Sildiarhiiv: keskkonnatehnoloogia

Jätkusuutlik areng,Keskkonnatehnoloogia,Mikrobioloogia,Põllumajandus,Tarbimine,tulevik

GMOdest anno 2015

Kunagi, enne kui ma targemaks sain, kartsin ma geneetiliselt muundatud organisme (GMOsid). See väljend on veidi kehv. Kuigi see võtab hästi kokku kontseptsiooni, kõlab see üsna kurjakuulutavalt. See oli enne. Pärast aastaid kestvat bioloogiaharidust on mu arvamus oluliselt muutunud. Esiteks ma saan aru, mis asi see GMO üldse on, kuidas seda tehakse ning millised ohud sellega kaasneda võivad. Teiseks olen ma õppinud tegema vahet päris teadusel ja erinevate huvirühmade lobitööl ning mõistan hästi erinevaid positiivseid aspekte, mida genoomi manipuleerimine võimaldab.

Olgem ausad – hoolimata kehvast imagost avalikkuse silmis, on GMOdel oluline koht modernses maailmas. Käesoleva kümnendi algul kasvasid GMOd 10% maailma põllumaadel ja 29s riigis kasvas 11 erinevat muundatud taime. See osa on muidugi kõigile teada. Paljud meist ei tea aga seda, et enamik ravimites ja toidutööstuses kasutatavaid valke ja ensüüme tulevad suurtest bioreaktoritest, kus kasvatatakse geneetiliselt muundatud baktereid (näiteks E. coli). Sealt tuleb ka suhkruhaige süstlas olev insuliin sarnaselt kümosiinile (laap), mida kasutatakse juustu tootmises. Seda nimekirja võiks jätkata. Modernne bioloogia ja biotehnoloogia on geneetilise muundamiseta võimatu.

Geneetiliselt muundatud viljade kasutus USAs. Allikas: http://www.ers.usda.gov/Data/BiotechCrops
Geneetiliselt muundatud viljade kasutus USAs. Allikas: http://www.ers.usda.gov/Data/BiotechCrops

Sellest kõigest hoolimata on GMO ikkagi justkui midagi, millest eemale hoida. Euroopa Liidus elades tundub, et lõpptarbijale seda justkui ei eksisteerigi. Loomulikult on meil müügil tooteid, mille tootmisel on kuskil geneetiline modifitseerimine vajalik, ent näiteks GMO tomatit meil osta ei saa. Ka USAs, kus GMO vilju on võimalik kergesti leida, ei ole nad just suurepärase kuulsusega. Ikkagi inimesed pigem väldivad neid ja kui küsida, kas toodetele peaks peale märkima, et need sisaldavad DNAd, ütleb 80% ameeriklastest „jah“ (MOTT).

Teadus ei seisa aga paigal ning head mõtted saavad ikka ükskord täide viidud. GMOd on tagasi tulemas  ja seekord on PR töö veidi parem. Vähe räägitakse geenidest, mis on võetud kaladest ja bakteritest ja viidud siis taimedesse. Praegused märksõnad on säästlikkus ja tervislikkus. Paljud on praegu kindlasti segaduses – GMO ning tervislik – aga nii see on.

Üks varasemaid näiteid säärastest GMOdest on kuldne riis. Tavalise riisi sisse viiakse beta-karoteeni sünteesi jaoks vajalikud muudatused ja valmib veidi kollaka värviga riisisort, mis võib päästa sadade tuhandete laste elu, kes surevad vitamiin A puudusesse igal aastal. Miks me ei vii neile lihtsalt multivitamiine? Lühinägelik mõte, mis paksendab vaid vitamiinitootjate rahakotti, ei lahenda reaalset toitumise probleemi piirkondades ning muudab need piirkonnad igavesti abist sõltuvaks. Samuti tundub see rumal olukorras, kus meil on olemas täiesti ohutu alternatiiv, mis on toodetud heategevuslikel eesmärkidel toitaine puuduses elavatele inimestele. Kahjuks ei ole kuldne riis suures osas veel abivajajateni jõudnud, suuresti tänu GMO vastastele lobiorganisatsioonidele. Kuna aga teadust tuleb aina juurde, on lootust, et varsti see olukord muutub.

Kuldne riis. International Rice Research Institute (IRRI)
Kuldne riis. International Rice Research Institute (IRRI)

Mitmed tootjad on just seda „tervislikuma“ toote teed läinud. Näiteks arendab DuPonti all olev firma Pioneer sojauba nimega Plenish, mille õlis ei ole transrasvu. See tähendab, et sojaõli, mida tänapäeval kasutatakse küpsiste ja krõpsude tootmisel saab ehk tulevikus olema transrasvade vaba ja vähendab nende toodete negatiivset mõju tervisele.

Sarnane on ka JR Simplot Co poolt toodetud Innate kartul, mis on vastupidavam muljumisele ning vähendab akrüülamiidi tekkimist. Akrüülamiid on kartulite kõrgel temperatuuril küpsetamisel looduslikult tekkiv kemikaal, mida on seostatud vähi põhjustamisega.

Tänapäeva geenitehnoloogia üks suuremaid valupunkte on sarnaselt paljude tehnoloogia valdkondadega patenteerimine. Kui firmad saavad geenide üle patente omada, võib see viia suurte probleemideni tulevikus. Üks näide on BRCA1 ja 2 geenid, mis on seotud rinnavähi tõenäosusega. Pikalt olid need geenid patenteeritud Myriad Geneticsi poolt ja nemad kontrollisid kõike nende geenidega seonduvat, sealhulgas ka rinnavähi tõenäosuse teste. Aastal 2013 otsustas aga USA ülemkohus, et looduses eksisteerivaid geenifragmente ei saa patenteerida. Sünteetilistele DNA järjestustele see praegu veel ei kehti ja peame ootama ära, mida tulevik toob. On kindel, et patendeerimisega seotud seadused peavad lähitulevikus mitmes aspektis muutuma.

Kirjanik Arthur C. Clarke on kirjutanud, et iga piisavalt edasijõudnud tehnoloogiat ei saa maagiast eristada. GMO tehnoloogiaga on suuresti sama mure. Vastupanu sellele on suuresti seotud sellega, et enamik meist ei mõista seda. Me tegelikult ei mõista ka sordiaretust (seda nii-öelda loodusliku protsessi, mida on sajandeid tehtud) ja paljutki toidutööstusest. Ma arvan, et meil kulub veel aega geneetilise modifitseerimisega harjumiseks ja selleks, et me reaalselt näeksime neid positiivseid mõjusid, mis sealt tulevad. Tehnoloogia on ju alles lapsekingades. Uued tooted, mis ei ole ainult tootlikkuse ja transpordi parandamisele orienteeritud, vaid aitavad kaasa tervislikuma toidu tarbijani jõudmisele, on suur samm edasi. Loodan, et inimesed on valmis ka kriitiliselt mõtlema ja mõistma, mis asi see GMO siis lõpuks ikkagi on.

Jätkusuutlik areng,Keskkonnatehnoloogia,Linnad

Väikeste majade liikumine

Keskmise eestlase eluruumi suurus on umbes 30.5 m2   inimese kohta. See selgus 2011. aasta rahvaloendusel ning võrreldes 2000. aastal toimunud loendusega on see kasvanud. Ilmselt suureneb see number 3-4 aasta jooksul. Selle kasvu juures pole muidugi midagi üllatuslikku. Tundub üsna mõistlik mõelda, et suurem eluruum on parem. Sinna mahuvad inimesed mugavamalt ära, sinna mahub rohkem asju ning toad saab rohkem funktsiooni järgi ära jaotada. Kas suured eluruumid on aga mõistlik lahendus? Ehk saab ka teisiti?

Ameerika Ühendriikides on eluruumide kiire kasv juba üle elatud. Kui aastal 1978 oli keskmine elumaja suurus 165 m2, siis aastaks 2007 oli see juba 230.3 m2. Keskmine pere suurus sel ajal aga vähenes. USAs on eramaja omamist alati prestiižeks peetud ja kui inimeste jõukus kasvas, sai seda luksust endale järjest rohkem inimesi lubada. Kasvuga käis kaasas ka mantra: mida suurem, seda parem.

Jutt väiksematest majadest on USA ühiskonnast läbi käinud mitmel korral. Tänapäevase väikeste majade liikumise algatajaks peetakse Sarah Susankat, kes avaldas 1997. aastal raamatu „The Not So Big House“ („Mitte nii suur maja“). Tänaseks pea 18 aastat vana raamatut on mitmeid kordi uuendatud ning sellest on sündinud väga populaarne seeria. Väga olulist osa liikumise populaarsuse kasvus mängis ka 2007. aasta majanduslangus ja kuigi ka praegu on vaid umbes 1% ostetavatest majadest alla 93 m2, on väiksed majad maamaksust ja kodulaenust koormatud perede jaoks järjest põnevam lahendus.

USA ei ole loomulikult ainuke koht, kus väikeste majade liikumine kanda on kinnitanud. Inimesed, kes elavad suure asustustihedusega piirkondades nagu näiteks Tokyo, otsivad pidevalt lahendusi et saavutada rohkem privaatsust kõrgete kinnisvarahindade juures. Hea näide on arhitekt Takaharu Tezuka poolt disainitud projekt House to Catch the Sky (maja taeva püüdmiseks). Selle nime all on aastate jooksul välja töötatud mitu erinevat disaini, mida ühendab eesmärk pakkuda 4-liikmelisele perekonnale võimalikult mugavat elamist väikesel pindalal. House to Catch the Sky 2 pindala on näiteks 74m2  ja selle sisse on mahutatud täisväärtuslik kodu.

Katsuhisa Kida/FOTOTECA - House to Catch the Sky 2. Allikas: http://www.architecturenewsplus.com/
Katsuhisa Kida/FOTOTECA “House to Catch the Sky 2” Allikas: http://www.architecturenewsplus.com/

Väikese maja liikumises ei ole kindlaid definitsioone, kuid peamiseks eesmärgiks on viia eramajade pindala alla 100 m2 . Entusiastid püüavad kogu oma elu aga veelgi kompaktsemaks muuta. Ühele inimesele mõeldud elamud võivad olla tihti ka alla 10m2 ning 1-2 lapsega pereelamuid projekteeritakse isegi alla 30 m2. Kui 100 m2 on enamike perede jaoks rohkem kui küll, on 30 m2 üsna hirmutav number. Ma elan elukaaslasega säärases ühetoalises korteris ja kui aus olla, ei kujutaks ma ette, et siin veel 1-2 last elaks. Miks peaks keegi siis endale nii väikese maja ehitama?

Maxim Kurennoy, "Futteralhaus Modell FH_25" (25 m2), 1-2 lapsega pereelamu. Allikas: http://futteralhaus.ru/
Maxim Kurennoy, “Futteralhaus Modell FH_25” (25 m2), 1-2 lapsega pereelamu. Allikas: http://futteralhaus.ru/

Väikesel majal on mitmeid eeliseid. Kõige olulisem seal elavate inimeste jaoks on kindlasti hind. Paljud, kes on perega 3-4 magamistoaga majast väikesesse majja kolinud, räägivad, kuidas pere ei ole enam arvete poolt koormatud ning raha saab kulutada koos paljude lõbusate tegevuste ettevõtmiseks. Väiksem maamaks, kütte- ja elektrikulud, vähem ruumi ebavajalike asjade jaoks – kõik see säästab raha. Kuna keskmise väikese maja hind on vahemikus 20 000 – 50 000 eurot, ei ole vaja ka väga ränkasid kodulaenusid.

Väga oluline on ka keskkonnasäästlik aspekt. Kuna väikesed majad kasutavad oluliselt vähem energiat, vähendavad need ka seal elavate inimeste ökoloogilist jalajälge. Ka fakt, et need võtavad väiksema ruumi enda alla, on positiivne. Väikese asustustiheduse juures (nagu Eestis) võimaldab see majade vahele rohkem rohelist ala – rohkem loodust, värskemat õhku. Väikeses majas elamine kindlustab ka lihtsama eluviisi. Sul ei ole võimalik koguda koju asju, mida sul reaalselt vaja ei lähe. Usun, et keskmise kodu panipaikades on asju, mis pole aastakümneid päevavalgust näinud. Parem oleks oma oste rohkem läbi mõelda ja kitsad elutingimused seda kindlasti ka soosivad.

Väikeste majade puhul on keskseks faktoriks disain, mitte suurus. Kõik ruum kasutatakse võimalikult efektiivselt ära. Suuruse piiramine annab arhitektidele võimaluse olla loomingulisem. Just see väljakutse ongi mitmed tipparhitektid toonud väikeste majade juurde. Hea disain, multifunktsionaalne mööbel ning vajadustele vastav arhitektuur loovad olukorra, kus 30 m2 ei olegi liiga uskumatu kahe lapsega pere jaoks.

18 m2 kodu Idahos. 2 täiskasvanud, 1 laps ja 1 koer. Arhitekt Macy Miller. Allikas: http://www.countryliving.com/homes/real-estate/tiny-house
18 m2 kodu Idahos. 2 täiskasvanud, 1 laps ja 1 koer. Arhitekt Macy Miller. Allikas: http://www.countryliving.com/homes/real-estate/tiny-house

Olen aus – hoolimata minu suurest huvist ja entusiasmist väikeste majade vastu, ei kujuta ma veel praegu end ette mitme lapsega väga piiratud pinnal elamas. Sellest hoolimata leian ma, et väikstel majadel on meile palju õpetada. Asustustiheduse ja kinnisvarahindade kasvamisel muutuvad nad tulevikus ilmselt populaarsemaks. Tänapäeval saame me aga neid vaadelda kui funktsionaalse disaini etalone ning võtta üle nippe ruumi säästmiseks ning lihtsamaks elukorralduseks. Sulle on oluline suur köök – paiguta oma kodu nii, et sellel on suurem osatähtsus ning kõik muu on väiksem. Või siis tee väiksem köök ja suurem elutuba, kontor või magamistuba. Kõik ei pea suur olema ning iga asi ei vaja spetsiifilist ruumi või mööblieset, kui on olemas multifunktsionaalseid lahendusi.

Postituse lõppu ka filmisoovitus: “TINY – A Story About Living Small”

Jätkusuutlik areng,Linnad

Kestliku ja kaasava linnakeskkonna suunas

Septembrikuus jagati teist korda tunnustust linnadele üle maailma, mis on silma paistnud erinevate meetmete rakendamisega, püüdmaks vähendada oma “elutegevusega” kaasnevat mõju kliimamuutustele. City Climate Change Leadership Award anti välja kümnes kategoorias, millest Eestile geograafiliselt lähim linn Amsterdam sai auhinna finantsilise ja majandusliku arengu valdkonnas. Eelmisel aastal said “lähikondsetest” auhinna ka Kopenhagen ja München – vastavalt süsihappegaasi mõõtmise ja vähendamise ning rohelise energia kategoorias. Põhjamaade linnadest on mõlemal aastal finalistide hulka valitud Stockholmi ja Malmö mitu erinevat projekti ning ka Oslo.

Eesti linnad seni oma projektidega sellelaadset tunnustust pälvinud ei ole, küll aga ületas möödunud nädalal uudistekünnise seitsme eestlase valimine 100 uue eurooplase nimekirja (New Europe 100). Nimekiri koondab kokku need Kesk- ja Ida-Euroopa inimesed, kes on silma paistnud uudsete ideede ja lahendustega. Teistehulgas pälvis mainitud tunnustuse ka Linnalabori endine juht Teele Pehk –  seega linnade kestlik areng ja sellega seonduv töö pole Eesti kontekstis jäänud sugugi tähelepanu ja tunnustuseta. Siiski on aina rohkem põhjust rääkida linnadest keskkonnasõbraliku ja järkusuutliku arengu kontekstis, lootes sellega innustada rohkemaid inimesi ruumiliselt ja sealhulgas kestlikult mõtlema. Käesolev artikkel on sissejuhatuseks linnageograafiliste artiklite sarjale, mille eesmärgiks on lähemalt tutvustada linnade ja nende jätkusuutliku arengu temaatikat.

Linnadega seonduv teadlik jätkusuutlik tegutsemine ei iseloomusta mitte ainult viimast paari aastakümmet, vaid viib meid ajas tagasi 19nda sajandi lõppu, mil Suurbritannias kerkisid Londoni ülerahvastatuse tõttu teravalt esile erinevad olmeprobleemid ja koos sellega vajadus muutuste järele. Samal ajal pani Sir Ebenezer Howard aluse aedlinnade liikumisele (the garden city movement), mis pidi olema lahenduseks erinevatele töölisklassi probleemidele. Howard nägi aedlinnades läbimõeldud ning isemajandavaid rohevööga ümbritsetud kogukondi, mis pidid olema suutelised oma elanikele tagama kõik eluks vajaliku. Nõnda nägi idee ette, et maa kuulub kollektiivsesse omandisse ning kogu toit toodetakse kohapeal. Samuti oli aedlinnale seatud nö mahupiirang – kui linna elanike arv ületas teatud piiri, siis oli tarvis asustada uus satelliitlinn. Esimesed omataolised aedlinnad olid Letchworth (1903) ja Welwyn Garden City (1919) Suurbritannias, kusjuures Letchworthi võib lisaks esimese aedlinna tiitlile pärjata ka esimese avaliku ringtee tiitliga Suurbritannias (1909).

E. Howardi linna arengut puudutav diagramm. Allikas: Wikimedia Commons.
E. Howardi linna arengut puudutav diagramm. Allikas: Wikimedia Commons.

Pärast Teist maailmasõda kerkis aedlinnade idee taas esile Ühendkuningriigi New Towns Acti (1946) kaudu, mis tugines Howardi ideedele. Lisaks laiaulatuslikumale levikule Suurbritannias, leidsid need ideed toetajad ka Ühendriikides, Kanadas, Brasiilias, Argentiinas, Austraalias ning veel mõnelpool. Huvitava faktina tasub siinkohal mainida, et mitme pealinna planeeringus on järgitud aedlinna kavandamise põhiprintsiipe – sellised linnad on näiteks New Delhi ja Canberra. Ka Eestis võib leida aedlinnade mõningaid printsiipe järgivaid linnu (Elva) ja linnaosasid (Nõmme, Tartu Tammelinn). Tasub aga meeles pidada, et aedlinnade idee oli luua kogukonnad, mis on majanduslikult võrdlemisi iseseisvad ning väikese pendelrände osakaaluga, mistõttu ei tohiks neid segamini ajada suburbiaga – kogu aedlinnade idee taga oli tegelikkuses Howardi soov võidelda eeslinnastumisega.

Nüüdisajal räägitakse vähem aedlinnadest ja rohkem ökoasumitest (ecovillage, ecopolis), mis küll, tuleb tunnistada, sageli väidavad end tuginevat suuresti Howardi aedlinna ideedele. Ökoasumi või ökoküla mõiste võeti kasutusele 1991. aastal Taani Heategevusliku ühenduse Gaia Trust poolt, mis oli loodud 80ndate lõpul, toetamaks kestlikku arengut ühiskonnas ja soodustamaks ökokogukondade teket. Siinkohal tuleks kindlasti mainida Eero Paloheimo nime, kes on suuresti panustanud sellesse, et ökoasumi ideed oleksid realiseeritavad just nõnda nagu vaja. Eero Paloheimo on käinud oma ideid selgitamas ka Eestis ning toetas igati ka ühe sellise asumi rajamist Eestisse. Kahjuks pole Eestis tänaseks veel mitte ühtegi asustust, mida võiks rangelt nimetada ökoasumiks. Küll aga on ajakirjanduses juttu olnud Paljassaare ökolinnaku rajamistest. Lisaks positiivsetele ja poolehoidu avaldavatele artiklitele võib leida siit-sealt ka arvamusi, et kavandatav ökolinnak ei arvesta Natura 2000 hoiualaga. Siit koorub välja ka ökolinnade rajamise probleemistik – uute asulate rajamiseks sobiva koha leidmine on sageli seotud millegi olemasoleva muutmise ja ümberkujundamisega ning sageli sattub löögi alla just taimestik ja loomastik. Ökoasumid on nii mõnelgi pool saanud teatud sihtgrupile kuumaks moesõnaks ning osaks tulevikuvisoonist, teistele jälle meeldetuletuseks sellest, et läbimõtlemata ideed ja teostus võivad viia kasu toomise asemel kahju tekitamisele. Nõnda võibki arutleda, kas Howard ise oleks pooldanud ökoasumite ekstensiivse rajamise ideed.

Paljassaare ökolinnaku visioon aastast 2010. Foto: OÜ Ecobay
Paljassaare ökolinnaku visioon aastast 2010. Foto: OÜ Ecobay.

Mida aga teha siis, kui ökolinna ehitust ei soovita või see lihtsalt pole võimalik (olemasolevat, juba toimivat linna on väga raske kui mitte võimatu muuta täielikult toimivaks ökoasumiks)? Enamasti paistabki mõni linn silma hästi korraldatud ühistranspordisüsteemi (Johannesburg, Oslo), mugava jalgrattaliikluse (Kopenhagen) või energiaefektiivsete hoonete poliitika poolest (New York). Kirjeldatu on sageli kaasava planeerimispoliitika tulemus, kus inimestel on võimalik avaldada arvamust linnas kavandatavate muudatuste ja uuenduste osas ning esitada omapoolsed muudatusettepanekud. Selline praktika on kasutusel ka Eestis, kus linnade üldplaneeringud ja arengukavad pannakse avalikule arutelule. Sel moel on võimalik linnal oma areng planeerida läbipaistval ja selle elanikele kõige sobivamal viisil. Seeläbi tagatakse ka vajaduspõhisus – halvasti ja vähekasutatavatele teedele planeeritud kergliiklusteed suure tõenäosusega rohkem jalgratastel liiklejaid linna ei too. Sageli koonduvadki sarnaselt mõtlevad ja sarnaseid väärtusi hindavad inimesed aktiivseteks kogukondadeks või gruppideks, kes on endale sihiks võtnud kindlad eesmärgid, mis tuleks linnaruumis saavutada. Sellised kogukonnad hoiavad linlastele olulised teemad nähtaval ja tegelevad aktiivselt murekohtadele lahenduste leidmise ja koostöö otsimisega. Järgmises artiklis ongi plaanis rääkida nendest kogukondadest ja algatustest, mis linnaruumi temaatikaga tegelevad – jääge kuuldele!

ALLIKAD JA LISALUGEMIST

  1. Andri Ksenofontov “Linnaehituse esteetika ja eetika” (Sirp , veebr. 1999)
  2. City Climate Leadership Awards www.cityclimateleadershipawards.com
  3. Eco towns: what can we learn from history? (History Extra, august 2009)
  4. Linnalabor www.linnalabor.ee
  5. Sustainable Cities Collective  www.sustainablecitiescollective.com
  6. TalveAkadeemia 2009 ajakiri “Linnaplaneerimine – luues säästvat elukeskkonda”  http://www.talveakadeemia.ee/09/TA2009-ajakiri.pdf
Keskkonnatehnoloogia,Loodus- ja keskkonnakaitse,Värske aju

Veekogude seisundi hindamine ja seire – “Millega värsked ajud tegelevad?” osa IV

Keskkonna kaugseire võimaldab satelliitidelt või lennuvahenditelt tehtud mõõtmiste abil saada infot uuritava objekti kohta ilma sellega füüsiliselt kontakti omamata. Info kandjaks on sellisel juhul kiirgus, mis peegeldub ja kiirgub uuritavalt pinnalt. Antud tehnoloogiat kasutatakse veeseires nii sinivetikate (tsüanobakterite) õitsengu, õlireostuse kui ka näiteks jää leviku määramiseks. Maapinna kohal näiteks põllukultuuride kasvatamise uurimiseks, metsa majandamise kontrolliks, üleujutuse leviku uurimiseks ning ka lihtsalt kaardistamiseks. Levinud on ka lähi-kaugseire mõiste, kus uuritatakse endiselt radiomeetrilist kiirgust, kuid ollakse uuritavalt objektile palju lähemal. Näiteks veekogude seire puhul võib sellisel juhul seade ka vee sees olla. Selleks, et kaugseire pakutavat paremini ära kasutada on Ettevõtluse Arenduse Sihtasutus alustamas teostatavusuuringut Eesti kosmosestrateegia elluviimiseks.

Vastavalt Euroopa Liidu 2000. aastal vastu võetud Veepoliitika Raamdirektiivile tuleb moodustada pinnavee seirevõrk (Kellel rohkem huvi võib selle 346 lk dokumendiga lähemalt tutvuda Keskkonnaministeeriumi kodulehel http://www.envir.ee/vmk/vpr). Seirevõrk peab olema üles ehitatud selliselt, et see annaks ühtse ja tervikliku ülevaate ökoloogilise ja keemilise seisundi kohta igas vesikonnas ning võimaldaks veekogude jagamist viide kvaliteediastmesse vastavalt esitatud normmääratlustele.

Kõige kindlam moodus saada veekogu kohta adekvaatseid andmeid on minna kohale, võtta veeproov, seejärel transportida see ettenähtud tingimustes laborisse, kus siis proovi analüüsitakse. Kuigi nii on võimalik saada äärmiselt täpseid tulemusi, on sellel lähenemisel mitu olulist puudust:

  1. Eestil puudub võimekus sooritada kõiki vajalikke laborimõõtmisi
  2. Kõik sellised mõõtmised on äärmiselt kallid ja kõigi veekogude selline hindamine ei ole ka rikkamatele riikidele jõukohane
  3. Selline meetod on äärmiselt ajamahukas.

Eelmiste põhjuste tulemusena kasutatakse veekogude seisundi kiireks hindamiseks seadmeid, mis mõõdavad vee optilisi omadusi (Näiteks peegeldumisspekter joonisel 1) ning sealt edasi arvutatakse juba vee kvaliteedi parameetreid nagu näiteks klorofülli või heljumi kontsentratsioonid. Sellised seadmed on valdavalt kasutamiseks üsna keerukad ja vajavad spetsialiste – selliseid seadmeid aidatakse välja töötada ka Tartu Observatooriumis – kuid koostöös eestlastega arendatakse ka „ametnikule“ sobivat seadet, millega saab teha veekogu kohta kiire hinnangu, ning kahtluste tekkimisel saaks siis juba võtta veeproove. Selle meetodi suurimaks miinuseks on seadmete ostuhind, mis tihti ka takistuseks saab. Näiteks viibisin ise suvel analüüse tegemas Läänemerel, kus soomlaste organiseeritud uurimisretkel kasutati nii nende endi kui eestlaste ja ka hollandlaste omanduses olevaid seadmeid. Põhiliseks teaduslikuks probleemiks on siinjuures algoritmide koostamine ja testmine (valideerimine laborimõõtmistega). Kahjuks ei ole seni veel suudetud koostada universaalselt algoritmi, mistõttu peame ka Eestis eelkõige tegelema meie oludele vastavate algoritmide välja töötamisele.

Joonis 1. Peipsi järve peegeldumisteguri mõõtmise tulemused 29.05.2008
Joonis 1. Peipsi järve peegeldumisteguri mõõtmise tulemused 29.05.2008

Kahjuks on mõlemal eespool mainitud meetodil üks suur probleem. Nimelt saab nendega hinnata vaid veekogu konkreetset punkti, mis ei pruugi anda head ülevaadet kogu veekogu kohta. Hindamaks kogu veekogu seisundit korraga, tuleks seirevahendid asetada oluliselt kõrgemale, näiteks lennuki või siis satelliidi külge. Levinum on siiski satelliitide kasutamine, sest nii saavad ühte seadet „korraga“ kasutada paljude riikide teadlased, mõõtmisi tehakse pidevalt ning ühe sensoriga on suhteliselt lihtne katta kogu Maa. Kahjuks on ka sellel meetodil omad selged puudused:

Veekogud on väga tumedad objektid ning kui linnade kaardistamiseks mõeldud satelliidid on saavutand juba suurepärase lahutuse ja piksli külje pikkus on alla meetri, siis parim spetsiaalselt veekogude seireks mõeldud seadme piksli külje pikkus on 300 meetrit. Juhiksin tähelepanu, et tavalise kaardi tegemiseks piisab täiesti kuni kolmest spektrikanalist (ka telekaekraani pilt kuvatakse sinise, rohelise ja punase koosmõjul), kuid veekogude uurimiseks on vajalike kanalite/kihtide arv oluliselt suurem.

Veekogude seiramiseks kasutatakse nähtavat kiirgust, ehk lainepikkusi vahemikus 430-800nm. Kahjuks ei ole sedasi võimalik vaadata läbi pilvede, mis Eesti oludes on päris oluliseks takistuseks. Isegi kui pilvi ees ei ole, on see kiirgus, mida mõõdab satelliit oluliselt erinev sellest, mida mõõdetaks atmosfääri all (Joonis 2). Seni on Eestis valdavalt tegeletud juba selliste andmetega, kus atmosfääri mõju on eemaldatud ning arendatud algoritme (Eelkõige koostöös rootslastega), mis võimaldaksid joonisel 2B nähtud joonest arvutada vee kvaliteeti määravaid parameetreid. Viimastel aastatel on ka näiteks Tartu Observatoorium, koostöös sakslastega, andmas olulist panust, et ka atmosfääri korrektsiooni osa arendada.

Joonis 2. Satelliitsensori MERIS spekter mõõdetuna (A) ja pärast atmosfääri mõju eemaldamist (B)
Joonis 2. Satelliitsensori MERIS spekter mõõdetuna enne (A) ja pärast atmosfääri mõju eemaldamist (B)

Kõige selle eelnevaga tuleb kokku puutuda, saamaks lõpuks usaldusväärsel kujul selliseid pilte nagu näha joonisel 3, kus on kujutatud kogu Peipsi järve klorofülli sisaldus 2008. aasta viiendal juunil. Selliste tulemite valguses on võimalik koostada kohalikku veepoliitikat, et tagada meie looduslike veekogude puhtus.

Joonis 3. Peipsi järve klorofülli kontsentratsioon (mg/m3) 05.06.2008 satelliitsensoril MERIS
Joonis 3. Peipsi järve klorofülli kontsentratsioon (mg/m3) 05.06.2008 satelliitsensoril MERIS
Energeetika,Haridus,Jäätmed,Keskkonnatehnoloogia,Mikrobioloogia,Reovesi,Värske aju

Fotobioreaktorid – “Millega värsked ajud tegelevad?” osa I

Kuna Värske Aju meeskonnal on viimasel ajal olnud väga raske leida aega siia kirjutamiseks, otsustasime teha väikese seeria postitusi, mis kirjeldavad seda, mida me igapäevaselt teeme. Selle eesmärk on anda ülevaade meist ja meie enda taustast ja ehk inspireerida ka teid tegelema keskkonna- ja loodusteadustega. Kõigepealt siis räägin mina, Ivo Krustok, sellest, mida ma teen Rootsis Mälardaleni Ülikoolis.

Meie uurimisrühm laiemalt tegeleb eneria ja keskkonna alaste küsimustega ning mina tulin siia kui tudeng, kel on varasemad kogemused mikrobioloogiaga. Oli vaja kedagi, kes töötaks mikrovetikage ja reoveega ning tegeleks samas ka ensümaatilise aktiivsusega.

Mul ei olnud varasemaid kogemusi mikrovetikatega ja olin peamiselt tegelenud bakterite ning vähesel määral ka arhedega aga pakutud projekt tundus põnev. Praegu olen aasta aega Rootsis ülikoolis doktori kraadiga tegelenud ning vaikselt hakkab teema juba kodusemaks muutuma.

Ivo reaktorid vetikatega.

Peamiselt tegelen ma hetkel fotobioreaktorite uurimisega. Fotobioreaktorid on reaktorid, mis kasvatavad mikrovetikaid – sellest siis see eesliide foto… ja bio. Meie uurimisrühma peamine eeesmärk on uurida neid reaktoreid reovee puhastamise ja biomassi tootmise seisukohalt. Reovesi on täis toitaineid ning väga hea substraat mitmesuguse elu kasvatamiseks. Need toitained on aga meile olulised. Fosfor ja lämmastik on näiteks hinnalised väetise komponendid ja praegu kasutame me neid peamiselt lineaarselt. Jäägid sattuvad kas loodusesse halbade tagajärgedega või ladustatakse kuhugi nii, et nad on kättesaamatud.

Et aru saada, kuidas vetikad meid selles osas aidata saavad pean ma kõigepealt lähemalt seletama kuidas fotobioreaktorid töötavad. Kõigepealt on meil vaja substraati – midagi, mida vetikad ja teised mikroorganismid vees kasutada toitainete saamiseks. Lisaks on meil vaja ka valgust – see annab vetikatele fotosünteesiks vajaliku energija ja moodustab fotobioreaktorite nimes selle foto osa. Kolmandaks on meil vaja vetikaid.

Enamikes fotoreaktorites lisatakse vetikad süsteemi puhta kultuurina ja kasutatakse teada-tuntuid tüvesid nagu Chlorella. Meie lähenemine on aga robustsem – kasutame looduslikke vetikate kogukondi. Segame reovee, mis on meie süsteemis substraadiks ning kohaliku järve vee ning reaktor on valmis alustamaks tööd. See tagab süsteemis tugevama kogukonna kuna vetikad ei ole vaid ühest liigist ning võivad tulla nii järve kui ka reovee seest.

Reovees on lisaks toitainetele ka palju toksilisi ühendeid ning raskmetalle. See on ka põhjus, miks on parem omada tugevamat mikroorganismide kogukonda – nad saavad raskemate kasvutingimustega paremini hakkama ja reostuse oht reaktoris on oluliselt madalam. Teisalt on meil võimalus, et mikroorganismid, kes reaktoris kasvavad võivad eemaldada meile mitte sobivaid ühendeid ja vett protsessis ka puhastada.

Minu osa kogu selles süsteemis on peamiselt mikroorganismide ja vetikate kogukonna uurimine reaktoris ning selle kujunemise, arengu ja koostise kindlaks tegemine. Lisaks olen ma huvitatud molekulaarsete meetodite arendamisest vetikate uurimisel – see on suund, milles tänapäeva keskkonnateadused liiguvad.

Reaktorites kasvatatud vetikad on huvitavad mitmel viisil. Meil on võimalik saadavat biomassi toota energia tootmiseks – näiteks biodiisli või biogaasi näol. Viimane on Rootsis väga populaarne ning mitmetel reoveepuhastusjaamadel on võimalus seda toota. See tähendab, et täismahus süsteemi sisse viimine ei ole üldse väga keeruline. Teiseks on huvitav uurida vetikate võimet veest eemaldada tavalise reoveepuhastusprotsessi puhul kätte saamatuid ühendeid, näiteks hormoone ja ravimite jääke. See kõik vajab aga sügavaid teadmisi kogu süsteemist ja protsessi kontrolli võimet.

Ma ei ole oma uuringutega veel väga kaugel, ent siht on seatud silmapiiri taha. Töö, mida ma teen ei ole huvitav ainult mulle vaid teaduskirjandust lugedes on näha, et see huvitab paljuid. Molekulaarsed meetodid on jõudmas ka vetikateni ja üha rohkem mõistetakse, et erinevaid reaktoreid ja süsteemi ei saa uurida viad musta kasti meetodil hinnates vaid sisendeid ja väljundeid – tähtis on tunda kogu protsessi. Just see mind huvitabki. Teaduses on selliseid teemasid palju – just teadmatus ja lootus teada saada ongi kõige suurem inspiratsioon siin maailmas.

Jätkusuutlik areng,Keskkonnatehnoloogia,Transport

Tuleviku transport: ETT

Torudega transpordi süsteem Futuramas

Kui välja arvata ohtlik keskkond, radiatsioonioht ja gravitatsiooni puudumise negatiivne mõju inimkehale on kosmoses reisida päris äge. Maa gravitatsiooniväljast vabanemine on loomulikult raske aga avakosmoses läheb liikumine juba nagu lepase reega. Anna ainult hoog sisse ja sõida. Kas midagi sarnast oleks võimalik luua ka veidi vähemohtlikumas keskkonnas – Maal?

Tuleb välja, et on küll ning üks välja pakutud võimalus on tühjendatud toru transport ehk ETT (Evacuated Tube Transport). Vähemalt sedasi tõlgiksin seda mina. Põhimõte on tegelikult lihtne. Ehita väga pikk toru, tekita sinna vaakum ning sul on võimalik toru sees hõõrdejõu puudumise tõttu sõita väga suure kiirusega, kasutades vähe energiat. Toru sees on auto suurused kapslid, mis mahutavad kas inimesi või kaupa ning mis liiguvad magnet-levitatsiooni abil.

Kui see tehnoloogia kasutusele võetakse on see suurim revolutsioon transpordis pärast lennuki kasutusele võtmist. On palju räägitud sellest, kuidas maailm muutub iga uue ja võimekama transpordi lahendusega väiksemaks ning see on kindlasti tõsi selle tehnoloogia puhul. Kujutage ette, et elate New Yorkis ning teie äripartner tahab korraldada õhtul tähtsat koosolekut Pekingis. Lennukiga lennates võtab see reis aega 12 ja pool tundi. Lisaks kulub aega lennujaamas ning kohale jõudes oled omadega liiga läbi, et õhtusööki nautida. ETT lubab sind viia New Yorkist Pekingisse 2 tunniga. See teeb äripartneri õhtusöögil osalemise juba oluliselt lihtsamaks. Muidugi sinu jaoks oleks see pigem hommikusöök.

Kapslid ootamas reisijaid

ETT on midagi rongide ja autode vahepealset. Kapslid on justkui autod ning torud, milles sõidetakse meenutavad raudtee võrgustikku. Peale minnakse jaamades ning kapslis istudes ei pea sa ise midagi juhtima vaid kogu süsteem toimib automaatselt. Kuna süsteemi maksimaalne kiirus on kuskil 6500 km/h (riigi siseselt 560 km/h), on see päris tore. Inimene ei suudaks kuidagi sellist süsteemi juhtida. Arvuti suudaks seda süsteemi aga muretult juhtida ja lõppkokkuvõttes oleks sinu ohutus tagatud oluliselt paremini kui autos või lennukis.

Energia kulub peamiselt kapslite liigutamiseks ja vaakumpumpade peale, mis õhku torudest välja pumpavad. Kui võrrelda seda süsteemi elektriautode või -rongidega siis võimaldab see kWh kohta kuni 50 korda rohkem transporti. See on peamiselt seetõttu kuna puudub hõõrdejõud. ETT saab muuta väga roheliseks transpordiviisiks, kui jaamadesse paigutada, kas tuulegeneraatorid või päikesepaneelid.

Tehnoloogiliselt oleme me juba sealmaal, et see süsteem valmis ehitada. Suurimaks probleemiks on aga infrastruktuuri paika panemine. See võtab kaua aega ning saab olema kallis. Kuna materjali on vaja vähem kui rongide ja autode jaoks taristu ehitamiseks, tundub, et ETT võib juba lähitulevikus saada reaalsuseks.

Huvilistel soovitan vaadata ka seda video youtube’ist:

Energeetika,Jäätmed,Jätkusuutlik areng,Keskkonnatehnoloogia,Talveakadeemia

Sügislehtede potentsiaal biokütusena (koostöös Talveakadeemiaga)

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.

Keskkonnatehnoloogia,Mikrobioloogia

Magnetotaktilised bakterid

Joonis 1. Magnetospirillum magneticum AMB-1. Pildil on näha magnetosoomide kett. Allikas: Komeili 2012

1975-ndal aastal avastas Richard P. Blakemore fülogeneetilise bakterite rühma, mille nimetas magnetotaktilisteks bakteriteks (MB). Tegelikkuses oli see bakterite rühm juba 12 aastat varem avastatud Salvatore Bellini poolt, kes kahjuks avaldas oma leiu vaid itaalia keeles Pavia Ülikooli Instituto di Microbiologia kaudu ja seetõttu ei teadnud teadusmaailm sellest midagi. Mõlemad mehed nägid nende bakterite puhul imelikku käitumismaneeri – need suunasid end Maa magnetvälja järgi. Miks ja kuidas MD-d seda suudavad vaatlemegi lähemalt.

Joonis 2. Oksü/anoksü üleminekutsoon (OATZ). MD-d kasutavad Maa magnetvälja, et kergesti OATZ leida. Allikas: Komeili 2012

Juba varajased katsed nii Blackmore’i kui ka teiste teadlaste poolt tegid kindlaks, et MB-d reageerivad magnetväljadele erilise organelli – magnetosoomi abil. Magnetosoomid koosnevad magneetilisest mineraalist (magnetiit Fe3O4või greigiit Fe3S4), mida ümbritseb kahekihiline lipiidmembraan (vaata ka jooniselt 1). Üksikud magnetosoomid paiknevad rakus pikkade kettidena, mis võimaldavad rakul end magnetväljaga joondada. Üksikute magnetosoomide magnetväli oleks selleks liiga nõrk.

MB-d on väga tundlikud hapniku suhtes. Arvatakse, et võime maa magnetvälja abil orienteeruda võimaldab neil lihtsamini elupaiku leida. Et leida optimaalne hapniku ja toitainete kontsentratsioon ujuvad enamik baktereid suhteliselt suvaliselt ringi, kuni leiavad parima paiga. MB-de puhul on liikumine viidud ühele dimensioonile. Liikudes mööda magnetvälja on neil kergem leida oksü/anoksü üleminekutsoon, kus on neile eluks vajalikud tingimused. Magnetosoomide kasulikkuse kohta bakteritele on veel mitu teooriat, kuna ükski neist ei ole seletanud kõiki aspekte MB-de käitumises, ent eelpool kirjeldatu on seni enim toetust leidnud.

Kuigi MB-sid on uuritud juba üle 40 aasta, ei ole  lahendatud kõiki nende saladusi. Ometi on nad andnud ja annavad meile ka edaspidi väga olulist informatsiooi ning võivad pakkuda tulevikus erinevaid biotehnoloogilisi kasutusvõimalusi. MB-d mängivad tõenäoliselt olulist rolli veekeskondades toimuvas raua tsüklis. Arvatakse, et kuni 10% lahustunud rauast omandatakse MB-de poolt, mis sadestub lõpuks magnetiidina. Lisaks annavad MB-d kerge viisi uurimaks biomineralisatsiooni kuna on kõige iidsemad ja lihtsamad organismid, kes seda võimet omavad.

Lisaks on tuntud MB-de vastu huvi ka biomeditsiini ja –tehnoloogia vallas, kuna nende poolt toodetud magneetilised osakesed on ühtse suuruse ja kujuga ning puhtad. Uuringud, kus MB-sid kasutada võiks varieeruvad kasvajate ravist ja MRT-st (magnetresonantstomograafia) kuni bioremediatsioonini välja. Julgemad on öelnud ka, et tulevikus võime me nende bakterite abil toota elektrienergiat. Kui kaasata mõttekäiku ka mikroobsed kütuseelemendid tekkib tunne, et tulevikus võivad mikroobid saada energia tootmisel olulisemaks kui seni arvatud on.

Neil, kes on MB-dest rohkem huvitatud, on võimalik soojemate ilmade saabudes võtta ette väike katse:

  • Otsige oma kodu lähedalt mõni tiik ja võtke sealt läbipaistva anumaga veidi muda ja vett. Oodake rahulikult kuni muda on jälle põhja settinud.
  • Võtke pulk ja kinnitake selle otsa magnet. Magnet tuleb pulgaga kinnitada nii, et magnet oleks natukene kõrgemale sellest piirist, kus puutuvad kokku muda ja vesi.
  • Nüüd peaksite te nägema, kuidas mikroobid hakkavad magneti poole ujuma. See on juba iseenesest huvitav vaatepilt.
  • Tekkinud bakterite kogumi on võimalik magnetilt eraldada näiteks Pasteuri pipeti abil. Kui teil on ligipääs mikroskoobile saate nüüd MB-sid selle abil jälgida. Samal ajal on võimalik magnetiga slaidi kõrval mängida ja nende suunda muuta.

Kui teil ei ole endal mikroskoopi ja soovite seda katset siiski lõpuni teha, soovitan ühendust võtta mõne ülikooliga, kus tegeletakse loodusteadustega. Kui kirjutate neile ja seletate ära, mida te tahate teha ja miks, on nad tihtilugu nõus aitama.

Allikad:

Hunter P., 2010. Can bacteria save the planet? EMBO reports 11, 266 – 269

Komeili A., 2012. Molecular mechanisms of compartmentalization and biomineralization in magnetotactic bacteria.  FEMS Microbiol Rev 36 232–25

Magnetotactic bacteria (Wikipedia)

Oidermaa J.-J., 2011. ‘Magnetbaktereid’ magnetite poolitamine ei heiduta

TWiM 25: Magnetotactic bacteria and totally drug resistant TB

Energeetika,Jätkusuutlik areng,Keskkonnatehnoloogia

Biodiiselkütuse laialdase kasutuselevõtmise võimalikkusest Eestis

7 kommentaari

Biodiiselkütuse tootmisest Eestis on palju räägitud ja selle kohta liigub rohkesti vastakaid arvamusi. Ükskõik millise energialiigi kasutusele võtmiseks tuleb arvestada kui palju kulub selle tootmiseks energiat ja kui palju saab sealt energiat kätte. Antud näitaja on põhiline faktor, mille põhjal kujuneb ühe energialiigi hind.

Toetudes EMVI (Eesti Maaviljeluse Instituut) 2001. aastal tehtud uurimusele, võib öelda, et põhimõtteliselt on energeetilises mõttes biodiiselkütuse tootmine Eestis kasulik, ehk siis tootmiseks kuluv energia hulk on väiksem kui saadav energia hulk. Biodiiselkütuse tootmiseks kulub energiat mitmesuguste erinevate tööde peale. Nendeks oleks põllutöödele kuluv energia, rapsiseemnest õli kätte saamiseks kuluv energia (pressimine+esterdamine) ja väetiste ja taimekaitsevahendite tootmise peale kuluv energia. Uurimuses tehtud energiabilansist tuleb välja, et  ühelt hektarilt saab 1,3-1,6 korda rohkem energiat kui tootmiseks kulub.

Maa, eriti põllumajanduslik maa, on piiratud ressurss. See on üks põhiline argument, mis räägib biodiiselkütuse laialdase kasutuselevõtu vastu. Statistikaameti andmetel oli aastal 2007. põllumjanduslikku maad 906 833 hektarit. Diiselkütust kasutati aastal 2007 kokku 528 000 tonni.  Ühelt hektarilt on võimalik saada kuni 0,953 t biodiiselkütust. Arvestades, et saadava energia ja tootmiseks mineva energia suhe on 1,6 siis 0,953 t biodiiselkütuse tootmiseks kulub 0,953/1,6=0,595 t kütust. Lahutades kogu saadavast kütuse hulgast kuluva kütuse hulga, saame kasutatava kütuse hulga 0,953-0,595=0,358 t. Seega ühelt hektarilt saab 0,358 t diislit. Jagades aastase diiselkütuse tarbimise 528 000 t 0,358 t/ha, saame teada, et kogu aastase diiselkütuse tarbimise rahuldamiseks, peaks rapsi kasvatama ca 1 474 860 hektaril,  viitan siinjuures uuesti, et statistikaameti andmetel oli 2007. aastal põllumajandusliku maa pindala 906 833 hektarit. Arvutustest tuleb selgelt välja, et biodiiselkütuse laiaulatuslik kasutusele võtmine ei oleks võimalik.

Eelnevad arvutused põhinesid energiabilansil piiratud maaressursi tingimustes. Teine ja võibolla veel tähtsam aspekt on majanduslik tasuvus. Selleks, et üldse hakata biodiiselkütust suuremas hulgas, on vaja teha mitmeid investeeringuid ja seda nii tootjal kui ka tarbijal. Eestisse oleks vaja teha tehaseid, mis tegeleksid biodiisli tootmisega rapsist. Biodiiselkütus peab vastama Euroopa Liidu kvaliteedi nõuetele ning selle tootmiseks vajaliku tehnika soetamine oleks kindlasti kulukas ettevõtmine. Talumehed peaksid täiendama oma masinaparki ning palkama töötajaid, suurendama oluliselt rapsi kasvatamist. Põllumajandus on iseenesest üsna töömahukas tootmisharu ning agrotehnika on kallis. Lisama peab veel, et kõik ettevõtjad tahavad ka kasumit teenida.

Kõike neid aspekte arvesse võttes tuleks biodiiselkütuse lõpphind tarbija jaoks liiga kallis, lisaks tuleb veel silmas pidada asjaolu, et tarbija peaks tegema omapoolse investeeringu, biodiislit kasutades tuleb ümber seadistada diiselmootorite kütusepumbad, -torustik, -filtrid ja –pihustid. Seega ma arvan, et lõppkokkuvõttes poleks biodiisli laialdane kasutusele võtmine Eestis võimalik.

http://www.eria.ee/public/files/teema_17.pdf

http://www.stat.ee/