KEMIA 4/2013 Kemi KEMISTI- VILJELIJÄN mahtava bioreaktori TAUTI- KENTTÄ muuttuu mutta miksi? JÄTE VAI kemikaali mitä sanoo Reach? Täydellinen valikoima materiaalitekniikan tutkimuslaitteita Haake viskosimetrit, reometrit, pienen mittakaavan ekstruuderit ja sekoittajat. INTIAN lääkepatentit puhuttavat www.hosmed.fi, p. 020 7756 330, info@hosmed.fi
Innovation with Integrity Bruker Optics Scandinavia AB Vallgatan 5 SE-170 67 SOLNA Sweden Tel: +358 400 792 581 E-Mail: timo.saarela@bruker.se
TULEVAISUUDEN INSTRUMENTTI: K 2013 Olipa kyse tutkimuksesta, laboratorioista, sairaaloista tai lääkärikeskuksista: moderni lääketieteellinen tekniikka ilman kumia ja muovia ei ole mahdollista. Erityisesti lääketieteen korkeille vaatimuksille ja haasteille polymeerit tarjoavat ihanteelliset ratkaisut. Maailman johtava kumi- ja muoviteollisuuden messutapahtuma esittäytyy Sinulle yli 50 maasta tulevalla 3.000 näytteilleasettajalla. Suunnittele nyt käyntisi. Tervetuloa K 2013 -messuille. Kansainväliset kumin ja muovin ykkösmessut maailmassa k-online.de Edustaja Suomessa: Suomen Messut Interfair _ PL 21 _ 00521 Helsinki Puh. 050 376 0846 _ interfair@finnexpo.fi
SISÄLLYS Pian tohtoriksi väittelevä Tuomas Mattila tutkii virkatyökseen tuotannon ja kulutuksen ympäristövaikutuksia. Sukutilan isäntänä hän uskoo luomuviljelyyn. (s. 6) Yehia Eweis 18 AJANKOHTAISTA Tuuli-hanke tekee Tuhkasta parempaa raaka-ainetta Jan Österbacka 20 UUTISIA 26 VIHREÄT SIVUT 32 TUTKIMUKSESSA TAPAHTUU 35 PIENI SUURI NANO Nanoseosaineet tuovat uusia ulottuvuuksia muoveihin Maija Pohjakallio 36 Rehtori Tuula Teeri Aallon harjalla kohti tulevaisuutta Sisko Loikkanen Scanstockphoto Tiukalla patenttipolitiikallaan Intia yrittää pitää lääkkeet 1,2 miljardin asukkaansa ulottuvilla. Leukemialääkkeen patenttisuojan hylkääminen hiertää tutkivaa lääketeollisuutta. (s. 48) Harvardin yliopisto 6 KEMISTIN KÄÄNTÖPUOLI Kemisti ja maanviljelijä Tuomas Mattilalla on oma 600 000 kuution bioreaktori Arja-Leena Paavola 10 TÄTÄ MIELTÄ Hännänhoitoa Riku Rinta-Jouppi 12 Epigenetiikka linkittää ympäristön ja sairaudet Katja Pulkkinen Ympäristöaltisteista saatu vaurio voi periytyä yli sukupolvien, varoittaa Harvardin yliopiston ympäristöepigenetiikan professori Andrea Baccarelli. Valinnoillani voi olla vaikutusta lastenlapsiini ja vieläkin kauemmas. (s. 12) 4 KEMIA 4/2013 Meidän on kyettävä tekemään kemia, fysiikka ja matematiikka kiinnostaviksi jo peruskoululaisille, sanoo Aaltoyliopiston rehtori Tuula Teeri. (s. 36) 40 Jäte vai kemikaali Kierrätysmateriaali on haastava Reach-tapaus Joonas Alaranta 42 KESKUSTELUA Kosteusvaurioiden korjaaminen kannattaa aina Huonepölyn toksisuuden mittaaminen voi johtaa harhaan Maija-Riitta Hirvonen ja Anne Hyvärinen 43 REACH RAKENTUU Helsingistä tulee EU:n biosidipääkaupunki Tim Becker 44 Orion puolustaa asemiaan lääkemarkkinoilla Taidolla, tuurilla ja tehokkuudella Sisko Loikkanen Aalto-yliopisto 47 NÄKÖKULMA Remontti-ihmeitä Anja Nystén 47 KEMIA SILLOIN ENNEN 48 Kuka suojelee ja ketä? Intian patenttipäätös kuumentaa tunteita Lauri Lehtinen 51 Kliiniset laboratoriot Mobiiliratkaisu tuo työrauhan ja reaaliaikaisen seurannan Sanna Alajoki 52 Laatua laboratoriomäärityksiin Teemu Näykki 54 Laboratorioanalyytikko on laboratorion moniosaaja Jarmo Palm 57 NAISET JA KEMIA Irène Joliot-Curie oli huippututkijoiden sukua Sisko Loikkanen 58 ULKOMAILTA 60 KEEMIKKO Vakoilija keittiössä 61 HENKILÖUUTISIA 64 TULEVIA TAPAHTUMIA 65 SEURASIVU 66 LABORATORIOSTA TUTUT Penisilliini syntyi Émile Roux n pulloissa Pekka T. Heikura
Pääkirjoitus 11. kesäkuuta 2013 KEMIA Kemi Vol. 40 Coden: KMKMAA ISSN 0355-1628 Toimitus Redaktion Office Pohjantie 3, FIN-02100 Espoo puh. 0400 578 901 faksi 09 3296 1520 toimitus@kemia-lehti.fi Päätoimittaja Chefredaktör Editor-in-Chief DI Leena Laitinen 040 577 8850 leena.laitinen@kemia-lehti.fi Toimituspäällikkö Redaktionschef Managing Editor Päivi Ikonen 0400 139 948 paivi.ikonen@kemia-lehti.fi Taitto Layout K-Systems Contacts Oy Päivi Kaikkonen 040 7333 485 taitto@kemia-lehti.fi Sihteeri Sekreterare Secretary Irja Hagelberg 0400 578 901 irja.hagelberg@kempulssi.fi Vakituinen avustaja ja toimistotyöntekijä Permanent medarbetare Contributing Editor Sanna Alajoki 040 827 9727 sanna.alajoki@kemia-lehti.fi Ilmoitukset Annonser Advertisements ilmoitukset@kemia-lehti.fi Myyntipäälliköt Forsäljningschefer Sales Managers Kalevi Sinisalmi 044 539 0908 kalevi.sinisalmi@kemia-lehti.fi Irene Sillanpää 040 827 9778 irene.sillanpaa@kemia-lehti.fi Tilaukset Prenumerationer Subscriptions puh. 0400 578 901, faksi 09 3296 1520 tilaukset@kemia-lehti.fi Tilaushinnat Kotimaassa 105 euroa (kestotilaus 95 euroa), muut maat 145 euroa Kouluille 49 euroa, www.aikakaus.fi Prenumerationspris i Finland 105 euro, övriga länder 145 euro Subscription price (out of Finland) EUR 145 Irtonumero/Lösnummer/Single copy EUR 16 (special issue 5/2013 EUR 19) Osoitteenmuutokset Suomen Kemian Seura puh. 010 425 6300, faksi 010 425 6309 toimisto@kemianseura.fi Kustantaja Utgivare Publisher Kempulssi Oy Toimitusjohtaja Verkst. direktör Managing Director Leena Laitinen Pohjantie 3, FIN-02100 Espoo puh. 040 577 8850 leena.laitinen@kemia-lehti.fi Toimitusneuvosto Redaktionsråd Editorial Board Laboratoriopäällikkö Susanna Eerola, Roal Oy Toimitusjohtaja Saara Hassinen, SalWe Oy Professori Matti Hotokka, Åbo Akademi Toimituspäällikkö Päivi Ikonen, Kemia-Kemi Tutkija Helena Laavi, Aalto-yliopisto Päätoimittaja Leena Laitinen, Kemia-Kemi Professori Jan Lundell, Jyväskylän yliopisto Apulaisjohtaja Juha Pyötsiä, Kemianteollisuus ry Professori Markku Räsänen, Helsingin yliopisto Tiedotuspäällikkö Sakari Sohlberg, VTT Aikakauslehtien Liiton jäsenlehti Keskipainos 4 800, erikoisnumeroilla 300 3000 kpl:n lisäjakelu. Forssa Print, Forssa 2013 ISO 9002 Scanstockphoto Markku Joutsen Suviuunosta superosaajaksi Äitini sai äskettäin syntymäpäivälahjaksi oman lehden, jonka sukumme oli tuottanut yhteisvoimin. Tekijän luvalla lainaan juttua, jossa jälkipolvi muistelee työuriensa alkutaipaleen hauskimpia (ja noloimpia) hetkiä. Leluosaston hoitaja huokaisi. Henkilöstöpäällikkö oli taas palkannut apulaiseksi jonkun tumpelon. Siis minut. Tilanne valkeni itsellenikin heti ensimmäisen asiakkaani myötä. Pappa halusi kruunata pojanpojan merkkipäivän jalkapallolla. Tarjoustuotteina ne myytiin ilman pakkausta. Pannaanko pakettiin, kysyin urheasti, ja osastonhoitaja huoahti toisen kerran. Vartin verran taisteltuani olin kyhännyt kasaan ilmestyksen, joka näytti epämuodostuneelta merihirviöltä. Asiakas tuijotti paketista poukkoilevia, ryppyisiä ulokkeita, joita hiestä kosteat teippimuhkurat eivät mitenkään kyenneet hillitsemään, ja poistui sanomatta sanaakaan. Töistä ikimuistoisimpia ovat juuri kesäduunit. Tänäkin kesänä monet nuoret pääsevät tienaamaan ja hankkimaan kullan arvoista kokemusta tulevaisuutta varten. Kemian yritykset ovat mukana talkoissa ja tarjoavat tuhansille nuorille kesätyöpaikan. Kaikkia ei ole onnistanut ahkerasta hakemisesta huolimatta. Työpaikkojen kulukuuri vähentää tarjontaa, ja paikkoihin riittää tulijoita. Kannattaa silti jatkaa ja ottaa reippaasti yhteyttä työnantajiin. Vaikka netti on helppo väylä hakea töitä, on hyvä muistaa, että pestaajat valitsevat usein ne, jotka uskaltavat soittaa heille. Menetettävää ei ole. Työn oppii tekemällä, ja sitkeys palkitaan. Näin kävi myös leluosaston aloittelijalle. Mutta tumpelokin voi oppia. Pian osasin valita täsmälleen sopivankokoisen paperin, taitella sen hermeettisesti kohteen ympärille tarvitsematta välttämättä lainkaan teippiä ja koristaa kokonaisuuden värikkäin naruin, jotka kiersivät pakettia symmetrisinä kuvioina kihartuen kultaisessa leikkauksessa koreaksi ruusukkeeksi. Ei olis uskonu, osastonhoitaja myönsi, kun pestini aikanaan päättyi. Onnistuneita kesätyökokemuksia! P.S. Kemia-lehden vuosikerran saa tästä numerosta eteenpäin yli 200 uutta ylioppilasta, jotka kirjoittivat kemiasta laudaturin. Lämpimät onnittelut hienosta suorituksesta ja kiitokset yhteistyökumppaneille, jotka mahdollistivat lehtistipendien jakamisen! Kemia-lehden toimitus lähtee kesälaitumille heinäkuussa. Toivotamme lehden lukijoille, ilmoittajille ja yhteistyökumppaneille kaunista kesää ja virkistävää lomaa! 4/2013 KEMIA 5
KEMISTIN kääntöpuoli Sarjassa esitellään kemistien kakkosammatteja ja epätavallisia harrastuksia. Kemisti ja maanviljelijä Tuomas Mattilalla on oma 600 000 kuution bioreaktori Tutkija-kemisti Tuomas Mattila selvittää työssään teollista ekologiaa eli tuotannon ja kulutuksen ympäristövaikutuksia. Käytännön tuntumaa asiaan hän saa omalla sukutilallaan. Arja-Leena Paavola Nummi-Pusulan Töllissä sijaitsevalle Kilpiän tilalle ajaa Helsingistä noin tunnin verran. Varhaisen kesän vihreät sävyt täplittävät kumpuilevaa harjumaisemaa. Tilan isäntänä toimii kemian diplomi-insinööri ja maatalousja metsätieteiden maisteri Tuomas Mattila, jonka suku on viljellyt maata samalla paikalla jo noin 240 vuotta. Vuonna 2007 tilalla siirryttiin sukupolvenvaihdoksen myötä luomutuotantoon. Viljelijän kannalta kevät ja kesä ovat vuoden parasta aikaa. Kasvu käynnistyy, ja pelloilla on paljon seurattavaa. Samalla voi tehdä havaintoja siitä, mikä tuotannossa kenties on heikko lenkki ja mitä seuraavana vuonna voisi tehdä paremmin, Mattila kuvailee. Tänä vuonna kevät tuli kolmisen viikkoa myöhässä. Vappua edeltävät päivät ottivat hurjaa kiriä, mutta maa jäi vielä melko märäksi. Koska suurilta sateilta säästyttiin, kylvöt päästiin kuitenkin aloittamaan ajoissa. Juuri kevätkylvöt ovat Tuomas Mattilalle vuodenkierron suurin rupeama. Viime syksyn jäljiltä työtä on ollut tavallista enemmän. Toukokuussa pellot muokataan kylvökuntoon, siemenet lajitellaan ja sijoitetaan huolella maahan. Yleensä koneitakin joudutaan jossain välissä korjaamaan. Lisäksi olemme istuttamassa puolen hehtaarin omenatarhaa jyrkimmille pelloille eroosion estämiseksi, mikä tietää hieman lisäpuuhaa, Mattila kertoo. Luomutuotanto vaikuttaa esimerkiksi viljelykiertoon, jonka avulla maan elävyyttä ja viljavuutta ylläpidetään. Tarkoituksenmukaisella viljelykierrolla pannaan kuriin rikkakasvit, taudit ja tuholaiset. Kilpiän tilalla maita viljellään viiden vuoden sykleissä. Kahtena ensimmäisenä vuotena pellolla kasvatetaan esimerkiksi apilaa tai timoteitä, kolmantena viljaa, seuraavaksi palkokasveja ja viljaa, ja viidentenä vuotena suojavilja nurmelle. Vuoroviljely on keskeinen väline aineen kiertojen manipulointiin. Typensitojakasvien, kuten puna-apilan, valkomesikän ja sinimailasen, juuribakteerit sitovat ilmakehästä typpeä kasvien käyttöön vastineeksi kasvien antamasta sokerista. Syväjuuriset kasvit louhivat syvemmältä maasta sinne kertynyttä fosforia ja rapauttavat kaliumia. Tiheäjuuristen nurmien viljely parantaa multavuutta ja nostaa maan kationinvaihtokykyä eli vaihtuvien ravinteiden varastoja. Siten kriittiset hivenaineet saadaan pysymään kasvien saatavilla. Lisäksi viljelykierto on parantanut maan rakennetta ja ve- 6 KEMIA 4/2013
Sadonkorjuun aika on viljelijälle hikinen mutta mieluisa rupeama. Tuomas Mattila Syntynyt Nummi-Pusulassa 1981. Kemian diplomi-insinööri, Teknillinen korkeakoulu. Maa- ja metsätalouden maisteri, Helsingin yliopisto. Väittelee tekniikan tohtoriksi Aaltoyliopistossa syyskuussa 2013. Maanviljelijä, Suomen ympäristökeskuksen tutkija 2006. Naimisissa, yksi lapsi ja toinen tulossa. Harrastukset luonto, lukeminen, painonnosto, bändi. Yehia Eweis 4/2013 KEMIA 7
denpidätyskykyä, jolloin kasvit saavat isomman tilavuuden ravinteiden haalimiseksi. Olemmekin laajentaneet maatilaamme lähinnä alaspäin, Mattila naurahtaa. Tutkija selvittää tuotannon ekologiaa Kevättöiden takia isäntä viettää haastatteluhetkellä kolmen viikon virkavapaata palkkatyöstään Suomen ympäristökeskuksen Kulutuksen ja tuotannon keskuksen ympäristötehokkuusyksiköstä. Tutkijana Mattila selvittää teollista ekologiaa eli tuotannon ja kulutuksen prosessien kytkentöjä, ainevirtoja ja ympäristövaikutuksia. Käytännössä hän laatii elinkaariarviointeja ja mallintaa erilaisia järjestelmiä. Työn alla ovat esimerkiksi kansantalouden globaalit kerrannaisvaikutukset, kuten suomalaisen ravitsemuksen vaikutukset maankäyttöön eri puolilla maapalloa. Tuloksia voidaan hyödyntää vaikkapa poliittisessa päätöksenteossa tarkasteltaessa eri toimenpiteiden vaikutuksia laajempaan kokonaisuuteen. Kahden ammatin välinen tasapainoilu on joskus raskasta, sillä peltopäivinä virkatyöt eivät etene. Normaalisti Mattila tekee pari päivää viikossa etätöitä. Lähikonttoripäivät Helsingin Töölössä kuluvat usein pitkälti palavereissa ja ryhmätyössä. Yleensä ratkomme jotain tutkimuskysymystä muutaman hengen porukalla. Usein tutkimuskysymyksiä on eri hankkeissa ja eri kokoonpanoilla useampia pöydällä samaan aikaan, mikä tuo omat haasteensa projektien ja ihmisten aikataulujen yhteensovittamiseen. olla melko raskasta, Mattila myöntää. Luomuviljely kannattaa siinä, missä muukin yritystoiminta. Jos tekisi samaa kuin kaikki muut, samalla tuotantotavalla ja myymällä tuotteet samoille hyödykemarkkinoille, ei tietenkään pärjäisi. Toimintaa on kehitettävä jatkuvasti ja etsittävä omia vahvuuksia. Markkinointi on selvästi isoin haaste, samoin luovien ratkaisujen löytäminen. Mahdollisuuksia on kuitenkin rajattomasti. Viime vuonna meillä oli vielä suoramyyntiäkin, mutta nyt keskitymme oleelliseen eli ruuan tuotantoon ekologisesti kukoistavassa ympäristössä. Tällä hetkellä viljelykasvit menevät suoraan rekkalastilla markkinoille, mutta tuotantokustannuksista tinkimällä ja satotasoa nostamalla tämäkin on riittävän kannattavaa, Mattila on havainnut. Perheeseen kuuluu tätä nykyä vaimo ja kaksivuotias tytär. Toista lasta odotetaan lokakuussa. Tilanpitoon liittyvät päätökset ja suunnitelmat tehdään yhdessä, mutta perheenlisäyksen myötä toteutusvastuu on jäänyt pääosin isännälle. Kunhan lapset kasvavat, suoramyyntikin todennäköisesti palaa ohjelmaan. Hiilijalanjäljestä ekologiseen kädenjälkeen Ilmastonmuutos on jo tosiasia. Todennäköisesti sen seuraukset vaikuttavat jo parissakymmenessä vuodessa ruuantuotantotapoihin myös meillä Suomessa. Maapallon keskilämpötila on sadan viime vuoden aikana kohonnut 0,74 astetta, merenpinta noussut ja jää- ja lumipeitteet kaventuneet. Uusimpien arvioiden mukaan planeetan keskilämpötila nousee vuoteen 2100 mennessä 1,1 6,4 astetta verrattuna vuosiin 1980 1999. Myös sadanta muuttuu. Jo nyt kuivuudesta kärsivät alueet kuivuvat entisestään. Toisaalta sateiden määrä lisääntyy napa-alueiden lähettyvillä. Muutoksen pysäyttäminen on osin myöhäistä, sillä monet kasvihuonekaasut säilyvät ilmakehässä satoja vuosia ja jatkavat ilmaston lämmittämistä. Ilmastonmuutoksen hillintä vaatii suuria muutoksia. Minusta ei kuitenkaan kannata vaipua epätoivoon, sillä meillä on käytettävissä tietoa, resursseja ja luovia ihmisiä enemmän kuin koskaan aiemmin, tutkija ja viljelijä huomauttaa. Ihmisestä jää aina jälki ympäristöönsä, sekä hyvässä että pahassa. Haittavaikutusten osoittamisen lisäksi huomiota kannattaa kiinnittää siihen, mitä kaikkea hyvää jokaisen meistä on mahdollista tehdä. Hiilijalanjäljen vastapainoksi on otettu käyttöön myös toinen mittari: ekologinen kädenjälki, jolla viitataan siihen, mitä jokainen voi ympäristönsä hyväksi tehdä. Ekologisen kädenjäljen kriteeri on oman haittavaikutuksen pienentäminen. Suomalaisten hiilijalanjäljen kolme suurinta tekijää ovat asuminen, liikenne ja ravinto. Lämmitysmuodon valinta, ekosähköön siirtyminen ja kasvisruuan lisääminen ovat toimivia ja suhteellisen helposti toteutettavia asioita, jotka vähentävät ilmastokuormitusta. Arjen keinoina voisi olla esimerkiksi kimppakyyti työmatkalle tai harrastuksiin tai vaikka se, että ylipuhuu taloyhtiönsä hankkimaan aurinkopaneelit Viljely opettaa kärsivällisyyttä Kahden urakan, palkkatyön ja viljelyn, väliltä Tuomas Mattila löytää monia yhtymäkohtia. Esimerkiksi sen, että kaikessa on tärkeää ymmärtää systeemejä ja oman toiminnan vaikutusta niihin. Koulutukseni pohjalta ajattelen viljeltävää peltoa erittäin suurena, noin 600 000 kuution bioreaktorina, jossa kaiken lisäksi kasvaa useita lajeja ja jossa säätömahdollisuudet ovat melko rajalliset. Maanviljelijän työ opettaa ainakin kärsivällisyyttä, huolellisuutta ja sinnikkyyttä. Etenkin luomuviljelyn suurinta antia ovat sen tarjoamat oppimiskokemukset, Mattila sanoo. Virheistä saa palautetta heti, sillä niitä ei voi paikata teollisilla kemikaaleilla. Olen myös havainnut, että kaikki ongelmat ovat ratkaistavissa, mutta siinä voi kestää kauan ja ratkaiseminen voi Tuomas Mattilan albumista Tutkijan työtä Tuomas Mattila tekee myös kotitoimistossaan. 8 KEMIA 4/2013
Tuomas Mattila uskoo, että muuttoliikenne kääntyy ennen pitkää kohti maaseutua. Ihmiset alkavat yhä enemmän osallistua ruuantuotantoon. Yehia Eweis katolle. Olisi tärkeää, että ihmiset tajuaisivat mahdollisuudet, joita meillä on. Vihreä sijoitustoiminta on muuten myös mahdollisuus, jota kuitenkin käytetään melko vähän. Paluu maaseudulle ja kohti yhteisöviljelyä Kasvukausi on hyvällä alulla. Pyrkimys mahdollisimman laajaan kasvipeitteisyyteen ja monipuoliseen viljelykiertoon näkyy Kilpiän tilalla myös maisemassa, joka on kuin pelloista ja puustosta koostuvaa mosaiikkia. Maita katsellessa puhe kääntyy väistämättä tulevaisuuteen. En usko, että lasteni aikuistuttua viljely on samanlaista kuin tänään tai että mahdollisimman pienellä ihmistyöllä pyritään tuottamaan mahdollisimman paljon, nuoren perheen isä sanoo. Koneistamisen tie on käyty loppuun, lihan kulutuksen jatkuvan kasvun aiheuttama kuormitus ja fossiilisten polttoaineiden väheneminen vievät omaan suuntaansa. Todennäköisesti maaseudun tyhjeneminen alkaa kääntyä päinvastaiseksi. Jo nyt on havaittavissa, että ruokaosuuskunnat ja yhteisöviljely ovat lisänneet suosiotaan. Uskon, että ihmiset alkavat yhä enemmän osallistua ruuantuotantoon, Mattila visioi. Kirjoittaja on vapaa toimittaja. arjaleena.paavola@gmail.com Puut tehostamaan tuotantoa Tuomas Mattila on viime aikoina selvittänyt trooppisista maista lähtöisin olevan peltometsäviljelyn soveltuvuutta Suomen olosuhteisiin. Puiden palauttamisella peltomaisemaan voitaisiin lisätä maatalouden tuottavuutta ja luonnon monimuotoisuutta. Maailmalla tämä on tunnistettu keskeiseksi tavaksi tuottaa enemmän ruokaa vähemmillä fossiilisilla polttoaineilla, ja esimerkiksi Worldwatchinstituutti kannustaa viljelijöitä peltometsäviljelyyn. Durbanin ilmastokokouksessa vuonna 2011 sovittiin hiilinielujen laskentasäännöistä, jotka johtavat Suomelle lisämaksuihin metsäpinta-alan vähenemisestä. Tätä on pidetty rasitteena, mutta asian voi nähdä myös toisin. Puukujanteiden ja piennarpuuston lisäämisellä voitaisiin kompensoida valtaosa metsähävikistä. Lisäksi jyrkillä rinnepelloilla puukujanteet voivat vähentää eroosiota merkittävästi. Tuulensuojan kasvattaman lämpösumman ja hyötyhyönteisten määrän ansiosta puiden istutus voi jopa lisätä kokonaissatotasoa kymmeniä prosentteja. Puiden palauttamisesta peltomaisemaan ei koidu viljelytoimille haittaa, kun kujanteet istutetaan samansuuntaisesti. Oikein rakennettuina puukujanteet vähentävät tuulen haihduttavaa vaikutusta ja lisäävät lämpösummaa maan tasolla. Laidunnuksessa puut suojaavat eläimiä viimalta. Puukujanne voi sitoa typpeä, tuottaa polttoainetta ja ruokaa ja tarjota elinympäristön pölyttäjille ja muille hyötyhyönteisille. Kerroksellinen, peltoaukean poikki kulkeva kujanne lisää myös riistalinnuston ravintoa ja suojapaikkoja, Mattila listaa peltometsäviljelyn etuja. Teorian lisäksi tutkija perehtyy aiheeseen myös käytännössä hyödyntämällä tietoa omalla tilallaan. Istutamme parhaillaan noin 500 metriä tervaleppää, koripajua ja vadelmaa monikäyttöiseksi tuulensuojaksi. Ympäröivien peltojen kasvuedellytysten parantuessa kokonaissatotaso todennäköisesti nousee. Suomen olosuhteissa vaikeutena ovat ennen kaikkea lyhyt kasvukausi ja matala auringon paistekulma, eli puut varjostavat runsaasti. Istutukset on siksi paras sijoittaa pohjois-eteläsuuntaisesti. 4/2013 KEMIA 9
TÄTÄ MIELTÄ Hännänhoitoa HÄNNÄNHOIDOLLA EN nyt viittaa häntien pesuun ja pörhentämiseen keskittyneiden koiratrimmaamoiden uutuusmenetelmiin, vaikka nekin varmaan olisivat hyvä kolumnin aihe. Sen sijaan puhun kuvitteellisesta Reach-koirasta, jonka etutassut merkitsevät ensimmäistä suurivolyymisten aineiden rekisteröintivaihetta 2010 ja takatassut vuoden 2013 keskivolyymisten aineiden rekisteröintiä. Sitten alkaa pitkä häntä, jonka huippuna ovat vuoden 2018 pienivolyymisten aineiden rekisteröinnit. Monessa kemian alan yrityksessä mietitään parhaillaan rekisteröintityön uudelleenorganisointia ja resursseja tilanteessa, jossa perusrekisteröinnit on jo saatu lähetettyä Euroopan kemikaalivirastoon, ja seuraavaan rekisteröintivaiheeseen on vielä aikaa. Tilanne on toki erilainen yrityksissä, joissa on käytössä lupamenettelyyn meneviä aineita tai joiden aineet ovat viranomaisten arvioitavina. Uusia tehtäviä on tulossa maakohtaisten tuoterekisterien, luokitus- ja merkintäasetusten ja käyttöturvallisuustiedotteisiin liittyvien velvoitteiden hoitamisessa. Useat yritykset kuitenkin etsivät yksinkertaisinta tapaa hoitaa monenkirjavat Reach-hännät. ENSIMMÄINEN KANDIDAATTI hännänhoitoratkaisuksi on viimeaikaisissa kansainvälisissä rekrytointi-ilmoituksissa näkynyt osa-aikaisten työntekijöiden haku. Yritykseen etsitään esimerkiksi 70- tai 50-prosenttista työaikaa tekevää henkilöä, joka huolehtii Reachin ja usein maailmanlaajuisesti kaikkien muidenkin kemikaaliturvallisuusvelvoitteiden noudattamisesta. Yrityksen kannalta tällainen rekrytointi säästää kustannuksia. Toisaalta asiaan liittyy ongelmia, kuten yhden ihmisen rajallinen kyky hallita laajenevaa ja monimutkaistuvaa lainsäädäntöä, hitaampi mahdollisuus reagoida yllättäen ilmeneviin ongelmiin ja henkilöstön suurempi vaihtuvuus, kun päätoiminen työpaikka vie voiton osa-aikaisesta. On myös muistettava, että kun osa-aikainen Reach-asiantuntija lähtee uusiin tehtäviin, hänen mukanaan poistuu usein pitkän prosessin aikana kertynyttä hiljaista tietoa, jota voi olla vaikea korvata. TOINEN YLEINEN RATKAISU on kokonaisulkoistus. Palveluntarjoajilta on mahdollista ostaa Reach-asiantuntijoita, jotka hoitavat velvoitteiden noudattamisen asiakkaan puolesta usein pitkänkin aikaa, jolloin toiminnan jatkuvuus säilyy. Kokonaisulkoistus on toimiva ratkaisu silloin, kun tarvitaan hyvin määriteltyyn tarkoitukseen asiantuntemusta, jota oman talon sisältä ei löydy. Toisaalta Reach-hännänhoitoon liittyvät tehtävät ja vastuunjaot pitää silloin määritellä niin, että työnjako ja kokonaiskustannukset pysyvät selvillä kummallekin osapuolelle. Kolmantena vaihtoehtona voidaan miettiä tehtäväulkoistusta. Siinä yritys määrittelee ulkoistettavat tehtävät, jotka ostetaan palveluntarjoajalta. Ratkaisun etuna on, että kontrolli säilyy palvelun ostajalla paremmin. Samalla saadaan asiantunteva henkilö hoitamaan projektityyppisiä tehtäviä, joita varten yritykseen ei kannata palkata uutta työntekijää. Toisaalta tehtäväulkoistus on siten vaativaa, että ostajalla pitää olla omassa organisaatiossaan ihminen, joka tuntee velvoitteet ja pitää kirjaa siitä, että kaikki tarvittavat tehtävät tulevat hoidettua. REACH-HÄNNÄNHOIDOSSA konstit ovat siis monet. Se, miten velvoitteet voidaan parhaiten hoitaa, pitää luonnollisesti arvioida kussakin yrityksessä erikseen. Jatkossakin on odotettavissa, että kemian alan tuoteturvallisuusvelvoitteet lisääntyvät, kun Reach-tyyppiset lainsäädännöt tulevat voimaan uusissa maissa. Rekisteröinnit alkavat pian esimerkiksi Kroatiassa, kun se liittyy Euroopan unioniin. Vuoden 2015 alusta puolestaan astuu voimaan Reach-tyyppinen lainsäädäntö Etelä-Koreassa. Asiantunteville hännänhoitajille löytyy töitä tulevaisuudessakin. Riku Rinta-Jouppi riku.rinta-jouppi@reachlaw.fi Riku Rinta-Jouppi on partneri REACH- Law Oy:ssä. Australianpaimenkoira Lina pitää häntänsä hyvässä kunnossa. 10
Hyvinvointia rakentamassa! www.orion.fi Uteliaisuus on keksintöjen äiti. Uskallatko ottaa riskin ja tarttua haasteeseen? Kuunteletko sisäistä ääntäsi, joka houkuttelee sinua johonkin uuteen? Annatko mahdollisuuden muutokselle, joka voi käynnistää jotain ainutlaatuista? Me etsimme tulevaisuuden sankareita, ihmisiä, joilla on tahto tehdä jotain merkityksellistä ja uteliaisuutta valloittaa uusia alueita. Oletko sinä yksi meistä? www.nesteoil.fi/tyopaikat
Epigenetiikka linkittää ympäristön ja sairaudet Hankittu epigeneettinen vaurio voi periytyä yli sukupolvien, osoittavat jo useat tutkimukset. Ihmiskunnan tautikentän muutoksen selittäjää kannattaa etsiä ympäristölähtöisistä geenitoiminnan muutoksista. Katja Pulkkinen Ympäristölähtöiset muutokset geenien toiminnassa saattavat olla periytyviä. Tämä havainto on epigeneettisen tutkimuksen järisyttävimpiä oivalluksia. Kun tutkijat ovat altistaneet kantavia hiiriemoja torjunta- ja homeenestoaineille sekä bisfenoli A:lle, poikasten ulkoasu ja sairastuvuus on muuttunut selvästi. Osa tutkimushiirien ja verrokkijyrsijöiden välisistä eroista periytyi neljänteen polveen asti. Vaikutus välittyi tiettyjen avaingeenien metylaation kautta. Itse geeneissä ei tapahtunut muutoksia, vaan geenien ohjautuvuus muuttui: eri geenit aktivoituivat tai hiljenivät. Muuntunut geeniaktivaatio vaikutti poikasten väriin, käytökseen ja sairastumistaipumukseen, ja teki niistä ylipainoisia riippumatta siitä, kuinka paljon hiiri söi tai liikkui. Vielä neljännen sukupolven hiiret olivat keltaisia ja lihavia, ja niillä oli huomattava syöpä- ja diabetesriski, vaikka altistusta oli saanut vain ensimmäinen sukupolvi. Tämä muuttaa käsitystämme siitä, että yksilön valinnoilla olisi vaikutusta vain häneen itseensä, kertoo Harvardin yliopiston ympäristöepigenetiikan professori Andrea Baccarelli Kemia-lehdelle. Sen sijaan minun valinnoillani voi olla vaikutusta lapsiini, lastenlapsiini ja vieläkin kauemmas. Ympäristön vaikutus on selvä Professori Baccarellin mukaan enää ei ole epäilystä siitä, vaikuttaako ympäristö sairauksien kehittymiseen. Minun valinnoillani voi olla vaikutusta lapsiini, lastenlapsiini ja vieläkin kauemmas. Tiedämme myös, että ympäristö aiheuttaa muutoksia epigeneettisiin toimintoihin ja että moniin sairauksiin liittyy epigeneettisiä muutoksia, Baccarelli sanoo. Tätä nykyä kysymys kuuluu, mitkä ovat kunkin epigeneettisen tekijän tarkat vaikutusmekanismit ja mikä niiden merkitys on sairauksien kehittymisessä. Varmasti emme tiedä vielä sitäkään, kuinka pitkälti epigenomi toimii sairauksia aiheuttavasti, ja voiko se toimia myös sopeutumismekanismina. Italialainen Ernesto Burgio, kansainvälisen ympäristölääkärijärjestön Isden tiedekomitean puheenjohtaja ja syöpätutkimusjärjestö Ecerin jäsen, on seurannut alaa jo pitkään. Hänen mielestään epigenetiikalla on käsissään kaikki biolääketieteellisen ja biologisen vallankumouksen avaimet. Burgio puhuu tautikentän selvästä muuttumisesta ja uusien oireyhtymien ilmaantumisesta korostaen epigenomin mahdollista roolia tässä muutoksessa. Epigeneettiset mekanismit toimivat dna:n ja ympäristön välillä monimuotoisena molekulaarisena antenniverkkona, Burgio kertoo. Perinteisesti on ajateltu informaatiosuunnan olevan geeneistä alaspäin, mutta tieto kulkee myös ympäristöstä geenejä kohti ja niistä edelleen proteiineihin ja ilmiasuun. Burgion mukaan epigenomi ei ole klassisen dna-perusteisen genetiikan lisäosa vaan monimutkainen elävä, reaktiivinen ja aktiivinen verkosto, jonka toiminnan syvällinen ymmärtäminen mullistaa sen, miten hahmotamme ympäristön, geenien ja elimistömme toimintaa, sopeutumista ja sairausmekanismeja. Kollektiivinen epigeneettinen stressi Tautikentässä eletään rajua, globaalia muutosta. Hormonaalis-aineenvaihdunnalliset sairaudet, allergiat ja autoimmuunitaudit, neurodegeneratiiviset sairaudet ja kehityshäiriöt lisääntyvät, monet hyvin nopeasti. Burgion mielestä muutosta ei kyetä ymmärtämään, jos ongelmia tarkastellaan vain yksilötasolla. Jotta ihminen sopeutuisi jatkuvaan ympäristömuutokseen, hänen elimistönsä toimintojen on kyettävä muuntumaan, mutta tällä muuntumisella on rajansa, Burgio tähdentää. Rajan ylittyessä syntyy epigeneettistä stressiä, joka voi pitkittyessään johtaa myös geneettisen tason muutoksiin. Tietyissä olosuhteissa muuntumisyrityksistä tulee sairauksia aiheuttavia mekanismeja. Epigeneettinen stressi on kollektiivis- Enää ei ole epäilystä siitä, vaikuttaako ympäristö sairauksien kehittymiseen. 12 KEMIA 4/2013
Harvardin yliopiston ympäristöepigenetiikan professorin Andrea Baccarellin tutkimukset ovat paljastaneet mekanismeja ympäristön ja sairauksien välillä. Harvardin yliopisto 4/2013 KEMIA 13
Kansainvälisen ympäristölääkärijärjestön Isden tiedekomitean puheenjohtaja Ernesto Burgio tutkii sairauksien syntyyn vaikuttavia molekyylitason malleja. Hän keskittyy etenkin ympäristölähtöisiin syöpiin. Ernesto Burgion albumista Jotta ihminen sopeutuisi jatkuvaan ympäristömuutokseen, hänen elimistönsä toimintojen on kyettävä muuntumaan, mutta tällä muuntumisella on rajansa. ta ja se koskee kaikkia. Burgion mukaan ympäristön ja ravinnon molekyylitason muutos on ollut liian nopea. Käynnissä olevaa tautikentän muutosta pitäisikin hänen mielestään tarkastella tästä näkökulmasta. Ympäristö ja elämäntavat muuttuvat Ympäristö, ravinto ja elämäntavat ovat muuttuneet selvästi. Elämme nykyään monikemikaalisessa maailmassa. Tutkimuksessa tavallisilta amerikkalaisilta löydettiin virtsasta yli 140 kemikaalin jäämiä, Harvardin Andrea Baccarelli kertoo. Epigeneettinen tutkimus tapahtuu usein laboratorio-oloissa, joissa tarkastellaan yhtä altistetta kerrallaan, mutta todellisessa elämässä yksittäistä altistusta ei enää esiinny. Baccarelli ja hänen laboratorionsa ovat väestötason epigeneettisen tutkimuksen tienavaajia. Laboratorio on selvittänyt eri altistusten mekanismitason seurauksia eri kansoilla, esimerkiksi bentseenin haittoja Bulgariassa, vahvoille teollisuuspäästöille altistuneita Thaimaassa ja korkeiden ilmansaastepitoisuuksien aiheuttamia telomeeripituuksien muutoksia Kiinassa. Tutkimuksissaan Baccarelli ja hänen kollegansa ovat tehneet lukuisia mekanismitason löydöksiä ja hahmottaneet epigeneettisiä mekanismeja esimerkiksi veritulppariskin ja sydän- ja verisuonitautien ja pienhiukkasaltistuksen välillä. Muita esimerkkejä ryhmän löydöksistä ovat alustavat tutkimustulokset munuaissyövän mitokondriotason dna-muutoksista ja ennenaikaisten synnytysten taustalta paljastuneet häiriöt epigenomin toiminnassa. Tutkimusten määrä kasvaa Epigeneettisten tutkimusten määrä on huimassa kasvussa. Andrea Baccarelli kertoo, että ratkaisevassa asemassa on ollut tutkimusvälineistön kehitys ja sen hintojen lasku. Hyvän laitteen voi nykyisin hankkia 6 000 dollarilla, mikä tekee tutkimuksesta mahdollista mille tahansa epigeneettiselle laboratoriolle. Epigenomin merkitys on tutkijapiireissä ymmärretty. En usko, että epigeneettisiä mekanismeja jätetään enää tutkimatta minkään sairauden osalta, Baccarelli sanoo. Alalta odotetaan vastauksia moniin kysymyksiin, joihin perinteinen geenipohjainen lähestymistapa ei ole kyennyt vastaamaan. Pelkästään viiden viime vuoden aikana on löytynyt kokonaan uusia mekanismeja, kuten epigeneettisen sääntelyn ymmärtämisessä olennainen hydroksimetylaatio ja mikro-rna-ekspressio, listaa professori, jonka mukaan uusia mekanismeja löydetään varmasti vielä jatkossakin. Alan tuoreimpia havaintoja tehtiin transgenerationaalisten hiirikokeiden jatko-osassa. Uudet, laajemmalla altisteskaalalla tehdyt kokeet yllättivät tutkijat itsensäkin. Jokainen tutkituista aineista joita bisfenoli A:n ja tuholaistorjunta-aine Deetin lisäksi olivat bentseeni, dioksiini, ftalaatit sekä lentokoneiden polttoaine J8 aiheutti huomattavia transgenerationaalisia vaikutuksia geenien toimintaan ja sairastuvuuteen. Ympäristömuutos näkyy sairastavuudessa Euroopan ympäristölääketieteen akatemian havaintojen mukaan ympäristömuutos näkyy selvästi sairauskentässä, vaikka väestön ikääntymisen vaikutus poistettaisiin. Akatemiajohtaja Peter Ohnsorgen 14 KEMIA 4/2013
Kun geenien toimintaa ohjaa ympäristö Kun hankitut häiriöt geenien toiminnassa siirtyvät eteenpäin tuleville sukupolville, puhutaan epigeneettisestä periytymisestä. Epigenomi on genomin elävä ohjausverkko. Ilmiössä geenit aktivoituvat ja sammuvat ympäristön ohjaamina. Kreikankielinen etuliite epi merkitsee jonkin yläpuolella olevaa. Epigenetiikalla tarkoitetaan tekijöitä, jotka vaikuttavat geenien säätelyyn niiden ulkopuolelta ilman, että dna:n emäsjärjestyksessä tapahtuu muutoksia. Mekanismeja, jotka vaientavat, aktivoivat tai hidastavat geenien toimintaa, ovat esimerkiksi metylaatio sekä histonien ja rna:n toiminnan muutokset. Osa muutoksista voi olla periytyviä. Epigenetiikkaa voisi kutsua genomin käyttöjärjestelmäksi. Esimerkiksi dna:ta pakkaavien histonien häntien varaukset muuttuvat ympäristöstä tulevien viestiaineiden ohjaamina. Tuolloin dna:n pakkaus tiivistyy tai aukeaa niin, että geeni joko luetaan tai se jää lukematta. Metylaatiossa taas metyyliryhmän liittyminen geeniin vaientaa sen. olevan geenin. Kun toukan geeniaktivaatio muuntuu, sille kasvavat munasarjat ja suurempi vatsaontelo. Myös toukan käytös muuttuu niin, että se tappaa kilpailijansa ja osallistuu parittelulennoille. Samasta geenipohjasta tehdään siis kaksi erilaista elämää. Dna-keskeisyydestä uuteen ymmärrykseen Epigeneettisen muutoksen lopputulos riippuu kohdegeenistä. Esimerkiksi torjunta-aine Diazenonin on solukokeissa todettu metyloivan noin tuhatta geeniä, joista osa hillitsee syövän kasvua. Diazenon on siten epäsuorasti karsinogeeninen aine. Epigeneettisten toimintojen tuntemus auttaa ymmärtämään ihmisen ja ympäristön välistä vuorovaikutusta. Se myös avaa monien sairauksien ja ominaisuuksien alkuperää. Tulevaisuudessa Diazenonin luokitus todennäköisesti syöpää aiheuttamattomaksi voikin muuttua, jos syöpäriskiluokitukseen otetaan mukaan myös muita kuin suoria dna-mutaatioita aiheuttavia tekijöitä. Kuningattaren dieetti Epigeneettiset mekanismit ohjautuvat usein ympäristölähtöisesti. Esimerkiksi kuningatarmehiläinen ja hedelmätön työmehiläinen kehittyvät samoista toukista. Kuningatarmehiläisen geenejä kuitenkin aktivoi ja niiden toimintaa vaientaa ruokavalio eli työmehiläisten tuottama, kuningatarhyytelöksi kutsuttu aine, jolla tulevaksi kuningattareksi valittua toukkaa syötetään. Hyytelön vaikuttava aine 10HDA toimii geenien lukemiseen vaikuttavana tekijänä aktivoimalla genomissa hiljaisena Kun geenien toimintaa ohjataan, samasta toukasta voidaan tehdä kaksi erilaista elämää: kuningatarmehiläisen (keskellä) ja työmehiläisen. Koska eliniän odote on kasvanut, meillä on yhä enemmän kognitiivisista häiriöistä kärsiviä ikäihmisiä. Näin ei ennen ole ollut. mielestä muutos on niin raju, että se uhkaa eurooppalaisen terveydenhuoltojärjestelmän kestokykyä jo nyt. Ohnsorge puhuu huomattavasta kasvusta ympäristöperäisissä neurologisissa sairauksissa, kuten Alzheimerin ja Parkinsonin taudeissa, joka alkaa koskea myös nuorta väestöä. Muina yleisinä ympäristöön liittyvinä sairauksina hän mainitsee muun muassa sydän- ja verisuonitaudit, monet psyykkiset häiriöt, aivoverenvuodot ja autoimmuunisairaudet. Andrea Baccarelli kertoo, että korkeiden ilmansaastetasojen on todettu nopeuttavan vanhenemisprosessia. Koska eliniän odote on kasvanut, meillä on aina enemmän kognitiivisista häiriöistä kärsiviä ikäihmisiä. Näin ei ennen ole ollut. Ernesto Burgio on huolestunut herkkänä sikiöaikana tapahtuvasta altistumi- 4/2013 KEMIA 15
sesta sekä pikkulasten ja nuorten syöpien lisääntymisestä Euroopassa 20 viime vuoden aikana. Yhdysvalloissa puolestaan jo yhdellä 88:sta syntyvästä lapsesta todetaan autistisia häiriöitä, ja puberteetti on muutamassa vuosikymmenessä aikaistunut huomattavasti. Suomessa voimakkaasti lisääntyviä sairauksia ovat muun muassa kilpirauhastaudit, munuaisvauriot ja vakavat suolistosairaudet. Diabeteksestä kärsii jo joka kymmenes suomalainen, samoin astmasta. Parkinsonin tautia ja muita neurodegeneratiivisia sairauksia todetaan yhä nuoremmilla, jopa lapsilla, ja autistiset häiriöt yleistyvät myös meillä. Selittämättömistä oireista kärsii Suomessa eri arvioiden mukaan 30 50 prosenttia perusterveydenhuollon potilaista. Kirjoittaja on työkokeilussa Kemia-lehdessä. pulkkinen.katja@gmail.com Vaurioiden mekanismit tarkentuvat Huimaavin esimerkki geenien ohjautuvuuden merkityksestä on Nobel-palkittu keksintö, jossa erikoistuneet solut palautetaan kantasolutilaan ohjaamalla niiden toimintaa. Tämän jälkeen ne voidaan edelleen kasvattaa toisen kudoksen soluksi. Tutkija Shinya Yamanaka ohjasi muuntamiensa solujen toimintaa suorilla, dna:n transkriptioon vaikuttavilla proteiiniruiskeilla. Ympäristön kyvystä ohjailla meitä tosin astetta vähemmän dramaattisesti on saatu yhä yksityiskohtaisempaa tietoa. On muun muassa havaittu, että altistuminen ftalaateille varhaisten kehitysvaiheiden aikana häiritsee myeliinin muodostumista keskushermostossa ja muuttaa dna-metyylitransferaasin, keskeisen epigeneettisiä muutoksia tuottavan entsyymin, tasoja. Myeliini on oleellinen osa toimivaa keskus- ja ääreishermostoa, sillä se suojaa hermoja, ja sitä tarvitaan toimivassa hermoviestien välityksessä. Vauriot myeliinin muodostumisvaiheessa näkyvät kehitys- ja käytöshäiriöinä sekä kognitiivisina ongelmina. Monet ympäristöaltisteet ja spesifit epigeneettiset muutokset on yhdistetty niin endokrinologisiin kuin neurologisiinkin häiriöihin. Esimerkiksi alumiinin ja tiettyjen raskasmetallien aiheuttamien muutosten on havaittu liittyvän Alzheimerin taudin puhkeamiseen. Dioksiinin aiheuttama epigeneettinen mekanismi on yhdistetty muun muassa sen kykyyn toimia tiettyjen mikro-rnaverkkojen kanssa. Tämä liittyy todennäköisesti ohjelmoidun solukuoleman ja syövän syntymekanismeihin. Epigeneettisiä häiriöitä on vastikään löydetty myös ms-taudin, epilepsian ja Parkinsonin taudin taustalta. Lisäksi epigenetiikka hahmottaa autoimmunisaation elimistön hyökkäämisen omia kudoksiaan vastaan kaltaisten perustavanlaatuisten häiriöiden syntymekanismeja. Epigeneettiset mekanismit voivat hidastaa, muuntaa, vaientaa tai tehostaa geenien toimintaa. Häiriötilassa oleva geenien ohjausjärjestelmä tuottaa ohjelmointivirheitä: yliaktiivisuutta, sammumisia, vääräaikaisuutta ja virheluentaa. Mitokondrioista tulossa markkereita altistumiselle Harvardin yliopiston ympäristöepigenetiikan laitoksessa tutkitaan mahdollisuutta määrittää aiempia altistumisia ympäristötekijöille solun mitokondrioiden kautta. Tutkijoiden tarkoituksena on tuottaa spesifejä, mitokondrioihin perustuvia biomarkkereita eli merkkejä altistumisesta eri ympäristötekijöille. Ryhmä on jo havainnut, että altistuksen jälkeen mitokondrio-dna:n kopioiden määrä veressä kasvaa, ja muutos korreloi epigeneettisten markkereiden kanssa. Tämä kertoo mitokondrion yrityksestä tuottaa uutta dna:ta altistuksessa vaurioituneen tilalle. Mitokondrioiden dna on tuman dna:ta alttiimpaa vaurioille, sillä sen rakenne on avoimempi. Harvardilaistutkimuksessa määritetään mitokondrion dna:n vahingoittumista kartoittamalla sen oksidatiivisia vaurioita, heteroplasmisuutta ja mitokondrio-dna:n esiintymistiheyttä. Lisäksi tutkijat määrittävät tumasta dna:n metylaation mitokondrioproteiineja koodaavien geenien osalta. Käynnissä olevassa tutkimuksessa haetaan lyijyn ja kognitiivisten toimintojen mitokondriopohjaisia biomarkke- reita. Aiemmissa tutkimuksissa on osoitettu lyijyn ja ilmansaasteiden yhteys vanhuusiän kognitiivisten toimintojen heikkenemiseen. Nyt tutkijat hakevat muuttujia, joiden avulla altistumispohja ja sairastumisriski voitaisiin löytää ennen vakavien vaurioiden syntymistä, professori Andrea Baccarelli kuvailee. Käytössämme voi pian olla mittari, joka kertoo, minkä tyyppiselle ympäristötekijälle olemme altistuneet ja millainen sairastumisriskimme on, sanoo Baccarelli, jonka mukaan ensimmäisiä tuloksia on luvassa jo tänä vuonna. 16 KEMIA 4/2013
Suomi Venäjä Ukraina Valko-Venäjä Kazakstan Uzbekistan KEMIAN PÄIVIEN SÄÄTIÖN JATKO-OPISKELUAPURAHAT julistetaan haettaviksi. Apurahat on tarkoitettu kemian aloilla yliopistoissa tohtorintutkintoihin tähtääville opiskelijoille. Apurahat ovat määrältään enintään 2000 euron suuruisia. Hakijoilta edellytetään Suomalaisten Kemistien Seuran, Finska Kemistsamfundetin tai Kemiallisteknillisen Yh distyksen jäsenyyttä. Hanki henkilökohtainen IPR-valmentaja. Hakulomake ja -ohjeet ovat saatavilla osoitteessa http://kemianseurat.fi/kemia/apurahat/ kpshakemus/ Hakemuk set on postitettava viimeistään 31.8.2013 Kemian Seurojen toimistoon, Urho Kekkosen katu 8 C 31, 00100 Helsinki. Lisätietoja antaa Kemian Seurojen toimistossa Heleena Karrus, puh. 010 425 6302. KEMIAN PÄIVIEN SÄÄTIÖN HALLITUS Laita teollisoikeusasiasi kerralla kuntoon. Meiltä saat henkilökohtaista ohjausta patentteihin, tavaramerkkeihin ja muotoilun suojaukseen liittyvissä asioissa kaikkialla maailmassa. www.papula-nevinpat.com Mechelininkatu 1 a, PL 981, 00101 Helsinki. Puh. 09 348 0060 Kontakteja yli toimialarajojen 3. 5.9.2013 Helsingin Messukeskus Päivitä tietosi, verkostoidu ja katsasta kiinnostavimmat uutuudet PlasTec 2013 -messuilla Helsingin Messukeskukseen kokoontuu koko arvoketju saman katon alle, pakkaamisen ja materiaalinkäsittelyn koko tuotantoketju suunnittelusta käyttöön ja raaka-aineisiin sekä painokoneista markkinointiin. Neljän ammattitapahtuman samanaikaisuus tarjoaa tilaisuuden luoda asiakas ja kumppanuussuhteita yli toimialarajojen. Ohjelmassa mm. ajankohtainen konferenssi Suomalaisen pakkaus- ja muoviteollisuuden tutkimus, kehitys ja aikaansaannokset, lisäksi seminaareja, tietoiskuja ja kilpailuja. Tutustu ohjelmaan tapahtumien verkkosivuilla. Muoviteollisuus Pakkaaminen ja materiaalinkäsittely Elintarviketeknologia Graafinen teollisuus, painoviestintä ja markkinointi Tule Itämeren alueen vuoden tärkeimpään tapahtumaan! Varaa aika kalenteristasi ja ilmoittaudu kävijäksi jo nyt! www.plastec.fi www.pactec.fi www.foodtechelsinki.fi www.graftec.fi
ajankohtaista Tuuli-hanke tekee Tuhkasta parempaa raaka-ainetta Tuuli-tutkimushanke on koonnut yhteen toistakymmentä suomalaista yritystä ja tutkimuslaitosta kehittämään tuhkan hyötykäyttömahdollisuuksia. Tulevaisuuden tavoitteena on kyetä hallitsemaan tuhkan laatua nykyistä paremmin. Jan Österbacka Joukko suomalaisia yrityksiä ja tutkimuslaitoksia on käynnistänyt tutkimushankkeen nimeltä Tuuli. Hankkeessa tehtävän tutkimuksen päämääränä on luoda edellytykset tuhkan entistä laadukkaammalle hyötykäytölle. Suomessa syntyy vuosittain noin 1,5 miljoonaa tonnia energiantuotannon jät- teitä, joista karkeasti arvioiden noin puolet on peräisin biovoimaloista ja puolet kivihiilen poltosta. Tekesin tukemassa, Ekokemin koordinoimassa Tuuli-hankkeessa pyritään kehittämään uusia menetelmiä, joiden avulla teollisten tuhkien ja kuonien hyötykäyttöpotentiaalia saadaan parannettua. Tuhkaa stabiloidaan Ekokemin Porin-keskuksessa. Ekokem 18 KEMIA 4/2013
Ekokem Tuhkan morfologia eli ulkonäkö antaa vihjeitä sen laadusta. Kun kaatopaikoille sijoitettavan tuhkan määrä pienenee, vähenee myös neitseellisten raaka-aineiden käyttö. Alan kehitystyössä on aiemmin keskitytty tuhkien käytön edistämiseen sellaisena kuin tuhkat ja kuonat ovat syntyessään. Tuuli-hankkeessa tuhkan laatuun pyritään vaikuttamaan jo polttoprosessin yhteydessä tai sen jälkeen, jotta tuhkasta voitaisiin saada materiaalikierrätykseen tai jopa teollisuuden raaka-aineeksi kelpaavaa materiaalia. Tavoitteena laadun hallinta Rinnakkaishankkeessa tutkitaan geopolymeerejä Tuuli-hankkeen rinnalla viedään eteenpäin myös toista tutkimusta, jonka koordinointivastuu on Oulun yliopistolla. Rinnakkaisessa Geopo-hankkeessa kehitetään menetelmiä raskasmetallipitoisten tuhka- ja kuonajakeiden sitomiseen synteettisesti muodostettavaan, liukenemattomaan geopolymeerirakenteeseen. Geopolymeerit ovat kaksikomponenttijärjestelmiä, joissa aktivoidaan alkaleilla tuhkan sisältämiä mineraaleja kovettumaan sementin kaltaisesti. Kivihiilituhkia hyödynnetään yleisesti esimerkiksi asfaltissa ja betonissa, sillä kivihiilituhka on ominaisuuksiltaan hyvää ja tasalaatuista. Biopolttoainetuhkien hyötykäyttö on sen sijaan ollut vaikeampaa, koska niiden laatu vaihtelee enemmän. Tuuli-tutkimuksen tärkein tavoite onkin tuhkan laadun hallittavuuden lisääminen. Tuhkan perinteinen maanrakennushyötykäyttö on ollut siinä mielessä kiitollista, että siinä pienet laatuvaihtelut on voitu hyväksyä. Biopolttoainetuhkilla pitäisi kuitenkin päästä samaan laatuun kuin kivihiilituhkilla, jotta niiden käyttöä esimerkiksi rakennusmateriaalina, lannoitteina ja prosessin raaka-aineina voitaisiin lisätä. Samalla on huomattava, että myös kivihiilen tuhkien laatu on menossa huonompaan suuntaan. Typpimonoksidi- ja typpidioksidipäästöjen rajoittaminen laskee tulipesien polttolämpötilaa, jolloin tuhkan palamattoman aineen osuus kasvaa ja sen hyväksi ominaisuudeksi osoittautunut lasimaisuus vähenee. Tuhkan hyödynnettävyyttä voi heikentää myös kivihiilen osittainen korvaus puupelleteillä. Pureudutaan mineraalitasolle Tuuli-tutkimuksen pääpaino kohdistuu materiaaliominaisuuksiin eli mineralogiaan. Tutkijoiden tarkoituksena on selvittää, mitkä mineraalit ovat termisten prosessien jätteissä toivottavia ja mitkä eivät. Samalla tutkitaan sitä, voidaanko mineraalien syntyyn vaikuttaa vaihtelemalla raaka-aineita, prosessia tai jätteiden talteenottomenetelmiä. Lisäksi hankkeessa paneudutaan tuhkien morfologisiin eli ulkonäköön liittyviin ominaisuuksiin. Korkeassa lämpötilassa syntyvien lasittuneiden tuhkien rakenteet ovat pyöreitä, kun taas matalamman lämpötilan prosessien jätteet jäävät helposti huokoisiksi, lastumaisiksi tai neulamaisiksi. Juuri vaihteleva morfologia on todennäköinen syy tuhkien suureen laadunvaihteluun. Hankkeessa pyritäänkin käsittelemään kerättyjä tuhkia mekaanisesti jauhamalla tai luokittelemalla, jotta morfologiaan liittyviä laadunvaihteluja saadaan vähennettyä. Näytteiden ominaisuudet pyritään sitomaan prosessiolosuhteisiin keräämällä prosessidataa tuhkien syntyajalta. Tietokonemallinnuksella simuloidaan, mitä erilaisia lisäaineita tulipesään voisi lisätä aiheuttamatta tulipesän syöpymistä, sekä sitä, kuinka lisäaineet vaikuttavat tuhkien ominaisuuksiin. Biopolttoainetuhkien lannoituskäyttöä rajaavat joidenkin tuhkien osalta niiden sisältämät raskasmetallit. Raskasmetallien rikastuminen samoihin tuhkajakeisiin ravinteiden kanssa yritetään siksi ehkäistä. Pioneeritutkimus laajana yhteistyönä Tuuli-hankkeen tehtävä on haastava. Hanketta ei siksi pidä nähdä tuhkatutkimuksen puuttuvana viimeisenä lenkkinä vaan uuden lähestymistavan uraauurtavana aloituksena. Suuri osa tutkimustyöstä tehdään Oulun yliopiston eri laitoksissa. Mukaan hankkeeseen ovat tähän mennessä lähteneet myös VTT, Rovaniemen yliopisto, Åbo Akademi, Ekolite, Stora Enso, Jyväskylän Energia, Helsingin Energia, Fortum Power and Heat, Rovaniemen Energia, Kemira Chemicals, Ruukki Metals, Boliden Harjavalta, Metsä Group, Metso Power, Nordkalk ja Paroc. Saman pöydän ääreen on koottu osaaminen polttotekniikasta, tuhkan ja kuonan muodostumisesta, vesikemiasta, partikkelitekniikasta, pölyjen prosessoinnista ja erilaisista sovelluksista. Tuhkanäytteet kerätään hankkeessa mukana olevilta tuhkantuottajilta. Parin vuoden kuluessa selviää, mitä tutkimusyhteistyöllä saadaan aikaan. Kirjoittaja toimii tutkimus- ja kehityspäällikkönä Ekokem Oy Ab:ssä. jan.osterbacka@ekokem.fi 4/2013 KEMIA 19
UUTISIA VTT trimmaa toimintaansa Labtium ja ENAS yhteen VTT Expert Services virtaviivaistaa toimintaansa yhdistämällä tytäryhtiöitään. Laboratorioyritys Labtium toimii elokuun alusta lähtien myös Jyväskylässä. Laboratoriopalveluyritys Labtium Oy:n tarjonta kasvaa entisestään tämän vuoden elokuussa, kun yritykseen yhdistetään energiaja ympäristösektorin laboratoriopalveluihin keskittyvä jyväskyläläinen ENAS Oy. Labtium ja ENAS ovat molemmat VTT Expert Services Oy:n tytäryhtiöitä. Kyseessä on osa koko konsernin järjestelyjä. Tuotamme molemmat laboratoriopalveluita, joten on järkevää yhdistyä, sanoo Labtiumin toimitusjohtaja Tiina Hausalo. Suuremmassa yhtiössä on myös enemmän osaamista, ja palveluiden maantieteellinen kattavuus paranee. Jo aiemmin meille siirtyi VTT:n metsäteollisuuden palveluista noin 30 henkeä, ja nyt jatketaan samalla linjalla. Labtiumin henkilöstömäärä nousee noin 130 henkeen, kun ENAS Oy:n palveluksessa olevat 19 työntekijää vaihtavat yhtiön palkkalistoille. Fuusiossa ei näillä näkymin katoa työpaikkoja, eikä ainakaan alkuun ole tulossa suuria muutoksiakaan. Meillä ei ole päällekkäisiä asiakkuuksia, joten kaikkia osaamisia tarvitaan edelleen. Myöskään nykyisten toimipaikkojen suhteen ei ole siirtosuunnitelmia. Kun fuusio on tehty, ryhdymme miettimään, miltä Labtium näyttää tulevaisuudessa. Nyt yhtiössä pohditaan, onko jotain toimintoja tarpeen keskittää eri toimipisteisiin, jotta laitteistot ja toimitilat saadaan mahdollisimman tehokkaaseen käyttöön. Säästöjä voidaan saada aikaan muun muassa sillä, että analyysilaitteet tekevät töitä vuorokauden ympäri. Tähän taas tarvitaan suurempia näytemääriä, Hausalo kuvailee. Asiakkaan kylkeen Joillakin toimialoilla on tärkeää olla asiakkaan lähellä. Esimerkiksi kaivosteollisuudessa näytteen analysoinnin vasteajat voivat olla vaikkapa neljä tuntia. Silloin ei voi kuljettaa näytettä kauas, vaan on sijaittava aivan asiakkaan kyljessä, Hausalo selittää. Voisi sanoa, että mitä tiukemmin ollaan kiinni yhden asiakkaan liiketoiminnassa, sitä lähempänä asiakasta laboratorion on sijaittava. ENAS Oy näkee yhdistymisen positiivisena muutoksena, sanoo yhtiön toimitusjohtaja Markku Herranen. Saamme suuremmasta yhtiöstä apua markkinointiin. Tavoitteenamme on kasvattaa energiapalvelujen tarjontaa entisestään. Myös Labtiumin antama taustatuki asiakkaisiin päin vahvistaa meitä. Tiina Hausalo ennustaa, että laboratorioalan tulevaisuutta Suomessa ovat suuret yhtiöt, joilla on useita toimipaikkoja eri puolilla maata. Myös Herranen uskoo, että laboratorioala on keskittymässä entisestään. Sellainen näyttää olevan suunta kansainvälisestikin. Yhdistymisissä pienemmän yksikön toiminta jatkuu usein aivan samanlaisena kuin ennenkin. Kun puhutaan jo olemassaolevasta yksiköstä, maantieteellinen siirtäminen ei olisi toiminnan kannalta järkevää, Herranen toteaa. Sanna Alajoki ENASin Markku Herranen ja Labtiumin Tiina Hausalo uskovat firmojen yhdistämisen tuovan taloon lisää virtaa. Suuremmassa yhtiössä on enemmän osaamista. Labtium Oy 20 KEMIA 4/2013