Aihearkisto: Elinvoimainen ympäristö

Ryysyistä rikkauksiin – onko tekstiilijäte tutkimisen arvoista?

Oletko koskaan miettinyt, mihin voisit kierrättää polvesta puhki kuluneet toppahaalarit? Entä sohvanverhoilukankaat tai vanhat siivousrätit? Kierrätyksestä tiedon saanti voi olla hankalaa, ja lopulta tekstiilit lentävät turhautumisen johdosta sekajätteeseen.

Kirjoittajat: Oona Salojärvi, Kaisa Tuominen, Linda Karlström, Vilma Wathen ja Lea Heikinheimo

Poistotekstiilit – polttolaitoksiin vai kiertoon?

Myös valveutunein kuluttaja on ongelman äärellä: tällä hetkellä käyttökelvottoman tekstiilin (poistotekstiilin) keräystä ei ole järjestetty, toisin kuin esimerkiksi pahvin, lasin ja metalliromun kierrätys löytyy melkein jokaisen kerrostalon roskakatoksesta. Suomessa poistuu käytöstä noin 70 miljoonaa kiloa tekstiiliä vuodessa, joista valtaosa, 55 miljoonaa kiloa, on kuluttajilta peräisin olevia vaatteita sekä sisustustekstiilejä (Dahlbo et al. 2015). Hyväkuntoisille, puhtaille ja käyttökelpoisille vaatteille löytyy toki kerääjänsä, kuten Kontti, Fida, Recci, UFF sekä Pelastusarmeija. Huolestuttavaa kuitenkin on että, että tästä kerätystä ja lajitellustakin tekstiilivirrasta myynnin sijaan jopa 80-90 prosenttia menee polttolaitoksiin (Kykkänen 2017). Tällöin hukataan paljon käyttökelpoista materiaalia ja energiaa. Mitä siis tulisi tehdä tälle valtavalle poistotekstiilivirralle?

Poistotekstiilien kohdalla Suomen jätelaki asettaa tähän omat haasteensa, käyttökelvottomiin tekstiileihin sovelletaan samaan lakia kuin vaarallisiin jätteisiin. Sen mukaan muualla kuin omissa myymälöissä uudelleen käyttöön kelpaamattoman tekstiilin keräävät yritykset katsotaan jätehuolloin toimijoiksi (Kykkänen 2017). Poistotekstiileissä lymyää kuitenkin suuri arvo, lisäksi niiden ympäristökuorma on suuri, mikä tekee poistotekstiileistä tutkimisen arvoisen kohteen. Tekniikoita, jolla kuidut voitaisiin tunnistaa, erotella sekä hyödyntää uudelleen tutkitaan valtakunnallisissa konsortioissa kuten Telaketju-hankkeessa, jossa myös Lahden ammattikorkeakoulu on mukana (Telaketju 2017).

Poistotekstiilit osana kiertotalousväylää

LAMKn kiertotalousväylään kuuluvassa projektissa tutkittiin toimeksiantajan pyynnöstä poistotekstiilien määrää, materiaalisisältöä sekä kartoitettiin tekstiilien jatkohyödyntämis-mahdollisuuksia kiertotalouden nimissä. Projektiin kuului olennaisesti myös aiheen tutkiminen kirjallisuuskatsauksen muodossa sekä nettisivujen luonti ja päivitys. Lisäksi 15 opintopisteen väylällä tutustuttiin teollisiin symbiooseihin, materiaalitekniikkaan sekä kestävään tuotesuunnitteluun.

Monialainen projektitiimi toimi hyvällä ja rennolla yhteishengellä joustavasti koko projektin ajan. Projektijohtajana toimi polymeeri- ja kuitutekniikan kolmannen vuoden opiskelija Oona Salojärvi. Opiskelijatiimissä työskenteli myös Samuli Maliniemi (Ajoneuvomuotoilu, toinen vuosi), Kaisa Tuominen (Liiketalous, kolmas vuosi), Linda Karlström sekä Vilma Wathen (Ympäristötekniikka, ensimmäinen vuosi).

Projektin tiimoilta projektiryhmä kävi mittaamassa toimeksiantajana toimivan lahjoituskirpputorin tekstiilimääriä ja -painoja, tarkoituksenaan selvittää montako vaatekappaletta rullakkoon mahtuu niin naisten, miesten kuin lastenvaatteiden sekä pehmeiden asusteiden osalta. Mittaustyö suoritettiin käsin punnitsemalla sekä laskemalla. Yhteensä mittauksia tehtiin neljänä eri päivänä luotettavamman tutkimustuloksen saamiseksi. Lisäksi poistotekstiilien materiaaleja tutkittiin käsin lajittelemalla sekä FTIR-spektroskopialla, mikäli tuotelaput eivät olleet luotettavia (Kuva 1) tai ne puuttuivat kokonaan. Lajittelun jälkeen materiaalit punnittiin ja taulukoitiin tulosten analysointia varten.

Kuva 1.  Vaatteiden materiaalisisältö tulisi ilmoittaa tuotelapuissa; näin ei valitettavasti aina ole.

Projektissa tutkittiin toimeksiantajan kierrätyskeskukseen tulevien vaatteiden määriä. Tekstiilit oli valmiiksi lajiteltu miesten, naisten ja lastenvaatteisiin sekä pehmeisiin asusteisiin. Kuution vaatemäärään vaikutti tekstiilien laatu ja käyttötarkoitus, esim. paksu talvitakki vie enemmän tilaa kuin puuvillainen t-paita. Tekstiilejä oli rullakoissa keskimäärin 430 kappaletta ja ne painoivat 100kg. Tutkimus suoritettiin talvella ja keväällä 2017, joten laskelmissa oli todennäköisesti mukana enemmän talvivaatteita kuin muina vuodenaikana tehtävissä laskelmissa.

Projektin aikana tehtiin myös materiaalienselvitystä 83,5 kg:lle poistotekstiiliä. Käsiteltäviä vaatekappaleita oli 366 kpl. Tarkoituksena oli selvittää energiapolttoon menevien poistotekstiilien materiaalisisältö sekä pohtia mahdollisia uusiokäyttösovelluksia.

 

Kuvio 1. Tutkittujen poistotekstiilien materiaalisisältöjä prosentteina kokonaismäärästä (83,5 kg).

Tutkituista poistotekstiileistä, kiloissa mitattuna, lähes 42 prosenttia oli sekoitemateriaaleja. Yksittäin esiintyvistä kuitumateriaaleista puuvillaisia vaatteita oli eniten (33 %) sekä polyesteristä valmistettuja vaatteita (14 %).  Tarkemmin sekoitemateriaaleja tutkittaessa havaittiin, että niistä yli puolessa oli sekoitteena puuvillaa (56 %). Materiaaleihin on sekoitettuna usein elastaania ja jo muutaman prosentin osuus riittää tuomaan tuotteeseen haluttua joustavuutta. Tutkituista sekoitemateriaalinäytteistä lähes kolmannes sisälsi elastaania. Tunnistuksen ja kierrätyksen kannalta on haasteellista, että tekstiilit voivat sisältää useita eri kuituja samassa tuotteessa; enimmillään näissä mittauksissa näyte sisälsi viitta eri materiaalia (puuvillaa, polyamidia, polyesteria, viskoosia ja triasetaattia).

Kehitysideoita

Tekstiileille on kehitetty mekaanista ja kemiallista kierrätystä. Nämä kierrätysmenetelmät tarvitsevat laajat tekstiilimäärät, jotta kierrätys olisi taloudellisesti kannattavaa. Lisäksi sekoitemateriaalit hankaloittavat kierrätystä. Suomessa toimii tällä hetkellä muutamia mekaanisesti tekstiilejä kierrättäviä yrityksiä, mutta heidän tuotantovolyyminsa eivät ole tarpeeksi laajat ratkomaan tätä ongelmaa. Osa suomalaisista toimijoista lähettää poistotekstiilejä Saksaan jatkojalostettavaksi, jossa niistä valmistetaan mm. huopia ja kuitukankaita.

Tiimi kokoontui miettimään tekstiilin jatkohyödyntämismahdollisuuksia ja aivomyrskyn seurauksena oli yhteydessä moniin tahoihin tekstiili- ja autoteollisuuteen. Sähköpostivaihtojen, puhelinsoittojen ja googlailun tuloksena tiimi joutui sulkemaan pois osan ideoitaan. Mielenkiintoiseksi poistotekstiilien sovellukseksi osoittautui räsymatot, jotka ovat tällä hetkellä haluttuja sisustuselementtejä. Räsymatot ovat ympäristön kannalta hyödyllisiä, sillä niihin voidaan hyödyntää kierrätettyjä lakanoita ja muita kierrätettyjä tekstiilejä. Yritykset kuten Finlayson on ottanut myös räsymatot ja muut räsytuotteet mallistoihinsa ja järjestäneet myymälöissään erilliskeräyksiä käytetyille tekstiileille (Finlayson 2017). Räsymattoja voidaan valmistaa myös teollisessa mittakaavassa Suomessa. Projektin aikana räsymattoajatus jalostui design -räsymatoksi, jolloin poistotekstiilien kerääjät ja paikalliset käsityöläiset ja matonkutomot voisivat suunnitella ja toteuttaa omaan tai asiakkaan sisustukseensa sopivan maton.

Lähteet

Dahlbo, H., Aalto, K., Salmenperä, H., Eskelinen, H.,Pennanen, J., Sippola, K. & Huopalainen, M. 2015. Tekstiilien uudelleenkäytön ja tekstiilijätteen kierrätyksen tehostaminen Suomessa. [Verkkodokumentti]. Helsinki: Ympäristöministeriö. Suomen ympäristö 4/2015.  [Viitattu 25.9.2017]. Saatavissa: https://helda.helsinki.fi/bitstream/handle/10138/155612/SY_4_2015.pdf?sequence=4

Finlayson, 2017. Räsytuotteet. [Viitattu 25.9.2017] Saatavissa: https://www.finlayson.fi/tuotteet/kodin-sisustus/rasytuotteet/44/

Kykkänen, J-M. 2017. Jätelakia pitää höllentää. Fab – Future, Innovations & Business. [Verkkolehti.] 2/2017, 67. [Viitattu 25.9.2017].  Saatavissa: https://issuu.com/suomentekstiilimuoti/docs/fab2_suomi_sivut_pdf

Telaketju, 2017. Telaketju –  Tekstiilien lajittelu- ja hyödyntämisketju. [Viitattu 25.9.2017].  Saatavissa: http://poistotekstiili.turkuamk.fi/telaketju/

Kirjoittajat

Oona Salojärvi on 4:n vuosikurssin insinööriopiskelija Tekniikan alalta (Materiaalitekniikka)

Kaisa Tuominen on 4:n vuosikurssin liiketaloudenopiskelija Liiketalouden alalta

Linda Karlström on 2:n vuosikurssin ympäristötekniikanopiskelija Tekniikan alalta (Energia- ja ympäristötekniikka)

Vilma Wathen on 2:n vuosikurssin ympäristötekniikanopiskelija Tekniikan alalta (Energia- ja ympäristötekniikka)

Lea Heikinheimo, TkT, toimii yliopettajana Lahden ammattikorkeakoulussa Materiaalitekniikassa sekä Älykäs teollisuus ja uudet liiketoimintakonseptit YAMK –koulutuksessa.

Kuvat

Samuli Maliniemi ja Linda Karlström

 

Julkaistu 11.10.2017

Koulutusaineistoa kemikaalionnettomuuksien ennaltaehkäisyyn, niihin varautumiseen sekä torjuntaan

Kemikaalionnettomuuksiin liittyvää ehkäisyä, varautumista ja torjuntaa on tarpeellista tunnistaa ja työstää. Näitä kysymyksiä käsiteltiin kaksivuotisessa projektissa nimeltä ChemiPPR (Omnipresent), jonka tavoitteena oli luoda osaamiseen perustuvia koulutuspaketteja turvallisuudesta vastaaville henkilöille. Projektia koordinoi Turkin alueellinen turvallisuusvirasto Afad ja rahoitusta saatiin Euroopan unionin Erasmus+ -ohjelmasta. Muina partnereina olivat turvallisuusalan konsulttifirmat Espanjasta ja Portugalista sekä Suomesta Hämeen ja Lahden ammattikorkeakoulut. Projektikielenä oli englanti.

Kirjoittaja: Sakari Halmemies

Projektin kuvaus

Projektin käynnistys tapahtui helmikuussa 2016 Turkissa Karabukin kylässä, sillä alueella sijaitseva Kardemirin terästehdas on pääasiallisin projektitulosten hyödyntäjä tavoitteenaan kohentaa kemikaali- ja ympäristöturvallisuuttaan. Projektiryhmä mm. vieraili Kardemirin terästehtaassa ja tapasi siellä sekä työntekijöitä että johtoa. Turkin tavoite lie koko projektin osalta ollut pyrkimys saattaa teollisuuttaan vastaamaan eurooppalaisia normeja matkallaan kohti EU-jäsenyyttä.

Ensimmäiseksi projektiin osallistujat saivat tehtäväkseen laatia joukon kysymyksiä kemikaali- ja ympäristöturvallisuuden eri osa-alueista. Näistä kysymyksistä valittiin 70 kysymyksen paketti, jolla kukin maa lähestyi omissa maissaan turvallisuus alan ammattilaisia. Näin pyrittiin selvittämään se, mistä osa-alueista koulutusmateriaalia tulisi tuottaa.

Seuraava projektikokous pidettiin syyskuussa 2016 Portugalin Porto Limassa partnerimme Tesicnorin tiloissa. Vierailuun liittyi vierailu biodieseliä valmistavassa laitoksessa. Tässä kokouksessa jaettiin eri partnereiden kesken vastuualueet kirjoitettavien koulutusaineistojen suhteen. Vastuujaot olivat seuraavat:

  • Riskienhallinta (Tesicnor, Espanja)
  • Lainsäädäntö (Kardemirin tehdas, Karabykin yliopisto, turvallisuusvirasto Afad, Turkki ja Lamk, Suomi)
  • Ennaltaehkäisy ja varautuminen (Previform, Portugali)
  • Terveys ja ympäristö (Hamk, Suomi ja Previform, Portugali)
  • Kemikaalionnettomuudet (HAMK ja LAMK, Suomi)
  • Onnettomuuskuvaukset (kaikki partnerit)

Kolmas projektikokous pidettiin Espanjan Puerta del Solissa Tesicnorin tiloissa. Kokouksessa jokainen partneri esitteli tehtäväksi saamiaan koulutusaineistoja. Saimme vierailla myös Madridin 112-keskuksessa tutustumassa hälytyskeskuksen toimintaan.

Neljäs projektikokous pidettiin touko-kesäkuun vaihteessa 2017 Suomessa LAMKin ja HAMKin isännöimänä. Kokouksessa käytiin läpi mm. koulutusmateriaalin esittämistapaan liittyviä seikkoja. Lahdessa vierailimme mm. Paavolan pelastuslaitoksella ja Hämeenlinnassa SSBA:n terästehtaassa.

Viides ja viimeinen projektikokouksemme pidettiin jälleen Turkissa syyskuussa 2017 ja siihen liittyi mittava ja näyttävä projektin esittely Karabukin yliopistossa arvovaltaiselle yleisölle.

Kuva 1. Sakari Halmemies Karabukin yliopiston edustalla (kuva: Kalle Rajantie)

Projekti tuotti laajan runsaat 550 sivua käsittävän koulutusaineiston, joka käsitti seuraavat 6 lukua:

  • Riskienhallinta
  • Lainsäädäntö
  • Ennaltaehkäisy ja varautuminen
  • Terveys ja ympäristö
  • Kemikaalionnettomuudet
  • Toteutukset
Lainsäädäntöä ja varautumista

Oma kemikaaliturvallisuuden osaamiseni pohjautuu pitkälti kokemukseen, jonka hankin toimiessani yli kymmenen vuoden ajan Pelastusopistolla vaarallisten aineiden yliopettajana. Tehtävänäni oli opettaa tulevia pelastusviranomaisia varautumaan ja toisaalta torjumaan kemikaalionnettomuuksia.

Tältä pohjalta projektiin kirjoittamani materiaali koskee mm. lainsäädäntöä, VAK-luokitusta ja kemikaalien turvamerkintöjä. SEVESO-direktiivi on olennainen työkalu tehtäessä turvallisuus- ja riskikartoituksia esim. kemianteollisuuteen. Kemikaaliturvallisuudessa on tärkeää huomioida ennaltaehkäisyn ja varautumisen merkitys, jotta onnettomuuksia ei sattuisi. Todellisia onnettomuustilanteita varten eri sidosryhmien on tehtävä hyvää yhteistyötä niin suunnitelmien kuin niiden harjoittelun suhteen.

Kuvasin projektiin erilaisia kemikaalionnettomuustilanteita, tyypillisiä syitä niihin sekä niiden aiheuttamia vaikutuksia. Terveysvaikutusten lisäksi merkittävään rooliin nousevat ympäristövaikutukset, jotka seuraavat jo vähäisistäkin vaarallisten aineiden onnettomuuksista.

Olen ollut itse henkilökohtaisesti luomassa Suomessa yleisesti käytössä olevia Tokeva-ohjeita (=torjuntatoimet kemikaalien vaaratilanteessa). Ne on käännetty myös mm. englannin kielelle ja sellaisena ne tulivat tämän projektin tausta-aineistoksi. Kuvasin tämän projektin koulutusmateriaalissa sitä, kuinka esim. tietyn kemikaalin kuljetusonnettomuuteen Tokeva-ohjeista voidaan löytää sopiva torjuntataktiikka ja –menetelmät, henkilösuojaimet ja torjuntakalusto kuljetusyksikössä (esim. säiliöauto) olevien varoituslipukkeiden ja kilpien pohjalta.

Kuvassa 2 on esitetty vaarallisten aineiden VAK-luokituksen mukaiset varoituslipukkeet. [ChemiPPR 2017,47]

Kuva 2. Vaarallisten aineiden VAK-luokituksen mukaiset varoituslipukkeet (ChemiPPR 2017, 47)

Kemikaalien torjuntaa

Kemikaaleja koskeva tärkein informaatio saadaan käyttöturvallisuustiedotteista, joissa on tietoja mm. aineen tunnistamisesta, koostumuksesta, fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista, myrkyllisyydestä, ensiavusta, sammuttamisesta, torjuntatoimista vuototilanteen varalle, turvallisesta käsittelystä ja varastoinnista, hävittämisestä jne. On erittäin tärkeää oppia suojautumaan oikein käyttämällä asianmukaisia henkilösuojaimia, jos on vaarana altistua vaarallisille aineille.  Olen kuvannut koulutusaineistossa mm. tavallisimpia henkilösuojaimia ja niiden soveltuvuutta erilaisiin tilanteisiin.

Kuvassa 3 on esitetty kemikaalisukelluksen toimintamalli, joka perustuu Tokeva-ohjeissa olevaan kemikaalisukellusohjeeseen.

 

Kuva 3.  Kemikaalisukelluksen toimintamalli (ChemiPPR 2017, 331)

Case-tapaukset

Jokainen partneri sai tehtäväksi kuvata jonkin heidän maassaan sattuneen merkittävän kemikaalionnettomuuden. Nämä case-tapaukset hyvin analysoituina antavat tärkeää tietoa onnettomuuteen johtavista tekijöistä ja olosuhteista, ja auttavat toivon mukaan siinä, ettei samoja virheitä tehdä uudelleen.  Valitsin Suomen esimerkiksi tuhoisimman Suomessa rauhan aikana sattuneen onnettomuuden, vuoden 1976 Lapuan patruunatehtaan räjähdykseen, jossa kuoli 40 työntekijää ja 60 haavoittui. Kuva 4 kertoo karua kieltään tapahtuneesta.

Kuva 4.  Lapuan patruunatehtaan räjähdys 1976 (ChemiPPR 2017, 440; Kalle Kultala 13.4.1976)

Yhteenveto

Turkkilaisten kanssa toimiminen tässä herkässä poliittisessa tilanteessa oli haastavaa. Alkuperäinen projektipäällikkö vaihtui kesän 2017 vallankaappausyrityksen jälkimainingeissa, koska kuului ilmeisesti vanhoilliseen uskonnolliseen puolueeseen, jota Turkin nykyjohto ei hyväksynyt. Kaiken kaikkiaan projekti sujui hyvin ja työilmapiiri oli myönteinen ja mm. me suomalaisina (LAMK ja HAMK) saimme tunnustusta osaamisestamme.

ChemiPPR-projektin tuottama koulutusaineisto sopii kaikille kemikaaliturvallisuuden parissa työskenteleville. Jokaisen luvun lopussa on kertauskysymyksiä vastauksineen, joten materiaalista on saatavissa mahdollisimman suuri hyöty irti.

Koko englanninkielinen koulutusaineisto ”Forming the competency based education modules for chemical accident prevention, preparedness and response” on ladattavissa LAMKin projektisivuilta lähteessä olevasta nettiosoitteesta.

Lähteet

ChemiPPR. 2017. Forming the competency based education modules for chemical accident prevention, preparedness and response. [Verkkodokumentti]. [Viitattu 25.9.2017]. Saatavilla: http://www.lamk.fi/english/projects/omnipresent/Documents/Training-modules.pdf

Kirjoittaja

Sakari Halmemies, DSc (Tech), yliopettaja, Lahden ammattikorkeakoulu

Julkaistu 3.10.2017

Artikkelikuva: https://yle.fi/aihe/artikkeli/2016/04/12/lapuan-patruunatehtaan-rajahdys-jatti-jalkeensa-surun

Slowly, but surely, towards total sanitation in Ho, Ghana

The City of Lahti and Ho Local Municipality sister city cooperation began in 2010 with a focus on sanitation and environmental issues. The cooperation coordinated by Lahti University of Applied Sciences now continues with a new phase for 2017-2018. In this article, the former project coordinator Anna Aalto and the current coordinator Maarit Virtanen reflect on the achievements so far and the future opportunities.

Authors: Anna Aalto and Maarit Virtanen

Anna Aalto has acted as the project coordinator for Lahti – Ho sister city program in 2010 – 2014, and visited Ho again as a sanitation expert in 2017. “When I first visited Ho in 2010, it was my first visit to Sub-Saharan Africa. I could barely understand the dialect, never mind the customs and codes of conduct involving traditional chiefs, opinion leaders, seniority-based hierarchies and a culture of collectivism. Little did I know back then, that seven years later, I would be returning to the town for the tenth time and be greeted as a Grandma – an honourable title for a retired coordinator with an advisory role.”

“Looking at the past seven years, it is easy to note that the city is growing and the society is progressing. The outlook of the city is transforming with grand hotel schemes, new office blocks, modernised central market and developing urban waste removal services. Street naming programme has finally succeeded and most places in the town centre finally have an address. While demonstrating the rising wealth of the middle-class, the growing suburbs also raise the demand for public services and road development.”

Figure 1. Ho and Adeklu Mountain (photo Anna Aalto)

Despite the changes, a lot of tradition is still present. Agriculture remains the backbone of local economy and the development of agricultural sector is a key driver in the municipality’s economic development plans. The concept of ‘African time’ is also alive and well. Programmes tend to start one hour (or more) late and plans are interrupted by rain, as usual.

Attitudes, norms and a culture of dependency hinder toilet ownership

There is still no wastewater treatment available in the Ho region and solid waste management consists mainly of dumping waste at dumpsites. People lack access to improved sanitation in their homes, work places and schools. In fact, the adoption rate of household toilets in Ghana is still relatively low especially due to the common practise of shared toilets and the absence of strong socio-cultural norm that would encourage toilet ownership. In addition, the cultural acceptability of the widely advocated pit latrine technologies is low due to the offensive odours and hot vapour associated with the spreading of diseases.

Over the years, various sanitation development programmes with international donors have come and gone; the preceding Urine-Diverting Dry Toilet (UDDT) school pilot (2010-2014) of ours among them. The development programme paradigm has slowly shifted from donor-driven to community-led approach. In 2010, the common concept of programmes was one where a large international donor would identify beneficiaries and provide a facility of their choice. This approach has greatly increased the access to improved sanitation. Nevertheless, the challenge comes in with the ownership aspect. People come to expect that someone else will also maintain the toilet, since they have provided it. Poorly maintained facilities often become abandoned. For example, water closets are provided for schools without continuous access to water for flushing. A common sight is an improved pit latrine that has filled up the underground vaults, smells to high heavens and is left unused.

Community-driven approach is becoming mainstream in sanitation development

The lack of maintenance and even usage of many donor-provided toilet facilities has been acknowledged, leading to new types of sanitation development programmes. In 2013, the Ho Municipal Assembly started implementing the national Community Led Total Sanitation programme mobilising rural communities to eliminate open defecation. By now, six communities out of around one hundred are declared Open Defecation Free (ODF). Work continues with four dedicated officials that target four communities at the time to bring the change forward.

As we witnessed in some of the new ODF communities on our latest visit in May 2017, the change in attitude is possible. There is a sense of pride of the toilets constructed for all households with local materials and initiative. The community-led approach is now coming to the Ho township with Urban Sanitation Programme addressing the significant lack of household toilet facilities in the urban area. People building houses often neglect to construct a toilet facility and use communal ones. A family of five can pay yearly up to 2000 Ghana cedi (around 450 EUR) of toilet fees alone, which would be more than enough for a household toilet within a few years. Still, not all people see a toilet as a feasible or attractive investment, because the water bills already run high as it is and pit latrines are not recommended for small yards.

The quest for a better toilet to suit local needs and resources

Our UDDT technology pilot has set out to co-design a locally suitable toilet facility that would solve common issues associated with WC and pit latrine. It is clear that WC technology is not a sustainable solution considering economic restrictions, the lack of sewage treatment facilities and water supply shortages. Meanwhile, pit latrine technology suffers from high ground water table, rainy season runoff and especially the lack of user convenience and cultural acceptability.

The from-waste-to-wealth aspect of the UDDT has added a significant motivation for toilet ownership potentially unlocking major development backlog in the sanitation sector. The production of organic fertilisers has indeed created a lot of interest. We were happy to note that people are starting to be aware of the UDDT and the potential of organic fertilisers. As an example, the Director of the main private waste management company in Ghana, Zoomlion Ltd., spoke in depth of the benefits of compost during our radio talk show, while acknowledging the hazards caused by the untreated wastewater from septic tanks. Even the newspaper, on the very day we arrived, had an article on the economic potential of urine as a fertiliser.

Figure 2. Urine Diverting Dry Toilet at Housing Primary School (photo Maarit Virtanen)

In addition, the renowned toilet gurus of the developing world – experts from Kwame Nkrumah University of Technology and Science – invited our project’s engineer and artisan to build a demonstration toilet to Kumasi. The model has been reviewed by UNICEF and major donors who are considering it for schools to replace the pit latrine models. Also the Director of the regional government agency for water and sanitation encouraged us to go meet their National Director to promote the UDDT.

Go big or go home

Our pilot may be small, but it indeed has a lot of potential. Taking advantage of our well-rooted sister-city cooperation, we are in an excellent position to co-create the AGROSAN value-chains holistically in the spirit of frugal innovation. With Finnish circular economy expertise and local engineering and construction know-how we can turn waste into valuable resources that boost the local agricultural productivity and economy.

Partnering with local sanitation programmes, the whole Ho Municipality can be mobilized for total sanitation with the locally suitable toilet designs. What is more, there is a definite potential for achieving great impact with the established national connections and interest. As a regional capital, Ho can display its sanitation development for Volta Region and whole of Ghana.

The work with partners in Ho continues with the Co-creating Sustainable Cities project (2017-2018) funded by the Ministry for Foreign Affairs of Finland. The cooperation also includes new elements on circular economy and cooperation between schools. The idea of turning waste into value, and moving directly towards holistic circular economy solutions on the waste sector has raised a lot of interest among old and new partners. The work continues with an intensive training in Lahti in September 2017, where solutions are co-created with the aim of involving also Finnish companies.

As we embark on this 2017-2018 project phase, Grandma’s message for the team is – This is not the time to hold back, it is the time to think big!

Authors

Anna Aalto, Jyväskylä University of Applied Sciences

Maarit Virtanen, Lahti University of Applied Sciences

Published 20.6.2017

 

Kiertokatu osana kiertotaloutta

Osana kevään 2017 kiertotalousväylää Lahden ammattikorkeakoulun materiaali- ja ympäristöteknologian sekä liiketalouden opiskelijat tekivät Tramel/BLTK Oy:n toimeksiannon pohjalta projektin, jonka päämääränä oli kehittää helppo ja asiakasystävällinen materiaalikierrätyskonsepti. Tässä artikkelissa kuvataan työelämälähtöiseen kehittämishankkeeseen kuuluvaa oppimisprosessia sekä opiskelijoiden kehittämiä ratkaisumalleja materiaalivirtojen hallintaan.

Kirjoittajat:  Rasmus Toropainen ja Pia Haapea

Mitä on kiertotalous?

Suomessa on perinteisesti lajiteltu kotitalouksissa ja teollisuudessa syntyviä jätevirtoja. Esimerkiksi eri periaatteella toimivat kirpputorit, vaatteiden kierrätys ja pullonpalautusjärjestelmämme alkavat olla arkipäivää meille kaikille. Paljon on kuitenkin vielä tehtävissä, ja erilaisille innovatiivisille palvelukonsepteille, jotka helpottavat ja tehostavat kierrätystä ja uusiokäyttöä, on olemassa selkeä tilaus. Pari vuotta sitten lanseerattu kiertotalous -termi on talouden uusi malli, jossa mm. edistetään materiaalien ja tuotteiden arvon säilymistä alkuperäisen käytön jälkeenkin. Tämä tulee huomioida jo tuotteen suunnitteluvaiheessa. Materiaalien ja tuotteiden arvoa voidaan myös maksimoida erilaisilla palveluilla ja älykkyydellä. (Sitra, 2016.)

Valtioneuvoston kanslian (2015) tekemän selvityksen mukaan kiertotaloustoimenpiteillä on mahdollista kasvattaa Suomen bruttokansantuotetta kolmella miljardilla eurolla vuoteen 2030 mennessä. Taloudellisen kasvun lisäksi oletetaan kasvihuonekaasupäästöjen ja neitseellisten raaka-aineiden kulutuksen vähentyvän. Avainasemassa kiertotalouteen siirtymisessä on koko yhteiskunnan arvomaailman muutos, jossa avainasemassa ovat tuotesuunnittelu sekä tutkimus- ja innovaatiotoiminta yhteiskunnan eri tasoilla. Kiertotalouden odotusten lunastaminen vaatii muutoksia tuotantoon, tuotteisiin, palveluihin, yksityiseen ja julkiseen kulutukseen sekä jätehuoltoon. (Valtioneuvoston kanslia, 2015.) Lisäksi hallituksen tavoitteena nykyisellä vaalikaudella on kohottaa Suomi kiertotalouden johtavaksi maaksi vuoteen 2025 mennessä (Ympäristöministeriö, 2017).

Kuva 1. Kiertotalouden perusajatus (Rasmus Toropainen)

Kiertotalous on tunnistettu myös Lahden ammattikorkeakoulussa tärkeäksi osaamisalaksi. Lähes 100 LAMK:n opiskelijaa eri aloilta on osallistunut lukuvuoden 2016 – 2017 aikana toteutettuihin monialaisiin kiertotalouden väyläopintoihin.  Väyläopintoihin kuuluu työelämälähtöinen 5 op:n laajuinen kehittämisprojekti. Aiheet ovat vaihdelleet kestävän tulevaisuuden tutkimisesta kierrätysmateriaalin käytettävyystutkimuksiin.

 Kiertokatu-sovelluksella helppoutta kierrätykseen

Projektin lopputuloksena syntynyt konsepti koostuu mobiilisovelluksesta ja sen välityksellä operoitavista paikkaan sitomattomista keräyspisteistä. Sovellus on koko konseptin ydin, sillä sen on tarkoitus toimia tärkeänä tiedonvälityskanavana ja yhdistää tarpeettomien tavaroiden ja materiaalien haltijat niitä tarvitseviin tahoihin. Sovelluksen kautta voidaan ilmoittaa halusta kerätä tiettyä materiaalia tai tuotetta, ilmoittaa tarpeettomasta tavarasta, löytää kierrätysinfoa ja paljon muuta. Lisäksi sovellus toimii tietolähteenä kierrätyspalveluiden käyttäjille näyttämällä keräyspisteiden kulloisenkin sijainnin ja sen, mitä missäkin kerätään, milloin ja mihin kerätyt materiaalit päätyvät. Sovelluksen kautta on myös mahdollista kerätä tilastotietoa materiaalikierroista. Sovelluksen suunnittelussa on pyritty vetoamaan myös nuoriin tuomalla sovellukseen pelillisyyttä.

 Helppokäyttöiset ja mielenkiintoiset keräyspisteet

Toinen tärkeä osa-alue projektissa oli suunnitella vaihtoehtoisia keräyspisteitä. Suunnittelun tärkeimpänä teemana oli kierrätyksen helppous sekä käyttäjälle että kerääjälle. Jälkilajittelutarpeen minimoimiseksi niihin suunniteltiin myös erilaisia osastoja. Asiakaslähtöisyys ja elämyksellisyys otettiin huomioon keräyspisteiden suunnittelussa. Suunnittelussa huomioitiin se, että keräyspisteet eivät pysty kilpailemaan jätealan yritysten kanssa niiden ehdoilla. Eräitä ideoita elämyksellisyyden luomiseksi olivat kierrätysmateriaalien käyttö pisteiden rakennuksessa, mielenkiintoinen ulkonäkö ja automaation sisällyttäminen pisteisiin.

Kuva 2. Projektin aikana syntyneitä esimerkkejä pisteiden ulkonäöstä (Rasmus Toropainen)

Kujalan kierrätyspuisto

Kolmantena kehittämiskohteena on projektin loppupuolella syntynyt tarve toimeksiantajien omistaman tontin hyödyntämiseksi. Ajatuksena on tehdä alueesta eräänlainen kierrätyspuisto, jossa ihmiset voisivat kierrättää vanhoja tavaroitaan ja samalla oppia kiertotaloudesta sekä nähdä, mihin heidän kierrättämänsä tavarat lopulta päätyvät. Kierrätyspuistosta voisi löytyä erilaisia kiinteitä keräyspisteitä, kierrätysinfopiste, varikko keräyspisteille ja mahdollisesti jonkinlainen puoliautomaattinen kierrätyskone, jota kävijät pääsisivät itse ohjaamaan.

Nettisivut projektiraportin korvaajana

Poikkeuksellista perinteisiin projektitöihin verrattuna oli se, että koko projekti dokumentoitiin rakentamalla sille nettisivut Google Sitesin avulla. Varsinaista loppuraporttia ei siis tehty lainkaan, vaan kaikki kehitetty materiaali sekä presentaatiot julkaistiin ryhmän sivuilla. Lopputuloksena oli kattava paketti kaikkea projektin aiheeseen liittyvää kirjallisuuskatsauksesta projektiryhmän esittelyyn. Projektin etenemistä esiteltiin sivuille ladatun uuden materiaalin lisäksi blogikirjoituksilla, joiden kirjoittamiseen kaikki ryhmän jäsenet osallistuivat.

Nettisivujen tekeminen oli varsin mukavaa vaihtelua perinteisille projektiraporteille. Sivujen avulla projektin tulokset saatiin esiteltyä paljon visuaalisemmin ja kiinnostavammin kuin raportilla, jossa pääpaino on tekstillä. Kokemuksena tämän tyylinen raportointi oli siis positiivinen yllätys, vaikka se faktapohjaiseen ja ”tylsään” projektin esittelyyn tottuneelle insinöörille tuottikin alkuun hieman vaikeuksia. Nettisivut ovatkin varmasti hyvä vaihtoehto loppuraportille etenkin projekteissa, joissa pyritään saamaan jotain visuaalista aikaan. Toinen suuri hyöty projektin rakentamisessa nettisivuille on se, että asiakkaan on mahdollista seurata projektin etenemistä lähes reaaliajassa.

Kuva 3. Kuvakaappaus hankkeen nettisivuilta.

Yhteenveto

Ryhmä oli projektin päättyessä varsin tyytyväinen siihen mitä saatiin aikaan. Lopputulos täytti asiakkaan toimeksiannon ja sai hyvää palautetta, joten projektia voidaan pitää kaiken kaikkiaan onnistuneena.

Projektista jäi käteen paljon uutta tietoa ja osaamista niin projektityöskentelystä kuin nettisivujen teostakin. Tärkeimpänä oppina oli mahdollisesti kuitenkin kiertotalousajatuksen laajuuden ja potentiaalin ymmärtäminen uudella tavalla. Ajatus on varmasti monelle tuttu, mutta projektin myötä asia konkretisoitui paremmin.

Kevään aikaansaannokset antoivat asiakkaalle paljon uusia ajatuksia ja mahdollisuuksia jatkokehitykselle. Projektin alussa päätettiin käsitellä aihetta melko suurpiirteisesti, joten esimerkiksi eri osa-alueiden tarkempi kehitys ja tutkimus jäävät tuleviin projekteihin. Yhteistyö toimeksiantajan ja LAMKin kanssa jatkuu varmasti erilaisten opiskelijaprojektien ja TKI-hankkeiden muodossa.

Kiertokatu-projekti löytyy kokonaisuudessaan osoitteesta: https://sites.google.com/lamk.fi/kiertokatu/

Lähteet

Sitra. 2016. Kiertotalous on Suomelle 2,5 miljardin euron mahdollisuus. [Viitattu 22.2.2017]. Saatavissa: http://www.sitra.fi/ekologia/kiertotalous

Valtioneuvoston kanslia. 2015. Tutkimus: kiertotalouden vihreän kasvun mahdollisuudet Suomelle merkittävät. [Viitattu 22.2.2017]. Saatavissa: http://vnk.fi/artikkeli/-/asset_publisher/tutkimus-kiertotalouden-vihrean-kasvun-mahdollisuudet-suomelle-merkittavat

Ympäristöministeriö. 2017. Kiertotalous. [Viitattu 22.2.2017]. Saatavissa: http://www.ym.fi/fi-FI/Ymparisto/Kiertotalous

Kirjoittajat

Rasmus Toropainen on puutekniikan kolmannen vuoden opiskelija.

Pia Haapea on energia- ja ympäristötekniikan yliopettaja ja vetovastuussa kiertotalousväylästä.

Julkaistu 5.6.2017

Toxicity effects of copper and chromium on mortality and growth of Artemia Salina

Sometimes it can be difficult to quantify the environmental damage caused by uncontrolled and non-regulated waste discharging. That is why since some years before have begun to appear the ecotoxicological tests with Artemia Salina. The aim of this kind of tests is determine the toxicity of the samples to analyse, relating it with the mortality of these organisms.

Authors: Nuria Mengibar Guerrero and Mervi Pulkkinen

Introduction

Artemia Salina is a kind of crustacean, which lives in salt water. This species it has probably not changed in 100 million years so it is considered one of the oldest species in the world. Their simple organism (they only have head, chest and abdomen) and its primitive nervous system make them suitable for toxicological tests since the damage caused to the animal is small or practically non-existent. Also some studies have demonstrated that Artemia Salina is sensitive to a wide range of heavy metals such as copper, zinc, chromium, cadmium or mercury making them perfect for quantifying the environmental damage caused by these harmful substances that are present in wastes of many industries or by products.

This study has analyzed the toxicity effects of copper and chromium on mortality and growth of Artemia Salina. In the case of copper it is known that it can bind directly to cellular structures and therefore interfere in the physiological functions of the organism tested. On the other hand, chromium is one of the most toxic heavy metals today and it could be present in two forms: Trivalent or Hexavalent chromium.

To prove and confirm this toxicity, three bottom ash samples provided by an energy plant in Lahti have been analyzed. Before doing the ecotoxicological tests, these three samples have been subjected to a batch test.

Material and methods

Artemia Salina eggs remain inactive until they find the necessary environmental conditions for their growth. Once these eggs find the proper conditions it takes at least 24 hours before the first nauplii appears, but they do not reach adulthood until after approximately 20-30 days.

Artemia Salina has to be cultivated before performing the test and for that it has been used JBL Artemio pur eggs and JBL Artemio salt. Three containers have been prepared with one liter of this salt solution and 5 spoonfuls of pure Artemia Salina eggs. After three days the first nauplii begin to appear. For that the growth of the brine shrimps will be possible, the containers should be kept at approximately 25 °C and the salt solution must be mixed gently from time to time. Also, if it is needed, more salt solution could be prepared and added the second or third day of life of Artemia Salina with the objective of keep the organism well nourished. Once they are grown, a cell plate is filled with 10 Artemia Salina in each cell, salt solution and the leachant solution obtained in the batch test (Table 1). To check how the age of Artemia Salina affects the test, the samples have been analysed three times in the same conditions but with Artemia Salina of different ages. Another variable that has been tested is the concentration of the leachant solution.

TABLE 1. Planning of the ecotoxicological test. Amount of leachant and salt solution

To compare the concentration of harmful substances with mortality, the concentrations of chromium and copper were estimated by a photometer in both solution of first leaching step and solution of second leaching step.

Results and discussion

After doing six tests (three for the first leachant solution and three for the second leachant solution) at different concentrations of the pollutant solutions, all the result that have been obtained are shown below in the form of different graphs (Figures 1 and 2).

Figure 1 (showing the amount of live Artemia Salina as a function of time testing sample 1) has been chosen as representative of the tests performed for the three samples. On the first day (color blue), Artemia Salina lasted 7 hours before dying, while on the third day of life (color red), following the same conditions of concentration, they lasted 4 hours this indicates that a higher age of the organism, there is less resistance to toxics.

FIGURE 1. Representation of the amount of live Artemia Salina as a function of time when sample 1 is being tested

On the other hand, in Figure 2 the percent of mortality in the minute 120 of the test is compared with the concentrations of copper and chromium present in each cell. As can be seen the mortality in cells 4, 5 and 6 (sample 2) is higher than in the others, indicating that because of a higher toxicity of the sample, the invertebrate organism dies in a shorter time. If the three graphs are compared, it can be seen that the three trend lines follow practically the same form. This is because the mortality of the Artemias Salina is directly proportional to the concentrations of the harmful substances present in the sample.

FIGURE 2. Representation of the percent of mortality in the minute 120 of the test compared with the concentrations of copper and chromium present in each cell

The chromium and the copper are accumulated by diffusion in the Artemia Salina. These substances penetrate through the cell membrane (a very fine skin, which makes them especially sensitive to toxics) of Artemia Salina following the Fick’s laws of diffusion (diffusion is the movement of a substance from a region of high concentration to a region of low concentration) and causing damage and different alterations in these organisms, ranging from difficulties in mobility to death.

Finally the results obtained from the toxicological analysis of the leachant solution of the second step of the batch test do not differ significantly from those obtained in the first part. The only difference is that in this second part, the concentrations of chromium and copper present in the samples are smaller and therefore the life of the tested animals is longer than in the first ecotoxicological test. They can live between 24 and 12 hours depending on their age.

Conclusions

It has been proven that the ecotoxicological test with Artemia Salina is a good method to determine the toxicity of a sample. Furthermore the test confirms that sample number 2 is the most toxic. Also the test provides evidences that variables such as the sample concentration or the age of the organism tested are directly proportional to the mortality of Artemia Salina and therefore must be taken into account when this type of ecotoxicological analysis are carried out.

References

Mengibar Guerrero, N. 2017. Utilization of concrete and ash waste in geotechnical construction – Legislation, methods and analysis requirements in Finland and Spain. [Online document]. Bachelor’s thesis in Environmental Technology. Lahti University of Applied Sciences, Faculty of Technology. Lahti. [Cited 2 June 2017]. Available at: http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017053011100

Authors

Nuria Mengibar Guerrero is an exchange student from Polytechnic University of Catalunya, Barcelona (UPC) in Lahti University of Applied Sciences (Lahti UAS).

Mervi Pulkkinen is a senior lecturer in the Faculty of Technology of Lahti UAS.

Published 2.6.2017

Article picture of Artemia Salina by Xavier 2010: https://www.flickr.com/photos/xavipat/4451152486.