proteiineista ja DNA:sta. Biofilmit ovat huomattava ongelma ihmis- ja eläinlääketieteessä, sillä ne ovat osallisena noin 80 %:ssa kaikista ihmisten mikrobiologisissa infektioissa. Biofilmeissä kasvavat bakteerit ovat 10–1000 kertaa resistentimpiä kuin planktoniset bakteerit. Biofilmien resistenssimekanismeja ovat muun muassa heterogeenisyys (monimuotoisuus), lisääntynyt mutaationopeus, antimikrobisia aineita ulospumppaavat pumput ja hidas kasvunopeus. Biofilmit on yhdistetty moniin vaikeasti parannettaviin infektioihin. Eläimillä ne ovat osallisina muun muassa haava- ja vierasesineinfektioiden, osteomyeliitin (luuydintulehdus), utaretulehduksen, keuhkotulehdusten ja monien muiden sairauksien taudinaiheutuksessa. Biofilmien diagnosointi on haastavaa, sillä perinteisillä osoitus- ja hoitomenetelmillä ei saavuteta hyviä tuloksia. Biofilmien diagnosointiin voidaan käyttää mikroskopointia, erilaisia värjäyksiä, viljelymenetelmiä ja DNA-pohjaisia menetelmiä. Näissä kaikissa on omat hyvät ja huonot puolensa. Biofilmien hoito on vaikeaa. Sen vuoksi on tärkeää kyetä ehkäisemään niiden muodostumista. Tärkein keino niiden ehkäisyssä on käyttää hoitotoimenpiteissä aseptisia menetelmiä, jolloin bakteerit eivät pääse kolonisoitumaan. Joskus voidaan käyttää antibiootteja biofilmien muodostuksen ehkäisyyn, sillä planktoniset bakteerit ovat herkkiä antibiooteille toisin kuin biofilmissä kasvavat bakteerit. Antibioottien ehkäisevä käyttö voi kuitenkin suosia resistenttien bakteerikantojen kehittymistä. Vierasesineinfektioiden ehkäisyssä voidaan käyttää erilaisilla antimikrobisilla aineilla päällystettyjä vierasesineitä. Antibiootit eivät ole tehokas keino hoitaa biofilmejä. Niiden hoitoon voidaan käyttää mekaanista poistoa, lääkehunajaa tai erilaisia fysikaalisia menetelmiä kuten ultraääntä

Biogenic Volatile Organic Compounds play a major role in the atmosphere by acting as precursors in the formation of secondary organic aerosols and by also affecting the concentration of ozone. The chemical diversity of BVOCs is vast but global emissions are dominated by isoprene and monoterpenes. The emissions of BVOCs from plants are affected by environmental parameters with temperature and light having significant impacts on the emissions. The Downy birch and Norway spruce trees consist of heavy and low volatile compounds but published results are limited up to observing sesquiterpenoid emissions from these two trees. In this study, the Vocus proton-transfer-reaction time-of-flight mass spectrometer is deployed in the field to examine BVOC emissions from Downy birch and Norway spruce trees. With higher mass resolution, shorter time response and lower limits of detection than conventional PTR instruments, the Vocus can effectively measure a broader range of VOCs. For the first time, real-time emissions of diterpenes and 12 different oxygenated compounds were observed from birch and spruce trees. The emission spectrum of birch was dominated by C10H17+, while for spruce C5H9+ contributed the most. The sum emissions of oxygenated compounds contributed significantly to the observed total emissions from both the trees. The emission rates of all compounds varied dramatically throughout the period due to fluctuations in temperature and light. Due to lack of data from spruce, conclusive results for temperature and light response on terpene emissions could not be drawn. For birch, the emission rates were well explained by the temperature and temperature-light algorithms. The terpene emissions modelled using both algorithms correlated similarly with experimental data making it difficult to decisively conclude if the emissions originated from synthesis or pools.

Pohjoismaissa syntypaikkalajitellun biojätteen kompostointi suurissa kompostointilaitoksissa on yleistynyt merkittävästi 2000-luvun aikana. Viime vuosina biojätteiden ja muiden orgaanisten jätteiden käsittelyssä on alettu suosimaan yhä enemmän mädätysprosessia sekä mädätyksen ja kompostoinnin yhdistävää osavirtamädätysprosessia. Mädätysprosessin avulla orgaanisten jätteiden sisältämästä energiasta pystytään tuottamaan biokaasua ja siitä edelleen uusiutuvaa energiaa. Tämän tutkimuksen lähtökohtana oli tarkastella biohiilen lisäyksen vaikutuksia kompostointiprosessiin, jossa yhdistyvät mädätys ja kompostointi. Aiempien tutkimusten perusteella biohiilen lisäyksellä on todettu olevan positiivisia vaikutuksia erilaisten orgaanisten jätteiden kompostointiprosessiin. Aiemmat tutkimukset on suurimmaksi osaksi tehty pienemmässä mittakaavassa ja ne ovat keskittyneet enemmän maatalousjätteiden kompostointiin. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, voidaanko verrattain pienellä biohiilen lisäyksellä nopeuttaa orgaanisen aineksen hajoamista sekä parantaa typen pidättymistä kompostimassassa erilliskerätyn biojätteen osavirtamädätysprosessin kompostointivaiheessa. Tutkimuksen kokeellinen osuus koostui laboratoriomittakaavan kompostointikokeesta sekä laitosmittakaavan kompostointikokeesta Ämmässuon jätteenkäsittelykeskuksessa. Laboratoriomittakaavan kokeiden tarkoituksena oli saada tietoa eri biohiilipitoisuuksien vaikutuksesta kompostointiprosessiin ja toistomäärien kautta saada tuloksille tieteellistä pätevyyttä. Laboratoriokokeissa saatuja tuloksia sovellettiin laitosmittakaavan kokeissa. Tuloksia pyritään tarkastelemaan mikrobiologisen prosessin lisäksi osana jätehuoltoa ja sen kehittämistä. Tulosten perusteella biohiilen lisäyksellä oli myönteinen vaikutus kompostointiprosessiin osavirtamädätysprosessin kompostointivaiheessa. Laboratoriokokeissa biohiilen lisäyksellä oli merkitsevä vaikutus orgaanisen aineksen hajoamiseen ja siten kompostimassan mikrobiaktiivisuuteen. Vaikka laitosmittakaavan kokeessa biohiilen lisäys ei vaikuttanut orgaanisen aineksen hajoamiseen tilastollisesti merkitsevästi, voidaan kokonaisuutena arvioida, että biohiililisäsi kompostien mikrobiaktiivisuutta. Biohiilellä havaittiin merkitsevä vaikutus kompostien stabiloitumisnopeuteen ja ammoniumtypen pidättymiseen kokeen lopputilanteessa. Verrattain pienet biohiilipitoisuudet eivät vaikuttaneet haihtuneen ammoniakin määrään eivätkä kokonaistyppihäviöön kompostoinnin alkuvaiheessa. Biohiilikompostien stabiloitumisnopeudella ja mikrobiaktiivisuuden lisääntymisellä on kompostoinnin ympäristövaikutusten vähentämisen lisäksi kompostointilaitoksille myös taloudellinen merkitys, koska niiden avulla pystytään mahdollisesti säästämään tuotantokustannuksissa sekä säästämään kompostien jälkikypsytykseen tarvittavaa tilaa tai vastaavasti lisäämään kompostointilaitosten kapasiteettia. Tulevaisuudessa biohiili on teoriassa mahdollista saada osaksi orgaanisten jätteiden käsittelykokonaisuutta. Jäteperäisten biohiilten käytöllä voi tulevaisuudessa olla mahdollista parantaa resurssien kestävää käyttöä ja alueellisia kierrätysmääriä.

Runsas väkilannoitetypen käyttö kasvien typen tarpeen tyydyttämiseksi ja runsaampien satojen saamiseksi sekä karjatalouden keskittyminen tietyille alueille, ovat lisänneet maataloudesta aiheutuvaa typen vesistökuormitusta. Lisääntynyt ympäristötietoisuus on kuitenkin nostanut kestävyyden ja ilmastoviisaan ruoantuotannon osaksi maatalouden tavoitteita, mikä on lisännyt eloperäisten tai kierrätysaineista valmistettujen tai yhteiskunnan sivuvirroista valmistettujen maanparannusaineiden käyttöä. Maanparannusaineina käytettävien tuotteiden kenttä on laaja ja niiden vaikutukset moninaiset, mutta biohiilestä on etsitty ratkaisua liukoisen nitraatin (NO3-) ympäristökuorman vähentämiseksi. Tämän maisterintutkielman tavoitteena oli kartoittaa kahden kaupallisen biohiilen sekä synteettisen hiilipolymeerin vaikutusta nitraatin pidättymiseen, ja toisaalta pidättymisen vaikutusta nitraatin käyttökelpoisuuteen kasveille. Tutkimus koostui kahdesta osasta, josta ensimmäisessä osassa tutkittiin maanparannusaineiden kykyä pidättää maanparannusaineisiin esimuhitettua nitraattia peräkkäisten uuttojen avulla. Toinen osa koostui kasvatuskokeesta, jossa tarkasteltiin maanparannusaineisiin mahdollisesti pidättyneen nitraatin käyttökelpoisuutta ohralle kasvin kasvun ja klorofyllipitoisuuksien avulla. Uuttokokeen perusteella saksanpähkinänkuoresta valmistettu biohiili (Biohiili 1) osoitti kykyä pidättää nitraattia, koska kahden ensimmäisen uuton aikana biohiilestä ei vapautunut käytännössä lainkaan esimuhituksessa lisätystä nitraatista. Sen sijaan kuusesta valmistettu biohiili (Biohiili 2) ja hiilipolymeeri vapauttivat merkittävästi ja asteittain vähemmän nitraattia peräkkäisissä uutoissa. Kolmen peräkkäisen uuton jälkeen Biohiili 1:sta uuttui vain 1,8 % esimuhituksessa lisätystä typestä, kun taas Biohiili 2:sta uuttui 80 %. Hiilipolymeerillä uuttuneen nitraatin määrä oli yli 100 %, josta osa NO3-N oli peräisin itse tuotteesta. Kasvatuskokeen perusteella typpi ei todennäköisesti ollut ohrien kasvua rajoittava tekijä, ja vaikka Hiilipolymeeri sisälsi itsessään merkittävästi enemmän epäorgaanista typpeä, se ei johtanut korkeam-paan biomassaan. Erot ohrien biomassan ja klorofyllin kehityksessä liittyvät todennäköisimmin muihin ympäristötekijöihin. Mahdollisia selityksiä ovat fysikaalis-kemialliset erot kasvualustassa, mukaan lukien kasvualustan pH (biohiilillä emäksinen ja Hiilipolymeerillä hapan), irtotiheys ja huokoisuus, mutta lisäksi kesällä 2021 koettu poikkeuksellisen kuuma sää vaikutti todennäköisesti myös ohran kasvuun. Biohiilet ovat potentiaalisia maanparannusaineita vähentämään maataloudesta aiheutuvaa typen ympäristökuormitusta, ilman että ne vaikuttavat kasveille käyttökelpoisen typen määrään merkittävästi. Biohiilen valmistuksessa käytetty raaka-aine sekä valmistusprosessi vaikuttavat kuitenkin merkittävästi lopulliseen tuotteeseen, minkä vuoksi tarvitaan lisää tutkimusta ominaisuuksista, jotka vaikuttavat nitraatin pidättymisen tehokkuuteen.

Tiivistelmä – Referat – Abstract Proteins differ from one another on the basis of their amino acid sequences, display a different spatial shape and structure, and have different functions. The linear order of amino acid residues are chained to one another by peptide bond. The ß-strands and α-helices can be considered as the key components present in the three-dimensional structure of a protein. There are several bioinformatic methods involved to predict structure and function of protein such as searching sequencing similarities, multiple sequence alignment, characterisation of domains, solvent accessibility, and modelling three-dimensional structures at atomic level. The main focus of this study was to build the three-dimensional structure models and then compare the homologues regions in different models. 36 reviewed capsid L1 and L2 protein sequences of human papilloma virus subtypes were selected based on 65% sequences similarity from Universal Protein database. We utilised several computational algorithms in this study for the analysis of protein sequences for the evolutionary relationship and modelled the three-dimensional structures of capsid L1 and L2 proteins of oncogenic human papilloma virus subtypes. For domains analysis in the protein sequences, we used Simple Modular Architecture Research Tool algorithms and predicted secondary structure of protein using Protein Prediction Protein 4.0 tool. I-TASSER Iterative threading assembly refinement algorithms were utilised for three-dimensional structure modelling of capsid L1 and L2 proteins. We found out a different evolutionary relationship and conserved residues in capsid L1 protein of human papilloma virus and L2 protein of human papilloma virus, and their different level of effect on the protein structure. We also predicted three-dimensional structure models for capsid L2 protein of human papilloma virus subtypes 41 and 13 which are folded completely differently from the rest L2 proteins. X-ray crystallography study is suggested for the determination of three-dimensional structure of L2 protein for understanding their contribution in viral assembly process.

Litteraturgranskningen i denna pro gradu behandlar oxidation av inerta C-H-bindningar med järnbaserade icke-hemkomplex. Naturligt förekommande enzymers aktiva centrum har använts som inspiration vid utveckling av katalytiska komplex. Forskningsområdet har attraherat stort intresse en längre tid eftersom kemiindustrins utgångsämnen är huvudsakligen ofunktionaliserade kolväten som utvinns ur råolja. Ett stort genombrott gjordes år 2001 då det syntetiserades ett järnkomplex vars katalytiska cykel involverade en metallcentrerad FeV=O-oxidant. Kolväten oxiderades avsevärt effektivare jämfört med tidigare komplex som oxiderade substrat via fria radikaler. Sedan dess har utvecklingen skett snabbt. Det har bevisats att ligandgeometrin påverkar kraftigt den katalytiska aktiviteten. Komplex med cis-α-geometri har den bästa aktiviteten. Oxidationsselektiviteten baserar sig på sterisk växelverkan mellan substrat och ligand, samt elektroniska och stereoelektoniska egenskaper hos substratet. Dessa faktorer kan överskridas om substratet har en dirigerande karboxylsyra. Steriskt hindrade ligander förlänger den katalytiska livstiden och förbättrar oxidationsselektiviteten. Det har nyligen föreslagits en alternativ katalytisk cykel som involverar en FeIV=O-intermediär för komplex med en trigonal bipyramidstruktur. I framtiden kommer det att vara relevant att indela icke-hemkomplex i två olika undergrupper på basen av geometri och oxidationstillståndet av järn. I den experimentella delen presenteras syntesen för nya ligander. Dessa jämfördes med kommersiella ligander vid järnkatalyserad oxidation av etylbensen och cyklohexan. Oxidation av C-H-bindningar skedde enbart i närvaro av järn. Utbytet förbättrades varken av de nya eller kommersiella liganderna. Produktprofilen tydde inte på en metallcentrerad oxidant. Sannolikt bildades det långlivade alkylradikaler såsom i Gif-kemi.

Tässä työssä tutkin, minkälaiset käyttäytymistä määrittävät tekijät koetaan esteiksi biojätteen lajittelulle sekä mitkä ihmisryhmät lajittelevat biojätteensä passiivisemmin kuin toiset HSY:n alueella. Analysoin tutkielmassani kyselytutkimusaineistoa klusterianalyysin avulla, jonka perusteella etsin mahdollisia lajittelua estäviä tekijöitä ja tarkastelen vastaajien demografisten tekijöiden jakaumaa passiivisten ja aktiivisten lajittelijoiden joukoissa. Lisäksi hyödynnän ympäristöpsykologian teorioita ja tutkimusta ympäristömyönteiseen käyttäytymiseen kannustamisesta. Tätä teoriataustaa ja tuloksiani soveltamalla ehdotan mahdollisia interventioita, joiden avulla voidaan tehostaa kotitalouksien biojätteen lajittelua pääkaupunkiseudulla ja Kirkkonummella. Biojätteen lajittelu kotitalouksissa on tärkeää, sillä lajitellulla voidaan lisätä jätteiden hyötykäyttöä, mikä edistää kiertotaloutta Suomessa. Biojäte on erityisen tärkeä jätelaji kierrättää, koska kompostoinnin ja mädätyksen avulla siitä saadaan lopputuotteina uusiutuvaa biokaasua, josta tuotetaan energiaa sähkönä yhteiskunnan tarpeeseen, sekä ravinnerikasta multaa, jota voidaan hyödyntää maanviljelyssä ja viherrakentamisessa keinolannoitteiden korvaajana. Kotitalouksissa syntyvä orgaaninen jäte sisältää runsaasti typpeä, joten biojätteen lajittelu edistää myös ekologisesti kestävää typen kiertoa. Analysoin työssäni HSY:n kuluttajakäyttäytymiskyselyn vastauksia monimenetelmällisesti hyödyntämällä kvantitatiivista klusterianalyysia sekä kvalitatiivista teema-analyysia. Tulosteni perusteella havaitaan, että passiivisten lajittelijoiden vastauksissa korostuu lajittelun vaivalloisuus, tiedonpuute sekä paikalliset deklaratiiviset normit käyttäytymistä rajoittavina tekijöinä. Lajitteluesteiden tunnistaminen ja kuvaileminen auttaa arvioimaan mahdollisia käyttäytymismuutostekniikoita, joilla kannustaa asukkaita lajittelemaan biojätteensä paremmin. Tuloksistani voidaan päätellä, että proseduraalisen tiedon saaminen, lajittelun ympäristövaikutuksista oppiminen sekä lajittelun helpottaminen voivat kannustaa asukkaita lajittelemaan biojätteensä huolellisemmin. Löydösten perusteella voidaan kohdentaa viestinnässä ja kampanjoinnissa käytettäviä tekniikoita, jolloin niillä voidaan tehokkaammin kannustaa ympäristömyönteiseen käyttäytymiseen ja saadaan HSY:n alueen lajitteluaste nousemaan biojätteen osalta.

Biokaasulaitos tuottaa biokaasua energiakäyttöön ja mädätettä lannoitteeksi kasvintuotantoon. Biokaasulaitos on täten monipuolinen tuotanto- ja kierrätyslaitos. Tavanomainen energian- ja lannoitteiden tuotanto on hyvin energiaintensiivistä ja uusiutumattomia energianlähteitä käyttävää. Biokaasulaitos mahdollistaa hajautetun energiantuotannon ja lannoitteiden tuottamisen uusiutuvista raaka-aineista, monesti raaka-aineista jotka olisivat muuten jätteeksi luokiteltavaa. Tutkimuksen tarkoitus oli selvittää, mitä Suomessa toimivissa biokasulaitoksissa käytetään syötteinä, kuinka paljon biokaasua saadaan tuotettua, millaisia ovat mädätteen ravinnepitoisuudet ja kuinka viljelijät käyttävät mädätettä pelloilla. Tutkimuksessa selvitettiin myös, millainen olisi ideaali biokaasulaitoksen toiminta kaasuntuoton, mädätteen jatkokäytön ja laitoksen toiminnan kannalta. Kuinka biokaasuntuotantoa voitaisiin Suomessa lisätä ja parantaa energia- ja ravinneomavaraisuutta? Tarkoitus oli kerätä tietoa sekä keskitetysti toimivilta biokaasulaitoksilta että maatilojen omilta biokaasulaitoksilta. Tavoitteena oli vertailla eri laitosten antamia tietoja ja selvittää millaisia eroja laitoksista löytyy. Tutkimus toteutettiin internetpohjaisena kyselynä. Kyselypohjia oli kaksi: toinen biokaasulaitoksille ja toinen maatiloille, joilla joko oli oma biokaasulaitos tai tilalla oli joskus käytetty mädätettä lannoitteena. Yhteensä vastaajia kertyi 14 kappaletta. Mädätteiden pääravinnepitoisuuksissa oli eroja, vaihteluväli oli 2,8-16 ja keskiarvo 6,47 kokonaistypen osalta. Niissä mädätteissä, joissa oli korkea kokonaistyppipitoisuus, oli myös korkea kokonaisfosforipitoisuus (R2=0,56; p=0,013). Tuloksista ei voi tehdä selkeitä johtopäätöksiä sen suhteen, mikä tai mitkä olisivat parhaita syöteaineita. Syöteaineet olivat vaihtelevia, ja samanlaatuisilla syöteaineilla kaasuntuotanto ja mädätteen laatu erosivat kahdella eri laitoksella.