A 3D geological model and geochemical and hydrogeological properties of sediments in Kuusivaara, Sodankylä, Finland

Abstract. Kuusivaara in Sodankylä, Finland, is the planned site for mining infrastructure for the Sakatti Cu-Ni-PGE mine project by Anglo American plc, and knowledge of the Quaternary sediments in Kuusivaara is needed for the design and planning of the infrastructure. The aim of this thesis was to construct a 3D model of the Quaternary sediments in the Kuusivaara area to define the spatial distribution of the different sediment units within the area. The geochemical and hydrogeological properties of the sediments were also studied. The sedimentological data used in this study was obtained from test pits, soil drilling and peat coring logs, and ground penetrating radar profiles. A 3D model was created in the Leapfrog Geo software using the sedimentological data. The geochemistry of the sediments was studied with element analyses using aqua regia solution performed on recent sediment samples and archived till samples from 1973 and 1975. The solubility of metals and other substances was tested on a small number of samples using the two-step batch leaching test. The water permeability of the sediments was determined by slug tests in groundwater wells and by using empirical equations to estimate the water permeability based on the grain-size distributions of the sediment samples. The created 3D model consists of a framework stratigraphy with nine units developed for the study area based on the in situ sedimentological data. The units in the stratigraphy are, listed from the top: peat, surface sand, upper sandy till, gravel, inter-till sand, lower sandy till, silty till, weathered bedrock, and bedrock. In the 3D model, the upper sandy till is widely the only sediment unit overlying the weathered bedrock and bedrock in Kuusivaara. The surface sand is present on the ground surface in limited areas and widely present below the peat on the mire areas south of the Kuusivaara hill. The gravel and inter-till sand are found below the upper sandy till in limited areas, and the lower sandy till is found in most of those areas below the sorted sediments. The silty till is found only south of the Kuusivaara hill, most widely in the wetlands overlain by other sediment units. Pre-glacial weathered bedrock is common in Kuusivaara, but weathered bedrock and bedrock were not discerned reliably in the 3D model. The surface sand and upper sandy till units are estimated to be the most potential sediment units in the model for excavation as a raw material. The potentially excavatable surface sand masses are estimated at approx. 300 000 t as a < 50 cm surface cover in the western part of the Kuusivaara hill and at approx. 37 000 t as a < 30 cm surface cover in Pinoharju. The potentially excavatable upper sandy till masses in Kuusivaara are estimated at approx. 26 000 000 t without considering the variations in the physical properties of the unit. The geochemical analysis results show that the heavy metal concentrations of the sediment samples in the grain-size fraction < 2 mm are approx. 50–65 % of the concentrations in the grain-size fraction < 0.06 mm. Two sample populations, all sediment samples combined and samples from the upper sandy till, were compared to the threshold limits in the Government Decree on the Assessment of Soil Contamination and Remediation Needs and the recommended background concentrations for chromium and nickel in Kuusivaara. Generally, the heavy metal concentrations are considerably below the limits in both sample populations, but higher concentrations are found in individual samples. The solubilities of metals and other substances from the samples are low. The water permeability of the upper sandy till is estimated at 10^(-6)–10^(-4) m/s, with higher values where the unit is washed and coarser. The water permeability of the weathered bedrock is estimated at 10^(-6)–0^(-5) m/s. A few grain-size distribution samples from the other units of the 3D model produced water permeabilities within ranges reported for those sediment facies in literature.Geologinen 3D-malli ja sedimenttien geokemialliset sekä hydrogeologiset ominaisuudet Sodankylän Kuusivaarassa. Tiivistelmä. Kuusivaara Sodankylässä on suunniteltu sijoituskohde kaivosinfrastruktuurille Anglo Americanin Sakatin Cu-Ni-PGE kaivosprojektissa ja infrastruktuurin suunnittelussa tarvitaan tietoa Kuusivaarassa esiintyvistä kvartäärikerrostumista. Tämä tutkimus pyrki luomaan 3D-mallin Kuusivaaran alueen kvartäärisedimenteistä määrittääkseen alueella esiintyvien eri sedimenttiyksiköiden levinneisyyden. Tämän lisäksi tutkielmassa tutkittiin näiden sedimenttien geokemiallisia ja hydrogeologisia ominaisuuksia. Tutkielmassa käytetty sedimentologinen aineisto saatiin tutkimuskaivannoista, maaperä- ja turvekairaustiedoista sekä maatutkaprofiileista. Sedimentologisten aineistojen avulla luotiin 3D-malli Leapfrog Geo -ohjelmistolla. Sedimenttien geokemiaa tutkittiin kuningasvesiuutossa alkuaineanalyyseillä, joita tehtiin uusille näytteille ja arkistoiduille moreeninäytteille vuosilta 1973 ja 1975. Metallien ja muiden yhdisteiden liukoisuutta tutkittiin pienellä määrällä näytteitä kaksivaiheisella ravistelutestillä. Sedimenttien vedenläpäisevyydet määritettiin pohjavesikaivoihin tehdyillä slug-testeillä ja arvioimalla vedenläpäisevyyksiä käyttäen empiirisiä kaavoja ja sedimenttinäytteiden raekokojakaumia. Luotu 3D-malli koostuu yhdeksän yksikköä sisältävästä runkostratigrafiasta, joka luotiin tutkimusalueelle perustuen sedimentologisiin in situ -aineistoihin. Stratigrafiassa on listattuna pinnalta alkaen: turve, pintahiekka, ylempi hiekkamoreeni, sora, moreenien välinen hiekka, alempi hiekkamoreeni, silttimoreeni, rapakallio ja kallio. 3D-mallissa ylempi hiekkamoreeni on laajalti ainut sedimenttiyksikkö rapakallion ja kallion yläpuolella Kuusivaarassa turvepeitteisten suoalueiden ulkopuolella. Pintahiekkaa esiintyy rajatuilla alueilla pinnassa sekä laajalti turpeen alla Kuusivaaran eteläpuolisilla suoalueilla. Sora ja moreenien välinen hiekka esiintyy ylemmän hiekkamoreenin alla rajatuilla alueilla Kuusivaarassa, ja alempi hiekkamoreeni esiintyy useimmilla noista alueista lajittuneiden sedimenttien alla. Silttimoreenia esiintyy vain Kuusivaaran eteläpuolella, laajimmin turvealueilla muiden sedimenttiyksiköiden peittämänä. Pre-glasiaalinen rapakallio on yleistä Kuusivaarassa, mutta rapakalliota ja kalliota ei pystytty erottamaan luotettavasti toisistaan 3D-mallissa. Pintahiekka ja ylempi hiekkamoreeni arvioitiin mallin potentiaalisimmiksi yksiköiksi, joista voitaisiin kaivaa maa-ainesta raaka-aineeksi. Potentiaalisesti kaivettaviksi pintahiekan massoiksi arvioitiin n. 300 000 t Kuusivaaran länsiosassa < 50 cm pintakerroksena ja n. 37 000 t Pinoharjulla < 30 cm pintakerroksena. Potentiaalisesti kaivettaviksi ylemmän hiekkamoreenin massoiksi Kuusivaarassa arvioitiin n. 26 000 000 t ilman, että yksikön fysikaalisten ominaisuuksien vaihtelua otettiin huomioon. Sedimenttien geokemiallisten analyysien tulokset osoittavat, että raskasmetallipitoisuudet sedimenttinäytteiden raekokofraktiossa < 2 mm ovat n. 50–65 % verrattuna pitoisuuksiin raekokofraktiossa < 0.06 mm. Kahta näytepopulaatiota, kaikkia sedimenttinäytteitä yhdistettynä ja ylemmän hiekkamoreenin näytteitä, verrattiin Valtioneuvoston asetuksen maaperän pilaantuneisuudesta ja puhdistustarpeen arvioinnista kynnysarvoihin sekä kromin ja nikkelin suurimpiin suositeltuihin taustapitoisuuksiin Kuusivaarassa. Raskasmetallipitoisuudet ovat yleisesti molemmissa näytepopulaatioissa raja-arvojen alapuolella, mutta korkeampia pitoisuuksia esiintyy yksittäisissä näytteissä. Metallien ja muiden yhdisteiden liukoisuudet näytteistä ovat alhaisia. Ylemmän hiekkamoreenin vedenläpäisevyydeksi arvioitiin 10^(-6)–10^(-4) m/s, arvojen ollessa korkeampia alueilla, joilla yksikkö on huuhtoutunut ja karkeampi. Rapakallion vedenläpäisevyydeksi arvioitiin n. 10^(-6)–10^(-5) m/s. Vähäinen määrä rakeisuusnäytteitä muista 3D-mallin yksiköistä tuotti vedenläpäisevyyksiä, jotka olivat kyseisille sedimenttifasieksille kirjallisuudessa kuvatuilla vaihteluväleillä

Lumivyöryjen aiheuttama eroosio ja kerrostumismuodot

Tiivistelmä. Lumivyöryt ovat jyrkillä rinteillä esiintyviä, pääasiassa lunta kuljettavia massaliikuntoja, jotka voivat kuitenkin kuljettaa lumimassan seassa myös debristä kuten kiviä ja orgaanista ainesta. Lumivyöryt voidaan luokitella irto- ja laattalumivyöryihin. Irtolumivyöryt ovat pistemäisestä lähteestä irtoavia ja alaspäin kasvavia lumivyöryjä. Laattalumivyöryissä lumipeitteestä irtoaa yhtenäinen laatta, kun siihen kohdistuva leikkausjännitys ylittää lumikerroksen leikkauslujuuden. Lumivyöryt kykenevät sekä erodoimaan maanpintaa että kerrostamaan kuljettamaansa ainesta erilaisiksi maaperämuodoiksi. Lumivyöryt aiheuttavat maanpinnan eroosiota edetessään lumettoman maanpinnan päällä tai lumivyörymassojen käsittäessä koko lumipeitteen. Tärkeimmät eroosiomekanismit ovat rakeiden törmäykset ja abraasio. Tiheästä aineksesta koostuvilla lumivyöryillä, kuten vesipitoisilla lumivyöryillä, on korkea eroosiopotentiaali. Lumivyöryjen aiheuttaman eroosion nopeus vaihtelee keskimäärin välillä 0–0,5 millimetriä vuodessa. Eroosiomuodoista, joita lumivyöryt synnyttävät, suurimpia ovat lumivyörykraatterit (engl. impact craters, impact pits), jotka ovat halkaisijaltaan 20–100 metriä, ja syvyydeltään 1–5 metriä olevia kraattereita, joiden distaalipuolella on usein puolikaaren muotoinen valli (engl. impact mound). Lineaarisia lumivyöryjen synnyttämiä eroosiomuotoja ovat lumivyörykourut (engl. avalanche chutes, avalanche furrows) ja laahausjäljet. Lumivyörykourut ovat muutamia metrejä leveitä ja 1–3 metriä syviä U-muotoisia uria. Näissä kouruissa ja lumivyöryuralla yleisesti voi esiintyä erisuuruisia lumivyöryn kuljettamien klastien maanpintaan synnyttämiä laahausjälkiä. Lumivyöryjen kuljettaman debriksen määrä vaihtelee hyvin suuresti. Lumivyöryjen kerrostamat sedimentit ovat lajittumattomia ja niiden kivet eivät ole suuntautuneita. Sedimenttien kerrostuminen siten, että perusmassa eli lumi sulaa muun aineksen ympäriltä aiheuttaa muun muassa klastien kerrostumista toistensa varaan, epävakaisiinkin asentoihin, ja pienten rakeiden sekä orgaanisen aineksen kerrostumista suurempien kivien ja lohkareiden päälle. Lumivyöryt kerrostavat pysähtymisvyöhykkeelleen pitkittäisiä, alaspäin leveneviä lumivyörykeiloja (engl. avalanche boulder tongues). Yleisesti satoja metrejä pitkät ja kymmenistä satoihin metriä leveät keilat koostuvat sorasta ja sitä karkeammista rakeista. Lumivyöryuralla esiintyy suurten lohkareiden distaalipuolella katvevalleja (engl. debris shadow, debris tail), jotka ovat pituudeltaan 10–15 metriä ja korkeudeltaan 0–1 metriä, ja jotka voivat olla alkuperältään sekä eroosion että kerrostumisen tulosta. Pienempiä pitkittäisiä kerrostumismuotoja ovat ruoteet (engl. ribs) ja reunavallit (engl. levées). Poikittaisia lumivyöryjen kerrostamia maaperämuotoja ovat törmäysharjanteet (engl. impact ramparts) ja pronival-muodostumat (engl. pronival ramparts, protalus ramparts). Törmäysharjanteet muodostuvat, kun lumivyöry törmää jokiuomaan singoten ja kerrostaen ainesta uoman distaalipuolelle poikittaiseksi harjanteeksi. Pronival-muodostumat ovat yleensä pysähtymisvyöhykkeellä esiintyviä matalia ja poikittaisia muodostamia, joita voivat synnyttää lumivyöryt, mutta myös muun muassa kivivyöryt ja solifluktio

Safety and immunogenicity of three doses of an eleven-valent diphtheria toxoid and tetanus protein – conjugated pneumococcal vaccine in Filipino infants

BACKGROUND: An 11-valent pneumococcal conjugate vaccine could provide significantly larger reduction in pneumococcal disease burden than the currently available 7-valent vaccine formulation in many countries. METHODS: In total, 50 infants were enrolled to this open, uncontrolled study, which evaluated the safety and immunogenicity of an aluminium adjuvanted 11-valent mixed-carrier diphtheria toxoid or tetanus protein-conjugated vaccine (11-PncTD) when administered in three doses at 6, 10 and 14 weeks of age simultaneously with DTwP//PRP-T and OPV vaccines in Filipino infants. RESULTS: The rates of local reactions between the two injection sites, those associated with the 11-PncTD vaccine and those with the DTwP//PRP-T were almost of equal frequency for all three vaccine doses except for induration, which was significantly more common in the DTP//PRP-T injection site. Fever was present in 39%, 22% and 21% of infants following each of the three doses. Antibody responses were determined by an enzyme immunoassay method before the first vaccination and after the three doses. The vaccine elicited a significant anti-pneumococcal polysaccharide antibody response against all serotypes included in the vaccine, except for type 14, for which the pre-vaccination geometric mean antibody concentration (GMC) was high (1.61 μg/ml). The GMCs one month after the vaccination series ranged from 1.1 micrograms/ml for type 6B to 23.4 μg/ml for type 4. CONCLUSION: The 11-PncTD vaccine is safe, well-tolerated and immunogenic. The effectiveness of the non-adjuvanted formulation of the vaccine in preventing pneumonia is currently being evaluated in the Philippines

Can Practical Nurses Identify Older Home Care Clients at Risk of Drug-Related Problems-Geriatricians' Appraisal of Their Risk Screenings: A Pilot Study

Background: Home care (HC) clients are increasingly older, have many chronic diseases, and use multiple medicines and thus are at high risk for drug-related problems (DRPs). Objective: Establish the sensitivity of practical nurse (PN) administered DRP risk assessment tool (DRP-RAT) compared with geriatrician's assessment of the medical record. Identify the clinically most significant DRPs needing action. Methods: Twenty-six PNs working in HC of Harkatie Health Center in Lieto, Finland, 46 HC clients (>= 65 years), and a geriatrician participated in this pilot study. The geriatrician reviewed HC clients' medications using 3 different methods. The reviews were based on the following: (1) the PN's risk screening (ie, PN-completed DRP-RAT) and medication list, (2) health center's medical records, and (3) methods 1 and 2 together. The main outcome was the number of "at-risk patients" (ie, the patient is at risk of clinically significant DRPs) by using each review method. Secondary outcomes were clinically most significant DRP-risk predicting factors identified by the geriatrician. Results: The geriatrician reviewed 45 clients' medications using all 3 methods. Based on PN-completed DRP-RAT and medication list, 93% (42/45) of the clients were classified as "at-risk patients." Two other review methods resulted in 45/45 (100%) "at-risk patients." Symptoms suggestive of adverse drug reactions were the most significant risk predicting factors. Small sample size limits the generalizability of the results. Conclusions: The PN-completed DRP-RAT was able to provide clinically important timely patient information for clinical decision making. DRP-RAT could make it possible to more effectively involve PNs in medication risk management among older HC clients

Respiratory diphtheria in an asylum seeker from Afghanistan arriving to Finland via Sweden, December 2015

In December 2015, an asylum seeker originating from Afghanistan was diagnosed with respiratory diphtheria in Finland. He arrived in Finland from Sweden where he had already been clinically suspected and tested for diphtheria. Corynebacterium diphtheriae was confirmed in Sweden and shown to be genotypically and phenotypically toxigenic. The event highlights the importance of early case detection, rapid communication within the country and internationally as well as preparedness plans of diphtheria antitoxin availability.Peer reviewe

Anatomical Differences Determine Distribution of Adenovirus after Convection-Enhanced Delivery to the Rat Brain

Background: Convection-enhanced delivery (CED) of adenoviruses offers the potential of widespread virus distribution in the brain. In CED, the volume of distribution (Vd) should be related to the volume of infusion (Vi) and not to dose, but when using adenoviruses contrasting results have been reported. As the characteristics of the infused tissue can affect convective delivery, this study was performed to determine the effects of the gray and white matter on CED of adenoviruses and similar sized super paramagnetic iron oxide nanoparticles (SPIO). Methodology/Principal Findings: We convected AdGFP, an adenovirus vector expressing Green Fluorescent Protein, a virus sized SPIO or trypan blue in the gray and white matter of the striatum and external capsule of Wistar rats and towards orthotopic infiltrative brain tumors. The resulting Vds were compared to Vi and transgene expression to SPIO distribution. Results show that in the striatum Vd is not determined by the Vi but by the infused virus dose, suggesting diffusion, active transport or receptor saturation rather than convection. Distribution of virus and SPIO in the white matter is partly volume dependent, which is probably caused by preferential fluid pathways from the external capsule to the surrounding gray matter, as demonstrated by co-infusing trypan blue. Distant tumors were reached using the white matter tracts but tumor penetration was limited. Conclusions/Significance: CED of adenoviruses in the rat brain and towards infiltrative tumors is feasible when regional anatomical differences are taken into account while SPIO infusion could be considered to validate proper catheter positioning and predict adenoviral distribution

Gene therapy for monogenic liver diseases: clinical successes, current challenges and future prospects

Over the last decade, pioneering liver-directed gene therapy trials for haemophilia B have achieved sustained clinical improvement after a single systemic injection of adeno-associated virus (AAV) derived vectors encoding the human factor IX cDNA. These trials demonstrate the potential of AAV technology to provide long-lasting clinical benefit in the treatment of monogenic liver disorders. Indeed, with more than ten ongoing or planned clinical trials for haemophilia A and B and dozens of trials planned for other inherited genetic/metabolic liver diseases, clinical translation is expanding rapidly. Gene therapy is likely to become an option for routine care of a subset of severe inherited genetic/metabolic liver diseases in the relatively near term. In this review, we aim to summarise the milestones in the development of gene therapy, present the different vector tools and their clinical applications for liver-directed gene therapy. AAV-derived vectors are emerging as the leading candidates for clinical translation of gene delivery to the liver. Therefore, we focus on clinical applications of AAV vectors in providing the most recent update on clinical outcomes of completed and ongoing gene therapy trials and comment on the current challenges that the field is facing for large-scale clinical translation. There is clearly an urgent need for more efficient therapies in many severe monogenic liver disorders, which will require careful risk-benefit analysis for each indication, especially in paediatrics