Väike tagasivaade Talveakadeemia 2014 kõige ägedamale töötoale, kus Maarja Õunaste ja Jim õpetasid üsna lihtsate vahenditega endale off-the-grid energiaallikat ehitama. Maarja ja Jim’i tegemistest saad lugeda rohkem nt. Eco-Nomics’i nime kandvalt FB lehelt. Praegu on off-the-grid teema pigem suvilate värk, aga tulevikus… Innovaatorid ja utopistid on ju palju unistanud hajusast (ja taastuv-)energiatootmisest ning sellest tulenevast tõelisest energiajulgeolekust – mine sa tea, äkki on ka see tükike paremast homsest?
Mida sul vaja läheb, et päiksepaneele ehitada?
Jootekolvid
Vanu aknaid (koos klaasiga) – sobivad ka prügikasti kõrvalt leitud aknad;
fotoelemente (sobivad ka väikese praagiga tehase ülejäägid, neid saab 90 senti/tk tellida Saksamaalt – loe täpsemalt siit);
silikooni (liimimiseks ja QSIL216A ja QSIL216B vahekorras 1/10 elementide kaitsvaks katmiseks);
jootekolbi ja jooteribasid;
pehme otsaga spaatlit silikooni laiali määrimiseks (sobivad harilikud köögivahendid);
juhtmeid;
multimeetrit;
jootevedelikku (nt. jootevedeliku pastakat – saab igast ehituspoest);
isoleerteipi (juhul kui aknaraamil on metallosi);
niiskuseimajat (kingakarpides on sellised donotiiti pakikesed… )
Vooluvõrku ühendamiseks on vaja veel kraami – akusid, pingemuundureid jmt, sellest loe ka lähemalt siit.
Fotoelemendid Saksamaalt
Kuidas ehitada (suhteliselt) koduste vahenditegafotoelementidest päiksepaneeli?
Puhasta aknaklaasid
Kui vaja, kata aknaraamide metallservad isoleerteibiga
Jooda fotoelementide külge ca 31 cm pikkused jooteribad
Metallribade jootmine elementidele. NB! Fotoelemendid on väga rabedad! Kui mõni neist puruneb, või tekib teistest märgatavalt suurem pragu, siis tuleks see välja vahetada, sest jadamisi ühenduse puhul muudab keskmisest märkimisväärselt halvem element kogu süsteemi tootlikkust halvemaks.
Liimi fotoelemendid silikooniga klaasile
Jooda elemendid jooteribade abil kokku ja ühenda (jadamisi) vooluringi; kontrolli ampermeetriga voolutugevust (NB! +/- pooled peab õigesti ühendama, jooteribad tulevad ühe elemendi pealt, teise alaküljele!) Numbrite osas konsulteeri Eco-Nomics’i rahvaga (et mitu amprit peaks 10 paneeli andma jne – mul kahjuks pole kirjas).
Fotoelementide ühendamine
Kata fotoelemendid neutraalse silikooniga
Kleebi aknaraami sisse niiskuseimaja (tuttav “kuulikestega” pakike kingakarbist sobib hästi)
kruvi/kleebi akna teine klaas peale (õhutihedalt, et niiskusega jama ei tekiks – eriti oluline vaadata üle juhtmete asetus ja isolatsioon!)
James ja Maarja Ökomäss 2014 samuti päiksepaneelide töötuba korraldamas
Ühenda akuga ja naudi off the grid energiat!
Töötoas valmistatud paneeli ehitamiseks läks vaja 10 väikse mõraga fotoelementi, mille abil saadav vool võimaldab laadida nt. telefoniakut.
Üldiselt on tööprotsess kukepea isegi minusuguse elektroonikavõõra inimese jaoks, küll aga on paneelide valmistamise juures palju nüansse, mille peale tuleb ainult katsetamisega. Seetõttu soovitan asjatundjatega ühendust võtta ja nõu küsida, kui paneeliehituseks läheb.
Skeem, mis valmis Talveakadeemial
Uhke meeskond vastvalminud paneeliga. Kõige vasakpoolsem on James, kes oli üks töötoa läbiviijatest.
Artikli autor on Sirje Sildever, kes on Tallinna Tehnikaülikooli okeanograafia eriala doktorant. Sirje jõudis parimate hulka 2013. aasta Talvakadeemia teadusartiklite konkursil.
Käesolev artikkel tutvustab paljale silmale nähtamatuid, kuid mereökosüsteemi seisukohast olulisi organisme – dinoflagellaate. Dinoflagellaadid ehk vaguviburvetikad (Joonis 1) on koos ränivetikatega ning tsüanobakteritega mereökosüsteemides olulised kui esmased tootjad, kes toodavad fotosünteesi käigus orgaanilist ainet ning kõrvalsaadusena hapnikku (17). Kokku toodavad meres elavad fotosünteesijad 50% maakeral produtseeritavast orgaanilisest ainest (12).
Praeguseks on kirjeldatud 2000 erinevat dinoflagellaatide liiki, millest meres elavaid liike on 1555 (5). Enamus dinoflagellaate on vabalt elavad organismid, kuid leidub ka liike, kes elavad sümbiontidena korallides või parasiteerivad teisel organismidel (16); (6). Seetõttu on neil ka erinevad toitumisstrateegiad: mõned liigid toodavad fotosünteesi käigus orgaanilist ained ning kõrvalsaadusena hapnikku, st. on autotroofsed; osad toituvad teistest mikroorganismidest, st. on heterotroofsed, või kombineerivad neid kahte strateegiat olles miksotroofsed (3); (6). Enamus vabalt elavatest dinoflagellaatidest asustab veesamba ülemist kihti, kus on piisavalt valgust fotosünteesiks ning piisavalt toitu heterotroofsetele liikidele (8).
Joonis 1. Dinoflagellaatide erinevad elustaadiumid
Dinoflagellaatide liikuvad rakud on varustatud viburitega, mis võimaldavad neil veesambas üles ja alla liikuda. Selline liikumisvõime on väga kasulik, kuna võimaldab valida fotosünteesiks optimaalse valgustugevusega veesamba kihi ning kasutada erinevates kihtides leiduvad toitained (1); (6). Ligipääs sügavamates veekihtides olevatele toitainetele on eriti oluline pärast kevadõitsengut, mille käigus on veesamba pealmisest kihist toitained ära tarbitud ning veemasside erinevast temperatuurist tingitud kihistumise tõttu ei segata neid ka ülemistesse veekihtidesse juurde. Vertikaalse rände puhul on täheldatud ööpäevast mustrit – päeval paiknevad dinoflagellaadid veesamba ülemises kihis, kus nad fotosünteesivad, kuid ööseks laskuvad sügavamatesse kihtidesse ning omastavad seal olevaid toitaineid (4). Dinoflagellaatide ujumiskiirus sõltub keskkonnatingimustest, raku suurusest ning liigist jäädes vahemikku 50-500 µm s-1 (11).
Mõned dinoflagellaatide liigid moodustavad elutsükli käigus puhkestaadiume (Joonis 1), mis on vastupidavad ning võimaldavad üle elada ebasobivad keskkonnatingimusi (2); (14). Puhkestaadiumid moodustuvad sugulise paljunemise tulemusena pinnakihis, kust need vajuvad põhjasettesse. Juhul, kui puhkestaadiumid satuvad taas valguse kätte (läbi süvaveekergete, inimtegevuse, nt. süvendamine) väljuvad neist liikuvad rakud (Joonis 1). Setetesse mattunud puhkestaadiumid võivad eluvõimelisena püsida kuni 100 aastat (13).
Sobivate tingimuste korral võivad dinoflagellaadid põhjustada massvohamisi.Olenevalt domineerivast liigist võivad need olla ka toksilised, muuta vee värvust (Joonis 2) ning ummistada kalade lõpuseid põhjustades sellega nende surma. Üheks esimeseks kirjalikuks viiteks dinoflagellaatide massvohamisest peetakse piiblis kirjeldatud juhtumit Niiluse vee muutumisest veripunaseks ning kalade suurest suremusest. (7)
Fotosünteesiva planktoni ehk fütoplanktoni massvohamised vähendavad valguse hulka veesambas, mis mõjub limiteerivalt makrovetikate ja kõrgemate taimede kasvule. Lisaks eelpool mainitud mõjudele soodustavad massvohamised põhjalähedastes kihtides hapnikuvaegust, kuna õitsengu jäänuste lagundamiseks kasutatakse seal leiduvat hapnikku. (9) Seetõttu on oluline enne setteid liigutavate toimingute tegemist uurida seal leiduvate puhkestaadiumite liigilist koosseisu ning arvukust.
Samal ajal tuleb rõhutada, et fütoplanktoni õitsengud ning ka massvohamised on täiesti looduslikud nähtused, mis on mereökosüsteemi toimimiseks vajalikud, kuna fütoplanktoni poolt toodetud orgaaniline aine on aluseks kogu merelisele toiduahelale (9). Viimastel aastakümnetel on aga täheldatud massvohamiste kasvu, mida seostatakse inimtegevuse tulemusena merre lisanduvate lämmastiku- ja fosforiühenditega (9).
Lisaks toetab inimtegevus võõrliikide levikut, mille tagajärjel võivad toksilisi õitsenguid põhjustavad liigid jõuda piirkondadesse, kus nad varasemalt puudusid (7). Selleks, et võõrliigid uues keskkonnas hakkama saaksid, peavad seal valitsevad tingimused, näiteks soolsus, temperatuur ja valgustingimused olema nende jaoks sobivad. Liiga madal või kõrge soolsus on organismide jaoks oluline levikut piirav faktor, kuna organismi jaoks mitte-optimaalsed soolsustingimused põhjustavad stressi, mis avaldab mõju keha suurusele, ainevahetusprotsesside kiirusele, kasvukiirusele ning paljunemisvõimele (15).
Näiteks Läänemeres piirab mereliste liikide levikut madal pinnakihi soolsus, mis väheneb Taani väinadest põhjapoolsete basseinide suunas (10). Pinnakihi soolsuse vähenemise mõju näitavad ka Läänemere erinevatest basseinidest uuritud dinoflagellaatide liigiline koosseis ning puhkestaadiumite arvukus, mis vähenevad Taani väinadest põhjapoolsete basseinide suunas. Seejuures suurim langus nii pinnakihi soolsuses kui ka liigilises mitmekesisuses ning puhkestaadiumite arvukuses toimub Taani väinade ja Arkona basseini vahel.
Lisaks sellele mõjutab madalduv soolsus ka kõigis Läänemere basseinides elava dinoflagellaadi, Protoceratium reticulatum`i, puhkestaadiumite välimust. Nimelt domineerivad erinevates basseinides erineva jätkepikkusega (väljakasvud rakukestast) isendid (Joonis 3). Kui Taani väinades on levinud väljaarenenud jätketega isendid (Joonis 3 A), siis alates Arkona basseinist muutuvad domineerivaks vähenenud jätketega isendid (B) ning Gotlandi basseini põhjaosas on valdavaks ilma jätketeta isendid (C).
Joonis 3. Erineva jätkepikkusega Protoceratium reticulatum`i puhkestaadiumid (autori fotod).
Sidudes Protoceratium reticulatum`i keskmise jätke pikkuse valitseva pinnakihi soolsusega, on leitud seost võimalik kasutada arvutamaks välja minevikus valitsenud soolsustingimusi, kuna nende põhjal saab teha järeldusi näiteks selle kohta, kas tegemist on merelise, riimveelise või mageveelise keskkonnaga. Lisaks annavad setetes leiduvad kooslused infot puhkestaadiumite moodustumise ajal valitsenud temperatuuri kohta, kuna mõned dinoflagellaatide liigid eelistavad just soojemat keskkonda. Samuti saab puhkerakkude arvukuse põhjal teha järeldusi minevikus aset leidnud õitsengute suuruse kohta, mis annab omakorda infot õitsengu ajal saadaoleva toitainete hulga ning samuti valitsenud kliimatingimuste kohta.
Kokkuvõtteks – dinoflagellaadid on huvitavad organismid, kellel on mereökosüsteemis vaatamata nende mikroskoopilistele mõõtmetele täita suur roll.Inimeste tähelepanu pälvivad nad tavaliselt vee värvust muutvate või toksiliste massvohamistega. Läänemeres piirab nende levikut pinnakihi madal soolsus, mis mõjutab dinoflagellaatide liigilist mitmekesisust, puhkestaadiumite arvukust ning mõnede liikide välimust. Dinoflagellaatide ja nende puhkestaadiumite uurimine on olulised mitte ainult inimestele kahjulike õitsengute kontekstis, vaid ka minevikus valitsenud kliimatingimuste rekonstrueerimiseks.
Kasutatud kirjandus
1. Ault, TR.2000.Vertical migration by the marine dinoflagellate Prorocentrum triestinum maximises photosynthetic yield. Oecologia. 125 (4), 466-475.
2. Dale, B. 1983. Dinoflagellate resting cysts: “Benthic Plankton”. Raamatus: Survival strategies of the algae (Fryxell, G. toim.).Cambridge : Cambridge University Press.
3. Dale, B., Dale AJ. 2002. Environmental applications of dinoflagellate cysts and architarchs. Raamatus: Quaternary Environmental Micropalaeontology (Haslet, SK, toim.). London : Arnold.
4. Eppley, WR., Holm-Hansen, O., Strickland, HJD. 1968. Some observations on the vertical migration of dinoflagellates Ceratium furca, Gonyaulax polyedra, Cachonina niei. J. of Phycology. 4, 333–340.
5. Gomez, F. 2005.A list of free-living dinoflagellate species in world`s oceans. Acta Botanica. 64 (1), 129-212.
6. Graham, LE., Graham, JM., Wilcox, LW. 2008. Algae, 2nd edition. San Francisco : Benjamin Cummings.
7. Hallegraeff, G.M. 2003. Harmful algal blooms: a global overview. Raamatus: Manual on Harmful Marine Microalgae (Anderson, DM., Cembella, AD., Hallegraeff, GM.. Paris : UNESCO.
8. Head, MJ.2007.Last Inetrglacial (Eemian) hydrographic conditions in the southwestern Baltic Sea based on dinoflagellate cysts from Ristinge Klint, Denmark. Geol. Mag. 144 (6), 987-1013.
9. HELCOM. 2009. Eutrophication in the Baltic Sea – An integrated assesment of the effects of nutrient enrichment and eutrophication in the Baltic Sea region. Helsinki : Helsinki Commission. Balt.Sea Environ. Proc. No. 115B.
10. HELCOM. 2013. The nature of the Baltic Sea. [Võrgumaterjal] Helsinki Commission. [Tsiteeritud: 18. 02 2013. a.] http://www.helcom.fi/environment2/nature/en_GB/nature/.
11. Jephson, T. 2012. Diel Vertical Migration in Marine Dinoflagellates. [Võrgumaterjal] [Tsiteeritud: 18. 02 2013. a.] http://lup.lub.lu.se/luur/download?func=downloadFile&recordOId=3130159&fileOId=3130218.
12. Longhurst, A., Sathyendranath, S., Platt, T., Caverhill, C. 1995.An estimate of global primary production in the ocean from satellite radiometer data. J. of Plankton Research, 1995. 17(6), 1245-1271.
13. Lundholm, N., Ribeiro, S., Andersen, TJA., Koch, T., Godhe, A., Ekelund, F., Ellegaard, M. 2011.Buried alive – germination of up to a century-old marine protist resting stages. Phycologia. 50(6), 629-640.
14. Riberio, S., Berge, T., Lundholm, N., Andersen, TJA., Abrantes, F., Ellegaard, M. 2011. Phytoplankton growth after a century of dormancy illuminates past resilience to catastrophic darkness. Nat. Com. 2.
15. Schlieper, C. 1971. Phycology of brackish water. Raamatus: Biology of brackish water 2nd edition (Schlieper, A., Remane, C., toim.). Ljubljana : E. Schweizerbart`sche Verlagsbuchhandlung (Nägle u. Obersmiller).
16. Taylor, FJR., Hoppenrath, M., Saldarriga, JF. 2008.Dinoflagellate diveristy and distribution. Biodiv. Conserv. 17, 407-418.
17. Thornton, DCO. 2012. Primary Production in the Ocean. Raamatus: Advances in Photosynthesis – Fundamental Aspects (Najafpour, M., toim.). [Võrgumaterjal] InTech. [Tsiteeritud: 18. 02 2013. a.] http://www.intechopen.com/books/advances-in-photosynthesis-fundamental-aspects/primary-production-in-the-ocean
Artikli autor on Anna-Helena Purre, kes on Tallinna Ülikoolis geoökoloogia eriala tudeng. Anna-Helena jõudis parimate hulka 2013. aasta Talvakadeemia teadusartiklite konkursil.
Freesturbaväljad on Eesti suurima pindaalaga inimtegevuse tagajärjel tekkinud kulutustasandikud(Joonis 1), 2009. aastal leiti nende pindalaks 9371 ha (Ramst & Orru, 2009). Ammendunud freesväljad jäävad pikaks ajaks taimestikuta elututeks aladeks. Seda peamiselt nende alade varieeruva veetaseme, suvel kõrvetava päikese ning tuule tõttu maetakse taimealged pidevalt turba kihi alla. Lisaks sellele võib taimkatte arengut neil aladel takistada sobivate taimealgete puudumine, kuna pealmised, taimestiku ja turbas olevate eoste ning seemnetega kihid on kaevandamise käigus eemaldatud. Peamiseks indikaatoriks, et freesturbaväli on edukalt taastunud, peetakse püsiva ja iseseisvalt funktsioneeriva turbasamblakihi teket.
Joonis 1. Freesturbaväli Harjumaal (Anna-Helena Purre)
Milleks siis ikka on vaja taastada?Lisaks praegustele jääksoodele ammendub 10-15 aasta jooksul kuni 20 000 ha freesvälju (Ilomets, 2011). Freesturbaväljadelt toimub pidev turba mineraliseerumine ning süsinikdioksiidi õhku paiskumine. On leitud, et aastas eraldub freesturbaväljadelt 4-5 tonni süsinikku hektari kohta (Ilomets, et al., 2010). Eduka samblakatte taastamise tagajärjel hakkavad need alad peagi taas süsinikku endasse koguma. Lisaks süsiniku eraldumisele on need alad ka äärmiselt tuleohtlikud ning freesväljade metsastamine, mida uuriti nende alade taaskasutamiseks 1980. aastatel, antud alade tuleohtlikkust ei vähenda (Valk, 2005). 1995. a. võeti Euroopa Liidus kasutusele no net loss poliitika, mille kohaselt ei tohiks inimtegevuse tagajärjel märgalade pindala väheneda. Eestis on freesväljade taastamise vajalikkus sätestatud näiteks säästva arengu seaduses, maapõueseaduses ning kaevandamisseaduses.
Põhivajadus freesväljade taastamiseks tuleneb nende alade iseseisva taastumise raskuses, kuigi on üksikuid näiteid freesväljade iseseisvast taastumisest ka Eestis. See protsess on aegaanõudev ning soodele iseloomuliku taimkatte tekkimine pole garanteeritud. Isegi inimese abil läbi viidud taastamisel kulub püsiva turbasamblakatte tekkeks vähemalt 10-15 aastat (Ilomets, et al., 2010). Lisaks jääksoode metsastamisele ning taastamisele on neil aladel võimalik ka marjakasvatus (kännasmustikas, jõhvikas), samuti sobivad need alad energianiitudeks. Need jääksoode kasutamisviisid aga ei suuda asendada loodusliku soo sarnaselt funktsioneerivat ala.
Eestis kasutatakse Põhja-Ameerikas välja töötatud freesturbaväljade taastamise metoodikat, mis sobib väiksema sademetehulga ning õhuniiskusega aladele. Antud metoodika koosneb järgnevatest etappidest:
kuivendamissüsteemide blokeerimine (tõstmaks ning stabiliseerimaks alal veetaset),
ala ettevalmistus (eemaldatakse turbapinnalt pealmine kõva koorik),
Antud taastamismetoodikat on 2006. a. kevadel kasutatud näiteks ka Ohtu katsealal Keila lähistel, kust artikli autor on kogunud antud töö valmimiseks vajalikud samblaproovid. Samuti kasutatakse seda metoodikat ka Viru raba freesvälja taastamiseks, mille samblakülvamist ja multšimist on kujutatud joonisel 2. Tulenevalt sellest, et antud metoodika on loodud Kanadas ja sealseid loodusolusid silmas pidades, võib Eestis selle kasutamine vajada täiendavaid uuringuid.
Joonis 2. Sambladiaspooride külv ja õlgedega multšimine (Anna-Helena Purre)
Ohtu katsealalt (Joonis 3) kogutud samblaproovid mõõtmisest selgus, et katsealal oli keskmine sammalde biomass 5,2 g/dm2, sammalde keskmiseks juurdekasvuks mõõdeti 10,8 mm aastas ning produktsiooniks 1,1 g/dm2 aastas. Suurima osa biomassist (44%) moodustas katsealal raba karusammal (Polytrichum strictum), talle järgnesid turbasammalde perekonda kuuluvad samblad (perek. Sphagnum), kes moodustasid 28% sammalde biomassist ning soovildik (Aulacomnium palustre), kelle biomass moodustas 25% katsealade sammalde biomassist. Väikse osa sammalde biomassist moodustas ka harilik palusammal (Pleurozium schreberi, 3%).
Raba-karusammalt, kes andis suure osa sammalde biomassist katsealal peetakse taimkatteta turbaalade (ka põlenud alade) pioneerliigiks, kes aitab luua sobivaid tingimusi teiste taimede kasvuks. Raba-karusambla poolt pakutavate ,,teenuste’’ hulka kuuluvad näiteks turbapinna kinnitamine, niiskuse hoidmine, varju pakkumine ning temperatuuri kõikumiste vähendamine. Vähemalt taastamise alguses mõjub raba-karusammalde kate turbasammalde katte moodustumisele positiivselt.
Joonis 3. Ohtu katseala 2012. a. sügisel (Anna-Helena Purre)
Kõrgemad sambla biomassid ning turbasammalde ja raba-karusammalde biomassid mõõdeti karbamiidiga väetatud katselappidel (sammalde keskmine biomass 8,02 g/dm2), teise lämmastikväetise, ammooniumnitraadi mõju oli kesisem. Samuti andis häid tulemusi superfosfaadi kasutamine. Lämmastikväetiste kasutamise tulemuslikkuse kohta on aga maailma mastaabis mõneti vastukäivaid andmeid— osade artiklite andmetel mõjuvad nad sammaldele (eriti turbasammaldele) väga hästi, kuid on ka juhuseid, kui samblakate hävib nende kasutamise tagajärjel. Millest aga tuleb see, et üks lämmastikväetis mõjus väga hästi ja teine nii häid tulemusi ei andnud? Vastus võib peituda kahes asjas. Esmalt, karbamiid sisaldab rohkem seotud lämmastikku kui ammooniumnitraat. Teiseks, ammooniumnitraat on vees lahustuv sool, mis on kergemini sademetega pinnasest välja uhutav kui orgaaniline karbamiid.
Külvatud turbasamblaliikidest andis parimaid tulemusi Sphagnum fuscum’i ehk pruuni turbasambla külvamine (sammalde biomass keskmiselt 10,10 g/dm2). Antud turbasamblaliik kasvab looduslikes soos samblamätaste tipus ja kuivemates oludes ning on seetõttu saavutanud oma tiheduse, leheasetuse ning veekogumisrakkude rohkuse ja nende paiknemise abil väga hea veesäilitamise võime. Antud liiki peetakse sobivaks taastamiseks aladele, kus veetase on sügavamal (Campeau & Rochefort, 1996). Teiste turbasamblaliikide ja nende segude külvamisel jäid keskmised sammalde biomassid ligikaudu 2-3 korda väiksemaks.
Kindlasti vajab freesturbaväljade metoodika edasisi uuringuid ja arendamist, et sobitada teda erinevates paikades valitsetavatele tingimustele, sealjuures ka Eestisse. Uurida tuleks täpsemalt taastatavate alade keemilisi ning füüsikalisi tingimusi, samuti veetaset. Kindlasti tuleks suuremahuliste taastamisprojektide puhul viia läbi eelnevad uuringud ala kohta, et taastamiseks kasutatav metoodika sobitada täpsemalt taastatavale alale saavutamaks parimaid tulemusi. Seda eeskätt taastamise suhteliselt suure ressursside nõudlikkuse tõttu ja freesturbaväljade võimalikult kiireks ja edukaks taastamiseks. Taastamise eesmärgiks on saada looduslikust taastumisest kiiremini võimalikult endisele, looduslikule soole, sarnane olukord.
Kasutatud kirjandus:
Campeau, S., Rochefort, L. 1996. Sphagnum regeneration on bare peat surfaces: Field and greenhouse experiments. J. App. Ecol., 33. 3. 599-608.
Ilomets, M., Pajula, R., Sepp, K., Truus, L. 2010., allikas Keskkonnakorraldus, Maapõue alamprogramm programmi projekt nr. 14 „Turba jääkväljade rekultiveerimine turbasammaldega“ lõpparuanne. [Online] http://www.tlu.ee/files/arts/1011/Turbabe45a5a36 afe49d68d387e 9d21058a6f.pdf (21. 01. 2012).
Ilomets, M. 2011. Kogemusi Eestist. Rmt.-s: Paal, J. (koostaja) Jääksood, nende kasutamine ja korrastamine. Tartu: Eesti Turbaliit, lk 130-138.
Valk, U. 2005. Eesti rabad. Tart u: OÜ Halo Kirjastus.
Ramst, R., Orru, M. 2009. Eesti mahajäetud turbatootmisalade taastaimestumine. Eesti Põlevloodusvarad ja –jäätmed, 1-2. 6-7.
TalveAkadeemia konverents “Toit. Süsteem. Probleem?”
toimub sel aastal 1.-3.märts 2013 Pärnu Tervis Spas.
Sel aastal juba üheteistkümnendat korda toimuv TalveAkadeemia konverents keskendub toidutootmise globaalsele süsteemile.
Konverents toimub 1.-3 märtsil Pärnu Tervis Spas.
Osalemistasu, 25 € üliõpilastele ja 40 € kõigile teistele, sisaldab korraldatud transporti konverentsipaika ja tagasi (nii Tallinnast kui Tartust), ööbimist, toitlustamist ning konverentsi ajakirja.
Uurime, millised on meie praegu toimiva toidusüsteemi erinevate etappide (kasvatamine, töötlemine, transportimine, tarbimine jm) mõjud erinevatele valdkondaldele (looduskeskkond, sotsiaalolud, kultuur, majandus).
Meie võrdlemisi laia teemavaliku eesmärgiks on süsteemne ja globaalsetele seostele mõtlemapanev käsitlus.
Talveakadeemik ei taha muidugi ainult teada, mismoodi on asjad praegu, vaid ta küsib ka, mis juhtub tulevikus.
Kas 50 aasta pärast sööme me tõesti laboris kasvatatud liha, vetikamassi ja putukaid? Kas on meie söök siis puha geenmuundatud? Kas me hakkame jätkuva linnastumise tulemusel oma toitu linnas kasvatama? Või suundume hoopis tagasi oma juurte juurde ja tulevikus toidab meid maheköök?
TalveAkadeemia kolme päeva jooksul toimuvad huvitavad ettekanded, diskussioon ja grupitööd.
Ettekannete osas astuvad üles:
– Siim Tiidemann, Eesti esindaja ÜRO Toidu- ja Põllumajandusorganisatsioonis
– Anne Luik, Eesti Maaülikooli professor
– välisesineja Morgaine Gaye, toidu futuroloog
– Jaanus Välja, Õiglase Kaubanduse Eesti eestvedaja
– Piret Raudsepp, noorteadlane
– Oma töid esitlevad ka TalveAkadeemia 2013 teadusartiklite konkursi võitjad.
Diskussioonis küsime “Mis toidab tulevikus?”.
Meid huvitab, milline saab olema toidu tootmine tulevikus nii maailmas kui Eestis. Millised on võimalikud jätkusuutlikud lahendused ja millised teele jäävad takistused? Diskussiooniosa modereerib teadusajakirjanik Arko Olesk ning diskuteerivad Mati Koppel, Ants-Hannes Viira, Roomet Sõrmus ja Margo Mansberg.
Grupitöödes on võimalik oma oskusi ja teadmisi täiendada näiteks geneetiliselt muundatud organismide, meretoidu, toote elutsükli, juhtimise või toidutehnoloogia valdkondades.
Värske Aju tegi eelmisel aastal väga meeleolukat koostööd Talveakadeemiaga. Mitmed konverentsil osalenud artiklid leidsid tee (veidi populaarteaduslikumal kujul) ka meie blogisse.
Teatame rõõmuga, et samuti läheb ka sellel aastal. Seni kuni ootame artikeldi meie lehele ja Talveakadeemia toimumist, on meil edastada üks kutse Talveakadeemia meeskonnalt.
Talveakadeemia kutsub juba 5. veebruaril kõiki kuulama teaduslike lühiartiklite ettekandeid. Üritus toimub Tallinna Ülikooli aulas algusega kell 10.
Üles astuvad 13 üliõpilast, kes esitasid teadusliku lühiartikli selleaastasele TalveAkadeemia konkursile.
Kõikide ettekannete läbivaks jooneks on seostatus säästva arengu probleemistikuga.Ürituse lõpus autasustatakse parimaid artiklikirjutajaid ning parimate ettekannete
autorid saavad esinemiskutse TalveAkadeemia 2013 konverentsile.
Ühtlasi saab otseülekannet toimuvast vaadata aadressil www.tipikas.tv
Ürituse täpsem kava:
10.00 Avasõnad
10.10 Kuidas taimed tajuvad oma naabreid? Sirgi Saar
10.30 Koolikohustuse täitmise analüüs ja puudumiste mõjutajad Eesti üldhariduskoolide põhikooli vanema astme näitel Eneli Põld
10.50 Külvatud turbasamblaliigid, väetised ja turbasammalde külvitihedused – kolme teguri mõju samblakatte taastumisele freesturbaväljal Anna-Helena Purre
11.10 Jätkusuutliku arengu tagamine ohtlike kaupade transpordilogistika vaatenurgast Jelizaveta Janno
11.30 Kohvipaus
12.00 Oma varasemast TA konkursikogemusest räägib Kadri Kalle
12.40 Cu2ZnSnSe4 defektiuuringud mahtuvusspektroskoopiliste meetoditega Pille Salu
13.00 Filagriini mutatsiooni C.2282del4 esinemise sagedus täiskasvanute seas eestis ning tubakasuitsu mõju allergiahaiguste avaldumisele Kairit Kukk
13.20 Lõunapaus
14.00 Haridusfilosoofiliselt õiglane hindamine (üli)koolis Sven Anderson
14.20 Viinapuude (Vitis) lõikusviiside mõju saagi valmimisele Anne-Liis Riitsalu
14.40 Töökoormuse vähendamise ja töötasu tõstmise roll Eesti tervishoiusüsteemi jätkusuutlikkuse tagamises Kaisa Kase
15.00 Histamiin N-metüültransferaasi kodeeriva geeni polümorfismi C314T sagedus täiskasvanud allergikute ja kontrollgrupi hulgas Eestis ja keskkonnategurite mõju allergiahaigustele Astrid Oras
15.20 Kohvipaus
15.50 Ksüleemimahla kaaliumioonide sisalduse mõju ksüleemi hüdraulilisele juhtivusele kõrgendatud õhuniiskuse tingimustes Annika Karusion
16.10 Mobiilsete õpivahendite tekitatavad raadiosageduslikud elektromagnetväljad Tarmo Koppel
16.30 TA konkursist läbi retsensendi pilgu räägib Heidi Soosalu
Talveakadeemia 2012 alternatiivsete ideede sessioonis kutsusime teise Noored Kooli vilistlase Priit Jõega inimesi kaasa mõtlema väga põneval teemal: kuidas kasvatada noorest inimesest ettevõtlikku ja samal ajal keskkonnateadlikku kodanikku? Noored Kooli blogis tegin juba sel teemal lühikese ülevaate. Annan siingi asjast pisut aimu.
Muide, sessioonis osales nii bakalaureuse- ja magistritudengeid kui ka doktorante ja erasektoris leiba teenivaid inimesi. Esitan nende pakutud ideed tähestikujärjekorras.
Ainetevaheline integratsioon – miks mitte teha tehnoloogiaõpetuses kohupiimavärve või looduslikku kosmeetikat (minu keemiaõpetaja, Maila Mölder, kellele ma võlgnen oma baasteadmised loodusteadustes, keetis meiega gümnaasiumis seepi!)?
Kirjandite teemad ning võõrkeeletundide esseed ei peaks olema ainult inimsuhetest, ajaloosündmustest vmt – nad võiksid tihemini käsitleda konkreetseid keskkonnaküsimusi (just konkreetseid, mitte mingit humanitaarset hägu… – väga hea näide TIK’i saksa keele õpetajalt, kes parandas õpetajate toas esseed teemal „Vor– undNachteile der Windenergie“ või midagi sarnast).
Kohustuslik kirjandus võiks sisaldada ka huvitavat keskkonnaalast kirjandust („Hääletu kevad“, „Maailma roheline ajalugu“ või miks mitte „Rebasetund“ noorematel – see on ju teatud ringkondade klassika? Sh. inglise keele kohustuslik kirjandus, publik soovitas lugeda “A Short History of Nearly Everything”).
Kooli prügimajandus on korras. Sh. selgitatakse lastele jooksvalt, miks sorditakse ning seletatakse lahti toodete ja materjalide elutsüklid (tarbimine lähtuvalt toote elutsüklianalüüsist).
Külastused firmadesse. Eriti äge oleks, kui külastus haakuks hästi just tehnoloogilise haridusega (kuidas töötab insener või keemik?)
Lastesaamise võimalus ainult neile, kes on keskkonnaküsimustes pädevad. (Lubasin üles riputada kõik variandid kriitikameelt kasutamata)
Leida laste hulgas populaarseid kõneisikuid keskkonnaküsimustele – nt. Getter Jaani!
Rohkem case study meetodil õppimist igas vanuses (ehk mõtestatud rühmatööd avastuslikus vormis), nt „kuidas laadida mobiili, kui oled matkal ja sul on ainult käepärased vahendid kaasas?“
Science Fair – õpilaste teadusprojektid, -laadad jmt.
Eestis seni vähelevinud teaduse populariseerimise meetod koolides - science fair.
Tegevõpetajate rakenduslik täienduskoolitus (nt. ainesektsioonides loengute kuulamise asemel praktilised tegevused (see ka osaliselt toimub nii) ülikoolide laborites. Sh. peaks see täienduskoolitus jõudma laiemale ringile, kui ainult harilikult aktiivsust üles näitavad õpetajad, keda, minu kogemuse kohaselt, on ainult teatud osa tervikust.
Tähistada lisaks emakeele päevale ka näiteks Maapäeva või autovaba päeva ülekooliliselt.
Vaheaegade linnalaagrid (õpikojad jmt, mis juba toimib ka – siin on küsimus pigem reklaamis ja (jällegi) õpetaja aktiivsuses).
Võistlused, kus kogutakse vanapaberit.
Õpetajate omavahelised kokkulepped, et aetaks ühte asja. Nii nagu pole reaalne, et üks õpetaja õpetab evolutsiooni teine loeb kantslist midagi kreatsionistliku, ei saa üks õpetaja suunata lapsi teadlikult tarbima ja teine iga päev ühekordse kohvitopsiga kooli tulla.
Keskkoolis tõime sõpradega kooli raadioruumi Rohelise Liikumise kontorist komposti vihmaussid. Olime sellised puukallistajad (olen ka nüüd). Sõid seal meie teepakke ja banaanikoori. Miks ei võiks selline lahendus olla üldlevinud? Miks ei PEAKS ta seda olema?
Õpetajate toas plasttopside kasutamine keelatud (või suunatud ainult külalistele).
Õpilasesinduste suurem osalus kooli keskkonnapoliitikas (nõuab konkreetsete õpilaste initsiatiivi muidugi).
Võtke või jätke!
Omalt poolt võin öelda, et paljud neist lahendustest tegelikult on juba kasutuses, aga asi takerdub liigagi tihti õpetajate ülekoormuse taha…
Artikli autor on Jaan Niitsoo, kes õpib Tallinna Tehnikaülikooli Energeetikateaduskonnas doktorantuuris. Jaan jõudis parimate hulka 2012. aasta Talvakadeemia teadusartiklite konkursil.
Proloog. Juttu tuleb kodumajapidamistes kasutusel olevate seadmete energiatarbest. Mõõtmine sai ettevõetud autori doktoritöö raames, kuid ei ole sellega otseselt seotud. Väljatoodud tulemused on lihtsalt töö lisandväärtus.
Teadaolevalt on kodumajapidamistes küllaltki suur hulk seadmeid, mis tarbivad energiat ka väljalülitatud olekus. Teostatud mõõtmistega tuvastamise selle energia hulga ning nägime, et aktiivvõimsuse kõrval kasutavad seadmed ka reaktiivvõimsust, mis ei ole seni antud teemas väga laia kajastust leidnud. Mõõdetud võimsuste alusel arutletakse tekstis kogu energiatarbimise üle ja leitakse mõningased arvud, kui palju see soovimatu energia maksab. Kodumajapidamistes kasutatavate elektroonikaseadmete hulk on viimastel kümnenditel drastiliselt kasvanud.Enamik nendest seadmetest säilitavad teatud funktsionaalsuse ka pärast väljalülitamist. Paarkümmend aastat tagasi oli seadmetel tavaliselt lüliti, mille abil sai selle lihtsalt vooluvõrgust eemaldada. Tänapäeval on see asendunud kaugjuhtimisega, mis vajab mõningast toidet ja seepärast seadet võrgust ei eraldata (Rayabhari, 2003).
Väga paljud kodumajapidamise seadmed tarbivad elektrit ka pärast nende väljalülitamist ning osadel puudub üldse väljalülitamise võimalus ning energiat tarbitakse ka siis, kui nad ei täida oma otsest tööülesannet. Kasutatud energiat, mis kulub siis, kui seadmed ei täida oma esmast eesmärki, kutsutakse ooteloleku energiaks või parasiitenergiaks (Meier, et al., 2002). Probleemi märgati juba kümmekond aastat tagasi ning sellest ajast saati on ootelolekus energiat tarbivaid seadmeid ainult juurde tulnud.
Kuigi seadmete ooteloleku võimsused on väikesed, siis on nad kogu aeg ühendatud. Lõppkokkuvõttes on nende tarbitud energia seetõttu vägagi märgatav. Parasiidset tarbimist võib kohata igal pool, kus on seadmed, millel on näiteks digitaalne ekraan ja mis on ühendatud võrku läbi adapteri ning mida on võimalik kaugjuhtimise teel lülitada. Mõõtmistulemused.Kõikide töörežiimide korral mõõdeti nii aktiiv-, reaktiiv-, kui näivvõimsust. Ülevaatlikkuse mõttes neljaks jagatud töörežiimide kirjeldused on toodud allolevas tabelis (Tabel 1). Kõikide mõõdetud seadmete nimetused on toodud tabelis (Tabel 2).
Tabel 1 Erinevate režiimide seletused (25.10.2011)Tabel 2 Mõõdetud seadmed ja nende võimsused tööolukorras (25.10.2011)
Seadmed, mida oli võimalik lülitada ooterežiimi, oli mõõdetavas majapidamises kokku mõõdetud 14st aparaadist kümme. Nende aktiivvõimsuse tarbimine vattides on toodud diagrammil (Joonis 1).
Nagu diagrammilt näha, siis võivad sarnaste aparaatide ooteloleku aktiivvõimsused varieeruda väga suurtes vahemikes. Nimelt on kolme kineskoopteleka vastavad näitajad 12,7 W; 3,3 W; 3,0 W. Üks kineskooptelekas osutus kõikidest mõõdetud seadmetest kõige suuremaks aktiivenergia tarbijaks, samas teised kaks mõõdetud telekat jäid pigem võrdluse teise otsa. Kõige vähem kulutas ooterežiimis energiat kuvar (0,5 W).
Joonis 1 Ootel olevate seadmete aktiivvõimsus vattides (25.10.2011)
Aktiivenergia kõrval tarbivad seadmed tihtipeale reaktiivenergiat. Diagrammil (Joonis 2) on toodud mõõdetud kümne aparaadi reaktiivvõimsused ootelolekus.
Joonis 2 Ootel olevate seadmete reaktiivvõimsus varrides (25.10.2011)
Graafikutelt on selgelt näha, et reaktiivvõimsuse tarbimine on korreleeritud aktiivvõimsuse tarbimisega, ehk mida suurem on aktiivvõimsus, seda suurem on ka reaktiivvõimsus. Tähele tuleb panna, et mõõdetud reaktiivvõimsused olid nii mahtuvuslikud kui ka induktiivsed. Toodud diagrammidel on kõik väärtused absoluutarvudes. Kõige suurem reaktiivvõimsus oli kineskooptelekal (18,9 VAr) ja kõige väiksem telefonil (3,1 VAr).
Ootel olevate seadmete kogu aktiivvõimsus oli 56,5 W, mis tähendab, et kui mõõdetud seadmed võimaluse korral viia ooterežiimi ja ülejäänud vooluvõrgust eraldada, siis säilib ikkagi algsest võimsusest 16,3%.
Reaktiivvõimsust tarbisid võrgust ootelolevatest seadmetest ainult õhupuhasti, üks kineskooptelekas ja telefoni laadija. Kõik ülejäänud seadmed andsid reaktiivenergiat võrku tagasi. Ootel olevate seadmete kogu võrku tagasiantav reaktiivvõimsus oli 67,4 VAr, mis oli 49,5% seadmete summaarsest tööoleku reaktiivvõimsusest.
Tavaliselt on võimalik seadmeid välja lülitada, mis eeldaks tavaarusaamas võrgust energia tarbimise lõpetamist, kuid paljudel seadmetel see nii ei ole. Kõigist mõõdetud 14st seadmest sai välja lülitada vaid seitset aparaati.
Väljalülitatud seadmete aktiivvõimsused on toodud alloleval diagrammil (Joonis 3). Kõige suurem aktiivvõimsus selles olekus oli printeril (6,1 W) ja kõige väiksem mobiililaadijal (0,2 W). Väljalülitatud seadmete kogu aktiivvõimsuseks jäi 18,2 W, mis on 5,3% mõõdetud seadmete tööoleku võimsusest.
Väljalülitatud seadmete reaktiivvõimsused on toodud alloleval diagrammil (Joonis 4). Suurim reaktiivvõimsus oli selles olekus sülearvutil (16,6 VAr) ja kõige väiksem mobiililaadijal (0,7 VAr).
Väljalülitatuna tarbisid kõigist seadmetest võrgust reaktiivenergiat ainult õhupuhasti, makk-raadio ja telefonilaadija. Summaarselt toimus reaktiivenergia võrku tagasiandmine. Väljalülitatud seadmete kogu võrku tagasiantav reaktiivenergia oli 18,5 VAr, mis oli 13,6% kõigi seadmete tööoleku summaarsest reaktiivvõimsusest.
Majanduslik hinnang. Võttes keskmiseks parasiitvõimsuseks majapidamise kohta 50 W ja tehes üldistuse, et see võimsus on tarvitusel kogu aeg, teeb see ühes päevas valemi (1) järgi 1,2 kWh. Kuus 36 kWh ja aastas 432 kWh.
E=P*t (1)
kus E – energiahulk, P – aktiivvõimsus, t – aeg.
Eestis tarbiti 2010. aastal kodumajapidamistes kokku 2 023 GWh elektrienergiat (Eesti Statistikaamet, 2010). Sealjuures on Eesti Energia kodutarbijate arv on ligikaudu 470 000 (Eesti Energia, 2010). Tehes üldistuse, et kokku on kõikide kodutarbijate arv Eestis 500000, siis saab ühe keskmise majapidamise parasiitenergia ja majapidamiste arvu omavahel korrutades keskmiseks parasiitenergiakuluks 216 GWh. See on ligikaudu 10% kogu majapidamiste energiakulust.
Et teada saada, kui suur on parasiitenergia rahaline väärtus, tuleb saadud energiaväärtused korrutada valemi (2) järgi elektrienergia hinnaga. Arvutuste aluseks on võetud Eesti Energia „Kodu 1“ paketi põhitariif on 10,91 eurosenti/kWh (Eesti Energia, 2011).
C=E*p (2)
kus C – maksumus, E – energiahulk, p – hind.
See teeb ühe majapidamise keskmiseks kuluks 4 eurot kuus ning 47 eurot aastas. Kogu parasiitenergia maksumuseks Eestis teeb see 2 miljonit eurot kuus ja 24 miljonit eurot aastas.
Täpselt samasugune arvutuskäik on võimalik ka reaktiivenergia kohta. Praeguse seisuga kodutarbijad, kellel on alla 63-amprine peakaitse, reaktiivenergia tasu maksma ei pea. Oletades aga, et kõik tarbijad hakkavad praeguste hindadega (Tabel 3) siiski tasu maksma ja võrku tagasiantav reaktiivvõimsus igal ajahetkel ühe majapidamise kohta keskmiselt 75 VAr, siis oleksid vastavad numbrid järgmised:
ühe majapidamise energiakulu kuus 54 kVArh ja 0,52 eurot,
ühe majapidamise energiakulu aastas 648 kVArh ja 6,29 eurot,
kogu parasiitne reaktiivenergia kulu kuus 27 GVArh ja 0,26 miljonit eurot,
kogu parasiitne reaktiivenergia kulu aastas 324 GVArh ja 3,14 miljonit eurot.
Tabel 3 Reaktiivenergia hinnad (Eesti Energia, 2011)
Hoolimata sellest, et kõik seadmed on kodumajapidamises väljalülitatud, toimub siiski märgatav energiatarbimine. See võib elektriarvest moodustada küllaltki suure osakaalu, vahel isegi üle 10%.
Peale maksustatava aktiivenergia kasutavad seadmed ka hulganisti reaktiivenergiat, mille eest alla 63-amprise peakaitsmega kliendid veel maksma ei pea. Kodumajapidamiste seadmete parasiitne reaktiivvõimsus on isegi suurem kui aktiivvõimsus.
Pidev nähtamatu võrku ühendatud võimsus toob kaasa suuri kulusid. Praeguste elektrihindade juures aktiivenergia eest oleks see ligikaudu 24 miljonit eurot aastas ning lisaks teoreetiline kulu reaktiivenergia eest 3 miljonit eurot.
Parasiitenergiat vähendamiseks on kõige efektiivsem viis kõik seadmed pärast kasutamist vooluvõrgust eemaldada. Selle lihtsustamiseks peaks olema igal aparaadil võrgust eraldamist võimaldav lüliti. Samuti on vastuvõetud regulatsioone, mis nõuavad tootjatelt seadmete ooteloleku võimsuse vähendamist.
Terminoloogia
Aktiivvõimsus (P) on vahelduvvoolu võimsuse reaalosa, mis on muundatav mingiks teiseks energiavormiks (soojuseks, mehaaniliseks tööks, valguseks) või mida saab salvestada keemilise energiana. Mõõdetakse vattides (W), kilovattides (kW) või megavattides (MW).
Reaktiivvõimsus (Q) on vahelduvvoolu võimsuse imaginaarosa, mis ei tee tööd ja mida mõõdetakse varrides (VAr), kilovarrides (kVAr) või megavarrides (MVAr).
Näivvõimsus (S) on aktiiv- ja reaktiivvõimsuse geomeetriline summa. Mõõdetakse voltamprites (VA), kilovoltamprites (kVA) või megavoltamprites (MVA).
Mahtuvuslik reaktiivvõimsus on negatiivse märgiga ehk tarbija annab võimsust võrku tagasi.
Induktiivne reaktiivvõimsus on positiivse märgiga ehk tarbija tarbib võrgust võimsust.
Kasutatud kirjanduse loetelu
Eesti Energia Elektri hinnad ja paketid [www.energia.ee]. – 2011. a..
Eesti Energia Raamatupidamise aastaaruanne [www.energia.ee]. – Tallinn, 2010. a..
Eesti Energia Reaktiivenergia hinnakiri [www.energia.ee]. – 2011. a..
Eesti Statistikaamet KE03: Elektrienergia bilanss [www.stat.ee]. – Tallinn, 2010. a..
Meier A. ja Rosen K. Leaking Electricity in Domestic Appliances. – Berkeley, US : University of California, 2002. a..
Rayabhari M. Cutting Stand-By Power // Power Engineer. – [s.l.] : IET, 2003. a.. – 2 : Kd. 17.
Artikli autor on Marta Kinnunen, kes õpib Tallinna Tehnikaülikooli magistrantuuris jätkusuutliku energeetika protsesse. Marta jõudis parimate hulka 2012. aasta Talvakadeemia teadusartiklite konkursil.
Üha enam maad võtva keskkonnasõbralikkuse valguses oleme kindlasti korduvalt erinevate jäätmete optimaalse taaskasutuse üle pead murdnud, et oma panust meie ühiskonna jätkusuutlikuse tagamisse maksimeerida. Uuele ringile oleme harjunud saatma paberit, plastikut ja klaasi, ning biojäätmeid üritame võimalikult efektiivselt komposteerida. Peagi aknale koputavale kevadele mõeldes tundub värvilises sügises sumpamine muidugi kauge minevikuna, aga nii mõnigi mäletab, kui keeruline nendele üüratutele lehehunnikutele kohta leida oli. On ju just lehed need,mida me kaminas praksuva tule valguses sooja eest tänama peame, kuna just nende vastutusrikas ülesanne on päikeseenergia puitu sulgemine. Nii et miks mitte aianurgas mädanemise asemel nende kütteväärtust utiliseerida ja seeläbi keskkonda säästa?
Käesolevas töös uurisin sügiseste puulehtede põletamise võimalust, eeldades, et puitkütustele ja turbale on katla tüübi sobivuse korral võimalik lisada 10% ulatuses lisakütust, milleks oleks probleemne või väheuuritud omadustega kütus1. Selgus, et puulehed on senini väga vähe uuritud materjal, ning nende taaskasutamist pole laialdaselt arutatud. Tänapäeval kasutatakse biomassist saadud energiat kogu maailmas vaid 50 EJ aastas2.
Sügislehtede taaskasutamist soosivad mitmed faktid, nagu näiteks Eesti eesmärk suurendada taastuvatest ressurssidest toodetud soojuse osakaalu 2005. aastal olnud 21%-lt 33%-le aastaks 2013. Lisaks näeb biomassi ja bioenergia kasutamise edendamise arengukava ette tarbijate teavitamise kodumaiste taastuvate ressursside kasutamise eelistest lokaalküttes3. Miks mitte teavitada inimesi ka oma aiast kokku riisutud puulehtede kasutamise võimalustest.
Lisaks sellele näevad kehtivad arengukavad ette katlamajade puitkütusekatelde koostootmise seadmetega varustamise. See lubab puitkütusest koostootmise baasil toota täiendavalt soojust ja elektrit. Praegune statistika käsitleb biokütusena ainult puitkütuseid (puit, metsaraie ja puidutööstuse jäätmed, võsa). Energia saamiseks sobiva biomassi moodustavad Eestis aga lisaks puitkütustele ka turvas, põhk, energiahein, pilliroog, energeetilised põllukultuurid ning orgaanilised majapidamise ja põllumajanduse jäätmed3.
Eestis peetakse puulehtede kogumist sügishooajal loomulikuks ning nende komposteerimine on seni teadaolevatest võimalustest kindlasti mugavaim ning ka odavaim4.
Enne kogutud sügiseste puulehtede kalorsuse, niiskusesisalduse ja tuhasuse määramist jahvatasin puulehed liikide kaupa ühtlaselt peeneks, osakese läbimõõduga 0,5 mm2. Kalorsuse määramiseks pressisin kuivatamata materjalist 0,4-0,7 grammised tabletid. Kalorsust määrasin kalorimeetrilises pommis ning niiskusesisalduse määramiseks kasutasin kuivatuskappi, kus seisid jahvatatud lehed 24 tundi 105°C juures5. Tuhasuse määramiseks kaalusin üle 1 g niisket jahvatatud materjali tiiglisse ning asetasin selle muhvelahju temperatuurile 525°C. Selles protsessis põles proovist ära kogu orgaaniline aine ning allesjäänud tuha kaalusin nelja tunni pärast5.
Teostatud katsete kohaselt (vaata Tabel 1) on puulehed võrdlemisi suure energiasisaldusega. Keskmine kuivaine energiasisaldus on 20,64 kJ/g. Puulehtede põletamisel on probleemiks niiskus, mis kasutatud materjalis oli 35,65%. Niiskusesisaldus on paljuski tingitud sügisese lehekoristusperioodi ilmastikuoludest. Teostatud katsete kohaselt on puulehtede tuhasisaldus 7,05 – 9,93%.
Tabel 1. Teostatud katsete tulemused, mis näitavad kogu materjali arvutuslikke keskmisi väärtusi ja standardhälvet.
AS Veolia Keskkonnateenuste andmetel toodi sügisesel lehekoristusperioodil Aardlapalu ümberlaadimisjaama umbes 1350 tonni biolagunevaid jäätmeid Tartu linna piirkonnast. Kindlasti võib toojate seas olla ettevõtteid, kelle jäätmete hulgas on peenemaid puuoksi ning riknenud puu- ja juurvilju minimaalselt paarisada tonni. Seega võiks väga umbkaudseks puulehtede koguseks Tartu linnas ajavahemikul september 2010 kuni detsember 2010 lugeda 1000 tonni. Omavalitsustel on juba praegu kohustus rakendada biolagunevate jäätmete liigiti kogumist, mis võimaldaks kogumispaikadesse toodavad puulehed hõlpsasti ülejäänud jäätmetest välja sorteerida ja edasisse käitlemisse saata.
Seega võttes arvesse teostatud katseid puulehtedega oleks teoreetiliselt võimalik saada Tartu linnast kogutud 1000 tonnist niisketest puulehtedest (energiasisaldus 15,86 MJ/kg) energiat umbes 15 860 GJ. See on 1,3% kogu AS Fortum Tartu katlamajades 2010 aastal kasutatud biokütustest6.
Puulehti võiks kasutada väikeste üheperemajade kateldes ning suuremates koostootmisjaamades, milles on kas restpõletuskatlad või keevkihttehnoloogial põhinevad katlad. Eelistada tuleks keevkihttehnoloogial põhinevaid katlamaju, kuna keevkihtkoldes on võimalik põhikütusele lisada probleemsete või väheuuritud omadustega biokütuseid, nagu seda on puulehed1. Eestis on keevkihtkatlaid suhteliselt vähe, kuid planeeritavad uued biokütustel töötavad elektri ja soojuse koostootmisjaamad varustatakse suure tõenäosusega just seda tüüpi seadmetega1.
Puulehtede keskmiseks niiskussisalduseks on katsete põhjal 35,65%. Niiskusesisaldus on sõltuv ka lehtede kogumise perioodil valitsevast ilmast. Suur niiskusesisaldus on üks puulehtede kasutamise puudusi, võrreldes näiteks turbabriketiga, mille niiskusesisaldus on umbes 12% (vaata tabel 2). Enne katlasse panemist pole aga otstarbekas hakata puulehti kuivatama, sest see kulutab omakorda energiat ning muudaks kogu protsessi keerulisemaks. Siiski on ka niiskete puulehtede kütteväärtus arvestatav, ligikaudu 16 MJ/kg. Võrreldes näiteks rohtse biomassina kasutatava päideroo kuivaine kütteväärtusega, milleks on 14,9 MJ/kg, on seega hoopis mõttekam kasutada niiskeid puulehti kui kuivatada päideroogu. Suure niiskussisalduse tõttu võib aga tekkida probleeme katla hooldamisega, sest mida niiskem on kütus, seda rohkem seda kulub ning seda enam peab katelt tahmast puhastama.
Tabel 2. Erinevate biokütuste võrdlus 7 ja tabel 1
Põletamisel on oluline ka kütuse tuhasus. Eelistatakse väiksema tuhasisaldusega kütuseid. Puulehtede keskmine tuhasisaldus katsete põhjal on 7,05%, mis on tunduvalt rohkem, kui hakkpuidul (1%), kuid sarnane turbabriketile.
Kokkuvõtteks võib väita, et teostatud esialgsete katsete ja uurimuse põhjal on puulehed võrdlemisi suure energiasisaldusega kütus – kuivaine keskmine energiasisaldus on 20,64 kJ/g. Ka niiskete puulehtede kütteväärtus on arvestatav, ligikaudu 16 MJ/kg, mis on suurem kui rohtse biomassina kasutatava päideroo kuivaine kütteväärtus (14,9 MJ/kg).
Puulehtede lisamine põhikütustele lubatava 10% ulatuses võimaldaks säästa põhikütust ja ühtlasi vähendada puulehtede ladestamist.
Tulevikus oleks vaja teostada lisakatseid, kogudes võimalikult suurel hulgal erinevate puuliikide lehti. Pargi- ja haljastusjäätmete põletamise kõrval on mõttekas uurida ka metaani tootmist nii nendest kui lignotselluloossest materjalist üldisemalt. Viidatud allikad: 1 Vares, V. 2008. Biomassi tehnoloogiauuringud ja tehnoloogiate rakendamine Eestis. Lõpparuanne. TTÜ Soojustehnika instituut. 176 lk.
2 Lehtveer, U. 2006. Taastuvenergia käsiraamat. Eestimaa Looduse Fond
3 Eesti Vabariigi Põllumajandusministeerium. 2007. “Biomassi ja Bioenergia kasutamise edendamise arengukava aastateks 2007 – 2013”.
4 Eesti Vabariigi Keskkonnaministeerium. 2008. “Riigi jäätmekava 2008 – 2013”
5 Schulte, E.E. 1995. Recommended Soil Organic Matter Tests. Lk 47-56. Rmt. J. Thomas Sims and A. Wolf (toim.) Recommended Soil Testing Procedures for the Northeasten United States. Northeast Regional Bulletin #493. Agricultural Experiment Station, University of Delaware, Newark, DE.
6 Proosa, H. AS Fortum Tartu peaökonomist. Suulised andmed. 19. 04. 2011
7 Lepa, J., Jürjenson, K., Normak, A., Hovi, M. 2001. Kütused soojusenergia tootmiseks: teatmik. Eesti Põllumajandusülikooli kirjastus, 2001. 24 lk.
Artikli autor on Anna Tisler, kes õpib Tartu Ülikoolis 1 aasta biomeditsiini magistratuuris. Anna jõudis parimate hulka 2012. aasta Talvakadeemia teadusartiklite konkursil.
Terve põlvkond – terve ühiskond. Aga kust ühiskond algab? Eks ikka lastest. Laps on ühiskonna peegel ning iga laps on ühiskonna jaoks väärtus. Terve ühiskond eeldab terveid lapsi. Tervist mõjutavad aga paljud faktorid. Kui infektsioonhaigusi on alati põetud, siis allergianäitajad on viimastel kümnenditel suurenenud.
Miks just allergianäitajad? Allergilised haigused on viimase 30 aasta jooksul levinuimad maailmas. Uuringud näitavad, et üks kolmandik planeedi elanikest kannatab mõne allergiavormi all. Umbes 30-40 % lastest kogu maailmas on atoopiline dermatiit. Samas on viimase poolesaja aasta jooksul kogu maailmas harvenenud bakteritest ja viirustest põhjustatud haigused. Keskkonnas olevad bakterid ja seened, kõige enam aga soole normaalne mikrofloora, on äärmiselt olulised tasakaalustatud immuunreaktsioonide tekkes. Steriilsetes tingimustes ei teki tolerantsust. Taluvusreaktsioonide väljakujunemiseks on hädavajalik kokkupuude bakteritega.
Rinnapiima olulisusust areneva lapse elus ei tohiks alahinnata. Ema annab oma lapsele koos piimaga antikehi, mineraalaineid, vitamiine, rasvhappeid. Rinnapiima saavatel lastel on peamised seedetrakti koloniseerijad piimhappebakterid nagu laktobatsillid ja bifidobakterid. Soolefloora sõltub sellest, missugused mikroobid on lapse sooletraktis sündimise ajal, kuid tähtsusetu pole ka see, mis soolefloorat hilisemas elus mõjutab (antibiootikumid, toit ja selles olevad lisaained jm). Uuringutest on selgunud suured erinevused allergiliste ja tervete inimeste sooles leiduvate mikroobide koosluses. Allergiateta inimestel on rohkem piimhapet tootvaid baktereid (laktobakterid, bifidobakterid), allergikutel aga rohkesti bakteroide ja klostriide.
Talumajapidamistest pärit lastel on allergiad harvemad. Peamiseks põhjuseks on see, et nad söövad rohkem kodus valmistatud säilitusaineteta toitu. Paljud lisaained (E-ained) võivad ise esile kutsuda toidu talumatust, kuid mõjutada immuunsüsteemi ka soolefloora muutumise kaudu. Antud töö eesmärgiks on pöörata ühiskonna tähelepanu allergia tekkemise põhjustele, aga mis veelgi tähtsam – haiguse ennetamisele.
Inimese normaalne mikrofloora ehk mikrobioota on keeruline ja stabiilne ökosüsteem, mis koosneb umbes 1014 erinevast mikroobirakust. Kõige rohkem mikroobe leidub seedetraktis: varasemate hinnangute järgi umbes 500 (Savage, 1989; Mikelsaar, 1992), kuid uuematel andmetel isegi kuni 40 000 erinevat liiki, millest enamik on mittekultiveeritavad (Frank ja Pace, 2008). Seedetrakti mikrofloora osaleb organismi mitmetes ainevahetusprotsessides, mõjutab selle toitumist ning kasvu (Midtvedt jt., 1988; Tamm 1993) ja kindlustab kolonisatsiooni-resistentsuse (Waaij jt., 1971; Vollaard jt., 1994).
Seedetrakti mikrofloorat uuritud juba aastaid (Salminen jt., 1995). Sooles on tähelepanuväärne kogus mikroorganisme, mis on tihedas kontaktis soole limaskestaga ning omavad mõju immuunsüsteemile. Mitmesugused tegurid, sh. infektsioonid ja antibakteriaalsete preparaatide kasutamine võivad mikrofloora tasakaalu ehk homöostaasi häirida. Suurima mõjuga faktoriteks peetakse enneaegsust, antibiootikumravi, toitumisrežiimi, sünniviisi ja väliskeskkonda (de La Cochetiere jt., 2007; Bennet jt., 1982, 1987). Vähenenud mikroobne stimulatsioon lapsepõlve jooksul on seotud suurenenud astma ja allergia levikuga (Björksten, 1994).
Normaalse mikrobioota kujunemine on keeruline protsess, milles on olulised mitmesugused faktorid: nii vastsündinute, neid kontamineerivate mikroobide kui väliskeskkonna omadused. Üheks oluliseks komponendiks soole mikroflooras on piimhappebakterid, sh. laktobatsillid. Neid Gram-positiivseid baktereid seostatakse allergiliste haiguste väiksema sagedusega. Samas on mõned varasemad uuringud näidatud erinevusi laktofloora koostises allergilistel ja mitteallergilistel lastel (Penders jt, 2010; Björksten jt., 2001; Kalliomäki ja Isolauri, 2003).
Laktobatsillide tervist toetav toime on teada juba üle 100 aasta (Metchnikoff, 1907). Nende osakaal soole mikroflooras ei ole suur, kuid neid peetakse üheks olulisemaks mikroobigrupiks. Nad aitavad suurendada organismi kaitset patogeenide vastu, tootes antimikroobseid ühendeid (piim-, äädik-, propioonhappeid, vesinikperoksiidi, süsihappegaasi, bakteriotsiine) ja blokeerides limaskesta retseptoreid, et vältida patogeenide kinnitumist (Galvez jt., 2007). Kasulike toimete hulka kuuluvad ka seedimise soodustamine, laktoosi lagundamine, kasvajate vastane aktiivsus, immuunsüsteemi moduleerimine, kolesterooli omastamine ja vastupanu patogeenidele (Sanders, 1999). Lisaks sellele omavad mõned laktobatsilli tüved antioksüdantset toimet (Ahotupa jt., 1996) ja indutseerivad lämmastikoksiidi sünteesi (Korhonen jt., 2001). Uuringud on näidanud, et erinevad laktobatsillide liigid ja tüved mõjutavad tervist erinevalt.
Uurimistöö eesmärgiks oli võrrelda soole laktofloora kujunemist allergilistel ja mitteallergilistel lastel kuue esimese elukuu jooksul, kasutades molekulaarseid metoodikaid. Uuringusse kaasati 32 last, kes olid sündinud Tartu Ülikooli naistekliinikus või Linköpingi Ülikooli kliinikumis (Rootsi). Uuringugrupp koosnes seitsmeteistkümnest allergilisest imikust (üheksa Eestist ja kaheksa Rootsist) ja viieteistkümnest mitteallergilisest imikust (kümme Eestist ja viis Rootsist). Kaks gruppi oli valitud nii, et saaks jälgida immuunvastuse ja allergilisuse arenemist sõltuvalt keskkonnateguritest. Kokku uuriti 126 laktobatsillide tüve, neist 79 pärinesid allergilistelt ja 47 mitteallergilistelt lastelt (Tabel 1). Uuritavad laktobatsillitüved tüpiseeriti AP-PCR meetodil.
Tabel 1. Uuringus kasutatud laktobatsilli tüved
Seejärel PCR produktid sekveneeriti ning liigid määrati kasutades BLAST programmi.
Sekveneerimise alusel jagunesid kõik uuritud imikute soolest pärinevad laktobatsillid 6 liiki. Käesolevas töös võrreldi allergiliste ja mitteallergiliste laste laktofloorat. Tulemused joonisel nr 3.
Joonis 3. Erinevate laktobatsillide liikide esinemine allergilistel ja mitteallergilistel lastel. *p = 0.036 (Fisher Exact test).
Allergiliste haiguste ennetamise seisukohast omab olulist rolli mikrofloora koostis esmase koloniseerimise ajal. Hollandi imikute uurimus (Penders et al., 2010) näitas L. paracasei kaitsvat mõju allergia vastu. Samuti on näidatud L. casei ja L. paracasei immuunomodulatoorset toimet antiallergilise TH1 immuunvastuse suunas (Cukrowska jt., 2010). Samas leiti hiljuti avaldatud uurimuses, kus analüüsiti Rootsi 0-2-kuuste imikute soole mikrofloora seost allergiaga, väiksem L. casei,L. paracasei ja L. rhamnosus’e esinemissagedus allergilistel lastel (Sjögren jt., 2009), mis erineb meie tulemusest eriti viimase liigi osas. Usutavasti on allergia vältimises oluline roll mikrofloora üldisel mitmekesisusel, mis aitab kujundada tolerantsust erinevate antigeenide vastu (Björksten jt., 2001; Kalliomäki jaIsolauri, 2003; Kalliomäki jt., 2003; Sjögren jt., 2009).
Mikrofloora on oluliselt seotud tervisliku seisundiga, sealhulgas allergiliste haigustega. Käesoleva töö eesmärgiks oli sekveneerimist ja AP-PCRi kasutades selgitada normaalsesse mikrofloorasse kuuluvate laktobatsillide kolonisatsiooni tervetel ja allergilistel lastel. Esimesel elunädalal esines vaid 3 liiki, igal ajaperioodil lisandus üks uus liik. Kõige stabiilsemaks liigiks läbi kõigi ajaperioodide oli L. casei. Allergiliste haiguste ennetamise seisukohast omab olulist rolli mikrofloora koostis esmase koloniseerimise ajal, eelkõige piimhappebakterite – laktobatsillide ja bifidobakterite suur hulk. Käesolev uuring näitas mõningast gruppide-vahelist erinevust – tervetel lastel oli L. rhamnosus’e esinemissagedus oluliselt madalam kui allergilistel lastel (p=0.036). Domineerivateks liikideks allergilistel lastel olid L. casei ja L. rhamnosus, mitteallergilistel L. casei ja L. gasseri.
Ka soolebakterite maailmas on head võmmid ja pahad võmmid. Allergikute sooltes on uuringu järgi mitteallergiliste imikutega võrreldes tunduvalt levinum Lactobacillus rhamnosus.
Kirjanduse loetelu.
Ahotupa, M., Saxelin, M. and Korpela, R. (1996). Antioxidative properties of Lactobacillus GG. Nutr. Today 31, 51S-52S.
Björksten B., (1994). Risk factors in early childhood for the development of atopic diseases. Allergy; 49: 400-7.
De La Cochetiere M.F.; Rouge C.; Darmaun D.; Roze J.C.; Potel G.; Leguen C.G. (2007). Intestinal microbiota in neonates and preterm infants: a review. Cur. Ped. Rev., 3, 21-24.
Frank DN, Pace NR. (2008). Gastrointestinal microbiology enters the metagenomics era. Curr Opin Gastroenterol 24:4–10.
Galvez A., Abriouel H., Lopez R.L. and Omar N.B. (2007) Bacteriocin-based strategies for food biopreservation. Intern. Journal of Food Microbiol. 120, 51-71.
Guarner F; Malagelada J-R. Gut flora in health and disease.(2003). Lancet., 361,512-519.
Hopkins, M.J., Sharp, R., Macfarlane, G.T. (2001) Age and disease related changes in intestinal bacterial populations assessed by cell culture, 16S rRNA abundance, and community cellular fatty acid profiles. Gut 48, 198- 205.
Korhonen, R., Korpela, R., Saxelin, M., Maki, M., Kankaanranta, H. and Moilanene, E. (2001).Induction of nitric oxide synthesis by probiotic Lactobacillus rhamnosus GG in J774 macrophages and human T84 intestinal epithelial cells. Inflammation. 25, 223-232.
Metchnikoff, E. (1907). The prolongation of life. Optimistic studies. London, Butterworth Heinemann.
Midtvedt, A.-C., Carlsted- Duke, B., Norin, K.E., Saxerholt, H., Midtvedt, T. (1988) Development of five metabolic activities associated with the intestinal microflora of healthy infants. J. Peadiatr. Gastroenterol Nutr., 7, 559-567.
Mikelsaar, M., Siigur , U., Lenzner, A. (1990). Evaluation of the quantitative composition of fecal microflora. Lab. Delo, 5, 62-66 (vene k.)
Mikelsaar, M. (1992). Evaluation of the gastrointestinal microbial ecosystem in health and disease.
Mikelsaar, M., Mändar, R. and Sepp, E. (1998). Lactic Acid Microflora in the Human Microbial
Ecosystem and Its Development. In: Lactic Acid Bacteria (S. Salminen and A. von Wright, eds.). Marcel Dekker, New York, pp. 279-342.
Salminen S, Isolauri E, Onella T. (1995). Gut flora in normal disordered states. Chemotherapy;41 Suppl: 5-15.
Sanders, M.E. and in’t Veld, J.H. (1999). Bringing a probiotic-containing functional food to the market: microbiological, product, regulatory and labelling issues. Antonie van Leeuwenhoek 76, 293-315.
Waaij van der, D., Berghuis, J.M., Lekkerkerk- van der Wees, J.E.C. (1971). Colonization resistance of the digestive tract in conventional and antibiotic- treated mice. J. Hyg., 69, 405-411.
