PROVENANCING ARCHAEOLOGICAL CHERT FINDS WITH pXRF : INITIAL RESULTS FROM THE EASTERN COAST OF THE BOTHNIAN BAY

We present the initial results of a research combining non-destructive chemical analyses with a quantitatively and chronologically representative research assemblage – 52 specimens from five sites – to examine the provenance of Late Neolithic and Bronze Age chert finds from the cluster of sites located near the city of Oulu on the eastern coast of the Bothnian Bay. The results confirm the previously observed transition in the use of raw material sources: eastern Carboniferous cherts high in iron were replaced by calcium-rich Cretaceous flints of Scandinavian or southern Baltic origin. We also consider the overall applicability of pXRF as a non-destructive research method to determine the provenance for archaeological chert finds recovered from the coniferous boreal zone, characterized by the impact of post-depositional weathering on the chemical composition of objects found in the soil matrix

Menetelmä maankäytön kehityksen ennustamiseen : Pinta-alojen kehitys ja kasvihuonekaasupäästöt vuoteen 2040

Suomessa maankäyttö, maankäytön muutos ja metsätalous -sektori (LULUCF) on merkittävä kasvihuonekaasujen nielu. Koko 2000-luvun sektorin nielu on kattanut yli 30 % Suomen kokonaispäästöistä, nielun ollessa suurimmillaan lähes 60 % muiden kasvihuonekaasusektoreiden päästöistä. EU:n päätökset ja YK:n ilmastosopimukset velvoittavat Suomea raportoimaan vuosittain kasvihuonekaasujen päästöt ja poistumat sekä määrävälein ennusteet päästöjen kehityksestä. Maankäytöstä ja maankäytön muutoksista aiheutuvia kasvihuonekaasupäästöjen ennusteita on laadittu aiemmin historiatietoon perustuen. Nämä ennusteet ovat olleet epävarmoja, koska niiden oletukset ovat sen ajankohdan määrittämät, jota käytetään ennusteen luomiseen. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli kehittää menetelmä maankäytön ja maankäytön muutosten ennusteiden luotettavuuden parantamiseksi niin, että ennusteessa käytetään myös muita tietoja kuten väestöennustetta ja yhdyskuntarakennetta historiatietojen lisäksi. Erityisesti tavoitteena oli parantaa rakennettujen alueiden ennustetta. Lähtötietojen tarkentamiseksi ja rakennettujen alueiden ennusteiden osalta tutkimus toteutettiin yhteistyössä Suomen ympäristökeskuksen kanssa. Hankkeessa kehitettiin menetelmä maankäytön ennustamiseen ja tuotettiin kehitetyllä menetelmällä pinta-alaestimaatit, sekä laskettiin kasvihuonekaasujen päästöt ja poistumat vuoteen 2040. Laskentamenetelmässä yhdistettiin Suomen kasvihuonekaasuinventaarion maaluokkatietoja, Suomen ympäristökeskuksen laskentamallin tuottamia tuloksia rakennetulle maalle ja asiantuntijaarvioita maankäytön kehittymisestä mukaan lukien ilmasto- ja energiastrategian linjaukset. Näitä tietoja yhdisteltiin erilaisten pinta-alaskenaarioiden tuottamiseksi. Pinta-alaskenaarioiden mukaan merkittävimmät maankäytössä tapahtuvat muutokset ovat rakennettujen alueiden pinta-alan kasvu ja siitä aiheutuva metsämaan alan vähentyminen. Rakennettuja alueita tulee merkittävästi myös viljelysmaista. Turvetuotantoalojen pinta-ala vähenee suhteellisesti kaikkein eniten verrattuna muihin maankäyttöluokkiin, noin kolmasosan. Maaluokkien pintaalaennusteet poikkeavat huomattavasti siitä, mitä pelkkään historialliseen tietoon perustuvat trendit olisivat tuottaneet. Etenkin rakennettujen alueiden osalta tulokseen vaikuttivat yhdyskuntarakenteen ja väestön kehityksen sisällyttäminen ennusteeseen. Maankäytön ennusteiden mukaisesti laskettiin maankäytöstä ja maankäytön muutoksista aiheutuvat hiilivarastojen muutokset sekä metaani- ja dityppioksidipäästöt. Lisäksi laskettiin metsälannoituksen, typen mineralisaation, kulotuksen ja metsäpalojen päästöt. Metsämaa näyttää edelleen säilyvän LULUCF-sektorin merkittävimpänä luokkana ja nieluna. Metsämaan nielu kasvaa suhteellisen tasaisesti koko ennustetun aikasarjan ajan johtuen puuston kasvun lisääntymisestä. Rakennettujen alueiden päästöt kasvavat hieman johtuen pinta-alojen kasvusta tasaantuen kuitenkin 2030-luvun loppupuolella. Kosteikkojen päästöt puolestaan pienenevät hieman lähinnä turvetuotannon päästöjen pienenemisen vuoksi. Viljelysmaan kokonaispäästöt kasvavat, koska eloperäisten maiden osuus peltomaasta kasvaa. Kasvihuonekaasupäästöjen projektiot saadaan tällä menetelmällä laadittua riittävän suurella tarkkuudella esimerkiksi EU:n politiikkatoimien vaikuttavuuden raportointia varten. Epävarmuudet ovat kuitenkin suuret, koska monet tekijät voivat vaikuttaa maanomistajien maankäyttöpäätöksiin tulevina vuosina. Mahdollisten uusien politiikkatoimen sisällyttäminen ennusteisiin edellyttää sekä pinta-alojen arvioinnin että päästölaskennan edelleen kehittämistä.201

Peltojen kipsikäsittely fosforikuormituksen hallinnassa : Pilottina Savijoen valuma-alue

Julkaisua on päivitetty 17.1.2023: Sivun 53 taulukossa on korjattu Mg mgl-1, P mgl-1 ja PH sarakkeiden arvoja. Sivun 68 kuvatekstiä on tarkennettu. Kuvatekstistä on poistettu maininta vuosien 2006–2013 säähavantoijen käyttämisestä sekä lisätty tieto siitä, että mallinnus kuvaa kaikkien maatalouden toimenpiteiden kuormitusmuutosten vaikutusta. Kuvatekstiin on lisätty myös lähde. Sivulle 99 on lisätty tiedot lähteestä (Fleming ym. 2021).Maataloudesta Itämereen päätyvän fosforikuormituksen vähentäminen edellyttää juurisyihin, kuten peltomaan liian korkeisiin fosforipitoisuuksiin puuttumista. Tämän rinnalle tarvitaan myös nopeavaikutteisia keinoja. Peltojen kipsikäsittelyä testattiin Varsinais-Suomen Savijoella, jossa kipsiä levitettiin 1494 peltohehtaarille ja vaikutuksia seurattiin vajaat viisi vuotta. Kipsikäsittelyn jälkeen fosforin ja orgaanisen hiilen huuhtoumat käsittelyalueella pienenivät suhteessa vertailualueeseen. Jos muutos huuhtoumissa tapahtui yksinomaan kipsin ansiosta, ylemmällä seuranta-alueella huuhtoutui 72 % vähemmän hiukkasmaista fosforia kipsillä käsitellyiltä kuin käsittelemättömiltä pelloilta vajaan viiden vuoden keskiarvona. Alemmalla alueella vähennys oli 19 % ja koko käsittelyalueella 34 %. Liuenneen fosforin huuhtoutuminen oli ylemmän alueen kipsillä käsitellyiltä pelloilta 24 % pienempää, mutta alemmalla alueella 13 % suurempaa, jolloin koko alueella nousua oli 3 %. Liuenneen orgaanisen hiilen osalta vähennykset olivat 88 % (ylempi alue), 54 % (alempi alue) ja 64 % (koko alue). Koska noin puolet kipsistä oli vielä maaperässä vajaan viiden vuoden päästä levityksestä, kipsi saattaa edelleen leikata kuormitusta, tosin ajan myötä yhä vähemmän. Liuenneeseen fosforiin kipsillä näyttäisi olevan lyhytaikaisempi ja epävarmempi vaikutus kuin hiukkasmaiseen fosforiin. Kipsikäsittely nosti voimakkaasti peltojen pintamaan johtolukua ja rikkipitoisuutta, mutta vain noin vuoden ajaksi. Kasvuston rikkipitoisuus kaksinkertaistui noin kahden vuoden ajaksi. Kipsin ei havaittu kulkeutuvan kaivovesiin. Mikäli kaivoa käytetään juomavetenä, kaivon ympärille tulee kuitenkin jättää suojavyöhyke, erityisesti karkeammilla maalajeilla. Lumilevityskoe osoitti, että kipsiä ei tule levittää talviolosuhteissa. Routaisessa maassa fosforia epäpuhtautena sisältävä kipsi voi lisätä rehevöittävän fosforin huuhtoutumista. Malliarvioiden mukaan kipsillä voitaisiin vähentää erityisesti Saaristomereen, mutta myös muille merialueille päätyvää fosforikuormitusta. Tämä vähentäisi sisäsaariston levämääriä, mutta nopeaa parannusta Saaristomeren yleisessä tilassa ei ole odotettavissa. Parhaan vaikutuksen saaminen edellyttää myös typpikuormituksen vähentämistä. Kipsin ja rakennekalkin käytön kustannusvaikuttavuuden tarkastelu tuotti kipsikäsittelyn vuotuiseksi kustannusvaikuttavuusluvuksi 58 € poistettua fosforikiloa kohti, kun vain fosforihuuhtouma huomioidaan. Kierrätysmateriaalista valmistelulle rakennekalkille vastaava luku on 75 € kg-1 P ja sivuvirtapohjaiselle rakennekalkille 96 € kg-1 P. Kun myös ilmastovaikutus huomioidaan, kustannusvaikuttavuus on kipsille 59 € kg−1, kierrätysmateriaalista valmistetulle rakennekalkille 90 € kg−1 ja sivuvirtapohjaiselle rakennekalkille 145 € kg−1. Yhteiskunnallinen nettohyöty ottaa huomioon maataloustuotannosta saatavan yksityisen voiton sekä ravinne- ja ilmastohaittojen yhteiskunnallisen arvon. Kipsikäsittelyn nettohyödyn nykyarvo pelkkä ravinnehuuhtoumahaitta huomioiden on 977 € kg−1, ja kierrätysmateriaalista valmistetun rakennekalkin 929 € kg−1 ja sivuvirtapohjaisen rakennekalkin 874 € kg−1. Rakennekalkin käyttö vesiensuojelun tarpeisiin ei välttämättä ole viljelijälle ensisijainen peruste käyttää rakennekalkkia. Hyvän sadontuottokyvyn takia voi olla tarve vaikuttaa maan pH-arvoon kalkituksella ja käyttää joko maatalouskalkkia tai rakennekalkkia. Vesiensuojelun edistämiseksi yksi vaihtoehto olisi, että yhteiskunta tukisi rakennekalkkia sen tuottaman vesiensuojeluhyödyn mukaisesti edellyttäen, että saatavilla on laatuja, joiden ilmastovaikutus on alhainen. Savijoen seurantaa jatketaan KIPSI-hankkeessa, mikä tarkentaa arviota kipsin vaikutuksen kestosta. Kipsikäsittelyn kustannustehokas kohdentaminen edellyttäisi, että kipsin vaikutusmekanismi ja optimaalinen käyttö eri maalajeilla ja muokkausmenetelmillä tunnettaisiin paremmin. Gypsum amendment of agricultural fields – Pilot in the Savijoki catchment Reducing the agricultural phosphorus (P) load into the Baltic Sea calls for decreasing the use of manure and fertilizers in problem areas. However, as soil P reserves decline slowly, there is also a need for interim measures, such as the use of soil amendments. To this end, a pilot study was conducted in southwestern Finland where 1494 hectares of agricultural fields were amended with gypsum (CaSO4 ∙ 2H2O) in autumn 2016. The Savijoki River, draining the pilot area, was monitored before and for almost five years after the gypsum amendment. Monitoring focused on the control area in the upper reaches and two gypsum affected sites in the middle reaches (upper and lower treatment areas). In comparison to the control area, the gypsum amendment resulted in lower losses of P and dissolved organic carbon (DOC). A source apportionment on riverine P loads suggested that the losses of particulate P were 72% lower from the gypsum amended fields than from the nonamended fields in the upper treatment area as a 4.7-year average. Surprisingly, the reduction was only 19% in the lower treatment area, providing an overall reduction of 34% when both areas were considered. The corresponding reduction in the losses of dissolved reactive P was 24% in the upper area, whereas the losses increased by 13% in the lower area and by 3% in the total area. DOC was reduced by 88% (upper area), 54% (lower area) and 64% (total area), but the estimate was uncertain due to problems in source apportionment. Because only approximately half of the gypsum had flushed away after 4.7 years, gypsum may continue to reduce the losses of particulate P and DOC. However, the efficiency is likely to decrease over time. Gypsum amendment increased the electrical conductivity and sulfur concentration in topsoil for one to two years after the amendment. In addition, the sulfur concentration of the cultivated plants increased for two years, but other effects on the soil and plant chemistry were minor. The monitoring of seven private wells showed that gypsum had not leached into the ground water during the five years. If a well is used as a drinking water source, then an untreated buffer zone should be left around the well as a precautionary measure, especially on coarse soils. A snow simulation study showed that gypsum should not be spread on snow or frozen soil because P, an impurity in the phosphogypsum used, may result in elevated losses of dissolved P. Such a risk is eliminated if P-free gypsum species are used, but the desired effect may still be low if gypsum does not have contact with surface soil in winter. According to a nutrient load model, amending all the potentially eligible field parcels with gypsum would result in a substantial reduction in the P load, especially to the eutrophic Archipelago Sea. Because the sea area is in close contact with the Baltic Proper, a rapid improvement in its state is not possible, although gypsum amendment would decrease the algal biomasses in the inner archipelago. The cost effectiveness and social net benefits of gypsum and structure lime were assessed by considering P loads and greenhouse gas emissions. The cost effectiveness figure is the ratio of treatment costs to the achieved reduction in P load. If only the P load is taken into account, then the cost effectiveness figure is 58 € per kg of reduced P for gypsum, 75 € kg−1 P for structure lime from recycled materials and 96 € kg−1 P for structure lime manufactured using lime kiln dust, which is a byproduct of the lime manufacturing process (structure lime from byproduct, in what follows). Additionally, accounting for climate damage slightly increases the costs of gypsum and structure lime from recycled materials and more so for structure lime from byproduct. Social net benefits (net present value, NPV) comprise private profits from cultivation and social valuation of eutrophication and climate damages. When only P loading is taken into account, NPV without soil amendments is 966 € kg-1, 977 € kg−1 for gypsum and 929 € kg−1 for structure lime from recycled materials. The use of gypsum increases social welfare above the baseline cultivation. Structure lime from byproduct provides benefits of 874 € kg−1. Accounting for greenhouse gas emissions decreases all net benefits but does not change above conclusions. Sensitivity analysis shows that higher erosion, higher soil P values and higher eutrophication damage increase the net benefits and desirability of soil amendments. In contrast, a low reduction in P loads or initially low loading makes the use of soil amendments undesirable. The results suggest targeting soil amendments on fields that have either high erosion rates or high soil P reserves. The results also provide grounds for using gypsum and recycled structure lime as complementary and readily effective soil amendments for water protection. To be effective in terms of water protection, structure lime should be cultivated thoroughly into the soil quickly after spreading. Therefore, society should provide farmers with information and instructions on the use of lime. Future research should target the performance of gypsum in different soil types and tillage practices to further improve the cost efficiency of the method. The mechanism, e.g., the role of calcium in maintaining soil microaggregation, should be evaluated, and the mechanism should be incorporated in field-scale models

PDM-järjestelmän hankinta PK-yritykselle

Opinnäytetyömme aiheena oli PDM-järjestelmän hankinta PK-yritykselle.. Valintaprosessi eteni COSA-toimintamallin mukaan, toimintamallin tarkoituksena on tuoda hankintaprosessi mahdollisimman lähelle käyttäjää ja minimoida toimittajan vaikutusta valintaan. COSA-toimintamallin mukaan koottiin ensiksi projektiryhmä. Projektiryhmä koostui seitsemästä henkilöstä. Mukana oli Finnsampolta toimitusjohtaja, suunnittelija, projektipäällikkö, IT-tukihenkilö sekä tutkija ja kaksi opiskelijaa Lahden ammattikorkeakoulusta. Valintaprosessi koostui eri vaiheista. Ensimmäisenä vaiheena oli tavoitteiden ja tarpeiden tunnistaminen. Tässä vaiheessa selvitettiin Finnsampon liiketoiminnallinen tarve PDM-järjestelmältä. Toisena vaiheena tehtiin järjestelmähahmotelma, jossa määriteltiin mitä järjestelmältä ja toimittajalta halutaan. Karsittiin järjestelmien toimittajat minimiin. Loppuvertailuun otettiin neljä eri PDM-järjestelmää. Kolmantena vaiheena oli vertailu ja valinta. Tässä vaiheessa kutsuttiin valitut toimittajat esittelemään PDM-järjestelmiänsä. Esittelyiden yhteydessä arvioitiin järjestelmien ominaisuudet. Lopuksi tehtiin yhteenveto järjestelmistä. Arvioinnin pohjalta yritys valitsi parhaimman pistemäärän saaneen PDM-järjestelmän ja aloitti toimittajan kanssa keskustelun pilotoinnista ja mahdollisesta järjestelmähankinnasta heidän yritykselleen.The subject of this thesis is the acquisition of PDM system for small and medium enterprises. The selection process proceeded according to the COSA operating model. The aim of the operating model is to bring the procurement process closer to the users and to minimize the influence the system supplier may have in the selection of the system. First of all, a project team was established. The project team consisted of seven people. Four people came from Finnsampo and three people from Lahti University of Applied Sciences. The company's managing director, a project manager, a designer and an IT consultant came from the company, and a researcher and two students from Lahti University of Applied Sciences. The selection process consisted of different steps. The first step was to recognize the objectives and requirements. In this step the company’s business need for the PDM system was defined. In the second step an outline of the system was made. The outline defined what the company wanted from the system and its supplier. The number of system suppliers was limited to a minimum. Four different PDM systems were chosen for final comparison. The third step was the comparison and selection of the system. In this step the chosen system suppliers were invited to introduce their systems to the project team. During the presentations the qualities of the systems were evaluated. Finally, a summary of the systems was made. The company selected the PDM system with the best scores and started negotiating with the provider about piloting the system and about a possible acquisition of the system for their company

Provenancing archaeological chert finds with pXRF:initial results from the eastern coast of the Bothnian Bay

Abstract We present the initial results of a research combining non-destructive chemical analyses with a quantitatively and chronologically representative research assemblage — 52 specimens from five sites — to examine the provenance of Late Neolithic and Bronze Age chert finds from the cluster of sites located near the city of Oulu on the eastern coast of the Bothnian Bay. The results confirm the previously observed transition in the use of raw material sources: eastern Carboniferous cherts high in iron were replaced by calcium-rich Cretaceous flints of Scandinavian or southern Baltic origin. We also consider the overall applicability of pXRF as a non-destructive research method to determine the provenance for archaeological chert finds recovered from the coniferous boreal zone, characterized by the impact of post-depositional weathering on the chemical composition of objects found in the soil matrix