Recent Submissions

  • Lizarazo Torres, Clara Isabel (Helsingin yliopisto, 2017)
    Most cropping systems in the Boreal Nemoral region of Europe are characterized by intensified cereal production, which has resulted in a heavy dependence on foreign vegetable protein imports for feed supplementation and high consumption of synthetic fertilizer. This in turn have caused numerous critical environmental impacts such as copious greenhouse gas emissions from fertilizer production and use, heavy reliance on a narrow range of crop protection methods, leading to risks of resistance to agrochemicals, nutrient runoff and losses in soil health locally, and in land-use change abroad. Hence, crop diversification is needed, and this work focuses on the potential to use grain legumes to help meet the demand for the local vegetable protein and to mitigate the environmental impacts resulting from the current narrow diversity on crop rotations and from the feed and fertilizer trade. In this dissertation, three grain legume crops, namely faba bean (Vicia faba L.), narrow-leafed (NL) lupin (Lupinus angustifolius L.) and lentil (Lens culinaris Medik.) were grown in field trials in order to assess their potential adaptation to the Boreal Nemoral region of Europe and to find their best place in the cereal-based crop rotations that are conventional in the region. The research focused on 1) the protein yield potential of each crop and their nutritive quality particularities, 2) the pre-crop effect of cereals on grain legumes, and 3) the exploration of flowering time in faba bean as a key component of adaptation to high latitudes. The results show, that faba bean was the crop with highest protein yield stability, and with higher protein concentration than is achieved at lower latitudes, whereas lentil and narrow-leafed lupin had comparable protein concentration as those achieved in other locations. Nutritive quality of all three crops was within the normal range, and amino-acid and DIAAS scores suggested that cultivar selection is important, since major variations in the content of lysine, cysteine and tryptophan influence the feed and food value. The screening trials revealed that among the available lentil and NL lupin cultivars, earliness is sufficient with some reaching maturity in about 100 days, whereas significant improvement on the earliness of Kontu faba bean is needed in order for the crop to be grown in the northern most part of the Boreal Nemoral region. The crop rotation trial showed that NL lupin produced equally high yields after turnip rape and oat, while faba bean gave higher yields after turnip rape and then after barley. Overall, the pre-crop effect on nutrient composition of NL lupin was less evident than on that of faba bean, the latter having 19, while the former 7 significant differences out of the 88 nutrient uptake variables measured. Among these 26 significant measures, barley was the best pre-crop in 9 variables, and oat in 5. The pre-crop effect was present on both the shoot and seed composition, and it was apparent that the pre-crop effect was able to influence soil nutrient availability and thus uptake. This study shows some insight about best pre-crop for grain legumes, but the effects need to be tested further to elucidate the mechanisms and to verify the reproducibility of such effect on crop sequences. The upgraded flowering model showed that flowering control in faba bean in addition to photoperiod and temperature sum, depends on solar radiation (as measured by PAR or sunshine duration, the former providing a better model fit), and water deficit (as measured by the Sielianinow hydrothermal index K ). Understanding the effect of these two new variables in flowering makes it possible to seek more types of variation in earliness be used to identify sources of variation that can serve as material for the selection and development of new cultivars for high latitudes or short seasons. Overall, this study shows that faba bean and NL lupin have great potential for diversifying crop rotations in the Boreal Nemoral region of Europe, whereas the susceptibility of lentil to the wet autumns typical of the region will make its management challenging. Each of the crops has different advantages, so they complement each other in terms of optimum soil type, nutrient uptake and nutrient composition. It is recommended that their cultivation should be promoted not only to solve the vegetable protein deficit, but also to improve the sustainability of cropping systems in the region.
  • Niemistö, Katja (2017)
    Tämän tutkielman tarkoituksena on tutustua täydellisiin lukuihin ja niiden ominaisuuksiin. Täydellisiin lukuihin liittyy matematiikan avoimia ongelmia, kuten parittomien täydellisten lukujen olemassaolo tai parillisten täydellisten lukujen lukumäärä. Tutkielmassa ensin määritellään sigmafunktio luvun positiivisten tekijöiden summaksi. Lisäksi osoitetaan sigmafunktion multiplikatiivisuus, jonka avulla saadaan kaava sigmafunktion arvon laskemiseksi, kun tunnetaan luvun alkutekijähajotelma. Tämän jälkeen osoitetaan sigmafunktion arvon suuruuteen liittyviä tuloksia. Kolmannessa luvussa täydelliset luvut määritellään sigmafunktion avulla. Luku on täydellinen, jos sen sigmafunktion arvo on yhtä suuri kuin kaksi kertaa luku itse eli toisin sanoen luku on täydellinen, jos sen positiivisten tekijöiden summa on kaksi kertaa luku itse. Tämän voi myös muotoilla toisella tavalla: luku on täydellinen, jos se on itseään pienempien positiivisten tekijöidensä summa. Esimerkiksi luku kuusi on täydellinen, sillä 6=1+2+3, jossa luvut 1, 2 ja 3 ovat luvun kuusi itseään pienemmät positiiviset tekijät. Kolmannessa luvussa osoitetaan myös esimerkiksi, että täydellisten lukujen tekijöiden käänteislukujen summa on kaksi. Neljännessä luvussa käsitellään erikseen parillisia täydellisiä lukuja. Luvussa osoitetaan Eukleides-Euler-teoreema, jonka mukaan luku on täydellinen, jos ja vain jos se on muotoa 2^(p-1) (2^p-1), jossa 2^p-1 on alkuluku. Tämän jälkeen osoitetaan parillisten täydellisten lukujen ominaisuuksia liittyen niiden esittämiseen summana, kuten että jokainen parillinen täydellinen luku voidaan esittää summana 1+2+..+(2^p-1). Lisäksi osoitetaan parillisten täydellisten lukujen kongruenssiominaisuuksia, kuten että jokainen parillinen täydellinen luku loppuu numeroon 6 tai 8. Tutkielman viidennessä luvussa käsitellään erikseen parittomia täydellisiä lukuja. Ensin osoitetaan, että jokaisen parittoman täydellisen luvun alkutekijähajotelmassa on täsmälleen yksi alkutekijä, jonka eksponentti on pariton. Luvussa osoitetaan, että sekä alkutekijä, jonka eksponentti on pariton, että kyseinen eksponentti ovat kongruentteja luvun yksi kanssa modulo neljä. Tämän jälkeen osoitetaan Touchardin teoreema, jonka mukaan jokainen pariton täydellinen luku on joko kongruentti luvun yksi kanssa modulo 12 tai kongruentti luvun yhdeksän kanssa modulo 36. Touchardin teoreemaa myös hieman tarkennetaan. Touchardin teoreeman avulla osoitetaan, että jokainen täydellinen luku, joka on jonkin kokonaisluvun kuutio, on pariton ja jaollinen kolmella. Tutkielman viimeisessä luvussa määritellään runsausfunktio ja luvun runsaus. Näin täydelliset luvut ovat vain yksi esimerkki runsaudesta: täydelliset luvut ovat lukuja, joiden runsaus on kaksi. Luvussa osoitetaan useita runsausfunktion ominaisuuksia, kuten runsausfunktion multiplikatiivisuus. Näiden ominaisuuksien avulla osoitetaan esimerkiksi, että luku 3^2 7^2 〖11〗^2 〖13〗^2 m ei ole täydellinen millään kokonaisluvulla m.
  • Lahti, Laura (Helsingin yliopisto, 2017)
    This study investigates grammatical accuracy as a part of Finnish upper secondary school students oral proficiency in German. It examines how the students, assessed on different proficiency levels, master the German word order and verbal inflection in their L2 speech. In addition, the study surveys the opinions of German language teachers about the concepts which occur in the proficiency level descriptions (e.g., comprehensibility, basic grammar error) and about the significance of grammatical accuracy for comprehensibility. The corpus consists of 1) videotaped test performances of 59 students, 2) CEFR-based proficiency level assessments of 12 Finnish German teachers, and 3) written answers and the recordings of assessment discussions of six German GFL teachers. The study was carried out mainly as a qualitative case study (methods including performance analysis and content analysis), but some quantitative methods were used, too (such as Multi-Facet Rasch Measurement analysis and descriptive statistics). The results illuminate how the mastery of word order and verbal inflection develop from one proficiency level to another. From the level A1.2 on, the word order of simple declarative clauses and questions, the infinitive forms and the present tense conjugation of haben and sein are mastered, followed by the present tense of regular verbs on the level A1.3 and the so-called verbal bracket structure and the present tense of irregular verbs on the level A2.1. On the level A2.2, the inversion in simple clauses and the present tense conjugation of modal verbs are acquired. From the level B1.1 on, the inversion is mastered also in complex phrases beginning with a subordinate clause. Moreover, the students master the word order of subordinate clauses and the perfect tense. The teacher comments reveal that the concepts used in the assessment scale are interpreted in various ways. Pronunciation, lack of fluency, and vocabulary problems are mentioned more often than deficiencies in grammar as factors that impair comprehensibility. However, the accumulation of errors is seen as distracting. Regarding distracting grammatical errors, errors in verbal inflection and syntax are mentioned the most often. These phenomena are highlighted in the definitions of a basic grammar error, too. Key words: oral proficiency, German language, grammatical accuracy, word order, verbal inflection, language assessment, comprehensibility
  • Jiménez Fonseca, Manuel (Helsingin yliopisto, 2017)
    This study explores the historical relationship between international law and nature from a critical standpoint. In particular, it seeks to demonstrate that the appropriation of non-European nature in colonial times played a fundamental role in the development of international law and that, conversely, international law was instrumental in legitimizing the imperialist appropriation of non-European nature. Legal arguments fashioned around the use and exploitation of nature validated a number of imperial interventions in non-European territories that resulted in western environmental hegemony while producing environmental degradation and social dislocation in those territories. The thesis argues that the imperialist appropriation of non-European ecosystems took place at two different levels: one material, the other conceptual. On the one hand, the introduction of the economic institutions of private property and international trade in non-European territories, through a supposedly universal international legal language, served to privatize and commodify non-European nature. On the other hand, international legal scholars and colonial commentators developed a discourse that presented the European management of the environment as progressive and superior to that of non-Europeans. Rather than constituting separate elements, these two dimensions functioned together. The alleged backwardness of non-Europeans in mastering their natural habitats created fertile ground for the introduction of European economic institutions in the colonies. In turn, the assumed progressiveness of those institutions served to demonstrate European superiority in regard to the use of non-Europeans ecosystems. The result was a rather robust rationale that allowed fulfilling one of the main goals of Western territorial expansion: the seizing of natural resources overseas. By demonstrating that European colonists and intellectuals placed non-Europeans in a continuum with nature, this research aims both to question and broaden the traditional understanding of the civilizing mission. That mission was larger than the mere attempt to redeem non-Europeans and upgrade their condition. It was a more thorough, encompassing and far reaching project: the project of creating progress out of the transformation of non-European wilderness wild nature and wild people into civilization.
  • Toivonen, Jaakko (Helsingin yliopisto, 2017)
    In this thesis we use the framework of adaptive dynamics and bifurcation analysis to study evolution with a spatially explicit population model in an abiotic environment that changes over geological timescales. Essentially, this process models the fossil record. In accordance with previous studies, we find that branching on an environmental gradient occurs when the environmental gradient is not too steep or shallow. Even though branching on a steep gradient is not possible for a monomorphic population, we find an interesting evolutionary hysteresis effect: depending on environmental history it is possible for a polymorphic population to evolve and inhabit a steep environmental gradient on which monomorphic branching does not occur. Further, we find that it is typically intermediate phenotypes that undergo branching. Here evolution occurs through small mutational steps and via an invasion-substitution sequence. However, over the timescales of the fossil record this gradual evolution may appear as punctuated. In a slowly changing environment intermediate phenotypes are also more prone to extinction, whereas in a fast changing environment extreme phenotypes are seen to be in greater danger. We use this modeling approach to study a partially unexplained pattern of diversification of hoofed mammals in Eurasia during the Late Miocene (11-5 Ma). We also use game theoretical methods to study the evolution of trade-offs: another pattern ubiquitous in nature. Specifically, we model an annual plant population and study the correlation of seed size and germination time. We do not assume any physiological constraints on the production of seeds of any combination of size and germination time. However, we find that typically an Evolutionarily Stable Strategy is such that a correlation emerges between the two. This raises the general question whether trade-offs observed in nature are caused by physiological constraints or whether they are just implementations of an evolutionarily beneficial strategy.
  • Majanen, Minna (Helsingin yliopisto, 2017)
    Tässä erityisesti saamentutkimuksen alaan kuuluvassa tutkimuksessa tarkastellaan saamelaisia ja saamelaisuutta ensin tutkimuskirjallisuuden ja lainsäädännön valossa, sitten sanomalehtiartikkelien kautta. Tutkimus on lähinnä analyyttistä ja tulkitsevaa diskurssianalyysiä ja sen toteuttaminen on vaatinut laadullisen tutkimuksen sisällönanalyysiä ja lähilukua. Aineistoon kuuluu 82 saamelaiselämään liittyvää artikkelia, joista suuri osa on haastatteluja. Niissä esiintyvät henkilöt ovat pääsääntöisesti saamelaisia tai saamelaisen perheen jäseniä. Aineisto on kerätty kolmesta suomalaisesta suomenkielisestä sanomalehdestä, Helsingin Sanomista, Inarinmaasta/Inarilaisesta ja Lapin Kansasta vuosilta 1991 ja 2011. Tutkimuksen painopiste on kirjoitetuissa teksteissä, mutta myös kuvat huomioidaan. Koska lehtiartikkelit osaltaan vaikuttavat siihen, miten identiteettejä muokataan ja valtasuhteita rakennetaan, ei ole samantekevää, mitä ja miten kirjoitetaan. Tutkimuksessa käsiteltävät teemat ovat: (1) luonto, (2) ennakkoluulot sekä tavallisuus ja erilaisuus, (3) saamen kielet ja (4) saamelaissymbolit. Lisäksi erikseen kiinnitetään huomiota artikkeleissa esiintyvien henkilöiden nimeämiseen ja kuvaamiseen. Käsiteltävänä ovat erityisesti seuraavat kysymykset: Miten saamelaisten luontosuhde, luonto ja ympäristö tulevat esiin artikkeleissa? Millaisia ennakkoluuloja sekä tavallisuuden ja erilaisuuden kuvauksia on? Miten saamen kielet, saamenpuku ja muut saamelaissymbolit näkyvät ja miten saamelaisuutta ilmennetään niiden kautta? Lehtiartikkelit sisältävät vastakkainasettelua menneisyyden ja nykyisyyden sekä perinteisten ja modernien tapojen välillä. Luontoon liittyvissä artikkeleissa kuvataan toisaalta ympäröivää luontoa, toisaalta haastateltavien suhdetta luontoon ja käsityksiä siitä. Ennakkoluulo- sekä tavallisuus ja erilaisuus -teemaan kuuluu sekä artikkeleja, joissa saamelaisiin suhtaudutaan vähättelevästi ja halventavasti että varsinkin artikkeleja, joissa heidän erilaisuutensa tai erityisyytensä tulee ilmi myönteisesti. Saamelaisten erityisyys on yksinkertaisimmillaan saamelaisuutta ja saamelaisia tapoja, jotka poikkeavat valtaväestön tavoista. Saamen kielten kohdalla esillä ovat saamen kielten käyttäminen ja käyttäjät, joista monet tarvitsevat kieltä työssään. Saamelaissymboleihin kuuluvat muun muassa saamenpuku ja saamelaiset yksityiskohdat pukeutumisessa. Osin jo menneisyyteen kuuluvia ennakkoluuloja lukuun ottamatta saamelaiset ja saamelaisuus kuvataan tavallisesti myönteisessä sävyssä. Elämä ei aina ole helppoa ja ongelmatonta, mutta saamelaiset nähdään selviytyjinä, joille oma kieli ja kulttuuri ovat tärkeitä. Artikkeleissa puhutaan saamelaisista ja saamen kielestä, hyvin harvoin lappalaisista ja lapin kielestä. Eri saamelaisryhmät ja -kielet näkyvät 1991 hyvin vähän. 2011 ne näkyvät enemmän, parhaiten saamelaiskäräjävaalien yhteydessä. Avainsanat: saamelaiset, saamelaisuus, sanomalehtitekstit, saamentutkimus, tekstintutkimus, diskurssianalyysi, Helsingin Sanomat, Inarinmaa, Inarilainen, Lapin Kansa
  • Suorsa, Matti, Valtteri (2017)
    In Finland, the spent nuclear fuel will be deposited at a depth of 400 m in the granitic bedrock. The disposal is based on KBS-3 concept, which relies on the multi-barrier principle, where different successive barriers prevent the migration of radionuclides to biosphere. The spent nuclear fuel is placed in the disposal tunnels in copper-iron canisters, which are surrounded by bentonite clay to insulate them from the groundwater flow and protect from the movements of the bedrock. Bentonite clay consists mainly of montmorillonite, which like the other aluminosilicates are known to retain radionuclides thus, contributing to the retention or immobilization of them. Besides the contribution to the multi-barrier system, the bentonite buffer is assumed to be a potential source of colloids due to the erosion of bentonite in certain conditions. Colloids in the context of radionuclide migration are nanoparticles in the size range from 1 to 1000 nm that remain suspended in water. The montmorillonite colloids could potentially act as carriers for otherwise immobile radionuclides like transuranium elements in the case of canister failure. Especially, 241Am is an important radionuclide regarding the long-term safety of the final disposal as after a few hundred years 241Am and its mother 241Pu contribute most to the radiotoxicity of the spent nuclear fuel. The relevance of the colloids to the long-term performance is depending on several factors like colloid stability, mobility and their interaction with radionuclides. The colloid stability is depending on the groundwater conditions like ionic strength and pH. In low salinity groundwaters, the montmorillonite colloids have been shown to be stable. On the other hand, the collective processes of the rock matrix, bentonite colloids and radionuclides have to be investigated to assess the long-term performance of the multi-barrier system. It requires the combination of the different scale experiments from the simple laboratory experiments to large, natural scale in-situ experiments to understand the complex processes affecting the colloid-facilitated radionuclide migration. The large-scale laboratory experiments conducted with granite blocks offer an intermediate between the two extremes having a more natural system than the former and a better controllability than the latter. In this study, the radionuclide migration was studied in different scale laboratory experiments. The colloid-facilitated transport of Eu was studied with a block-scale experiment using a granite block with a natural water conducting fracture. The suitability of the block was assessed by conducting several experiments using different non-sorbing and sorbing tracer and montmorillonite colloids separated from synthetic Ni-labeled montmorillonite and Nanocor PGN Montmorillonite (98 %). Laser-induced breakdown detection (LIBD), photon correlation spectroscopy (PCS) and ICP-/MP-OES were utilized in colloid detection. Supportive batch experiments were conducted to study the colloid stability in different ground waters and the interaction between the granite, different montmorillonite colloids and Eu, an analog to Am. Good reproducibility was obtained with non-sorbing tracers. The breakthrough of the radioactive 3H, 36Cl and fluoresceine and Amino-G dyes showed similar behavior. On the other hand, no breakthrough of montmorillonite colloids or 152Eu occurred. Based on the literature review, the low flow rates used could be the reason for this. Low flow rate (50 μl/min) could affect the colloid mobility strongly which could explain that Eu retained in the fracture. More experiments with higher flow velocities would be required. Different montmorillonite materials showed similar but not exact the same sorption behavior of Eu. The fraction of Eu attached to colloids decreased during the experiments and correspondingly the fraction attached to the granite increased. At the same time, colloids remained stable during the expertiments. This indicates that desorption of Eu from the colloids is taking place in the presence of granite. Also, the effect of different water composition on the stability of colloids was clearly seen on the preparation of colloid suspensions in different water simulants. Even a small increse in the ionic strength of the solution made the especially Ni-montmorillonite colloids instable.
  • Halonen, Julia (2017)
    Suomesta halutaan tiedekasvatuksen kärkimaa vuonna 2020. Tiedekasvatuksella tarkoitetaan tiedeosaamisen eli tiedekoulutuksen avulla hankitun tiedollisen ja taidollisen perusosaamisen vahvistamista. (OKM, 2014) Non-formaalilla tiedekasvatuksella tarkoitetaan koulun ulkopuolella tapahtuvaa tavoitteellista oppimista, jota eivät kuitenkaan ohjaa viralliset oppimistavoitteet. Non-formaalien oppimisympäristöjen (esim. tiedeleirien) hyödyntämisen on aiemmissa tutkimuksissa todettu lisäävän motivaatiota ja kiinnostusta luonnontieteitä kohtaan. Tässä tutkimuksessa on analysoitu tiedeleireillä tapahtuvan non-formaalin tiedekasvatuksen relevanssia sekä lasten että perheiden näkökulmista, jota ei ole tutkittu aikaisemmin. Relevanttiuden analysoinnissa on käytetty Stuckeyn, Hofsteinin, Mamlok-Naamanin & Eilksin vuonna 2013 kehittämää relevanssiteoriaa, jossa relevanssi esitetään kolmessa tasossa eri näkökulmista. Relevanssiteorian mukaan opetuksen tulisi olla relevanttia sekä henkilökohtaisella, yhteiskunnallisella että ammatillisella tasolla. Opetuksen tulisi myös olla relevanttia oppijalle niin nykyhetkessä kuin tulevaisuudessa sekä sisäisesti että ulkoisesti. Tämän tutkimuksen päämääränä oli selvittää, miten relevanssin eri tasot (Stuckey et al., 2013) lasten ja perheiden mielestä ilmenevät tiedeleireillä, ja kohtaavatko lasten ja perheiden näkemykset niistä. Tutkimuskohteena olivat Helsingin yliopiston LUMA-keskuksen vuosina 2015 ja 2016 järjestämille 46 tiedeleireille osallistuneet yli 900 alakouluikäistä lasta ja osa heidän huoltajistaan (N=124). Tutkimuksessa tarkasteltiin lasten aiemman kiinnostuksen sekä sukupuolen vaikutusta relevanssiin kemian tiedeleirien osalta, joille osallistui yhteensä 109 lasta. Tutkimusmenetelminä käytettiin sekä kyselylomaketutkimusta että teemahaastattelua. Kyselylomakkeen avoimet kysymykset analysoitiin teoriaohjaavan sisällönanalyysin avulla. Strukturoituja kysymyksiä käsiteltiin sekä laadullisena että määrällisenä aineistona. Korrelaatiota aiemman kiinnostuksen ja tiedeleirien relevanssin välillä havainnollistettiin Spearmanin korrelaatiokertoimen avulla. Tutkimuksen luotettavuutta tarkasteltiin tutkimuksen ulkoisen ja sisäisen validiteetin avulla. Kyselytutkimuksen tulokset osoittavat, että tiedeleireillä tapahtunut non-formaali tiedekasvatus on sekä lasten että perheiden näkökulmasta relevanttia lähinnä henkilökohtaisen relevanssin tasolla korostaen nykyistä ja sisäistä relevanssia. Leirien teemoihin liittyvät tehtävät, esimerkiksi kemian leireillä kokeellista työskentelyä laboratoriossa sekä tiedeleirillä saadut kaverit olivat lapsille kaikista relevanteinta. Kemian tiedeleirit olivat henkilökohtaisesti relevanteimpia niille lapsille, joilla aikaisempi kiinnostus kemiaa kohtaan oli vähäisempää. Pojat ovat tyttöjä varmempia omista kiinnostuksen kohteistaan henkilökohtaisen relevanssin tasolla. Yhteiskunnallisen relevanssin tasolla pojat taas keskittyvät tyttöjä enemmän nykyhetken relevanssiin, kun tytöt huomioivat myös tulevaisuuden. Yhteiskunnallisen ja ammatillisen relevanssin tasot näkyivät vain vähän kyselytutkimuksessa. Teemahaastattelujen perusteella leirejä pidettiin kuitenkin relevanttina kaikilla relevanssiteorian mukaisilla relevanssin tasoilla. Leiriläiset olivat vanhempiaan enemmän sitä mieltä, että he oppivat leirillä yhteiskunnallisen relevanssin mukaisesti toimimaan yhteistyössä muiden kanssa. Samoin leiriläiset myös uskoivat vanhempiaan enemmän ammatillisen relevanssin mukaisesti ehkä oppineensa leirillä jotain sellaista, joka auttaa heitä tulevaisuudessa pääsemään haluamaansa työhön. Non-formaalia tiedekasvatusta tutkitaan, jotta sitä voitaisiin kehittää yhä paremmin oppijoita tukevaksi. Tämän tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää non-formaalin tiedekasvatuksen, erityisesti tiedeleirien kehittämisessä ja jatkotutkimuksessa.
  • Välimäki, Mia (2017)
    Suurimassaisia synteettisiä polymeerejä käytetään mitä erilaisimmissa prosesseissa eri teollisuuden aloilla, esimerkiksi vedenkäsittelyyn liittyvissä applikaatioissa. Tällaisten suurimassaisten polymeerien (10 – 20 miljoonaa g/mol) analysointi ja kvantitatiivinen määritys esimerkiksi vesinäytteistä on usein ongelmallista ja monesti mahdotonta polymeeriliuoksen suuren viskositeetin ja huonon erottumisen vuoksi etenkin nestekromatografisilla menetelmillä. Tämän tutkielman tavoitteena oli kehittää uusi kapillaarielektroforeettinen, kvantitatiivinen analyysimenetelmä suurimassaisten polymeerien analysointiin nestekromatografisten menetelmien rinnalle. Tutkielman kirjallisessa osassa kartoitetaan synteettisten polymeerien ominaisuuksia ja kapillaarielektroforeesin mahdollisuuksia suurten polymeerien karakterisoinnissa. Synteettisten polymeerien erottumisprosessi kapillaarielektroforeesissa poikkeaa pienten yhdisteiden erottumisesta ja voi perustua esimerkiksi molekyylin varaustiheyteen tai haaroittumiseen. Menetelmällä voidaan saada tietoa esimerkiksi polymeerimolekyylin lohkorakenteesta tai misellisestä rakenteesta. Lisäksi kapillaarielektroforeesilla voidaan määrittää polymeerien pitoisuuksia kvantitatiivisesti. Kapillaarigeelieketroforeesia voidaan puolestaan käyttää esimerkiksi polymeerin moolimassan ja –jakauman määrittämiseen. Tutkielman kokeellisessa osassa kehitettiin kapillaarielektroforeettinen määritysmenetelmä lineaariselle Kemirassa valmistetulle satunnais-kopolymeerille (AMD-ko-AA), jonka varaustiheys oli 58 mol-%. Lisäksi tutkittiin mahdollisuutta analysoida pinta-aktiivisia aineita samasta vesinäytteestä ja samalla menetelmällä. Pinta-aktiivisen aineen mallikemikaalina käytettiin kaupallista natriumdodekyylibentseenisulfonaattia. Polymeerin suuren moolimassan vuoksi se hajotettiin ennen analyysiä kapillaariviskometrilla. Alustavissa testeissä CE:llä kummallekin mallikemikaalille etsittiin soveltuva elektrolyyttiliuos. Jatkotestit tehtiin kaupallisella boraattipuskurilla ja menetelmä optimoitiin kapillaarielektroforeettisten parametrien osalta. Optimoinnin jälkeen menetelmälle tehtiin suppea validointi käytettävissä olleen laiteajan puitteissa. Lopuksi kehitetyllä menetelmällä analysoitiin prosessivesiä ja niistä määritettiin sekä polymeeri- että surfaktanttipitoisuus.
  • Otaru, Sofia (2017)
    Positroniemissiotomografia eli PET-kuvantaminen perustuu positroni-elektroniannihilaatiotapahtumassa syntyvien gammakvanttien detektointiin. PET-kuvantamisessa käytetään positroniemittereitä kuten hiili-11, typpi-13, happi-15, fluori-18, gallium-68 sekä jodi124. 18F-Isotoopin ainutlaatuisuus ja sen laaja käyttö PET-kuvantamisessa selittyy sen pitkällä 109,8 minuutin puoliintumisajalla sekä beetahiukkasen lyhyellä kantamalla väliaineessa. PETkuvantamisessa kuvan laatuun vaikuttaa radiolääkeaineen kohdespesifisyys sekä leimatun lääkeaineen poistuminen kohteen ulkoisesta kudoksesta nopeasti. Esikohdennettu kaksivaiheinen bio-ortogonaalinen kemia mahdollistaa tarkan kohdespesifisyyden, radiolääkeaineen nopean poistumisen verenkierrosta ja kuvantamiskohteen ympäröivästä kudoksesta sekä terveen kudoksen minimoidun säteilyaltistuksen. Tetratsiinin sekä trans-syklo-okteenin välinen käänteisesti elektronivajaa Diels-Alder reaktio (IEDDA) on yksi nopeimmista tunnetuista bio-ortogonaalisista reaktioista. Erikoistyön tarkoituksena oli syntetisoida sekä 18F-leimata IEDDA-reaktioon soveltuva uusi lipofiilinen tetratsiini-radiolääkeaine. Lääkeaine puhdistettiin nestekromatografisilla menetelmillä (HPLC, FPLC) ja sen rakenne varmistettiin 1D- ja 2D-NMR-spektroskopialla sekä massaspektrometrialla (ESI-TOF MS). Erikoistyössä määritettiin 18F-leimatun radiolääkeaineen lipofiilisyyttä kuvaava LogD-arvo, jonka perusteella arvioitiin lääkeaineen soveltuvuutta aivojen esikohdennettuun PETkuvantamiseen. Aivokuvantamiseen soveltuvalla lääkeaineella ideaalinen LogD-arvo sijoittuu välille 2,0–3,5, jolloin lääkeaineen voidaan olettaa ylittävän veri-aivoesteen. 18F-Leimattavan lääkeaineen esiasteen eli prekursorin synteesissä amidisidoksen muodostusreaktio sekä tert-butyylioksikarbamaatti-suojaryhmän poisto onnistuivat 65 % saannoilla. Oksiimin muodostus onnistui hyvällä 90 % saannolla. Prekursorin emäksisissä olosuhteissa tapahtuvan 18F-suoraleimauksen saannoksi saatiin 21 %. Työssä kehitettiin kaksivaiheinen leimausmenetelmä prekursorin pH-herkän oksiimisidoksen vuoksi. Kaksivaiheisessa menetelmässä 18F-leimausta seurasi oksiimin muodostusreaktio. Näin vältyttiin molekyylin hajoamiselta. Kaksivaiheisella leimauksella 18F-fluoraussaantoksi saatiin 78 %:a. Radiolääkeaineen puoliintumisaikakorjatuksi saannoksi tuotetusta kokonaisaktiivisuudesta määritettiin 16 %. Tavoitteena oli saavuttaa vähintään 10 % saanto. Radiolääkeaineelle määritettiin LogD-arvo fysiologisessa pH:ssa 7,4 Shake flask-uuttomenetelmällä. LogD-arvoksi määritetiin 2,1±0,13. LogD-arvon perusteella lääkeaineella on optimaalinen lipofiilisyys veriaivoesteen läpäisylle. Radiolääkeaineen soveltuvuus aivokuvantamiseen tulee vielä selvittää stabilisuuskokeilla, määrittämällä lääkeaineen biodistribuutio sekä suorittamalla aivojen in vivo PET-kuvantaminen.
  • Schiestl-Aalto, Pauliina (Helsingin yliopisto, 2017)
    Environmental factors have a dual effect on growth as they affect both the momentary growth rate (direct effect) and the rate of ontogenetic development (indirect effect). Photosynthesis on the other hand is the source of carbon that is needed for growth, respiration and other purposes. There are two opposite theories about the factor determining growth rate: 1) the availability of carbon for growth (source limitation) and 2) limitation that environmental factors cause on tissue ability to grow (sink limitation). Understanding the responses of the growth of tree organs (wood, needles, roots) to environmental and other factors is important to be able to understand the changes in tree growth and carbon balance in changing climatic conditions. The purpose of this study was to define the effects of temperature on Scots pine growth at different temporal scales and to estimate the relative importances of the source and sink effects on growth. For that, a dynamic growth model CASSIA (Carbon Allocation Sink Source InterAction) was constructed. CASSIA was able to predict daily primary and secondary wood and needle growth rate variation with indirect and direct effects of temperature. In addition, the temperature of warm previous late summer was observed to lead to enhanced length of the growth period (in temperature accumulation units) of shoots in the following year. Growth onset during spring was observed to be a continuous process determined by temperature accumulation, instead of momentary temperatures. Short-term growth variations in normal conditions were concluded to be sink limited because CASSIA was able to predict the within year growth with temperature and without direct effect of photosynthesis or stored carbon. On the other hand carbon source effect (gross primary production) was needed to produce the between year variation in growth. According to the results of this study, growth is limited by a complex combination of sink and source effects. Furthermore, environmental factors affect growth at different time scales varying from instantaneous effects to delayed effects from previous year(s). More research is needed to identify the factors determining the carbon flows to different processes.
  • Malinen, Ninna (2017)
    Land use changes occur everywhere. Land use changes, such as forest degradation, effect on a global level. They have an influence for example to climate change, water circulation and erosion. However, they affect also on a local level and can have an impact to the everyday lives of local communities. Examining land use changes is important, because it brings more knowledge about changing areas, and how to deal with the changes. Local level examination is important when analysing land use changes, as local level actions help to understand large-scale phenomena as well. Understanding of land use changes can aid policymakers, who are responsible for making decisions about land use management. Land use changes are evident also in Sri Lanka. During the past few centuries, the country has undergone considerable forest loss. The loss of forest has affected to the land management of the country, since strict nature protection procedures have been put in place. In practise, this has meant strict forest conservation policies and forest demarcations in many areas. The strict forest protection has been a successful solution in terms of biodiversity conservation. At times the conservation procedures have been so restrictive that they have affected negatively to the life styles and livelihoods of local communities, who are dependent on the forest resources. This thesis examines the changes in land use in Welioya village, in central Sri Lanka. The village is located in the proximity of a demarcated Bogahapalassa Natural Forest, which has worked as a source of livelihoods for the villagers. This study examines, how the land use and land management has developed in the area. It views also, which kind of governmental actions have been implemented in the area to increase crop productivity. Moreover, it will consider the impacts of the strict conservation procedures to the local communities. It will also present alternative solutions that aim to include locals in the forest conservation. One of these procedures is called community participation. The land use changes are analysed with classifying satellite data by visual interpretation method. With the method, two land use maps are created for two different years, 2003 and 2015. After satellite image classification, the land use changes are quantified with landscape pattern analysis to discover, whether there is change in the landscape. Moreover, patchiness, fragmentation and other features of landscape pattern are assessed. Based on the results it is discovered that the area has gone through significant change. Due to the governmental projects, the area of home gardens has increased and traditional cultivation practises have decreased. The conservation of the Bogahapalassa Natural Forest has had a reviving effect, as the area of the forest has increased and open areas inside the forest have decreased. The government aims at protecting the forest in the future, but their focus is mostly in the biodiversity conservation, and not so much in the subsistence or livelihoods of the locals. This creates challenges in the area, and this remains a concern among the villagers.
  • Helle, Veera (2017)
    Uuden kaupunkitutkimuksen keskeisimpiä aiheita ovat asukkaiden liikkumismahdollisuudet erilaisissa urbaaneissa ympäristöissä. Tämä tutkimus tarkastelee niitä tekijöitä, jotka vaikuttavat jalankulkijan reitin valintaan ja erityisesti kokemukseen ympäristöstä. Tarkastelun kohteena oli "välikaupunki", tila perinteisen kaupungin ja maaseudun välissä. Kaupunkien pinta-alan laajeneminen ja tiheyden aleneminen, asukkaiden toiveet rauhallisesta pientaloasumisesta sekä suunnittelijoiden strategiset tavoitteet jalankulun kulkumuoto-osuuden kasvattamiseksi korostavat välikaupungin tutkimuksellista merkitystä. Tämän tutkielman tavoite on perehtyä suomalaisen välikaupungin asukkaiden liikkumiseen. Missä ja minkälaisessa ympäristössä he kulkevat jalan? Kuinka he kokevat usein käyttämänsä reitit? Mitkä tekijät muodostavat hyvän kävely-ympäristön tässä kontekstissa? Tämä tutkimus tuo palasen liikkumisen mahdollisuuksien ja tilastollisen todellisuuden välille: yksilön näkökulman ja kokemuksen liikkumiseensa. Aineisto on kerätty vuonna 2011 pehmoGIS-menetelmällä kyselytutkimuksena Kuninkaankolmiosta, Espoon, Helsingin ja Vantaan yhtymäkohtaan muodostetulta tutkimusalueelta. Aineisto kerättiin internet-kyselyllä tutkimusalueen asukkailta ja sen merkittävä lisäarvo on kokemuksellisen tiedon sitominen paikkaan. Tutkimuksessa tätä aineistoa verrattiin teoreettisesti todettuun hyvään jalankulkuympäristöön, joka muodostettiin erilaisista paikkatietoaineistoista: ajonopeuksista, liikenteen melupäästöistä, viheralueiden sijainneista sekä asukkaiden ja kulkukohteiden, kuten kauppojen ja koulujen, sijainneista. Tulokset osoittavat, että Kuninkaankolmion asukkaat ovat tyytyväisiä arkiseen elinympäristöönsä ja kulkevat paljon jalan. Usein käytetyt reitit koettiin ominaisuuksiltaan hyviksi 66% tapauksista. Positiivisesti koetut reitit olivat useammin kuljettuja sekä pidempiä negatiivisesti koettuihin verrattuna. Hyviksi koetut reitit painottuivat viheralueille, kun taas negatiivisesti koetut juna-asemien ympäristöön. Tämän voidaan ajatella vaikuttavan palvelutasoon nähden matalaan joukkoliikenteen käyttöön alueella. Luonnonmuodostelmat, kuten mäet ja joenrannat olivat suosittuja kävelyalueita ja käveleminen itsessään yleinen matkanteon tarkoitus. Tutkimuksen perusteella voidaan sanoa, että ympäristön koettu laatu vaikuttaa reitin valintaan ja pituuteen myös välikaupungissa. Keskusta-alueiden teoreettisesti hyvää jalankulkuympäristöä ei voida suoraan tuoda monikasvoiseen välikaupunkiin, jota tulisi tarkastella sen omista lähtökohdista. Tuloksista voi päätellä, että juna-asemien kävely-ympäristöjen parantamisella olisi positiivinen vaikutus joukkoliikenteen kulkumuoto-osuuden kasvuun. Saadut tulokset rohkaisevat lisätutkimuksiin koskien koetun saavutettavuuden ja fyysisen ympäristön suhdetta välikaupungissa.
  • Tiikkaja, Mervi (2017)
    Tämä tutkielma käsittelee itseisarvoa, valuaatiota ja täydellisiä metrisiä avaruuksia. Pohjatietona oletetaan algebran perustiedot, esimerkiksi Algebra I -kurssi. Tutkielmassa perehdytään ensin itseisarvon määritelmään. Luvussa 2 määritellään myös valuaatio ja katsotaan mitä erilaisia itseisarvoja on mahdollista löytää rationaalilukujen kunnalle. Tutustutaan myös p-adiseen valuaatioon, jonka avulla määritellään p-adinen itseisarvo. Luvussa 2 todistetaan Ostrowskin lause eli että kaikki epätriviaalit itseisarvot ovat ekvivalentteja joko p-adisen itseisarvon tai tavallisen itseisarvon kanssa. Luvussa 3 määritellään metriikka yleisesti sekä itseisarvon määrittelemä metriikka. Metriikan avulla määritellään metrinen avaruus ja Cauchyn jonot. Luvussa 3 myös tutustutaan hieman jonojen suppenemiseen, erityisesti niihin ominaisuuksiin joita tarvitaan tutkielman edetessä. Tässä luvussa myös tarkastellaan epäarkhimedisesta metriikasta johtuvaa kahta ominaisuutta: kaikki kolmiot ovat tasakylkisiä ja jokainen avoimen kuulan piste on sen keskipiste. Luvussa 4 määritellään mikä on metrisen avaruuden täydellistymä. Lopussa esimerkkinä täydellistämme rationaalilukujen joukon reaalilukujen joukoksi. Luvussa 5 otetaan lukua 6 varten katsaus lukuteoriaan. Määritellään kongruenssi, koherentti jono ja osoitetaan, että ratkaisuja on mahdollista laajentaa koherentteihin jonoihin. Luvussa 6 osoitetaan, että rationaalilukujen joukko ei ole täydellinen p-adisen itseisarvon suhteen. Tämän jälkeen konstruoidaan p-adisten lukujen joukko täydellistämällä rationaalilukujen joukko. Luvussa 6 myös laajennamme p-adisen itseisarvon ja valuaation p-adisten lukujen joukolle. Lopuksi osoitetaan, että saatu p-adisten lukujen joukko on täydellinen.