Analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Emissions from a Pilot Scale Silicon Process with Flue Gas Recirculation

Flue gas recirculation (FGR) is a method used in several industries to control emissions and process conditions, such as NOx reduction and temperature levels, and increase the CO2 concentration in the off-gas, to be better suited for methods of carbon capture. In this study, the influence of FGR, varying levels of flue gas flow and oxygen concentration on the emissions of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) was investigated during Si alloy production. In addition, computational fluid dynamics (CFD) modeling was performed using OpenFOAM for combustion of C2H2 and H2 with varying O2 levels to simulate FGR and to gain better insight into the impact of furnace operations on the PAH evolution. Experimental results show that increasing FGR (0–82.5%) and decreasing levels of oxygen (20.7–13.3 vol %) increase the PAH-42 concentration from 14.1 to 559.7 μg/Nm3. This is supported by the simulations, where increased formation of all PAHs species was observed at high levels of FGR, especially for the lighter aromatic species (like benzene and naphthalene), due to the lower availability of oxygen and the reduction in temperature. Residence time was identified as another key parameter to promote complete combustion of PAHs. Benzene oxidation can be prevented with temperatures lower than 1000 K and residence times smaller than 1 s, while complete oxidation is found at temperatures of around 1500 K.publishedVersio

A comprehensive framework for analysis of microRNA sequencing data in metastatic colorectal cancer

Although microRNAs (miRNAs) contribute to all hallmarks of cancer, miRNA dysregulation in metastasis remains poorly understood. The aim of this work was to reliably identify miRNAs associated with metastatic progression of colorectal cancer (CRC) using novel and previously published nextgeneration sequencing (NGS) datasets generated from 268 samples of primary (pCRC) and metastatic CRC (mCRC; liver, lung and peritoneal metastases) and tumor adjacent tissues. Differential expression analysis was performed using a meticulous bioinformatics pipeline, including only bona fide miRNAs, and utilizing miRNA-tailored quality control and processing. Five miRNAs were identified as upregulated at multiple metastatic sites Mir-210 3p, Mir191 5p, Mir-8-P1b 3p [mir-141–3p], Mir-1307 5p and Mir-155 5p. Several have previously been implicated in metastasis through involvement in epithelial-tomesenchymal transition and hypoxia, while other identified miRNAs represent novel findings. The use of a publicly available pipeline facilitates reproducibility and allows new datasets to be added as they become available. The set of miRNAs identified here provides a reliable starting-point for further research into the role of miRNAs in metastatic progression

Fuktskader i tilknytning til terrassedører

Undersøkelser av byggskader i Norge viser at ca. 66 % av alle prosessforårsakede byggskader opptrer i tilknytning til bygningens klimaskjerm. Med et klima som forandrer seg og bygg som blir utsatt for sterkere påkjenninger, kan omfanget øke. Fuktproblemer kan være omfattende, krevende og en påkjennelse for de involverte, i tillegg til en unødvendig økonomisk byrde for samfunnet. En må derfor sørge for at bygg utformes med løsninger som tåler det norske klimaet, både i dag og i framtiden. Terrassedøren er en del av klimaskjermen, som beskytter bygget mot ytre påvirkninger, og leder ut til balkong, terrasse o.l. Uteplassene plasseres gjerne på solfylte fasader mot sør og vest, som også er fasadene med størst slagregnsbelastning i Bergen. Det gjør terrassedøren veldig utsatt for fuktpåkjenninger. I tillegg til å være en svakere del av klimaskjermen, skaper kravet om trinnfri adkomst til uteplass og krav om fuktsikkerhet utfordringer og økende tilfeller av fuktskader i tilknytning til terrassedøren. Undersøkelsene i masteroppgaven er i samarbeidet med aktører fra byggenæringen i Bergen og ser på problemstillingen «Fuktskader i tilknytning til terrassedører». Det er undersøkt konsekvenser og årsaker som følger av fuktskadene i syv caser. Hver case består av et byggeprosjekt med en eller flere påviste fuktskader som er relatert til problemstillingen. Undersøkelsene ser på de bakenforliggende årsakene til fuktskadene, kjent som prosessforårsakede byggskader. Konsekvenser og årsaker gir utgangspunkt for å vurdere hva som kan gjøres for å unngå at slike skader oppstår. Det er gjennomført en kvalitativ casestudie, med intervju og dokumentanalyse for å få innblikk og forståelse i casene. Intervjuene er med personer fra forskjellige aktører og roller i byggeprosjektene. Dokumentanalysen bidrar blant annet til verifisering av intervjuene, samt visuell framstilling av byggeprosjektene og utfordringene. Resultatene viser flere konsekvenser, men sentralt er kostnadene til utbedring som øker proporsjonalt med konsekvensene av fuktskadene. Først når fuktskaden blir oppdaget, vil skadeomfanget kartlegge hvor krevende arbeidet blir, både i form av undersøkelser, koordinering, tiltak og utbedringer, som krever arbeidstimer fra flere aktører. I tillegg kommer utskifting av materialer og behandling av eventuell vekst av mugg og sopp. En fuktskade kan også lede til misfornøyde beboere og dårlig omtale av involverte aktører. Undersøkelsen av mulige årsaker til fuktskadene viser mangler i prosjekteringen som en gjentagende årsak. Det kan tyde på at både prosjekterende og utførende har et forbedringspotensial når det kommer til å tilegne seg kunnskap om en så kompleks konstruksjon. I tillegg ble det funnet at noen terrassedører kan ha svakheter i konstruksjonen, som skaper spørsmål til ordningen for produktgodkjenning. For å unngå fuktskader i tilknytning til terrassedører diskuterer masteroppgaven forskriftenes funksjonsbaserte byggeregler, som kan være vanskelig å tolke og gi grunnlag til misforståelser. Videre argumenteres det for å vurdere tydeligere krav eller preaksepterte ytelser for komplekse konstruksjoner, som terrassedører i tilknytning til uteplasser. Heving av kunnskapsnivået både for utførende og prosjekterende aktører er nødvendig. Uavhengig av ansvar må en sørge for å være kjent med utfordringene og anbefalingene, slik at konstruksjoner tåler klimapåkjenningene slik vi kjenner dem i dag og slik vi tror de vil bli i framtiden. Nøkkelord: Terrassedør, fuktskader, balkong, terrasse, altan, konsekvense, årsake

Sumvirkninger ved bygging av vannkraft i Nordland. En analyse av virkninger påreindrift, friluftsliv, landskap og berørte naturtyper.

Andersen, O., Erikstad, L. og Bakkestuen, V. 2017. Sumvirkninger ved bygging av vannkraft i Nordland. En analyse av virkninger på reindrift, friluftsliv, landskap og berørte naturtyper. NINA Rapport 1404. 135 s. Utbygging av vannkraft har en lang historie i Norge og i Nordland. Det finnes store kraftverk med omfattende regulering av vann og vassdrag, men også små anlegg. All vannkraftutbygging påvirker miljøet på ulike måter. Denne rapporten gir en oversikt over målt sum av fysisk påvirkning av eksisterende infrastruktur, eksisterende vannkraftutbygging og planer om ny vannkraftutbygging i Nordland for temaene reindrift, friluftsliv, landskap og enkelte naturtyper. Formålet med rapporten er at den skal kunne legges til grunn for vannkraftforvaltning i Nordland. Rapporten bør ses på som en generell og overordnet beskrivelse av situasjonen. Det er det regionale nivået av påvirkning som vurderes. Hvis dette blir stort nok kan det kalles sumvirkning. Det er ikke etablert en klar definisjon av hvor stor påvirkningen må være før vi begynner å snakke om sumvirkning. En klarere definisjon vil gjøre det mulig å beskrive samlet fysisk belastning og eventuelt tålegrenser, men den bør være et resultat av en bred diskusjon og enighet som det ikke har vært rom for å gå lenger med i denne rapporten. Det er bare i noen få tilfeller at vi har beregnet et påvirkningsnivå som vi har kalt sumvirkninger. Dette gjelder særlig store innsjøer. I flere tilfeller ser vi imidlertid et noe lavere påvirkningsnivå som antyder at påvirkningene regionalt kan være i ferd med å utvikle seg til sumvirkninger. Disse er identifisert og vist i en rekke diagrammer, kart og tabeller som vi har kalt aktsomhetstabeller. Meningen er at disse kan peke på viktige forhold som forvaltningen kan ta inn i sin saksbehandling ved å fokusere på både disse forholdene generelt og de spesielle områdene der disse oppstår. Generelt kan man si at resultatene av våre analyser indikerer at sumvirkningene er små. En av grunnene til det relativt lave nivået av påvirkning er at berørte naturtyper og utvalg av landskapsområder er knyttet til kjente verdier og kjent behov for aktsomhet. Videre har man Verneplan for vassdrag (www.nve.no) som har som målsetning at vi skal beholde et representativt utvalg av norsk vassdragsnatur. Omfanget av verneplaner er såpass omfattende at den sikrer at sumvirkningene målt på fylkesnivå knyttet til vannkraftutbygging, blir begrensede. Resultatene fra dette arbeidet indikerer at generell god forvaltning i kombinasjon med verneplan for vassdrag virker positivt og at statusen generelt er bra. Den største faren for å opparbeide sumvirkninger av betydning er ved storstilt utbygging av småkraft. Ikke bare vil en slik utbygging fange opp mange verdifulle elvestrekninger, men tilordnede inngrep er normalt store slik at virkningen per utbygd energimengde blir relativt store. Våre resultater i denne rapporten og i Erikstad m.fl. (2009) er imidlertid basert på NVEs ressurskart for småkraft, ikke på reel utbygging. Det er trolig liten sjanse for at småkraftutbyggingen vil nå et nivå som gjør at disse sumvirkningene blir utløst. Kartene som vi har produsert gir likevel en mulighet for forvaltningen til å utvise aktsomhet i de områdene som er mest utsatt.Andersen, O. Erikstad, L. and Bakkestuen, V. 2017. Sumvirkninger ved bygging av vannkraft i Nordland. En analyse av virkninger på reindrift, friluftsliv, landskap og berørte naturtyper. NINA Report 1404. 135 pp. The report contain an assessment of accumulated impact levels of hydropower development on reindeer husbandry, recreation, selected nature types and landscape in Nordland County. We have measured impacts of infrastructure, current hydropower production, planned hydropower development and an existing database of small-scale hydropower potential. Analyzes are done on a county level, and then split up to a regional level, based on predefined water districts and reindeer husbandry districts. In general, the measured accumulated impacts from current hydropower was low. When adding planned hydropower development and small-scale hydropower potential to the current status, the estimated impacts did increase. With few exceptions the increase is low to moderate and we have not defined the impact level as identified negative accumulated impacts, but rather indications of the need for attention to avoid such impacts. Results are presented thematically on maps for the county level and more detailed in tables for the district level. The highest impacts was found on the nature type large lakes, as many of these already are hydropower reservoirs. In addition, we identified high impact levels within some areas when using climate gradients as a regional reference. This was especially the case for river gorges. Reindeer husbandry was analyzed by using main grazing seasons. We found highest accumulated impact on spring pastures/calving areas especially when including planned hydropower development and small scale hydropower potential. For the other seasons (summer-winter) the impacts was low. Recreation was analyzed in lowland, low-mountain and high-mountain landscapes. We did not identify accumulated impacts, but some low-mountain and high-mountain areas in the eastern part of Nordland County may be in danger of developing accumulated impacts on a regional scale. Some of the nature types and landscapes are especially vulnerable like caves and spring pasture/calving areas. These areas should be carefully considered when new hydropower development is planned, independent of identified accumulated impact levels. In general, accumulated impact assessment should be regarded as a supplement to normal environmental assessment and not as an alternative

Tapping Gas from the Silicon Submerged Arc Furnace: An Industrial Measurement Campaign

Producing high-silicon alloys in submerged arc furnaces (SAF) involves the generation of an intermediate process gas, consisting of silicon monoxide (SiO) and carbon monoxide (CO). Combustion of process gas from the taphole can be an environmental challenge. SiO gas burns to fine SiO2 particles which can cause poor working conditions and fugitive particulate matter emissions. The high combustion energy of SiO and CO is a source of high heat load. It is also the source of thermal NOX generation. A measurement campaign was conducted at the Elkem Thamshavn plant in Norway to investigate the composition of tapping gas from a silicon furnace. Over a 3-day period, the gas extracted from the tapping of the furnace was analyzed with Agilent Micro-GC, Protea atmosFIR, and Testo 350. The dust concentration in the gas was measured with a LaserDust instrument from NEO Monitors. Using the plant’s existing flow and temperature measurements, mass and energy flows were calculated. Linear regressions were calculated for three predictors of NOX formation in the taphole gas. From these calculations, the relation between total energy added to the tapping gas and NOX showed the best correlation.publishedVersio

Pilot-Scale Test of Flue Gas Recirculation for The Silicon Process

Flue gas recirculation (FGR) for the silicon process may facilitate increasing the CO2 concentration in the off-gas, which will be beneficial for potential future carbon capture. Lower oxygen concentration in the combustion gas will also reduce NOX emissions. An existing 400 kVA Submerged Arc Furnace (SAF) pilot setup was modified to be able to recirculate flue gas and equipped with gas analysis to monitor both the flue gas and the mixed combustion gas entering the furnace. Over a running period of 80 h, including 32 h of startup, twelve different combinations of FGR ratios and flow rates were tested using typical industrial raw materials. Increased CO2 flue gas concentrations were successfully demonstrated with concentrations over 20 vol % CO2. Emissions of NOX were shown to be reduced when isolating stable comparable periods within each tapping cycle.publishedVersio

Impacts of Early Life Stress on the Methylome and Transcriptome of Atlantic Salmon

Exposure to environmental stressors during early-life stages can change the rate and timing of various developmental processes. Epigenetic marks affecting transcriptional regulation can be altered by such environmental stimuli. To assess how stress might affect the methylome and transcriptome in salmon, fish were treated using cold-shock and air-exposure from the eye-stage until start-feeding. The fish were either stressed prior to hatching (E), post-hatching (PH), pre- and post-hatching (EPH) or not stressed (CO). Assessing transcriptional abundances just prior to start feeding, E and PH individuals were found to have modified the expression of thousands of genes, many with important functions in developmental processes. The EPH individuals however, showed expression similar to those of CO, suggesting an adaptive response to extended periods of stress. The methylome of stressed individuals differed from that of the CO, suggesting the importance of environment in shaping methylation signatures. Through integration of methylation with transcription, we identified bases with potential regulatory functions, some 10s of kb away from the targeted genes. We then followed fish growth for an additional year. Individuals in EPH showed superior growth compared to other treatment groups, highlighting how stress can potentially have long-lasting effects on an organism’s ability to adapt to environmental perturbations