Lyhyt Simpunpäästöoppi 15

Torstai 4.1.2024 klo 20.01 - Mikko Nikinmaa

Nahkiaiset olivat yksi minun tärkeimmistä tutkimuskohteistani. Sen lisäksi useat muut tutkijat ympäri Eurooppaa pääsivät hyötymään minun kiinnostuksestani niihin. Lähetin nahkiaisia Hannoveriin, Lontooseen ja Tukholmaan. Nahkiaiset pysyvät hengissä useita tunteja ilmassa, jos niiden pinta ja kidusaukot säilyvät kosteina. Niinpä niitä voi hyvin lähettää kiireellisenä lentorahtina ruokakalan kuljetukseen yleensä käytetyissä styroks-laatikoissa. Laatikon pohjalle laitetaan märkää sanomalehtipaperia, sitten kerros nahkiaisia, päälle märkää sanomalehtipaperia, sitten toinen kerros nahkiaisia jne. Lontooseenkin lennätetyistä sadasta eläimestä vain muutama kuoli.

Se, että nahkiainen pysyy hengissä, jos sen kidukset säilyvät märkinä, hämäsi meitä tutkijoita pitkään. kuvittelimme, että se sietäisi vähähappista ympäristöä hyvin. Vähensimme akvaarioveden happipitoisuutta pienemmäksi ja pienemmäksi, eikä sillä näyttänyt olevan mitään vaikutusta – ennen kuin keksimme mitä otukset tekivät. Ne tarttuivat imusuullaan akvaarion seinään vähän veden pinnan yläpuolella niin että saivat pidetyksi kiduksensa märkinä, mutta kontaktissa ilman kanssa. Tämän jälkeen estimme otuksien pääsyn veden pinnan yläpuolelle sijoittamalla pleksilasilevyn vähän veden pinnan alapuolelle. Sitten saimmekin päinvastaisen ongelman. Kaikki nahkiaiset kuolivat. Nostimme veden happipitoisuutta uudestaan. Nahkiaiset kuolivat edelleen. Jouduimme jatkamaan happipoisuuden nostoa siihen asti, kun se oli suunnilleen yhtä korkea kuin lohikalojen tarvitsema.

Vesi virtaa luukalojen kidusten läpi ja kidukset pysyvät erillisinä maksimoiden hengityspinnan pinta-alan veden korkean viskositeetin ansiosta. Kun kidukset ilmassa painuvat kasaan hengityspinta pienenee niin paljon, että ilman korkea happipitoisuus ei riitä korvaamaan menetettyä hengityspinta-alaa sekä ilman ja veren välisen diffuusiomatkan suurta kasvua. Nahkiaisen kidukset ovat kiduspussien sisällä. Kiduspussit pysyvät täynnä vettä silloin, kun nahkiainen säilyy märkänä – esimerkiksi kun sen kidukset ovat vain vähän veden pintaa korkeammalla. Tällöin kidusten veteen kulkeutuu happea ilmasta, jossa sitä on paljon, ja kun kidukset eivät ole painuneet kasaan, nahkiainen saa riittävästi happea elintoimintoihinsa. Hapensaanti estyy vasta, kun nahkiaisen pääsy vedenpinnan yläpuolelle estetään.

Nahkiaiset ja muut selkärankaiset erosivat omiksi kehityslinjoikseen jo lähes puoli miljardia vuotta sitten. Tästä johtuen, vaikka monet niiden ominaisuudet ovat päällisin puolin samanlaisia kuin luukaloilla tai vaikkapa meillä ihmisillä, ne ovat kehittyneet eri reittiä ja esimerkiksi eri molekyylejä hyväksikäyttäen. Esimerkiksi sekä nahkiaiset että ihmiset kuljettavat tarvitsemansa hapen pH-herkkään hemoglobiiniin sitoutuneena. Ihmisellä hapen sitoutumiseen vaikuttaa tetrameerisen hemoglobiinin tertiäärinen avaruusrakenne. Nahkiaisen hemoglobiini on puolestaan monomeeri-oligomeeritasapainossa ja hapen sitoutuminen riippuu siitä, mikä monomeeri/oligomeeri suhde on. Nahkiaisen hemoglobiini onkin kehittynyt eri globiini-alkumuodosta kuin ihmisen. Nahkiaisen veren punasoluista puuttuu myös anioninvaihtaja, jota pidettiin aikaisemmin välttämättömänä riittävälle hiilidioksidin eritykselle. Itse asiassa tietyn japanilaisen härän osoitettiin myös elävän ilman punasolujen anioninvaihtajaa. Kun tämä havainto tehtiin 1990-luvulla, se oli suuri tiedeuutinen ja ihmetystä herätti, miten hiilidioksidin eritys oli mahdollista. No, nahkiaisia tutkien olimme jo vuosia aikaisemmin osoittaneet, että aktiivisten eläinten punasoluista voi puuttua anioninvaihto ja kuvanneet hiilidioksidin erityksen mekanismin tällöin.

Jokien rakentamisen lisäksi nahkiaiset kärsivät vesien metallisaasteista ja happamoitumisesta. Näyttää siltä, että erityisesti joissa elävät nuoret poikaset, likomadot, kärsivät metsien ojituksia seuraavia happaman veden pulsseja sekä rauta- ja mangaanipitoisuuden nousua.

Lyhyt Simpunpäästöoppi 9

Maanantai 13.11.2023 klo 17.51 - Mikko Nikinmaa

Itämeren lohella havaittiin vuodesta 1974 alkaen merkittävää ympäristöstä riippuvaa poikaskuolleisuutta (M74). Kuoriutumisen jälkeen lohen luonnonpoikasista kuoli pahimpina vuosina jopa 80-90 % ruskuaispussivaiheessa. Aluksi kuolleisuus, jota vähäisessä määrin esiintyy edelleen, liitettiin suoraan ympäristömyrkkyihin, mutta suoranaista yhteyttä mihinkään myrkkyyn ei ole pystytty osoittamaan. Sen sijaan on sangen yksiselitteisesti osoitettu, että lohiemojen alhainen tiamiinipitoisuus (b-ryhmän vitamiini) oli suorassa yhteydessä kuolleisuuteen: jos ruskuaispussipoikasten tiamiinipitoisuus nostettiin, kuolleisuus väheni. Syytä siihen, miksi emojen tiamiinipitoisuus oli alhainen, ei edelleenkään varmasti tiedetä – mahdollisuuksia ovat ainakin ravinnon tai sen ominaisuuksien muutokset. Mikä tahansa tekijä onkin suoranainen syy, se on kytköksissä kalojen syönnösvaelluksella kokemaan oksidatiiviseen stressiin. Antioksidanttien pitoisuuden vähäisyydenkin on osoitettu nimittäin liittyvän tähän ympäristöperäiseen poikaskuolleisuuteen. Mitä punaisempi emo on, sen pienempi todennäköisyys poikaskuolleisuudelle on ja punainen väri tulee astaksantiinista, joka on tärkeä antioksidantti. Lisäksi oksidatiiviset stressit vaikuttavat tiamiinipitoisuuteen. M74-tyyppistä poikaskuolleisuutta on esiintynyt vain kalalajeilla, joiden poikasten ruskuaispussivaihe – eli aika ennen kuin poikanen alkaa syödä – on pitkä. Näin ollen sitä ei ole havaittu esimerkiksi turskalla, siialla ja silakalla.

PCB:iden ja dioksiinien pitoisuudet ovat suuremmat Suomenlahdella kuin Pohjanlahdella. Pohjanlahden metallipitoisuudet taas ovat korkeammat kuin Suomenlahden. Tähän on yhtenä syynä se, että kaivoksia ja metallisulattoja on Pohjanlahden ympäristössä selvästi Suomenlahden valuma-aluetta enemmän, joten niiden huonosti puhdistettujen jätevesien pääsy mereen kasvatti pitoisuuksia. Pohjanlahden korkeat metallipitoisuudet vaikuttavat eläimiin. Esimerkiksi Vuorikemian (myöhemmin Kemira-konsernin osa) Porin tehdas (titaanioksidin käsittelijä) laski 1970-80-luvuilla jätevetensä puhdistamattomina Mäntyluodon lähivesille. Titaanin lisäksi jätevedessä oli korkea vanadiini- ja rautapitoisuus. Rautaionit värjäsivät veden jätevesiputken lähellä ja kalastajat saivat saaliikseen silmättömiä silakoita. Vaikka täyttä varmuutta yhteydestä jäteveden ja silmättömyyden aiheuttaneista kehityshäiriöistä ei saatukaan, jo se, että ongelma hävisi, kun vedenpuhdistus alkoi, osoittaa melko varmasti syy-seuraussuhteen. Nykyisin jätevesissä ympäristöön pääsevät metallipitoisuudet ovat normaalioloissa suhteellisen pieniä, mutta aina silloin tällöin sattuu lipsahduksia, joiden tuloksena jätevesi pääsee puhdistamattomana ympäristöön. Tällöin aiheutuu merkittäviä ympäristövahinkoja. Suurin viimeaikainen jätepäästö oli Norilsk Nickelin Harjavallan metallisulaton nikkelipäästö, joka tappoi simpukoita ja kaloja Kokemäenjoen alajuoksulta. Vielä joen suulla Pohjanlahdella metallipitoisuus oli selvästi kohonnut. Kuitenkin jokien mukana Pohjanlahteen luontaisesti valuvien metallien määrä on paljon suurempi kuin ihmisen aiheuttamat metallipäästöt. Tämä johtuu siitä, että suurelta osin Pohjanlahden rannikon maat ovat entistä merenpohjaa ja sulfidipitoisia. Kun nämä sulfidikerrokset muokataan ja ne pääsevät ilman kanssa tekemisiin, ne hapettuvat sulfaateiksi, jotka yhdessä maaperän metalli-ionien kanssa kulkeutuvat veden mukana mereen. Korkeimmillaan mereen jokiveden mukana tulevat metallipitoisuudet ovat Vaasan lähialueiden joissa. Niiden mereen työntämä metallikuorma ei kalpene lainkaan Talvivaaran päästöjen rinnalla. Erona on vain se, että Talvivaaran päästöt ovat kaivosteollisuuden aiheuttamat ja sekoittuvat Pohjanlahtea paljon pienempään vesimäärään.

Itämeren rehevöitymistä aiheuttivat varhemmin ennen kaikkea taajamien jätevesipäästöt. Tällä hetkellä kuitenkin lähes kaikkien suurten kaupunkien jätevedet puhdistetaan kohtuullisesti. Kun asutusjätevesien pääsy huonosti puhdistettuna ympäristöön on saatu kuriin, rehevöittävän aineksen pääsy Itämereen on selvästi vähentynyt 1980-luvun alun huippumääristä. Uudet rehevöittävän aineksen, erityisesti fosfaatin päästöt tuskin riittäisivät aiheuttamaan tämänhetkisiä leväkukintoja. Mutta kun ne yhdistyvät vuosikymmenien kuluessa pohjasedimentteihin kertyneisiin ja niistä vapautuviin ravinteisiin, tulos on nyt havaittava.

Tällä hetkellä rehevöittävien aineiden päästöt johtuvat ennen muuta maatalouden lannoitepäästöistä. Näiden lisäksi kalanviljelyn päästöt voivat olla paikallisesti merkityksellisiä ja Suomessa kesäasutus aiheuttaa jonkin verran hajapäästöjä. Kaksi rehevöitymiseen ja sitä kautta sinilevien esiintymiseen liittyvää tekijää ansaitsee huomiota. Ensinnäkin viimeaikainen veden lämpötilan keskimääräinen nousu aiheuttaa sen, että vaikka fosfaattien ja typpiyhdisteiden pääsy Itämereen vähenisi, kasvien, levien ja sinilevien kasvu tehostuisi lämpötilan nousun johdosta. Toiseksi veden virtaus Itämeressä kulkee niin, että Suomenlahden pohjukkaan vesi virtaa pääasiassa itä- ja etelärantaa pitkin ja sieltä pois pääosin pohjoisen kautta. Tämän takia Suomen rannoille tulevat kaikki Puolassa ja Baltian maissa tuotetut jätteet.

Ja taas on aika paukkeiden...

Tiistai 28.12.2021 klo 14.09 - Mikko Nikinmaa

En ole koskaan ymmärtänyt ilotulitusta. Sehän on oikeastaan ihan sama kuin sytyttäisi setelin palamaan ja heittäisi sen ilmaan. Ai niin, tietysti mukaan liittyvät pauke ja värit. Ne ovat merkittäviä saasteiden syitä samoin kuin ilotulitusrakettien roskat, joten setelien polttaminen olisi paljon ympäristöystävällisempi vaihtoehto uudenvuoden tulon juhlistamiseksi.

Uudenvuodenyön ilotulituksen melusaaste on kammottava. Sen tajuaa ainakin suurin osa koiranomistajista. Meillä oli aikanaan koira, jota ei meinannut saada lyhyellekään kävelylenkille heti kun ilotulitusrakettien pauke alkoi. Onneksi ilotulitteiden käyttöaikaa on vähän rajoitettu, nyt ilotulitus on sallittu vain 18 jälkeen uudenvuodenaattona. Ennen muinoin paukuttelu alkoi heti 27.12. Paukekammon hirveyttä osoittaa se, että tämä koira ei mitään muuta inhonnut niin kovasti kuin säännöllistä suihkuaan. Kuitenkin, kun ilotulitusraketit rupesivat paukkumaan, se meni kylpyhuoneeseen, mikä oli asunnon hiljaisin paikka ja vapisi siellä koko paukkeen keston. Me huomaamme vain koirien pelon, mutta on melko varmaa, että eri suuruiset villieläimet pelkäävät myös ilotulituksen melusaastetta.

Ilotulituksen aiheuttama ilman saastuminen tuntuu hyvin nenässä, kun kävelee uudenvuodenpäivän aamuna ulkona. Ruudin haju on kaikkialla. Ilotulituksessa tulee ilmaan sankka joukko pienhiukkasia. Enpä vain ole nähnyt ihmisten valittavan näistä samalla tavoin kuin kevään katupölystä, vaikka molemmat ovat yhtä lailla haitallisia. Ilman saasteet eivät lopu ruutijäämiin: ilotulitteiden värit ovat suurimmaksi osaksi metalli-ionien palamisen tulos. Niinpä ilotulituksissa syydämme ympäristöön suuret joukot myrkyllisiä metalli-ioneja, joita ilman ilma olisi paljon terveellisempää. Eipä olekaan ihme, että useiden taajamien ilmanlaatu muuttuu jopa erittäin huonoksi uudenvuodenyön ilotulituksen jälkeen.

Lopuksi, kun uudenvuodenpäivänä käy kävelyllä, näkee joka paikassa ilotulitusrakettien jäämiä. Niihin verrattuna keväisin löytyvät koirankakat ovat sekä nopeasti kompostoituvaa luonnonjätettä että vähäinen esteettinen haitta. Eikö ilotulitusjätteen levittämisen tulisi olla samalla tavalla kielletty teko kuin koirankakan jättämisen ympäristöön?

Onneksi ilotulituksen haitoista pääsisi helposti eroon keinolla, joka lisäksi säästäisi rahaa. Lopettakaa ilotulitus! Sen tuloksena olisi heti 10-20 miljoonaa euroa lisää käytettävissä sosiaalimenoihin ja terveydenhoitoon.

Suomi - ympäristötutkimuksen raskaasta sarjasta höyhensarjaan 10 vuodessa

Keskiviikko 23.5.2018 klo 20.27 - Mikko Nikinmaa

Kadonneet ovat ne ajat jolloin maamme voi ylvästellä sillä, että tutkimuksen osuus bruttokansantuotteesta on korkea. Kymmenessä vuodessa olemme taantuneet EU-maiden kärjestä ynnä muuta osastoon. Tutkimuksen ja tuotekehityksen osuus bruttokansantuotteesta on pudonnut kymmenessä vuodessa yli prosentin. Pudotuksessa ei kelpaa selitykseksi lama: jos laman takia bruttokansantuote kokonaisuudessaan vähenee, niin tutkimuksen osuus siitä säilyy prosentuaalisesti ennallaan, mikäli erityisesti tutkimuspanostusta ei vähennetä. OECD:n tilastojen mukaan näin tapahtuikin useimmissa EU-maissa. Sen sijaan Suomessa tutkimuksen osuus väheni huimasti ja on edelleen jatkanut vähenemistään. Siitä, kun tutkimuspanostus tehdään, siihen, kun tulokset parhaiten näkyvät voi arvioida menevän kymmenisen vuotta. Näin laskettuna tämänhetkinen tutkimuksen sangen korkea näkyvyys heijastaa aikaa, jolloin Suomessa tutkimuksen osuus bruttokansantuotteesta oli yksi maailman korkeimmista. Mikähän tilanne mahtaa olla kymmenen vuoden päästä?

Vaikka tutkimuksen tilanne yleisestikin on heikentynyt hurjasti, ympäristötutkimuksen osalta ollaan ajauduttu säälittävään jamaan. Yhden esimerkin tästä saimme juuri lukea päivälehdistä, kun vastikään remontoitua merentutkimusalusta Arandaa ei ole varaa pitää toiminnassa. Tämä on valitettavasti vain helposti nähtävä esimerkki. Julkisen sektorin pienentämisen nimissä kun on jo vuosia vähennetty valtion tutkimuslaitosten määrärahoja. Suurelta osin näin on tehty sanoen, että pyrkimyksenä on tehostaa laitoksien tutkimusta vaatimalla, että ne kilpailevat menestyksekkäästi yleisestä tutkimusrahoituksesta. Tässä tapauksessahan kilpaillun tutkimusrahoituksen olisi pitänyt kasvaa saman verran kuin valtion tutkimuslaitosten rahamäärä väheni. Näin ei kuitenkaan ole tapahtunut. Ja vaikka olisikin, ympäristötutkimus olisi kärsinyt merkittävästi. Ympäristön tilan seurannat ovat nimittäin olleet leimallisesti asioita, joita tutkimuslaitokset ovat tehneet. Pitkäaikaisseurannat sellaisenaan eivät todellakaan ole hankkeita, jotka saisivat kilpailtua tiederahoitusta. Kuitenkin niiden tulokset ovat jotakin, mitä monet menestyvät tutkijat ovat voineet käyttää hyväkseen omissa tutkimushankkeissaan. Kun tämän tyyppisiä asioita rahanpuutteen vuoksi vähennetään, joutuvat useat ympäristötutkijat seisomaan jalat tukevasti ilmassa.

Ja sitten se nuorten tutkijoiden asema. Kun rahat on keskitetty pitkäaikaisesti menestyksekkäisiin hankkeisiin, uusien avausten mahdollisuudet on käytännössä torpattu. Kun lisäksi esimerkiksi akatemiatutkijan kaudet on rajattu yhteen viisivuotiskauteen, on aikaansaaatu tilanne, että juuri kun tutkija rupeaa saamaan hankkeensa näkyväksi, rahoitus loppuu - eikä yliopistoilla juurikaan ole mahdollisuutta palkata tyhjän päälle jääneitä tutkijoita. Vaikka tämä koskee kaikkia tutkijoita, erityisen paljon kärsii ympäristötutkimus, koska siinä on paljon täysin uusia tutkimussuuntauksia, joille ei ole pahasti jäljessä laahaavassa yliopistohierarkiassa toimia.

Niinpä, ympäristötutkimus Suomessa on heikentynyt tasolle, jossa voi vain haaveilla, että asiat olisivat yhtä hyvin kuin esimerkiksi Portugalissa - kymmenen vuotta sitten näin ei olisi ajatellut kuin rikas eläkeläinen.

Ympäristöongelmat - valituksesta ratkaisuihin

Tiistai 30.1.2018 klo 16.13 - Mikko Nikinmaa

Eilen tuli hyvä MOT ohjelma muovien  mahdollisesti aiheuttamista ongelmista erityisesti vesiympäristössä, mutta...Ei paljon auta jos aina vain valitetaan, mitkä ongelmat ovat. Itse asiassahan suurinpaan osaan ympäristöongelmista olisi yksinkertainen ratkaisu. Niitä ei olisi, jos ihmispopulaatio olisi alle yhden miljardin kahdeksan miljardin sijasta. Kun kuitenkaan seitsemän miljardin ihmisen tappaminen ei ole eettisesti yksinkertaista, pitäisi mielestäni kaikissa ympäristöä käsittelevissä ohjelmissa jo olla askelmerkit tulevaisuuteen: mitä meidän pitäisi tehdä, jotta ongelma pienenisi - ilman että ihmisiä pitäisi tappaa. Kuka saisi säilyä hengissä?