Browsing by Title

The purpose of this Master s thesis was to investigate the influence of land use and soil on the amount, quality and lability of dissolved organic matter (DOM) coming from the Vantaa River drainage basin. The DOM output of three major waste water treatment plants was also investigated. DOM is a mix of organic compounds dissolved in water and passing through a 0.2 0.45 µm filter. DOM is produced in water ecosystems and it is being flushed in from land with runoff water. Terrestrial DOM is mostly originated from plants. DOM consists of dissolved organic carbon (DOC) and organic nutrients such as dissolved organic nitrogen (DON) and phosphorus (DOP). DOM is the most important source of energy to the heterotrophic bacteria in the aquatic ecosystems. The bacteria also pass it on in the food web through the microbial loop. Along with inorganic nutrients DOM influences the state of the Baltic Sea and enforces the problems caused by eutrophication. The temporal and spatial variation of the DOC concentrations in the Vantaa River drainage basin was followed during a 5 month long survey, where samples were taken from 25 points along the river area. The influence of land use and soil to the quality, quantity and lability of DOM was tested in a 2 month long incubation experiment. Bacterial inoncula from the Baltic Sea was incubated in samples taken from the Vantaa River area and different parameters of DOM were followed. The land use and soil characteristics of each sub basin of the sampling points were calculated and their effect on DOC and DON concentrations, bacterial growth and respiration, and the concentration and share of labile DOC and DON was analyzed. Optical measuring techniques were used to analyse the chromophoric fraction of DOM (CDOM), which gives information on the quality of DOM. Similar experiment was conducted with samples from the three major waste water treatment plants in the area; Riihimäki, Klaukkala and Viikinmäki. The DOC concentrations in the Vantaanjoki River area were on a similar level than in previous studies in the northern Baltic Sea area. DOC concentrations had seasonal variation and were higher in spring than in late summer. There was also spatial variation between different river areas of the drainage basin, and on average Keravanjoki had the highest concentrations. Around 8 % of the DOC coming from Vantaa River basin was biologically labile, which is in the same range as in previous studies. The share of biologically labile DON was around 50 % which is much higher than in previous studies. Similar results have been reported from the southern Baltic Sea. In this study, DON instead of ammonium, was the most preferred form of nitrogen to the heterotrophic bacteria of the Baltic Sea. Thus, DON could have an influence on the plankton dynamics of the Baltic Sea. If the concentration of labile DON in runoff water is low, the heterotrophic bacteria can compete with phytoplankton for inorganic nutrients and inhibit phytoplankton growth. In turn, labile DOM with high nitrogen content offers plenty of nitrogen to heterotrophic bacteria leaving inorganic nutrients to phytoplankton. Heterotrophic bacteria used the most labile DOM during the first month of incubation. During the experiment the share of aromatic and more refractory DOM increased in the DOM pool. The share of organic soil in the drainage basin was the major factor influencing the DOC-concentrations in the runoff water. It also correlated positively with the growth of bacterial biomass and bacterial respiration. On the other hand, organic soil didn't have an effect on the lability of DOM. DOM coming from clay soils was more labile than DOM coming from organic soils. Soil was more important factor in determining the quality, quantity and lability of DOM in the runoff water than land use. DOM coming from the waste water treatment plants differs in quality from the DOM in the Vantaa River, being fresher and less aromatic. The concentration of DOC and the share of labile DOC were on a same level in both experiments. Therefore waste water doesn't increase DOM-concentrations in the river, but naturally make the overall load larger.

Prey defend themselves from predators using a range of tactics, including evolving distasteful compounds and advertising their unprofitability with aposematic warning signals. Therefore, before attacking a potential prey, predators need to assess whether it is palatable and profitable to consume. Previous studies have demonstrated that predators can rely on personal experience (personal information) and/or observe the foraging behaviour of others (social information) to assess prey profitability. ‘Social avoidance learning’, where predators observe a negative foraging experience associated with beak wiping, has been suggested to be important to explain how novel warning signals evolve. However, in previous studies observers saw a very strong “disgust response” of the demonstrators, when in fact there is variation in how strongly birds respond to unpalatable food. Therefore, to understand how social avoidance learning can work in nature I investigated how blue tits (Cyanistes caeruleus) use social information from demonstrators that show a weaker response to unpalatable food. I provided social information to observers using video playback of a demonstrator bird consuming a novel conspicuous prey item and showing: (1) a strong disgust response (65-95 beak wipes) as in previous studies, (2) a weak disgust response (12-25 beak wipes), or (3) no disgust response (control, no beak wiping). Next, I investigated birds’ foraging choices using a miniature novel world protocol where birds encountered novel aposematic (conspicuous and unpalatable) and cryptic (camouflaged and palatable) prey. Tested individuals consumed fewer aposematic prey after seeing a strong response but seeing a weak response did not influence their foraging choices. My results, therefore, suggest that information about novel aposematic prey may be less likely to spread socially than previously thought. However, more work is needed to determine both the availability and salience of graded social information.

Tämän tapaustutkimuksen kohteena on keväällä 2012 uutisotsikoita poikinut venäläisen lannoitetehtaan fosforipäästötapaus, joka herätti keskustelua menestystarinana pidetyn Itämeren ympäristönsuojeluyhteistyön nurjasta puolesta ja teki odottamattomien käänteidensä kautta näkyväksi yhteistyön osapuolten välisiä näkemysristiriitoja ja vastakkainasetteluita. Tutkielmalla on kolme päätavoitetta: (1) laatia kokonaisvaltainen ja seikkaperäinen kuvaus Lugajoen tapauksen keskeisistä käänteistä, (2) kuvata haastatteluaineiston sisällönanalyysin keinoin, millaisten ympäristönsuojeluyhteistyötä koskevien tulkintakehysten kautta tapauksen osapuolet jäsensivät Lugajoen tapahtumia sekä (3) selittää, millä tavoin nämä kehykset vaikuttivat siihen, millaisena osapuolet näkivät yhteistyön merkityksen ja toistensa roolit yhteistyön laajemmassa kontekstissa. Tutkielman empiirinen osio koostuu tapauskuvauksesta ja haastatteluaineiston kehysanalyysista. Ensisijaisen tutkimusaineiston muodostavat tapauksen eri osapuolia edustavien 15 suomalaisen ja venäläisen toimijan haastattelut. Tapauskuvauksen laatimisessa käytin tausta-aineistona suomalaisten ja venäläisten uutislähteiden tapausta käsitteleviä artikkeleita, eri tahojen julkaisemia tiedotteita sekä muuta saatavilla olevaa dokumenttiaineistoa, kuten tutkimusraportteja, osapuolten välisistä tapaamisista laadittuja muistioita ja kokouspöytäkirjoja. Tutkielman analyysiosiossa tarkastelen kuuden Itämeri-yhteistyön pitkäaikaisen toimijan haastatteluiden pohjalta, millaisten tulkintakehysten kautta he jäsensivät tapahtumia ja ympäristönsuojeluyhteistyötä laajemmin sekä sitä, millaisia ongelman- ja ratkaisunmäärittelyitä nämä kehykset pitävät sisällään. Tutkimuksen tuloksena hahmottuu kolme tulkintakehystä, joiden kautta haastateltavat tarkastelevat Itämeren ympäristönsuojeluyhteistyötä. Nämä ovat yhteistyöprosessin tasa-arvoisuutta ja vastavuoroisuutta korostava tasavertaisen yhteistyön kehys, toimijoiden henkilökohtaista vastuuta ja yhteistyön suoraa ympäristöllistä vaikuttavuutta korostava moraalisen vastuun kehys sekä yhteistyön välineellistä merkitystä ja institutionaalista vaikuttavuutta korostava ympäristökysymysten esiin nostamisen kehys. Tutkimuksen keskeisen loppupäätelmän mukaan yhteistyön normaalioloissa osapuolten tulkintakehykset eivät ole keskenään ristiriidassa, mutta Lugajoen tapauksen kaltainen kriisitilanne asetti ongelman- ja ratkaisunmäärittelyissä ympäristökysymysten ekologisia ja yhteiskunnallisia ulottuvuuksia eri tavalla painottavat kehykset poikkeuksellisesti vastakkain. Toisaalta kriisin nopean ratkaisemisen edellytyksenä oli ongelman pelkistäminen. Toisaalta keskustelua hallinnut ravinnekuormituksen määrää ja ekosysteeminlaajuisia seurauksia korostava moraalisen vastuun kehys sulki keskustelun ulkopuolelle paikallisten toimijoiden osallisuutta korostavia argumentteja ja ratkaisuvaihtoehtoja. Tämä vahvisti ennestään aiemmassa tutkimuksessa havaittua asetelmaa, jossa ympäristöyhteistyön venäläiset osapuolet ovat enemmän toiminnan kohteita kuin aktiivisia toimijoita

The chemical composition of macroalgae varies between species, habitat and environmental conditions. The lipid content of macroalgae changes between seasons and different environmental factors such as light, nutrient levels and temperature. The lipid levels are higher during winter and spring than in the summer. Macroalgae from the cold water are richer in polyunsaturated fatty acids (PUFAs) than macroalgae from the warm waters. Nutrient limitation increases the synthesis of lipids in macroalgae. Studies show also that brown macroalgae (Phaeophyceae) have higher lipid content than green (Chlorophyta) and red (Rhodophyta) macroalgae. Macroalgae produce neutral lipids mainly triacylglycerols (TAGs) under stress condition so they shift from membrane lipid synthesis to storage lipid synthesis. The content of triacylglycerols in macroalgae is of interest because triacylglycerols can be used as bases of biodiesel. In the experiment we wanted to define the application of Baltic Sea macroalgae as raw material for biodiesel. We also studied how the different levels of nutrients affect the content of total lipids and fatty acid composition in the studied macroalgae. The hypothesis was that the studied macroalgae would produce more lipids in nutrient limited conditions than in nutrient replete conditions. At the same time, the differences between the content of lipids between macroalgae species was examined. Two green macroalgae and one red macroalgae species were used in the experiment (Ulva intestinalis, Cladophora glomerata and Ceramium tenuicorne) to study the total lipid content and the fatty acid composition of the macroalgae. The macroalgae species were selected because they are typical macroalgae species in the Baltic Sea's littoral zone. The experiment was conducted as a factor experiment for 10 days in August and October in the Tvärminne Zoological Station. The experiments nutrient treatments were designed as to study the effect of nitrogen and phosphorus separately and together on macroalgae lipid content. The macroalgae lipids were extracted with chloroform:methanol (2:1 -vol/vol) mixture. The macroalgae lipids and the fatty acid composition were studied with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) from extracted and esterified fatty acid methyl esters (FAMEs). We also fractionated the neutral lipids from the total lipids to quantify the amount of neutral lipids. The total lipid content of the studied macroalgae species varied between specie but not between nutrient treatments. The total lipids contents ranged from 31 to 193 mg l-1, with the lowest total lipid content found in U. intestinalis in the October experiment. The total lipid content of the macroalgae accounted only 2% of the macroalgae species dry weight. The total fatty acid content of the studied macroalgae species ranged from 0,7 to 9,0 mg l-1with the highest values found in C. glomerata and the lowest in U. intestinalis in the October experiment. The total fatty acid content differed between species but not between nutrient treatments. The fatty acid composition of the macroalgae varied slightly but there were similarities between the fatty acid compositions between the studied species. The saturated fatty acid contents were the highest among the studied macroalgae (42,0-49,7%). U. intestinalis in the August and October experiment contained more polyunsaturated fatty acids (PUFAs) (45,1%; 46,9%) than C. glomerata (23,2%) and C. tenuicorne (22,8%). The major fatty acid was the palmitic acid (C16:0) in all the studied macroalgae species (32,3-45,7% of total fatty acids). The neutral lipid amount from U. intestinalis differed between August and October specimens but didn't differ between nutrient treatments. The neutral lipid content ranged from 0,6 to 4,2 mg l-1 with the lowest amounts found in U. intestinalis from Octobers experiment. The fatty acid composition of the neutral lipids in U. intestinalis resembled one another. The total lipid content of the studied macroalgae was different from results of other studies made by macroalgae because the sampling location and the season affects the total lipid content of macroalgae. The low amounts of total lipids and fatty acids in U. intestinalis in October can be explained by the fact, that U. intestinalis was not healthy at the time of the experiment. Comparing the total lipid contents of the macroalgae is therefore difficult because of the rundown nature of the U. intestinalis in October. The studied macroalgae didn't contain the highest amounts of lipids in the nutrient deprived conditions because the macroalgae experienced shortage of nitrogen for example in the control and added phosphorus treatments. The macroalgae should have been given the opportunity to adjust to the new conditions before the experiment. The different water temperature between the August and October experiment could account more of the differences between the total lipid content of the macroalgae than the nutrient treatments. The fatty acid composition of the macroalgae was similar to those reported from other studied. The low amount of fatty acids supports the findings of the studies because typically most lipids are bound to membranes such as glycolipids and phospholipids. On the other hand, the high saturated fatty acid content reveals that the macroalgae were in stress conditions. The macroalgae are suited as raw material for biodiesel because of the high total lipid and saturated fatty acid content of the macroalgae species. The macroalgae could be grown to produce more lipids in nutrient deprived than in nutrient saturated conditions by choosing the suited macroalgae and the optimal sampling season. The total lipid content of macroalgae can be enhanced with two-stage nitrogen supply growth strategy which has been demonstrated in the microalgae Chlorella vulgaris. In the first stage the macroalgae could be grown in nitrogen replete conditions to optimize biomass productivity. In the second stage the macroalgae would be grown in nitrogen limited conditions to increase lipid content.

Meat consumption in the world is increasing, which has significant negative effects on the ongoing climate change. There is a need to make people change their diets towards more plant-based. One of the problems is that there is a negative atmosphere around veganism and vegans that prevents the change. In order to get people more plant-based, that negative atmosphere around veganism and vegans should be reduced. The aim of this study is to find out what kind of arguments are used against veganism and vegans, and what rhetorical strategies are used in these arguments. Previous studies have shown that there is still a strong belief that meat is a necessary part of the diet to keep one healthy. Studies also show, that the reason people do not change their diets can be attitudinal, for example that people think they are meant to eat meat, or practical, for example that there is not enough information available. The material for this study is from the Finnish online discussion forum Suomi24 and consists of messages that are against veganism and vegans. The Suomi24 data was retrieved from the KORP interface, where it was possible to search messages related to veganism. There is no information about the people behind the messages, because they are anonymous on the forum. The material was analysed with content analysis and strengthened with rhetorical analysis. Categorization was part of the analysis and categories were coded to the material in the Atlas.ti program. As a result, there were seven main categories and 28 sub-categories under two parent categories. The most common arguments against veganism and vegans were related to health, vegans as individuals and how vegans act. The most commonly used rhetorical strategies were factual argumentation, categorization, extreme expression and taking distance from one’s own interests. As a conclusion, to be able to increase plant-based food in people’s diets, more available information is needed, and positive encouragement without incrimination to build up an attractive atmosphere around veganism and vegans.

Antibioottiresistenssi yleistyy infektioita aiheuttavien bakteereiden keskuudessa. Infektioita hoitaessa joudutaan siten miettimään uusia tapoja infektioiden parantamiseksi. Yhden vaihtoehdon tarjoaa bakteriofagiterapia. Siinä infektiota sairastavalle annetaan bakteriofageja, jotka infektoivat bakteereita, lisääntyvät niissä ja tuhoavat ne. Kirjallisuudessa on runsaasti lupaavia esimerkkejä tästä terapiamuodosta. Kuitenkin bakteriofagituotteiden on oltava tarpeeksi puhtaita, erityisesti siinä tilanteessa, jos niitä annetaan suonensisäisesti. Gramnegatiivisten bakteereiden tärkeä rakenneosa on lipopolysakkaridi eli LPS, joka ihmisen verenkiertoon päästessään voi olla vaarallinen. Siksi, mikäli bakteriofagit on tuotettu gramnegatiivisissa bakteereissa, LPS:t on kyettävä poistamaan näytteistä. Tässä Pro Gradu-työssä tutkittiin viidessä eri koejärjestelyssä, kuinka erilaiset tekniikat ja niiden yhdistelmät vaikuttivat bakteriofagien ja LPS:n määrään näytteissä. Lisäksi arvioitiin SDS-PAGE-geelissä näytteiden proteiinikoostumusta. Näytteistä mitattiin myös dsDNA-pitoisuus. Tutkitut tekniikat olivat ultrafiltraatio, anioninvaihtokromatografia, oktanoliuutto ja kaupalliset endotoksiininpoistotuotteet EndoTrap- ja Pierce high endotoxin removal-pylväät. Koejärjestelyssä 1 suodatettua bakteriofagilysaattia puhdistettiin ensiksi oktanoliuutolla, sitten ultrafiltraatiolla, anioninvaihtokromatografialla ja lopuksi uudella ultrafiltraatiolla. Endotoksiinipitoisuus laski eniten kromatografiassa mutta toisen ultrafiltraation jälkeen se pysyi varsin samana. Tiitteri pieneni vain oktanoliuutossa ja kromatografiassa (jossa osittain laimenemisen takia), kun ultrafiltraatioissa muutos edeltävään tiitteriin oli varsin pieni. Lopuksi näytteissä oli keskimäärin n. 15 EU (endotoksiiniyksikköä)/10^9 pfu (plaque forming unit). Toisessa koejärjestelyssä aloitettiin ultrafiltraatiolla ja sen jälkeen näytteet puhdistettiin joko EndoTrap- tai Pierce-pylväällä. Kaikki vaiheet poistivat endotoksiineita. Ultrafiltraatio pienensi hieman tiittereitä mutta EndoTrap-pylväs ei. Pierce-pylväässä tiitterin aleneminen oli huomattavaa, jolloin EndoTrap-pylvään jälkeen näytteissä oli keskimäärin 0,0574 EU/10^9 pfu ja Pierce-pylvään jälkeen 33700 EU/10^9 pfu eli suhde oli jopa enemmän kuin lysaatissa. Kolmannessa koejärjestelyssä aloitettiin ultrafiltraatiolla, jonka jälkeen oli kromatografia ja uusi ultrafiltraatio. Ensimmäisessä ultrafiltraatiossa tiitterit pienenivät jonkin verran mutta kromatografian ja toisen ultrafiltraation jälkeen se oli varsin sama, kuin ensimmäisen ultrafiltraation jälkeen. Endotoksiinipitoisuus pieneni taas eniten kromatografiassa ja se oli varsin sama toisen ultrafiltraation jälkeen, jolloin puhdistetuissa näytteissä oli keskimäärin 57,1 EU/10^9 pfu. Neljännessä koejärjestelyssä lysaattia ultrafiltroitiin ensiksi, sen jälkeen ruiskutettiin kromatografialaitteeseen, ultrafiltroitiin uudestaan ja sen jälkeen puhdistettiin joko EndoTrap- tai Pierce-pylväällä. 1. ultrafiltraatio pienensi taas hieman tiitteriä mutta se oli varsin sama EndoTrap-pylväällä puhdistetussa näytteessä. Pierce-pylvään kanssa tiitteri pieneni taas huomattavasti. Endotoksiinipitoisuudet pienenivät taas kaikissa vaiheissa, jolloin EndoTrap-pylväällä puhdistetussa näytteissä oli keskimäärin 0,0839 EU/10^9 pfu ja Pierce-pylväällä 5480 EU/10^9 pfu. Viides koejärjestely oli muuten sama, kuin koejärjestelyn 2 Pierce-pylväs järjestely mutta korkeamman NaCl-pitoisuuden eluutiopuskurilla ja suuremmalla näytetilavuudella. Tällöin tiitteri ei pienentynyt yhtä paljon, endotoksiinipitoisuus oli lopussa vain hieman korkeampi kuin koejärjestelyssä 2 ja loppuun asti puhdistetussa näytteessä oli keskimäärin 71,21 EU/10^9 pfu. SDS-PAGE-tutkimuksessa ja dsDNA-mittauksissa näkyi, että ultrafiltraatio yksin riittää poistamaan muut bakteeriperäiset proteiinit ja dsDNA:n. Tosin koejärjestelyssä 1 käytetty oktanoli saattaa vaikuttaa dsDNA:n puhdistumiseen ultrafiltraatiossa. Töissä onnistuttiin tuottamaan näytteitä, joissa sekä riitti bakteriofageja, että endotoksiinipitoisuus oli pudonnut huomattavasti. Kun huomioidaan käytännöllisyys ja nopeus, parhaaksi tavaksi puhdistaa LPS:t valikoitui ultrafiltraatio yhdistettynä EndoTrap-pylvääseen. Johtuen bakteriofagien ja LPS:ien monimuotoisuudesta, ei toisella bakteriofagilla välttämättä päästä samoihin

In this thesis I used paleolimnological methods to study changes in two lakes in Kilpisjärvi region, Somas and Vallijärvi, during the last c. 400 years. I examined the remains of cladocera preserved in sediments to find out species composition and population size in the past. The objective of this study is to reveal if the cladoceran species compositions have changed in the lakes and what is has been driving these changes. In addition, I will use cladoceran resting eggs from the sediment of lake Somas to examine the applicability of resting eggs as a new paleolimnological method. In April 2002 I cored sediment sequences from the lakes and sliced them into 0,5-1 cm subsamples. The samples were dated with led isotope, 210Pb, to reveal the sedimentation rate. From the sediments I determined the organic carbon content, counted the proportions of different cladoceran species, the absolute numbers of individuals and the yearly accumulation of cladocera to the sediment. In addition I calculated the relative share of resting eggs. I examined relationships between the samples and between the samples and measured environmental variables with a set of multivariate methods (DCA, DCCA, PCA, RDA). I tested a previously created cladoceran-water depth model to Vallijärvi data in order to reconstruct past water level development in the lake. In the turn of the last century a distinct interface between two different species compositions can be seen in both lakes. Also the accumulation of cladocera into the sediments has increased in both lakes, and the planktic species have out paced the littoral ones during the last century indicating an increase in productivity. Also sedimentological processes have develop similarly in the lakes. Due to the location of the lakes, their differing morphology and history the changes in biological and sedimentological processes have been stronger in the lake Vallijärvi. The model on past water levels seemed to perform well in the lake Vallijärvi. Water level reconstruction was not, however, problem free, as similar development in species composition could be a consequence of increase in productivity. The amounts of resting eggs seemed to follow negatively the air temperatures of the open water period. However, before the resting egg method can be applied as a paleolimnological indicator, a more extensive data set on the relationship between resting eggs and temperatures is required.

Suomen ilmasto-olosuhteissa viherkattojen toiminnasta ja vedenpidätyskyvystä on vielä niukasti tietoa. Tämän Pro gradu -tutkielman tavoitteena on selvittää, millainen viherkattotyyppi olisi optimaalisin hulevesien hallintaan. Tutkielmassa selvitetään kokeellisesti sekä kirjallisuuden avulla viherkattojen kasvillisuuden sekä kasvualustan paksuuden ja koostumuksen vaikutuksia kattojen toimintaan. Tutkielman koeasetelmaan kuului kolme erilaista viherkattovaihtoehtoa. Kaikki on perustettu tiilimurskapohjaiselle kasvualustalle. Kasvillisuutena on joko sammalia, maksaruohoja, kukkakasveja ja heiniä kasvava valmismatto (3 kpl) tai taimi-istutuksin ja kylvämällä perustettu taimikylvökatto (3 kpl). Näiden lisäksi on yksi valmismattokatto, johon on lisätty 1 cm:n kerros biohiiltä. Taimikylvön kasvillisuus koostuu ruohovartisista kukkakasveista ja parista maksaruohosta. Vedenkulkua koeasetelmassa seurattiin kahdella sademittarilla sekä seitsemällä valuntamittarilla, jotka seurasivat sadannan ja valunnan määrää sekä ajoitusta. Lisäksi kolmessa kattoruudussa oli jatkuvatoimiset kosteus- ja lämpötilasensorit eri syvyyksillä: 2 cm, 5cm, 8 cm ja 8 cm etureunassa. Tutkimusten avulla selvitetään 1) miten kasvualustojen vedenpidätyskyvyt eroavat, 2) mikä käsittely hidastaa valuntaa eniten, 3) miten kasvualustojen lämpötilat eroavat ja 4) mistä erot johtuvat. Biohiilen uskotaan lisäävän veden pidättymistä sateen yhteydessä ja hidastavan veden poistumista sadetapahtumien välillä. Valmismattojen uskotaan pidättävän vettä paremmin kuin taimikylvön, koska runsaampi kasvillisuus pidättää enemmän vettä. Pienimmän valunnan oletetaan vapautuvan hitaimmin. Taimikylvön lämpötilan odotetaan kohoavan korkeimmaksi, koska sen vähäinen kasvillisuus ei varjosta tai haihduta yhtä paljon. Korkean lämpötilan odotetaan nopeuttavan kosteuden poistumista kuivilla kausilla. Keskimääräinen vedenpidätyskyky oli hieman korkeampi taimikylvössä kuin muissa käsittelyissä. Kaikki käsittelyt pidättivät hyvin vettä verrattaessa kirjallisuuteen. Vedenpidätyskyvyn todettiin vähenevän sademäärän kasvaessa. Keskimääräistä suurempien sadetapahtumien (yli 7,3 mm) kohdalla vedenpidätyskyky vaihteli valmismattokatolla 19–97 % välillä, biohiilikatolla 33–98 % välillä ja taimikylvössä 22–99 % välillä. Keskimääräistä pienempien sadetapahtumien kohdalla vedenpidätyskyky puolestaan vaihteli valmismattokatolla 90–99 % välillä, biohiilikatolla 64–99 % välillä ja taimikylvössä 65–100 % välillä. Valuntamäärillä ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja käsittelyjen välillä. Suodosvesi valui nopeimmin taimikylvöstä ja hitaimmin biohiilikatosta. Biohiili siis hidasti valuntaa. Tilastollisia eroja valunnan kestoille ei löytynyt Kruskal-Wallisin testillä. Taimikylvön todettiin olevan yleensä kuivin käsittelyistä, mutta se myös vettyy nopeimmin. Taimikylvökatolla mitattiin käsittelyjen korkeimmat sekä matalimmat lämpötilat. Lähellä pintaa lämpötila vaihteli huomattavasti. Valmismaton ja biohiilikaton lämpötilat olivat tasaisempia, koska runsaampi kasvillisuus varjostaa ja eristää. Regressioanalyysin perusteella valmismatto- ja biohiilikattojen kosteuspitoisuus vaikutti merkitsevästi niiltä syntyvän valunnan määrään, kun sademäärä oli yli 7,3 mm, mutta ei pienemmillä sateilla. Sateen intensiteetti myös selitti kosteuspitoisuuden muutosta.

Viruses are a functional part of the water ecosystems microbial network. There is scientific evidence that viruses have impact to biotic communities, nutrient recycle and genetic diversity. Still there is a lack of studies concerning fresh water ecosystem viruses. In Finland, studies of fresh water viruses have not been published. Main objective of this thesis was to study, first time in Finland, abundance and variation of virus like particles (VLP) in boreal lake. The study was carried out on Lake Vesijärvi in Southern Finland. Purpose was also to study the abundance relations of VLP to bacterial abundance and algae biomass. Temporal changes of the variables were studied in 4 periods during growing season in 2007 and 2 periods during winter season in 2008. Spatial changes of variables were studied in littoral and pelagic zones in early summer 2007. Abundance of VLP was high in productive layer (11,9 ± 0,7 x 107 (ml-1)). Similar results have been observed from studies with other lakes in boreal zone. Highest abundance observed was in early summer period (14,9 ± 0,2 x 107 (ml-1)) and lowest at the end of the winter season period (5,5 ± 1,3 x 107 (ml-1)). High bacteria abundance and algae biomass with suitable physical and chemical conditions were the main reasons for high VLP abundance. In the growing season an average amount of chlorophyll –a was 8,6 μgl-1. In the winter season a very high amount of chlorophyll –a was observed (22,4 ± 1,2 μgl-1) indicating under ice algal bloom. Bacteria abundance was stable during the growing season (1,3 x 107 ml-1) corresponding to findings with earlier studies on Lake Vesijärvi. Virus / bacteria ratio (VBR) –level varied between 7,5 – 25,3 in the growing season and in the winter season between 1,6 - 9,3. Bacterial abundance growth explained 18,2 % of the growth of the VLP abundance (p=0,004, all periods included). In the growing season chlorophyll –a explained 17,4 % of the growth of the VLP abundance (p=0,013). In the winter season, connections between VLP and other biological variables were not found. As a conclusion, in the growing season algae cells (Inc. cyanobacteria) are dominant hosts for viruses. Dominant host probably varies between the seasons. Between littoral ja pelagic zones, differences of abundance of VLP, bacteria and algae biomass were not found. This was probably caused by windy conditions creating similar conditions between zones. There is a high abundance of viruses in productive layer in Lake Vesijärvi year-round. Viruses have direct and indirect interactions with algae and bacteria varying in different time scales. It is likely that viruses have interactions also with other functional groups of the lake microbial network. The results of this study confirmed, for the first time in Finland, the virus abundance, its variation and interactions with functional groups of microbial network. The role of viruses in biochemical cycles of fresh water ecosystems need to study more in Finland.

Pohjavesien pilaantuminen on merkittävä ympäristöongelma. Esimerkiksi jotkut haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC), kuten metyyli-tert-butyylieetteri (MTBE) sekä trikloorietyleeni (TCE), ovat saastuttaneet laajojakin pohjavesialueita. Pohjavesien kunnostuksessa ongelmana on, että nykyisillä menetelmillä pohjavettä on vaikeaa ja kallista puhdistaa. Perinteisessä pump & treat –menetelmässä vesi pumpataan maan päälle puhdistettavaksi, ilman että vuosienkaan jälkeen pitoisuudet välttämättä laskevat merkittävästi. Air sparging on edullisempi ja nopeampi menetelmä, mutta menetelmän soveltuvuus on tapauskohtaista. Myös kemiallinen hapetus on kohdespesifinen ja siksi toimivuudeltaan epävarma menetelmä. Näin ollen uusille puhdistustekniikoille on todellista tarvetta. Yksi mahdollinen vaihtoehto voisi olla uusi vetyperoksidin kuplitus -menetelmä, joka perustuu vetyperoksidin (H2O2) hajoamisreaktioiden kykyyn mobilisoida ja haihduttaa pohjavedessä sijaitsevia VOC-aineita. Pohjavesikerrokseen korkeana pitoisuutena syötetty H2O2 leviää ja luonnostaan esiintyvä rauta katalysoi sen hajoamista. Hajoamisreaktioiden käynnistyessä vapautuvan kaasun oletetaan johtavan ilmastuksen ja strippauksen kaltaisiin vaikutuksiin, johtaen VOC-yhdisteiden haihtumiseen. Etuna ilmastukseen verrattuna olisi se, että vaikutussäde olisi nestettä lisäämällä mahdollista saada suuremmaksi kuin ilmaa syöttämällä. Vaikka käytetyt reagenssit ovat samoja kuin kemiallisessa hapetuksessa, toimintaperiaatteen takia menetelmän ei uskota olevan yhtä kohderiippuvainen. Tässä pro gradu –tutkielmassa selvitettiin vetyperoksidin kuplitus –menetelmän soveltuvuutta VOC-yhdisteiden poistamiseen pohjavedestä. Tutkielma koostui laboratorio-, lysimetri- ja kenttäkokeista. Laboratoriokokeissa selvitettiin menetelmän soveltuvuutta ominaisuuksiltaan erilaisille VOC-yhdisteille. Lisäksi selvitettiin, miten eri muuttujat (H2O2- ja rautakonsentraatio sekä kelaattilisäys) vaikuttavat H2O2:n hajoamisreaktioaikaan sekä MTBE:n poistumaan. Pilot-mittakaavan lysimetrikokeissa testattiin MTBE:n poistamista sekä pelkästä vesifaasista että hiekkamaasta. Kokeissa käytettiin bensiini- ja TCE-saastunutta vettä sekä keinotekoista MTBE-vettä, jonka pitoisuus oli 750 mg/l. Menetelmän toimivuutta täydessä mittakaavassa testattiin entisellä polttoaineiden jakeluasemalla yhdessä Nordic Envicon oy:n kanssa. Laboratoriokokeissa sekä pilot-kokeen vesikokeessa saavutettiin lähes 100 %:n puhdistumistulos. Pilot-vaiheen hiekkakokeessa MTBE:n poistuma oli noin 94 % ja toistetulla käsittelyllä lähes 97 %, mutta seisotuksen myötä pitoisuudet nousivat, jolloin poistuma jäi 85 ja 66 prosenttiin. Kenttäkokeessa vetyperoksidin havaittiin levinneen koko koealueelle, mutta epätasaisesti. Puhdistumista tapahtui alueella, jonne vetyperoksidia oli levinnyt eniten, ja jossa pitoisuuden oletettiin olleen riittävä tutkitun vaikutuksen aikaansaamiseksi. BTEX- ja bensiinijakeiden pitoisuudet laskivat muutamassa kuukaudessa jopa 88–97 %. Vaikka pitoisuuksien laskun kannalta kokeet olivat onnistuneita, ei vetyperoksidin kuplitus -menetelmää pystytty hypoteesien vastaisesti erottamaan kemiallisesta hapetuksesta. Sen sijaan hapettumista sekä haihtumista tapahtuu tulosten perusteella samanaikaisesti. Täyden mittakaavan sovellutuksia varten menetelmää onkin tarpeen vielä tutkia ja optimoida esimerkiksi massatasapainokokeiden avulla.