Page 1

TEADUSLIKUD LÜHIARTIKLID Kogumik 10/2012


TalveAkadeemia kogumik 10/2012 veebiv채ljaanne


Kogumik 10/2012 Publications 10/2012


TalveAkadeemia kogumik 10/2012 Väljaandja MTÜ TalveAkadeemia Ehitajate tee 5, 12618 Tallinn www.talveakadeemia.ee Koostaja Riina Vaht Kujundaja Kärt Einasto Keeletoimetaja Kadri Jõks Trükk Tartu Ülikooli Kirjastus www.tyk.ee Tallinn 2012 MTÜ Talveakadeemia soovib tänada kõiki 2012 TA konkursi komisjoniliikmeid, kes meiega sel aastal koostööd tegid ning konkursile esitatud artikleid retsenseerisid. Täname ka TA2012 toetajaid ja koostööpartnereid (tagakaane siseosal), kes aitasid kaasa TA2012 Konverentsile Narva-Jõesuus, kus osadel artiklite autoritel oli võimalus oma tööd esitada laiemale publikule. ISBN 978-9949-32-034-9


TalveAkadeemia | WinterAcademy

TEADUSLIKUD LÜHIARTIKLID SCIENTIFIC ARTICLES

Kogumik 10/2012 Publications 10/2012


4

Sisukord 6 Eessõna I taseme artiklid - Bakalaureuseõppe üliõpilased/ lõpetanud ja magistrandid 8 Pereliikmete vaheline suhtlus kui jätkusuutliku ühiskonna alustala Virge Tamme 21 Saepururadadel kasvavad seened Laura Pärtel 30 Eosinofilopoeetilise aktiivsuse roll allergia kujunemisel lapseeas Mari-Anne Härma 41 Tekstiilid Eestlase garderoobis aastal 2011 Miina Leesment 54 Säästva arengu vastupeegeldusi rahvuseeposes „Kalevipoeg“ Heidy Meriste 67 Õhukvaliteedi hindamine mudeliga Frame Ühendkuningriigi näitel Riinu Ots 76 Piiriülesed süüteod ja Eesti keskkonnakaristusõigus Mattias Jõgi 85 Sügislehtede potentsiaal biokütusena Marta Kinnunen 93 Laineenergeetikatööstuse tasuvusuuring Georgi Karhu 104 Maheviljeluse tingimustes kasvanud kännasmustika (Vaccinium Corymbosum L.) viljade kvaliteet sõltuvalt genotüübist Kaia Kask 115 Soole laktofloora allergilistel ja mitteallergilistel imikutel Anna Tisler II Taseme Artiklid - Magistrantuuri Lõpetanud Ja Doktorandid 124 Parasiitenergia kodumajapidamistes Jaan Niitsoo 136 Bioplastist kilekottide lagunemine erineva keskkonnarežiimiga vermikompostrites Jane Peda 147 Polüdopamiini mõju membraani-mudelitele kapillaarelektrokromatograafias Kaia-Liisa Habicht 159 Maailma rahvastiku ja majanduse supereksponentsiaalse kasvu analüüs Piret Avila 169 Puittaimede ööpäevase veevahetuse seosed ökofüsioloogiliste näitajatega Gristin Rohula 179 Säästupirnil ja säästval arengul vähe ühist Tarmo Koppel


5 189 Nord Streami gaasijuhtme mõju Läänemere ökosüsteemile säästva arengu printsiibi taustal Alexander Lott 199 Keskkonnamõjude hindamise roll detailplaneerimises: maaomavalitsuste perspektiiv Lauri Lihtmaa Selected Summaries 211 Communication Between Family Members as The Backbone of A Sustainable Society Virge Tamme 212 Woodchip Fungi Laura Pärtel 212 Relationship Between Eosinophilopoetic Activity and Development of Allergy During Infancy Mari-Anne Härma 213 Textiles in Estonian`s Wardrobes in 2011 Miina Leesment 214 Is There a Place for Sustainable Development in “Kalevipoeg”? Heidy Meriste 214 Trends in Gas and Aerosol Concentrations in the UK Riinu Ots 215 Cross-Border Offences and Estonian Environmental Criminal Law Mattias Jõgi 215 The Potential of Fall Leaves as Biofuel Marta Kinnunen 216 Feasibility Study of Wave Energetics Industry Georgi Karhu 217 Organically Grown Highbush Blueberry (Vaccinium Corymbosum L.) Quality Depending on a Genotype Kaia Kask 217 Intestinal Lactoflora in Allergic and Nonallergic Infants Anna Tisler 218 Parasite Energy of Residential Houses Jaan Niitsoo 219 Decomposition of Biodegradable Bags Under Different Environmental Conditions of Vermicomposters Jane Peda 220 Effect of Polydopamine on Biological Membrane Models in Capillary Electrochromatography Kaia-Liisa Habicht 220 Analysis of The Super-Exponential Growth of World Population and Economy Piret Avila 221 Interactions Between Water Relations and Ecophysiological Parameters in Woody Species Gristin Rohula 222 There’s Little in Common Between Compact Fluorescent Light Bulb and Sustainable Development Tarmo Koppel 222 The Impacts of the Nord Stream Gas Pipeline on The Baltic Sea in View of Sustainable Development Aleksander Lott 223 Environmental Impact Assessment in Detail Planning: Some Insights from Rural Municipalities Lauri Lihtmaa


EESSÕNA Käesoleval aastal tähistas TalveAkadeemia oma kümnendat sünnipäeva. Seega oleme juba terve dekaadi arutlenud säästva arengu teemadel. TalveAkadeemikud otsivad jätkusuutlikkuse mõistet Eesti ülikoolide/kõrgkoolide tudengite teadustöödest. Käesolev kogumik on hea tõestus selle kohta, et tänapäeval on jätkusuutlikkus nii õigusteaduse, sotsiaalteaduste, kultuuriuuringute kui ka tervise ja paljude muude valdkondade osa. TalveAkadeemia teaduslike lühiartiklite konkursile esitati sel aastal 24 tööd neljas valdkonnas: loodusteadused ja tehnika, bio- ja keskkonnateadused, terviseuuringud ning kultuur ja ühiskonnateadused. Siinsesse kogumikku valiti 19 artiklit. Ka sel aastal grupeeriti tudengid õppeastme järgi kahte rühma, et hindamine oleks adekvaatsem: I tase - bakalaureuseõppe üliõpilased/lõpetanud ja magistrandid II tase - magistrantuuri lõpetanud ja doktorandid. Kogumikus on artiklid esitatud sellest jaotusest lähtuvalt. Sisus ja vormistuses astmete vahel erinevusi ei olnud, välja arvatud võõrkeelse abstrakti kindel nõue II taseme puhul. Kuna seda võimalust kasutasid kõik tänavused konkurslased, leiab kogumiku lõpust ka kõikide artiklite ingliskeelsed kokkuvõtted. Jätkasime eelmise aasta ideed leida igale artiklile vähemalt kaks retsensenti. Artikleid hindasid nii erialaga tegelev spetsialist kui ka uurimissuunaga otseselt mitte seotud teadlane. Mõlemad retsensendid valiti väljastpoolt töö autori koduülikooli. Selline meetod võimaldab laiemat vastukaja, mida autorid saavad kasutada oma tulevases teadustegevuses. Loodame, et nad on ka piisavalt julged oma hindajatega koostööd arendama! Head lugemist! Riina Vaht Kogumiku koostaja TA 2012 konkursijuht


I TASEME ARTIKLID Bakalaureuse천ppe 체li천pilased/l천petanud ja magistrandid


PERELIIKMETE VAHELINE SUHTLUS KUI JÄTKUSUUTLIKU ÜHISKONNA ALUSTALA1 Virge Tamme

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Jätkusuutlikkuse mõiste hõlmab endas tihtipeale erinevate keskkonnaaspektide käsitlusi ning säästmise põhimõtteid, keskendudes tulevaste põlvkondade elukvaliteedile ja elukeskkonna säilimisele. Jätkusuutliku arengu kontekstis on kesksel kohal ka põlvkonna mõiste, sest Brundtlandi komisjoni raporti kohaselt on jätkusuutliku arengu puhul tegemist arenguteega, mis rahuldab praeguse põlvkonna vajadused ja püüdlused, tulevaste põlvkondade huve ohustamata (Terk & Tafel, 2003). Seega võib ühiskonna jätkusuutliku arengu ühe instantsina vaadelda ka perekonda, kus eri põlvkondadesse kuuluvaid liikmeid hoiavad koos ühised väärtused, tavad, normid ja reeglid. Üksteiselt õppimine kuulub perekonna igapäevaste praktikate juurde: nooremad pereliikmed õpivad ja ammutavad kogemusi vanematelt, vanemad omakorda saavad noorte eestvedamisel võimaluse õppida uusi (tehnoloogilisi) praktikaid. Nii võib jätkusuutlikku arengut vaadelda muuhulgas läbi kommunikatiivse prisma, just pere kontekstis, kuna perekond hõlmab endas ennekõike sotsialiseerimise funktsiooni (Hansson, 2009). Enne infoühiskonna kiiret pealetulekut soodustas pereliikmete vahelist sotsialiseerumist igapäevane aktiivne silmast silma suhtlus ja diskussioon. Nüüdses 21. sajandi ühiskonnas pakub silmast silma suhtlusele alternatiivi ka suhtlus läbi erinevate internetikanalite, mis omakorda võib kaasa tuua muutusi põlvkondadevahelises suhtluses tervikuna. Kui pikka aega seostati aktiivset internetikasutust eelkõige noortega ja räägiti pealekasvavast põlvkonnast kui digitaalsetest pärismaalastest (Prensky, 2001), siis nüüdseks oleme jõudnud aega, mil enam pole põhjust rääkida digitaalsest lõhest noorte ja nende vanemate vahel. Enamgi veel, erinevate koolitusprogrammide toel (nt Tiigrihüppe tasuta internetikoolitused 2009–2010) 1

Artikkel valmis ETF grandi 8527 toel.


Virge Tamme

9

on paljud kesk- ja vanemaealised leidnud tee internetti ja sotsiaalmeedia kanalite juurde, mis soodustab elukestvat õpet. Teisisõnu oleme jõudnud olukorda, kus uue meedia poolt pakutavad võimalused aitavad vähendada nii erinevate pereliikmete vahel laiuvat geograafilist, kuid miks mitte ka psühholoogilist distantsi. Nii pakub samade suhtluskanalite ja veebilehtede kasutamine vanematele põlvkondadele hea võimaluse heita pilk noorte igapäevaellu ja saada enam aimu nende huvidest, hobidest ja unistustest, andes vanemate generatsioonide esindajatele võimaluse tunda end seotult. Vähem oluline ei ole siinjuures aspekt, et üheskoos samadel platvormidel tegutsemine annab vanematele võimaluse varem justkui omapäi netidžunglis tegutsenud noortel silma peal hoida ja vajadusel nende netikäitumist kujundada. SISUKOKKUVÕTE Eesmärgiga uurida pereliikmete online-kasutuspraktikaid ja motivatsiooni omavahelise veebisuhtluse hoidmisel, on ühte perekonda kuuluvate kolme eri põlvkonna esindajatega tehtud semistruktureeritud intervjuud (N=13). Intervjuude põhjal vaadeldi ka pereliikmete rolli üksteise online-käitumise kujunemisel. Uuringu tulemustest nähtub, et uuel meedial on põlvkondadevahelise suhtluse ja pere kokkukuuluvuse ehk grupitunde säilimisel suur roll. Veebipõhiseid suhtluskanaleid, nagu MSN, Skype ja Facebook, kasutavad lisaks eraldi elavatele pereliikmetele sõnumite edastamiseks ka need, kes elavad ühe katuse all. Tänu tasuta toimivatele suhtlusportaalidele ja vahetut suhtlust võimaldavatele kiirsuhtluskanalitele peavad pereliikmed neid parimaks lahenduseks omavahelise kontakti hoidmisel nii üksteisele lähedal olles kui ka vahemaa tagant. SISSEJUHATUS Aastal 2011 omas Eestis internetiühendust 405 400 leibkonda (Statistikaamet, 2011). Arenevas infoühiskonnas kasutatakse üha enam uusi võimalusi, mille kaudu hoida kontakti lähedastega ja seda mitte ainult sõpruskonna tasandil (Tamme, 2010), vaid ka perekonda ja erinevaid põlvkondi silmas pidades. Informatsiooni üleküllust ja inimeste kiiret elutempot arvestades võib oletada, et üha enam väheneb pereliikmete vaheline otsesuhtlus. Tulenevalt otsesuhtluse vähenemisest kasutatakse üksteisega sidepidamiseks alternatiivina telefonile ka uut meediat, mis lisaks oma ulatuslikele võimalustele on üldjuhul tasuta. Artikli eesmärgiks ongi analüüsida uue meedia keskkonna rolli perekonna igapäevases omavahelises suhtluses ning vaadelda, kuidas interneti pakutavad


10

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

suhtluskanalid toetavad peresuhete tugevdamist ja säilimist. Toetudes korraldatud uuringu tulemustele, loob artikkel vundamendi peresuhete käsitlemisele võrguühiskonna ja uue meedia võimaluste taustal. Nelja Eesti perekonna eri põlvkondade esindajatega tehtud intervjuude (N=13) abil otsiti vastust uurimisküsimustele „Mis ajendab pereliikmeid omavahel online-keskkonnas suhtlema?“ ning „Kuidas erinevate põlvkondade esindajad mõjutavad üksteise online-kasutuspraktikaid?“. Uuringu tulemustele toetuvalt vaagitakse artiklis uue meedia rolli pereliikmete vahelise suhtluse säilimisel ja järjepidevuse tagamisel ning vaadeldakse, kuidas pereliikmete poolt sotsiaalmeedia keskkondadesse loodud ühine „veebikodu“ üleüldisi suhtluspraktikaid mõjutada võib. Artikkel on üles ehitatud eeldusele, et pereliikmetel on vajadus hoida pidevalt omavahelist kontakti, vahetada infot, kogemusi ja õpetussõnu ning tunnetada end seeläbi ühtse perena. Artiklis lähtun ka eeldusest, et pereliikmete omavaheline suhtlus erinevates veebikeskkondades aitab pärssida võõrandumist ning seeläbi tagada perekonna kui ühe ühiskonna põhialuse jätkusuutliku funktsioneerimise. Teoreetiline taust Internet kui põlvkondade ühendaja Üha aktiivsem interneti ja suhtlusportaalide kasutuselevõtt on kujunenud inimeste jaoks oluliseks igapäevarutiiniks, mille juures võib info- ja kommunikatsioonitehnoloogiaid vaadelda kui võtmeelemente, mis toovad erinevate generatsioonide esindajad kokku ning tugevdavad perekondlikke sidemeid (Gonçalves & Patrício, 2010). On leitud, et mitmekülgseid kommunikatsioonivõimalusi pakkuv veebikeskkond on eri põlvkondade esindajate seas muutunud aina olulisemaks, mõjutades muuhulgas nende internetisuhtluse praktikaid (Harwood, 2000). Mitmete autorite (nt: Tapscott, 1998; Prensky, 2001) arvates on tänapäeva noortel loomupärane ja nn sünniga kaasa antud oskus internetis tegutseda, seevastu kui vanemate põlvkondade esindajatele omistatakse pigem digitaalse immigrandi staatus (Prensky, 2001). Samas nähtub uuringutest, et just noorte aktiivne internetikasutus ja erinevad interneti pakutavad võimalused motiveerivad vanemaid põlvkondi uusi tehnoloogilisi oskusi ja teadmisi omandama (Lenhart et al., 2001). Vaatleme siinkohal näiteks internetitelefoni Skype kasutust. Statistikaameti (2010) andmetel kasutab kolmveerand Eesti elanikest internetti, kellest 445 500 inimest, vanuses 16‒74 aastat, kasutab oma tuttavate/lähedastega suhtlemiseks internetitelefoni. Skype on selles vanusevahemikus mõne aastaga populariseerunud, mida näitab ka statistika: 2010. aasta andmetega võrreldes kasutas aastal 2007 Skype’i 150 000 inimest vähem, 294 000 16‒74-aastast


Virge Tamme

11

inimest (Statistikaamet, 2010). See fakt näitab meile erinevas vanuses inimeste üha suurenevat huvi uue meedia pakutavate kommunikatsioonilahenduste vastu. Olenemata sellest, et Eestis arvuti- ja internetikasutajate osatähtsus vanuse kasvades väheneb ‒ 16–34-aastastest kasutavad arvutit ja internetti peaaegu kõik, 55–64-aastastest pooled ja 65–74-aastastest veerand (Statistikaamet, 2011) ‒, on vanavanemate põlvkond üks suurema potentsiaaliga internetikasutajaid üldse (Carracher, 2011). Kokkuvõtvalt võime praegu veebikeskkondades tegutsemas näha kolme aktiivset generatsiooni: üle 50-aastased nn baby boomer’id, 30–40ndates eluaastates X-generatsiooni esindajad ning Y-generatsiooni hulka arvatud 20ndates ja nooremad (Maggiani, 2011) ehk nii-öelda tõelised digitaalsed pärismaalased (Prensky, 2001). Veebisuhtluskanalid perekonna jätkusuutliku funktsioneerimise tagajatena Veebisuhtluse teket mõjutavad kaks aspekti ‒ motivatsioon ja eeskujud. Motivatsiooni võime vaadelda kahesuunalisena: vanem generatsioon on eeskujuks noorematele (Tamme, 2010) ning vastupidi, noorem generatsioon julgustab vanemaid liituma internetikeskkonna ja selle võimalustega (Kids..., 2005). Paljuski on just Y-generatsiooni esindajad need, kes soovivad jagada oma eksperditeadmisi ning õpetada vanematele, kuidas kasutada internetti ja sealseid erinevaid suhtlusvõimalusi. Nii nähtub, et just noorima põlvkonna esindajad on reeglina pere internetti tuleku õhutajateks. Laste tegemisi kõrvalt vaadates tekib ka paljudel vanematel ja vanavanematel huvi veebiavarusi avastama hakata. Lisaks ajendab vanemaid tavaliselt soov saada enam osa laste mõttemaailmast (Subrahmanyam & Greenfield, 2008). Vanemad teadvustavad endale sotsiaalmeedia olulisust ja noorte eelistusi kommunikatiivseteks lähenemisteks, mistõttu on nad uut meediat hakanud kasutama eesmärgiga olla kontaktis oma lastega (Simonpietri, 2011). Kontakti kaudu soovitakse tagada suurem perekonna ühtekuuluvustunne (Tsai et al., 2011). Nii võimaldab vanemate uue meedia kanalite aktiivne kasutuselevõtt anda lastele edasi oma väärtusi ja hoiakuid ning suunata laste internetikäitumist. Üheskoos uut meediat kasutades toetatakse ka perekondlikku ühistegevust (Livingstone & Helsper, 2008) ning välditakse üksteisest eemaldumist. Vanavanemate põlvkonna esindajaid motiveerib internetikasutuse juures enim fakt, et uus meedia pakub neile võimalust suhelda ja tugevdada sotsiaalseid sidemeid, mida sageli kas või geograafilise distantsi tõttu niivõrd hõlpsasti teha ei saaks (Cummings et al., 2002). Isegi kui X-generatsiooni ja baby boomer’ite esindajad tunnetavad näost näkku suhtlust parima


12

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

kommunikatiivse lahendusena, mõistavad nad, et erinevatest teguritest ja päevarutiinidest tulenevalt on isegi pereliikmete vaheline silmast silma suhtlus tihtipeale raskendatud (Taske & Plude, 2011). Eeltoodut arvestades pole imestada, et nii vanemate kui ka vanavanemate põlvkonna jaoks muutuvad sotsiaalsed võrgustikud aina populaarsemaks. Nii on näiteks Ameerikas korraldatud uuringu põhjal põhjust väita, et 50-aastaste ja vanemate sotsiaalmeedia kasutajate arv on viimastel aastatel pea kahekordistunud. Kui veel eelmisel aastal oli nimetatud vanuserühmas sotsiaalmeedia kasutajaid 22%, siis nüüdseks on sotsiaalvõrgustikega liitunud juba 42% mainitud gruppi kuuluvatest uuritavatest (Madden, 2010). Tolereeritud kohalolu? Olgugi et paljudel puhkudel on just lapsed ja lapselapsed need, kelle eeskuju järgides vanemad veebisuhtluskanaleid kasutama on hakanud, nähtub uuringutest, et noored ei poolda just alati oma pereliikmete sotsiaalmeedia kanalitega liitumist. Näiteks Simonpietri (2011) on oma uuringus täheldanud noorte tahtmatust vanematega sotsiaalmeedia kanalite kaudu suhelda. Samale tendentsile on viidanud ka Murumaa (2010), kelle uuringust nähtus, et paljud Eesti noored ei tolereeri vanemate suhtlusportaalide kasutust, kuna pelgavad võimalikke piinlikke seiku, mida lapsevanemad suhtlusportaalis sõprade silme all korda võivad saata. Vanemate üleliigsete kommentaaride ja sekkumise vältimiseks on paljud noored hakanud omavahel vahetama salasõnumeid, st praktiseerima sotsiaalset steganograafiat (Boyd 2010), kus väljasaadetavad sõnumid on mõistetavad vaid teatud sõprade grupile. Siiski võib sellist käitumist ja vanemate mitteaktsepteerimist pidada eelkõige ealiseks iseärasuseks. Westermanni (2011) tulemused viitavad, et juba noores täiskasvanueas aktsepteeritakse vanemaid kui võrdseid ega peljata nendega veebikeskkonnas suhelda. Kokkuvõtvalt võib öelda, et veebisuhtluskanalid aitavad kaasa perekonnasisese suhtluse ja seeläbi perekonna kui instantsi jätkusuutlikkuse säilitamisele. Internet kui ühismaa EU Kids Online (2009) uuringu alusel võib öelda, et Eestis on kõrge internetikasutajate hulk: internetti kasutab ligi 92% lastest ning 93% vanematest. Pannes Eesti praktikad Euroopa konteksti, tuleb tõdeda, et laste internetikasutus on tõusuteel ning sarnaselt nendega on ka vanemad hakanud enam interneti võimalusi ära kasutama. EU Kids Online aruandest nähtub, et ligi 75% Euroopa lastest kasutab internetivõimalusi aktiivselt. Tõusutendents on ilmselge, 2005. aastal kasutas internetti vaid 68% lastest. Kuid kuidas on


Virge Tamme

13

online-keskkonnas piiritletud lapse ja vanema suhe? Olenemata laste suutlikkusest aktsepteerida vanemaid endaga võrdsetena, jäävad vanematele lapsed ikka lasteks. Vanemale loomuomaselt soovitakse omada lapse üle kontrolli ning võimalust last virtuaalses keskkonnas kasvatada. Lisaks võimalusele olla uue meedia kanalite kaudu kontaktis oma lähedastega, tajuvad vanemad ka ohte, mis ajendab neid laste postitustel ja nende internetikäitumisel silma peal hoidma (Livingstone & Helsper 2008). Üheks levinumaks lahenduseks laste online-tegevust kontrollida on profiili loomine koos lapsega ning aktiivse osaluse abil lapsele korrektse veebikäitumise õpetamine (Livingstone & Haddon 2005). Asjaolu, et vanemad ise loovad lapsele suhtlusportaalis konto, on tihti põhjustanud selle, et konto on loodud keskkonda, mis kasutuseeskirjade kohaselt ei ole mõeldud alaealistele lastele (Boyd et al., 2011). Kui vanematel puudub võimalus üheskoos lapsega online-keskkonnas tegutseda, sätestatakse piiranguid või monitooritakse laste tegevust tagantjärele (Ponte & Simões, 2008). Võib öelda, et kuigi lapsed ja vanemad suhtlevad omavahel interneti kaudu ennekõike peresideme säilimise eesmärgil, rakendavad lapsevanemad suuresti vanemlikku kontrolli oma laste võrgukäitumise üle, tuues sellega reaalelu praktikad üle online-keskkonda. MEETOD Tulenevalt uurimuse eesmärgist selgitada välja uue meedia roll pereliikmete vahelise suhtluse säilimisel, hõlmab uuringu valim nelja Eesti päritolu perekonna eri põlvkondade esindajaid. Kõige noorem respondent oli 9-aastane ja vanim 69-aastane. Noorima intervjueeritud põlvkonna esindajate vanus jäi vahemikku 9‒24, teisel põlvkonnal 27‒42 ning kolmandal 57‒69. Kokku oli valimisse kaasatud 13 inimest, kellest 2 olid mehed ja 11 naised. Intervjueeritavaid püüdsin esialgu värvata otsekontakti kaudu, pöördudes online-keskkondades, nagu Rate.ee, Orkut.com ja Facebook.. com tegutsevate vanavanemate põlvkonna poole. Teostanud otsingu inimeste kohta vanuses 55+ ning saatnud laiali pea 80 personaalset kirja, selgus kiirelt, et selline taktika ei too tulemusi. Ligi pooled kirja saanutest ei vastanud ning ülejäänutel oli vabandus, miks uuringus mitte osaleda. Levinuimad vabandused olid liiga passiivne suhtlusportaali kasutus ja sellest tulenev ebapädevus kogemuse jagamisel, liiga suur emotsionaalne distants noorema põlvkonnaga ning nii vanemate kui nooremate põlvkondade ajapuudus. Lõpuks leidsin respondendid lumepalli meetodil Tartu Ülikooli tudengilisti kaudu. Lõppvalim osutus väikseks, kuna keeruline oli leida perekondi, kus kõik kolm põlvkonda oleksid nõus oma kogemust jagama.


14

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Valimisse kuulunud respondentidega korraldasin semistruktureeritud intervjuud, sest see meetod võimaldas uuringu tegemisel jääda piisavalt paindlikuks (Laherand, 2008). Intervjuuküsimused olid kõigile intervjueeritutele olenemata nende vanusest samad. Kuna valimisse kuuluvad perekonnad asetsesid geograafiliselt üle Eesti, tegin nii silmast silma intervjuusid kui ka küsitlesin peresid MSNi, Skype’i või e-kirja vahendusel. Intervjueerimise kanali valik sõltus paljuski intervjueeritava eelistustest ja võimalustest. Veebikeskkonnas korraldatud intervjuud kujunesid väga ajamahukaks, eriti vanemate inimestega, kellel puudub oskus kiirelt klaviatuuril trükkida. Online-intervjuude miinuseks oli ka see, et respondendid vastasid tihtipeale väga lühidalt, millest tulenevalt pidin mitmeid kordi küsimusi-vastuseid edasi-tagasi saatma, kuni sisu oli uuringu kontekstis arvestatav. Intervjuude analüüsil kasutasin põhistatud teooria meetodit (i. k. grounded theory), kuna see meetod võimaldab süstemaatilise andmete kogumise ja kvalitatiivse sisuanalüüsi abil luua teoreetilise mudeli sotsiaalse nähtuse selgitamiseks (Kährik, 2007). Põhistatud teooria on eriti sobivaks uurimismeetodiks siis, kui teooria protsessi selgitamiseks puudub (Jürisoo, 2007). Selle uurimuse puhul tuleneski otsus kasutada põhistatud teooriat asjaolust, et Eesti kontekstis ei ole seda teemat varem käsitletud. Pärast intervjuude tegemist ning transkribeerimist leidis aset intervjuude kodeerimine ja analüüsimine. Tekkinud koodidest sai loodud kategooriad ja alamkategooriad, mis on pereliikmete vahelise veebisuhtluse aspektist uue teoreetilise teadmise loomise aluseks. TULEMUSED JA ANALÜÜS Veebisuhtluskanalite kasutamise põhjused Kõiki valimisse kuulunud erinevas vanuses pereliikmeid ajendas veebisuhtluskanaleid kasutama kuulumisvajadus. Kui kõige nooremad pereliikmed näevad veebisuhtluses lisavõimalust sõpradega suhtlemiseks, nagu kinnitavad varasemad uuringud (Boyd, 2008; Subrahmanyam et al., 2008; Lenhart et al., 2007; Tamme, 2010), siis vanemad intervjueeritud pereliikmed on veebisuhtlust võimaldavad kanalid enda jaoks leidnud just ajendatuna soovist pereliikmetega ühenduses olla. Samad põhjused on motiveerivaks faktoriks olnud näiteks ka Simonpietri (2011) uuringus osalenutel. Lisaks pakuvad veebisuhtluskanalid enamiku intervjueeritavate jaoks mugavaimat, soodsaimat ja kiireimat võimalust oma pereliikmetega igapäevakogemuste vahetamiseks. Eriti olulist rolli omavad veebisuhtluskanalid nendes perekondades, kus pereliikmed ühe katuse all ei ela, vaid on töökohustuste, õpingute või muude


Virge Tamme

15

elumuutuste tõttu elukohta vahetanud. Erinevad veebilahendused aitavad peredel tunda sidet ka distantsi tagant ning hoida üleval pereväärtusi. Ja tegelikult on nii, et teised saavad MSN-i kaudu teada, millal mul mees Soomest kodus on, kui mina olen netis, siis Mart Soomes, kui mina kadunud netist, siis Mart kodus /---/ Mehega on see ülioluline minu jaoks. Me oleme nagunii suures osas lahus ja kui seda kontakti ka ei oleks, oleks ikka väga nukker seis. (N34 G2) Ühiste veebisuhtluskanalite kasutamine on äärmiselt oluline ka kõige vanemate pereliikmete jaoks, kes näevad internetisuhtluses silmast silma suhtluse aseainet, mis võimaldab neil vajadusel minutilise täpsusega oma laste ja lastelaste tegevuste, murede ja mõtetega kursis olla. Uuringust nähtub, et vanemad, omades ülevaadet noorte tegemistest, tunnevad end jõulisemalt ja nooremalt, mis omakorda aitab kaasa nende heaolu suurenemisele. Interneti kui aseaine olulisust toovad teiste hulgas välja Cummings, Butler ja Kraut (2002), kes leiavad, et suhtlusalternatiivide leidmine on vajalik kontakti püsimiseks ja pereväärtuste alalhoidmiseks. Sotsiaalmeedia kanalite kasutuselevõtt vanavanemate poolt võis küll kõige nooremates pereliikmetes esialgu tekitada hämmastust ja isegi veidi pahaseid emotsioone, kuid peatselt võeti vanavanemate suhtlusportaalide, kas või Facebooki kasutamist juba täitsa loomuliku nähtusena. Taolised esmased negatiivsed emotsioonid võisid olla ajendatud põhjusest, et noored peavad uue meedia keskkondi pigem enda pärusmaaks ja virtuaalseks territooriumiks, kus nad end vabalt saavad tunda (Livingstone & Helsper 2008). /---/ei läinud poolt päevagi kui vanemalt tütrelt ilmus Skype’ist küsimus, et „Kes näitas vanaemale Facebooki?“ [naerab] see oli tõeliselt väga hämmastunud ja mõneti isegi natuke pahane küsimus. Aga siis ma seletasin asja ära ja siis nad leidsid iseenesest, et see on tore, et vanaema saab suhelda inimestega ja teretulemast arvuti keskkonda. (N42 G2) Olgugi et vanimad intervjueeritud eelistaksid võimalusel pigem telefonisuhtlust, motiveeris neid interneti pakutav võimalus lähedastega distantsilt kontakti hoida. Siiski nähtub intervjuudest, et esmane kontakt uue meediaga oli vanima põlvkonna esindajate jaoks pigem stressirohke kui rõõmutoov, kuid laste ja lastelaste toel ja juhendamisel kohanesid vanavanemad ajapikku uue meedia poolt pakutavaga. Lastelaste roll vanema põlvkonna veebi tulekul


16

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

on toetada õpiprotsessi ning seeläbi luua vanemas põlvkonnas soovi olla seotud nii pere kui ka lähedaste sõpradega, kes aastatega distantsi tõttu ehk kaugeks jäänud. /---/Ja ega ma ei õppinudki seda ega kasutanud ka seda vaatamata sellele, et ma stressis olin. Kuni lihtsalt väiksed, need, nüüd juba lapse-lapsed, kasvasid, et üks oli kahene ja teine viiene-kuuene – ja nende jaoks on see nii iseenesest mõistetav /---/ Siis hakkaski, et nemad ütlesid, et vajuta siia ja vajuta sinna, et kuidas lahti käib jne. Mina ei teadnud ühtegi nuppu – nad näitasid mulle, kuhu ma pean vajutama. Ja siis sain oma julguse kätte ja siis ma pidin ju juba kirjutama ka hakkama /---/ Mõnikord helistasin ka tütrele, küsisin, kas ja kuidas ma saaksin seda teha, pilte üles laadida siis ja ta teadis täpselt, kuidas seda teha. /---/ Kui ma ei osanud ja ei tulnud vahepeal välja, siis ma viskasin telefonitoru vahepeal ära ja siis helistasin tagasi kui olin rahunenud. (N69 G3) Intervjuudest nähtus, et veebisuhtluskanaleid kasutatakse peresisese suhtluse eesmärgil ka nendes peredes, kus pereliikmed elavad ühe katuse all. Intervjueeritud perekondade puhul võis isegi täheldada, et uue meedia vahendusel ei suhelda niivõrd aktiivselt nende pereliikmetega, kes elavad geograafiliselt lahus, kui nendega, kellega on igapäevaselt võimalik ka silmast silma suhelda. Sellist suhtluspraktikat võib seletada pereliikmete mugavusega ja sissejuurdunud harjumusega pea kõike interneti kaudu ajada. Intervjueeritud peredes olid näiteks välja kujunenud käitumismustrid, kus kõrvaltoas viibivale pereliikmele saadeti koduste toimetustega seotud sõnumeid Skype’i, MSNi või Facebooki kaudu, selle asemel et teated silmast silma edasi anda. /---/Tegelikult ma suhtlen emaga väga tihti Skype’is, isegi siis kui me oleme kodus, et üks on ühes toas ja teine on teises toas ja siis ta tahab mulle midagi öelda. Me mõlemad istume vaikselt oma läpakate taga ja siis ta umbes, et „Kuule, mine too puid“. (N20 G1) Vanemate roll noorte veebisuhtluse vahendajatena Intervjuudest nähtub, et lapsevanemad tajuvad enda rolli laste internetikasutuse vahendajatena vägagi selgelt. Peresiseselt on lastega sõlmitud erinevaid omavahelisi kokkuleppeid, mille abil noorimate pereliikmete veebikäitumist monitoorida, kontrollida või piirata.


Virge Tamme

17

Peamiselt kohaldatakse sellist vanemlikku järelevalvet lapse kiirsuhtluskanalite ja suhtlusportaalide profiile monitoorides. Samu tendentse on täheldatud ka teistes uuringutes (nt: Subrahmanyam & Greenfield, 2008; Lenhart et al., 2001). Monitooring ja piiramine võimaldab vanemal juurutada lapses just selliseid käitumismustreid ja väärtusi, mida ta eeskujuliku netikäitumise osaks peab. Nii näiteks jälgivad paljud intervjueeritud vanemad tähelepanelikult, kellega ja mis tasandil nende lapsed veebi suhtluskeskkondades suhtlevad. Vajadusel kasutatakse täpsema monitooringu tegemiseks vanematele usaldatud lapse suhtlusportaali paroole. Lapse ja vanema vaheline usaldav suhe on sellistel puhkudel äärmiselt oluline, kuna intervjuudestki nähtub, et lapse suhtlusportaali paroolide teadmine on aidanud vanematel ära hoida ebameeldivaid ja võimalik, et ka ohtlikke kontakte. Teisisõnu on sedamoodi toimides lapse teadmata püütud ära hoida tema heaolu ohtuseadmist. Keegi, kellel oli väga kahtlane nimi oli rates kirja saatnud, nime ma enam ei mäleta, aga see oli kuidagi suguorganiga seotud ja kiri oli seksiteemaline. Blokeerisin ja õnneks tüdruk ise seda ei näinudki, avastasin nii, kui ise kontrollimas käisin ja ma ei ole sellest temale rääkinud ka. (N34 G2) Juba ainuüksi vanemate aktiivne suhtlusportaalide kasutamine on noortele märgiks, et enda netikäitumise suhtes tuleks olla tähelepanelikum. Nii nähtus intervjuudest, et tihtipeale ei juleta vanemate halvakspanu kartuses paljusid eakaaslastele mõeldud sõnumeid postitada. Jäädes pigem jälgija kui sisulooja positsioonile, püüavad lapsed seega näidata ennast kui igati eeskujulikku veebikasutajat. Vanemate ebameeldivast järelevalvest hoidumiseks kasutatakse peamiselt kahte viisi. Näiteks ilmnes intervjuudest, et vahel proovivad pere noorimad netikasutajad privaatsussätteid kasutades vanemaid oma kontaktide nimekirjast eemal hoida. Teise variandina püütakse oma sõpradele edastada salasõnumeid, mille lahtimõtestamiseks vanematel vajalikke „koode“ ei ole, ehk praktiseeritakse sotsiaalset steganograafiat (Boyd, 2010). Viimast praktikat olid märganud mitmed intervjueeritud lapsevanemad, kes tõdesid siiski, et nad ei pööra sellistele saladuslikele postitustele tavaliselt erilist tähelepanu, kuna peavad seda tavapäraseks ja noortele omaseks käitumismalliks, mida nähakse ajaga mööduvat. /---/ ma tean küll, et ta istub poole ööni arvutis ja suhtleb seal. Aga tema teab täpselt sama hästi seda, kuidas see mulle ei meeldi ja siis seepärast on ta ilmselt, noh, ära filtreerinud mind,


18

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

et ma ei saaks näha seda, kui kaua ta internetis on. /---/ Sellist, mis natuke ärevaks teeks või sellist vihjemänge käib seal küll sõbrannade omavahel. Et noh umbes, et sellest ajalugu vaikib, et sellest me ei räägi. Aga ma ei tee endale sellest mingit probleemi, et kui nad tahavad vaikida ja salapäratseda, siis enamasti nii ongi. (W42 G2) Kuna vanemad peavad oluliseks jälgida oma laste kontosid senikaua, kuni saavad olla kindlad laste korrektses ja vastutustundlikus veebikäitumises, näitavad intervjuud, et üksteise tegevuse vastastikuse aktsepteerimiseni jõutakse enamasti siis, kui laps on teismeeast väljas. Kui teismeeas püüavad lapsed pigem vanemate pilkude alt kõrvale hiilida ning vanemate ja vanavanemate netikasutamisse ei suhtuta erilise vaimustusega, siis vanemas eas positsioneeritakse oma pereliikmeid sotsiaalmeedia kasutajatena juba sõpradega ühele tasemele, avaldades seeläbi toetust väljakujunenud pereväärtustele ka väljaspool koduseinu. Uuringu tulemusi kokku võttes võib öelda, et kolme erineva põlvkonna kogemust arvestades on uuel meedial väga oluline roll perekondliku ühtekuuluvustunde hoidmisel ja säilitamisel. Pereliikmete värbamine uue meedia kanaleid kasutama toimub peamiselt kahel erineval trajektooril: vanemad loovad õpetlikel eesmärkidel üheskoos lastega suhtlusportaali kontod või on just lapsed oma kasutuspädevusega eeskujuks ja motivaatoriks vanematele põlvkondadele. Uus meedia oma suhtlusvõimalustega on kujunenud nii eraldi kui ka ühe katuse all elavate perekondade peamiseks suhtlusvahendiks. Veebikanalid on pereliikmete seas suhtluseks valitud tänu mitmekülgsele ja kiirele info edastamise võimalusele. Peamised suhtlusteemad, mida uue meedia kanalites käsitletakse, puudutavad igapäevategemisi, perekonna üldist olukorda ning tulevikuplaane.

KIRJANDUS Boyd D. 2008. Why Youth Love Social Network Sites: The Role of Networked Publics in Teenage Social Life. In: Buckingham D, ed. Youth, Identity, and Digital Media. MacArthur Foundation Series on Digital Media and Learning. Cambridge: The MIT Press, 119-142. Boyd D. 2009. Living and Learning with Social Media. Penn State Symposium for Teaching and Learning with Technology. State College, PA: April 18.


Virge Tamme

19

Boyd D, Hargittai E, Schultz J, Palfrey J. 2011. Why Parents Help Their Children Lie to Facebook About Age: Unintended Consequences of the ‚Children‘s Online Privacy Protection Act‘. First Monday 16 (11). Carracher J. 2011. How Baby Boomers Are Embracing Digital Media http://mashable.com/2011/04/06/baby-boomers-digital-media/#comments (13.01.2012). Cummings JN, Butler B, Kraut R. 2002. The quality of online social relationships. Communications of the ACM 45 (7): 103-108. Gonçalves V, Patrício M. 2010. Information technology for grandparents and grandchildren. Proceedings of ICERI2010 Conference. 15th-17th Nov. 2010, Madrid, Spain. Hansson L. 2009. Sissejuhatus perekonnasotsioloogiasse. Tallinna Ülikool: Rahvusvaheliste ja Sotsiaaluuringute Instituut;www. tlu.ee/files/arts/4585/famso11d4d94aa2aac3287c0b8b01f148fe1c.ppt (12.06.2011). Harwood J. 2000. Communication media use in the grandparent-grandchild relationship. Journal of Communication 50 (4): 56-78. Jürisoo K. 2007. Kooselupaaride nägemus abielust. Tartu Ülikool: bakalaureusetöö. http://www.sotsioloogia.ee/esso4/20603.pdf (6.12.2010). Kids to teach elderly net skills 2005. BBC News, 24. september. http://news.bbc. co.uk/2/hi/technology/4276068.stm (5.06.2011). Kährik A. 2007. LÜKKA ÕKA Õppekavade toimimise uuring. Tartu Ülikool: Avatud Ülikooli Keskus. Laherand M-L. 2008. Kvalitatiivne uurimisviis. Tallinn: OÜ Infotrükk. Lenhart A, Rainie L, Lewis O. 2001. Teenage life online: The rise of the instant- message generation and the internet’s impact on friendships and family relationships. Washington, DC: Pew Internet and American Life Project. Lenhart A, Madden M, Rankin-Macgill A, Smith A. 2007. The use of social media gains a greater foothold in teen life as they embrace the conversational nature of interactive online media. Pew Internet & American Life Project: Teens and Social Media. Livingstone S, Helsper EJ. 2008. Parental Mediation of Children’s Internet Use. Journal of Broadcasting & Electronic Media, 52 (4): 581-599. Livingstone S, Haddon L. 2009. EU Kids Online: Final report. London: London School of Economics and Political Science. Maggiani R. 2011. Social Media and Its Effect on Communication. http://www. solari.net/documents/position-papers/Solari-Social-Media-and-Communication.pdf (11.10.2011). Murumaa M. 2010. Auditooriumi tähtsus ja roll uue meedia keskkonnas sotsiaalvõrgustikes saadetavate sõnumite näitel. Tartu Ülikool, Ajakirjanduse ja Kommunikatsiooni instituut: magistritöö.


20

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Ponte C, Simões JA. 2008. Asking parents about children‘s internet use: comparing findings about parental mediation in Portugal and other European countries. http:// www.lse.ac.uk/collections/EUKidsOnline/EU%20Kids%20I/Conference%20Papers%20and%20abstracts/Victims%20and%20Perpetrators/Ponte.pdf (10.10.2011). Prensky M. 2001. Digital natives, digital immigrants. On the Horizon 9 (5): 1-2. Simonpietri S. 2011. Social Media: Current Trends Among Children and Their Parents and Implications Regarding Interpersonal Communication. College of Liberal Arts: Magna Cum Laude, Communication Studies. Statistikaamet 2010. Kolmveerand Eesti elanikest kasutab internetti. http://www.stat. ee/index.php?id=38009&highlight=internetikasutaja (09.12.2011). Statistikaamet 2011. Kahel kolmandikul leibkondadest on interneti püsiühendus. http://www.stat.ee/49523 (14.01.2012). Subrahmanyam K, Reich SM, Waechter N, Espinoza G. 2008. Online and offline social networks: Use of social networking sites by emerging adults. Journal of Applied Developmental Psychology 29: 420-433. Subrahmanyam K, Greenfield P. 2008. Online Communication and Adolescent Relationships. The Future of Children 18 (1): 119-146. Tamme V. 2010. Eelteismeliste suhtlusportaalide kasutamise praktikad Rate.ee näitel. Tartu Ülikool, Ajakirjanduse ja Kommunikatsiooni instituut: bakalaureusetöö. Taske C, Plude FF. 2011. Experiencing social media across generations. Media Development 58 (1): 38-41. Terk E, Tafel K. 2003. Jätkusuutlik areng. Teoreetilised ja praktilised dilemmad. Strateegia Säästev Eesti 21. Taustmaterjalid 1. Eesti Tuleviku-uuringute instituut. Tsai T-H, Ho Y-L, Tseng KC. 2011. Online Communities and Social Computing. 4th International Conference, Zaphiris: 277-284. Westermann D-A. 2011. Mom, Dad, Let‘s Be (Facebook) Friends: Exploring Parent/ Child Facebook Interaction from a Communication Privacy Management Perspective. Degree of Master of Arts. College of Communication and Information of Kent State.


SAEPURURADADEL KASVAVAD SEENED Laura Pärtel

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Artikkel keskendub seentele, mille kasvukoht tuleneb inimtegevusest – saepurukattega suusaradadel kasvavatele liikidele. Säästva arengu üks eesmärk on loodusliku mitmekesisuse säilitamine, mistõttu on saepurukattega suusarajad asjakohane näide inimtegevuse positiivsest mõjust liigirikkusele. SISUKOKKUVÕTE Maastikule laotatud saepuru ja koorehaket on töös käsitletud seente kasvukohana. Sellisel materjalil kasvavaid seeni on looduslikus elukeskkonnas vähe uuritud ja sageli on nende päritolu ebaselge. Multš ja saepuru sisaldavad vabalt saadaolevaid toitaineid ning seepärast võivad seened nendel materjalidel hõlpsasti kolooniaid luua. Lisaks toitainetele on viljakehade kasvamiseks oluline tegur ka multši ja saepuruga alade hooldamine. Hooldatud aladel on makroskoopiliste seente viljakehade arvukus tavaliselt suurem kui hooldamata aladel. Peamisteks saepurul ja multšil kasvavateks seeneliikideks peetakse invasiivseid põldseeni (Agrocybe spp.) ja kuldvärvikut (Stropharia aurantiaca). Selgitamaks Eestis saepurul kasvavaid seeneliike, uuriti Kolgaküla saepurukattega suusarajal kasvavaid seeni. Välitööd toimusid 2010. aastal umbes kahenädalaste vahedega maist oktoobrini. Raja osi eristati saepurukihi vanuse ja paksuse alusel. Kolgaküla saepururajal registreeriti 28 seeneliigi 1064 viljakeha, millest ainult 2 liiki esinesid ka Kolgaküla saeveski aladel. Kõige arvukamalt leidus viha tulinuti (Gymnopilus penetrans), kevad-kännumampli (Kuehneromyces lignicola) ja kelluk-nabaseene (Xeromphalina campanella) viljakehi. Kui maailma mastaabis kasvavad saepurul tihti invasiivsed võõrliigid, siis Kolgaküla saepururajalt ei leitud ühtki invasiivset seeneliiki, sest rajale on laotatud vaid kohalikku päritolu saepuru.


22

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

SISSEJUHATUS Saepuru ja multši kasutatakse pinnakattena ning see on ka kasvusubstraadina eriline. Multš aedades ja saepuru suusaradadel loob mitmesugustele puitulagundavatele seentele soodsaid kasvukohti. Murdmaasuusatamine nõuab suusaradu ja nende hooldamist (Törn et al., 2009). Raja konstrueerimine algab lageraiega, pärast pinnase kobestamist võidakse rada kogu ulatuses multšida. Pärast multšimist tasandatakse rada igal hooajal (Kangas et al., 2009). 1980. aastatest alates on multšimine muutunud ka rutiinseks aianduslikuks tegevuseks (Shaw et al., 2004). Taimede põhjalik multšimine ennetab umbrohtude teket herbitsiide kasutamata (Werner, 2005). Multši ja saepuru lisatakse vastavatele pindadele kindlate ajavahemike järel ning pindu hooldatakse regulaarselt, et taimedele kasulik keskkond säiliks (Bridge & Prior ,2007). Saepuru ja multš loovad ideaalse elukeskkonna puiduseentele, sest tegemist on koheva õhurikka materjaliga, mis on niiskena seentele hea toitaineallikas (Bridge & Prior, 2007). Puit on teraline ja peeneks töödeldud ning seetõttu hõlpsasti ja suurtes kogustes kättesaadav (Vellinga, 2008). Enamikku multšil ja saepurul kasvavaid liike on looduslikus elukeskkonnas vähe uuritud ja sageli on nende päritolu ebaselge (Werner, 2005). Oluline on ka asjaolu, et kohti, kus multši ja saepuru kasutatakse, hooldatakse regulaarselt. Märkimisväärne fakt on see, et hooldamata aladel väheneb seente arvukus ja mitmekesisus järsult. Samamoodi võib määravaks teguriks osutuda ka saepuru ja multši päritolu ja koostis: tihti sisaldavad need erinevate puude puitu (Werner, 2005; Bridge & Prior, 2007). Lääne-Euroopas on multšil ja saepurul enam levinud liik kuldvärvik (Shaw et al., 2004). Agrocybe perekonna liikidest on multši ja saepuruga Euroopasse levinud lisaks tavapärasele kevad-põldseenele (Agrocybe praecox) ja mõrandpõldseenele (Agrocybe molesta) veel Agrocybe putaminum ja Agrocybe rivulosa (Shaw & Kibbey, 2001; Vellinga, 2008). Töö peamine eesmärk on anda esmane ülevaade Eestis seni käsitlemata teemast. Kirjeldatakse saepurukattega kaetud aladel kasvavate seente mitmekesisust, tuuakse välja vastavatele aladele iseloomulikud seened ja nende omadused. Lahemaa rahvuspargi territooriumil asuva Kolgaküla lähedal 1,5 km pikkusel saepurukattega suusarajal tehtud väliuuringutel kirjeldati makroskoopilisi seeni, nende esinemise perioodi ja kasvutingimusi.


Laura Pärtel

23

MATERJAL JA METOODIKA Uurimisala Uurimisala asub Põhja-Eestis Kuusalu vallas Harjumaa idapiiril Lahemaa rahvuspargi lääneosas Kolgakülas. Küla läbib Balti klint, palju on loopealseid. Panga astang on kaetud segametsaga, astangu alaosa peamiselt männija kuusemetsaga (Kindel, 2008). Seenestikku uuriti 1,5 km pikkusel saepurukattega Kolgaküla suusarajal ja läheduses asuva Kolgaküla saeveski õue kauaaegsetel saepurulademetel. Laiema piirkonna metsatüübi järgi võib arvata, et saepuru oli peamiselt okaspuupalgi töötlemise kõrvalsaadus, täpsed andmed puiduliikide kohta puuduvad. Välitööd Välitööd seente viljakehade registreerimiseks saepururajal toimusid 2010. aastal, 02.05 – 16.10 umbes iga 2 nädala järel, kokku 14 korral. Iga kord läbiti saepururada kogupikkuses 1,5 km. Lisaks uuriti välitööde käigus kolmel korral ka saeveski saepurulademeid (lademete täpne vanus on teadmata, paksus varieerus vahemikus 10– 60 cm), kuid need osutusid järelduste tegemise jaoks ebapiisavaks. Suusaraja saepurukatte ebaühtluse tõttu eristati raja eri paigus erineva saepuru paksuse (tinglikult õhuke ja paks) ja vanusega raja osad. Õhukeseks kihiks peeti kuni 10 cm paksust saepuru, millest on mullas elavatel seentel tõenäoliselt kerge läbi kasvada; paksuks peeti enam kui 10 cm paksust kihti, millest on eeldatavasti raske läbi kasvada. Rajal eristati kesk- ja servaala ning äärt. Servaalaks peeti saepururaja mõlemalt poolt välimisest piirist umbes pooleteisemeetrist riba, keskalaks servaladest saepururaja keskmesse jäävat ala ja äärealaks vahetult saepururaja välimise piiri ääres paiknevat metsapinna ala. Keskala saepuruelupaigale avalduvad kõrvalmõjud on eeldatavasti kõige väiksemad, servaala puhul suuremad. Metsas kasvavaid seeneliike leidub äärel ja kerge saepurupuiste võib olla neile lisatoitaineallikaks. Liikide määramine ja andmetöötlus Enamik liike määrati kohapeal. Kaasa koguti ja pildistati isendeid, mille määramine eeldas mikroskoopiliste tunnuste vaatlemist. Kohapeal mõõdeti kaasavõetavate seente pikkus jala alusest kübara tipuni ja kübara läbimõõt; kirjeldati lõhna ja kübara värvust; loendati ja kaardistati seeneliigi levik. Kaasa kogutud seentel mõõdeti mikroskoopilistest tunnustest eoste suurust, mõnel juhul oli oluline ka tsüstiidide kuju. Seente määramisel kasutati


24

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

erinevaid allikaid (Kalamees & Liiv, 2008; Petersen & Læssøe, 2010; Phillips, 2011; Wood & Stevens, 2010). TULEMUSED JA ARUTELU Kolgaküla saepururajal kasvav seenestik Kolgaküla suusarajalt leiti 28 seeneliiki, kokku registreeriti 1064 viljakeha. Kaks liiki – harilik põdranapsik (Pluteus cervinus) ja kevad-kännumampel – registreeriti ka saeveski saepurulademetel. Suurima viljakehade koguarvuga seeneliikideks osutusid viha tulinutt (292 registreeringut) ja kevad-kännumampel (60 isendit saepururajal ja 70 isendit saeveski alal). Kõige enam registreeriti seeni 26. juunil ja 2. oktoobril (joonis 1). Juunis lõppes seente kevadhooaeg, mis oli ühtlasi kevad-kännumampli kõrgaeg, ja algas põuaperiood. 250 200 150 100 50

10 20

16

.1

0.

10

10

20

02

.1

0.

10

20

9.

25

.0

10

20 9.

04

.0

10

20

20

8.

21

.0

10

8.

14

.0

10

20 7.

31

.0

10

20 7.

27

.0

10

20 7.

03

.0

10

20

20

6.

25

.0

10

6.

23

.0

10

20 5.

25

.0

20

20 5.

.0

.0

15

02

5.

10

0

Joonis 1. Viljakehade arvu dünaamika (helehall — rajalt leitud seened, tumehall — saeveskist leitud seened)

Viha tulinuti kõrgaeg oli oktoobri alguses. Kesksuvel, juulis, põuaperioodi tõttu seeni ei olnud. Alates juuli lõpust ja augusti algusest registreeriti kasvaval hulgal seente viljakehi. Viljakehade suure arvukuse taga on seente põõsasjas kasv. Lagundajaseeni leiti kokku 8 liiki: kevad-kännumampel, harilik põd,ranapsik, kelluk-nabaseen, punakas puiduheinik (Tricholomopsis rutilans), talinigerik (Tubaria furfuracea) ja viha tulinutt (tabel 1). Kõik need seened on puidusaproobid (Kalamees, 2000). Puidusaproobe esines suuremal määral raja keskosas, kus saepurukiht oli kõige paksem. Ainult saepururajal kasvas mükoriisat moodustavatest seentest veel Pecki kübarnarmik (Hydnellum peckii). Limaseentest registreeriti ka hundipiima (Lycogala


25

Laura Pärtel

epidendrum) vaid saepururajal. Ülejäänud töö käigus leitud liike võib pidada tavapärasteks männimetsa liikideks, millest enamik on saepururaja kattest, peamiselt saepuru õhemast kihist, läbi kasvanud. Kolgaküla saepururajal kasvavad seeneliigid Lagundajaseentest tõusis arvukuse poolest esile viha tulinutt. Kokku registreeriti viha tulinutti välitööde jooksul 292 korral, kuid need kasvasid ainult ühe kogumikuna (tabel 1). Viha tulinutti iseloomustabki põõsasjas kasv, kuid see ei seleta, miks seent leidus vaid raja ühel lõigul. Viha tulinuti peamiseks kasvuajaks on jäänud september-oktoober ja kõige suurem hulk viljakehi leiti oktoobri alguses (joonis 1). Viljakehade rohkuse tõttu on võimalik, et viha tulinuti mõningaid isendeid registreeriti kahel korral. Kevad-kännumampel on levinud okaspuukändudel (Kalamees, 2000), aeg-ajalt leidub seent ka saepurul (Wood & Stevens, 2010). Leitud seened kasvasid otseselt saepurul. Eestis on seent seni leitud harva maikuus (Kalamees, 2000). Kelluk-nabaseen on Eestis levinud puidusaproob, mis kasvab kogumikena (Kalamees, 2000). Saepururajalt leiti üks kogumik. Siiski jääb vastuseta, kas kelluk-nabaseen kasvas mõnel paksu saepurukihi alla mattunud kännujäänusel või otseselt saepurul, sest USA-s California piirkonnas kasvab seen multšil ja saepurul (Wood & Stevens, 2010). Harilik põdranapsik esines kahe vormina: tumepruuni ja hallivärvuselisena. Hariliku põdranapsiku värv varieerubki looduslikult hallist ja ookerpruunist tumepruunini (Wood & Stevens, 2010). Seen on Eestis tavaline puidusaproob (Kalamees, 2000) ning seetõttu on selle liigi kasvamine saepurul oodatav.

Punane kärbseseen

Amanita muscaria

Käbinarmik

Auriscalpium vulgare

5

Harilik kukeseen

Cantharellus cibarius

27

Nuijalg-lehtrik

Clitocybe clavipes

1 27

21 9

Saeveski saepuru-lademetel

Saepuru-kattega raja ääres

Saepuru-kattega raja servas

Saepuru-kattega raja keskel

Tabel 1. Seeneliigid saepurukattega raja keskel, servas, vahetult raja ääres ja saeveski saepurulademetel


26

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

1

8

8

1

3

3

4

239

53

Kollane pisisirmik Viha tulinutt

Gymnopilus penetrans

Harilik metskõrges

Gymnopus dryophilus

Väike-metskõrges

Gymnopus putillus

Pecki kübarnarmik

46

Liiv-narmasnutt

Hydnellum peckii Hygrophoropsis aurantiaca Inocybe lacera

Kevad-kännumampel

Kuehneromyces lignicola

60

Lakkrupik

Laccaria laccata

Porgandriisikas

Lactarius deliciosus

Kuuseriisikas

Verkjas vöödik

4 5

4

33

24

17

18

11

8

5

Lactarius deterrimus

3

2

Männiriisikas

Lactarius rufus

20

14

Hundipiim

Lycogala epidendrum

5

Kuld-kukeseenik

3

70 2 3

Harilik murumuna

Lycoperdon perlatum

Harilik põdranapsik

Pluteus cervinus

6

Kitsemampel

Rozites caperatus

3

Tuhmuv pilvik

Russula decolorans

9

Männi-käbikõrges

Strobilurus stephanocystis

48

50

52

Lehmatatik

Suillus bovinus

4

4

7

Punakas puiduheinik

Tricholomopsis rutilans

5

7

Talinigerik

Tubaria furfuracea

3

Kelluk-nabaseen

Xeromphalina campanella

79

10 2

5 2

Kokku

588

227

169

Mükoriisaseeni kokku

89

91

93

Saproobe kokku

499

136

76

*Mükoriisaseened on alla joonitud

Saeveski saepuru-lademetel

1

Coltricia perennis Cortinarius semisanguineus Cystoderma amianthinum

Saepuru-kattega raja ääres

Saepuru-kattega raja servas

Liivapuidik

Saepuru-kattega raja keskel

Tabel 1 (jätkub). Seeneliigid saepurukattega raja keskel, servas, vahetult raja ääres ja saeveski saepurulademetel

80 80


Laura Pärtel

27

Kokku leiti ainult 5 punaka puiduheiniku isendit (tabel 1). Väike isendite arv on üllatav just seetõttu, et tegelikult on Eestis seene kasvuaeg väga pikk ‒ juulist novembrini (Kalamees, 2000). Muidu levinud punakas puiduheinik võib mõnel aastal olla siiski harva kohatav seen. Aeg-ajalt võib teda leida ka multšilt ja saepurult (Wood & Stevens, 2010), seepärast oli seene esinemine rajal oodatav. Talinigerik on üks tavalisemaid Eesti lehikseeni ja see on levinud oktoobrist juunini (Kalamees, 2000). Leiti 3 talinigeriku isendit (tabel 1). Seene üheks meeliselupaigaks peetakse saepuru, aga ka peenardes kasutatavat multši (Vellinga, 2008; Wood & Stevens, 2010) ja kõdu (Kalamees, 2000). Kuld-kukeseenik (Hygrophoropsis aurantiaca), mis oli eriti arvukalt esindatud saproobne metsaliik saepururajal, tuleb eraldi välja tuua seene arvatava eri vormina esinemise pärast. Tume vorm erineb metsaalusest normaalsest kuld-kukeseenikust. Lisaks suurusele on erinev ka kübara ja eoslehtede värv ja lõhn. Tumeduselt on sarnane ruuge kukeseenik (Hygrophoropsis rufa), kuid eoslehtede värv on erinev (herbaareksemplar TU101599 – eElurikkus. ee). Külmakahjustus võib seletada intensiivsemat ja magusamat lõhna ning värvimuutust, kuid temperatuurimuutus ei mõjuta suurust. See kuld-kukeseeniku varieerumine vajab lisauurimist. Saepuru ja multši vanus mõjutab suurel määral seenestiku liigilist koosseisu (Shaw & Kibbey, 2001) ja viljakehade moodustamist (Bridge & Prior, 2007). Kolgaküla saepururajal leidus puidusaproobe uuel ja paksemal saepurukihil. Saprotroofsed seened moodustavadki viljakehi rohkem suhteliselt värskel multšil ja saepurul (Shaw et al., 2004). Arvatakse, et paljud seened moodustavad viljakehi keemilise ja füüsikalise stressi tagajärjel. Seepärast on võimalik, et saepurul kasvavad seened teevad seda toitainete järkjärgulise vähenemise korral (Bridge & Prior, 2007). Eelmainitu põhjal võib väita, et tegelikult ei ole Kolgaküla saepururada puidusaproobidele parim elupaik. Saprotroofsete seente viljakehad võivad moodustuda mehaanilise stressi tagajärjel, kuid rajal kasvanud suur mükoriisaseente hulk tõestab, et metsakeskkonna mõju saepuruelupaigale on suurem kui välitööde alguses eeldatud. Lagundajaseente viljakehade suure arvukuse põhjuseks on eelkõige klonaalne kasv, mis ei anna analüüsiks piisavat statistilist tulemit. Võõrliigid Peamisteks saepurul kasvavateks liikideks peetakse põldseeni ja kuldvärvikut (Shaw & Kibbey, 2001; Vellinga, 2008). Kevad-põldseent ja mõrandpõldseent ei peeta võõrliikideks, kuid mõlemad seened võivad kasvada ka saepururadadel. Kuldvärviku, aga ka invasiivsete põldseente päritolu üle


28

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

vaieldakse (Vellinga, 2008), samuti vajab uurimist viis, kuidas seened erinevatesse asupaikadesse levivad. Kuldvärvikut on Eestist leitud ühel korral Luunjast okaspuumultšilt (herbaareksemplar TAAM128684 – eElurikkus.ee). Eestis võõrliikide andmebaasides seeni ei käsitleta, mistõttu puuduvad nii kuldvärvik kui ka invasiivseteks peetud põldseened võõrliikide nimekirjast (Looduslikku tasakaalu ohustavate liikide nimekiri, 2004), kuid mujal maailmas peetakse liike invasiivseteks tulnukateks, mis arvatavalt levivad koos imporditud puidujäätmetega (Bridge & Prior, 2007; Bridge & Prior, 2010). Saepuru ja multši päritolu mängib seente leviku puhul olulist rolli. Kohalikku päritolu puiduhake ei pruugi suurtele invasiivsete seente kolooniatele head elupaika pakkuda (Bridge & Prior, 2007; Vellinga, 2008), kuna kohalikud lagundajad hõivavad saepuru kiiresti või ennetavalt. Kolgakülas ei registreeritud ühtki invasiivset tulnukliiki. Võib-olla ei leitud rajalt ühtki võõrliiki just seepärast, et Kolgaküla saepururaja kate on kohalik toodang. Samas jääb alati õhku küsimus, kui suure kohanemisvõimega tulnukliigid võiksid olla: kas seente elupaik piirduks vaid saepuru ja multšiga kaetud alaga või on nad võimelised ka metsistuma ja end ökosüsteemides kehtestama (Shaw & Kibbey, 2001). Kokkuvõtteks võib öelda, et saepuru- ja multšikattega kasvukohad ja nendel levivad seened vajavad tulevikus kindlasti järjepidevat uurimist. Seejuures tuleks eriti silmas pidada seda, kas ja kuidas võõrliigid sellistes kasvukohtades kohanevad. Tänan oma juhendajat lektor Tõnu Ploompuud.

KIRJANDUS Bridge PD, Prior, C. 2010. Growth and spread of the woodchip associated fungus Leratiomyces ceres in undisturbed garden soils. Fungal Ecology 3: 234-239. Bridge PD, Prior, C. 2007. Introduction or stimulation? The association of Stropharia aurantiaca with bark and woodchip mulches. European Journal of Soil Biology 43: 101-108. Herbaareksemplarid TAAM128684, TU101599; eElurikkus.ut.ee (25.03.2011). Kalamees K, Liiv V. 2008. 400 Eesti seent. Tartu, Eesti: Eesti Loodusfoto. Kalamees K. 2000. Eesti seenestik. Tartu, Eesti: EPMÜ ZBI.


Laura Pärtel

29

Kangas K, Tolvanen A, Kälkäjä T, Siikamäki P. 2009. Ecological impacts of revegetation and managment practises of ski slopes in Nothern Finland. Environmental Management 44: 408-419. Kindel M. 2008. Kolgaküla. Tallinn, Eesti: Tallinna Raamatutrükikoda. Looduslikku tasakaalu ohustavate liikide nimekiri. 2004. Riigi Teataja L, 134, 2076. Petersen JH., Læssøe T. 2010. The mycological information site; http://www.mycokey.com (03.04.2011). Phillips R. 2011. Roger’s mushrooms; http://www.rogersmushrooms.com (03.04.2011). Shaw PJA, Butlin J, Kibbey G. 2004. Fungi of ornamental woodchips in Surrey. Mycologist 18: 12-15. Shaw PJA, Kibbey G. 2001. Aliens in flowerbeds: the fungal biodiversity of ornamental woodchips. Field Mycology 2: 6-11. Törn A, Tolvanen A, Norokorpi Y, Tervo R, Siikamäki P. 2009. Comparing the impacts of hiking, skiing and horse riding on trail and vegetation in different types of forests. Journal of Environmental Management 90: 1427-1434. Vellinga EC. 2008. Woodchip fungi: Agrocybe putaminum in the San Francisco Bay Area. Fungi 1: 36-39. Werner, P. Mulch makes room for mushrooms; http://www.mykoweb.com/articles/ MulchMakesRoom4Mushrooms.html (08.03.2011). Wood, M., Stevens, F. MycoWeb: Mushrooms, Fungi, Mycology; http://www.mykoweb.com (08.03.2011).


EOSINOFILOPOEETILISE AKTIIVSUSE ROLL ALLERGIA KUJUNEMISEL LAPSEEAS Mari-Anne Härma

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Allergilised haigused on laialt levinud üle maailma ja nende esinemise sagedus tõuseb pidevalt, eriti laste seas. Mitmetes industrialiseeritud riikides mõjutab astma, mis on ainult üks allergilistest haigustest, ühte neljandikku elanikest. Allergia arenemine saab alguse lapseeas ja süveneb terve elu, arenedes kroonilisteks haigusteks, nagu astma või riniit. Allergilistel haigustel on tõsiselt negatiivne mõju inimese elukvaliteedile, töövõimele ning era- ja pereelule. Praeguseks kasutusel olevad allergiaravimid leevendavad tõhusalt sümptomeid, kuid ei ravi haigust. Sellest tulenevalt vajab haiguse kontrolli all hoidmine pikaajalist ravi, põhjustades suuri kulutusi tervishoiusüsteemile; allergiast tingitud töövõimetuspuhkused tekitavad aga kahjusid tööandjatele ja riigi majandusele (Pawankar et al., 2011). SISUKOKKUVÕTE Allergia üks peamisi tunnuseid on koe lokaalne põletik, mida seostatakse eosinofiilide (immuunrakud) suurenenud arvuga. Eosinofiilide kuhjumine koes on seotud erinevate tsütokiinidega (rakulised signaalmolekulid) ja kasvufaktoritega, millel on tähtis roll eosinofiilide eellasrakkude diferentseerumises. Töö eesmärk oligi välja selgitada sellised tsütokiinid, et aru saada mehhanismidest, mis põhjustavad eosinofilopoeetilist aktiivsust (suurenenud eosinofiilide produktsioon) allergia korral. Uuringu tulemusel selgus, et tüviraku faktoril (SCF) on võime toetada tervest organismist eraldatud eosinofiilide diferentseerumist ja allergia korral on see pärsitud. Andmetest järeldub, et SCF omab tähtsust eosinofilopoeesi reguleerimisel normaalsetes tingimustes. Saadud tulemuste põhjal võib väita, et madala SCF-seotud eosinofilopoeetilise aktiivsuse korral võib leiduda seos allergiliste nähtudega, mida on vaja lähemalt uurida. Samuti avaldus, et SCF kombinatsioonis strooma rakust pärinev faktor-1, interleukiin-3, granulotsüüt-makrofaagi kolooniaid stimuleeriv faktor (SDF-1/


Mari-Anne Härma

31

IL-3/GM-CSF) mõjutab eosinofiilide diferentseerumist terve organismi tingimustes enam kui üldtunnustatud kombinatsioon interleukiin-5 ( IL-5)/IL-3/ GM-CSF. SISSEJUHATUS Euroopa Allergia ja Kliinilise Immunoloogia Akadeemia definitsiooni kohaselt on ülitundlikkusreaktsioon seisund, mille korral põhjustab defineeritud stiimul korduvaid haiguslikke sümptomeid, mida ei esine normaalse organismi tingimustes, ning allergia on ülitundlikkusreaktsioon, mille on algatanud immunoloogilised mehhanismid. Ülitundlikkusreaktsiooni korral organism sensibiliseerub ja hakkab tootma IgE antikehasid vastusena allergeenile, põhjustades põletikku, üleliigset lima eritumist ning turseid hingamisteedes (Johansson et al., 2001). Atoopilise dermatiidi (AD) kujunemist lapseeas peetakse edasiste võimalike allergiliste haiguste kujunemise alguspunktiks (Holgate & Church, 1993; Gustafsson et al., 2000). AD on nahapõletik, mis nagu ka teised allergilised põletikud on tingitud vähemalt osaliselt eosinofiilide kuhjumisest kudedesse. Eosinofiilid on leukotsüüdid, mis mängivad olulist rolli parasiitinfektsioonide korral, kuid ka allergiliste haiguste korral nagu AD või astma (Rothenberg, 1998). Vastuseks ärritusele värvatakse põletikupiirkonda eosinofiilid, kus nad läbi mitmete mehhanismide algatavad immuunvastuse. Eosinofiilid sekreteerivad tsütotoksilisi graanulproteiine, mis võivad põhjustada koekahjustusi ja väärtalitlust (Gleich & Adolphson, 1986). Normaalsetes tingimustes resideeruvad tüvirakud ja eellasrakud kõikides kudedes, olles valmis tootma spetsiifilisi rakke ja vajadusel panustama kudede parandamisse. Patoloogilistes tingimustes põhjustavad need samad või sama päritoluga, kuid teise diferentseerumise mustriga rakud kudedes põletikku. Siiani on tüvi- ja eellasrakkude olulisusest allergia kujunemisel mööda vaadatud. Selle projekti eesmärgiks oli suurendada meie teadmisi allergilise põletiku tekkimisest varajastes staadiumites. Eosinofiilide produktsioon Eosinofiilid põlvnevad luuüdist pärit pluripotentsetest haematopoeetilistest tüvirakkudest (Gleich, 2000). Haematopoeetiline tüvirakk jaguneb mitmeks rakuliiniks, nagu näiteks lümfoidne ja müeloidne rakuliin (Kondo et al., 1997; Akashi et al., 2000). Müeloblast on eosinofiili arengu esimene staadium neljast. Pärast promüelotsüüdi, müelotsüüdi ja metamüelotsüüdi staadiumi valmib küps eosinofiil (Theml et al., 2004). Praegu on teada kolm


32

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

tsütokiini, mis stimuleerivad eosinofiili produktsiooni luuüdis, need on IL-3, GM-CSF ja IL-5, millest IL-5 peetakse eosinofiilide puhul kõige efektiivsemaks (Yamaguchi et al., 1988; Sanderson et al., 1985; Weller, 1997). Eosinofiilide produktsioon allergia korral Allergia korral on täheldatud nii eosinofiilide kui ka eosinofiilide eellasrakkude arvu tõusu veres ja luuüdis (Sehmi et al., 1996). Samuti on teada, et haematopoeetiliste tsütokiinide kontsentratsioon veres on allergia korral suurenenud (Gauvreau et al., 1998). Allergia puhul on täheldatud ka eosinofiilide diferentseerumist kudedes, mis on tingitud suurenenud eosinofiilide eellasrakkude migratsioonist kudedesse (Wood et al., 1998; Sergejeva et al., 2004; Johansson et al., 2004; Denburg & Keith, 2008). Samuti on tõestatud, et haematopoeetiline eellasrakk on võimeline paljunema ja moodustama eosinofiilide kolooniaid (Sergejeva et al., 2004). Eosinofiilide produktsioon ja kasvufaktorid Eelnevalt mainitud IL-5 peetakse kõige spetsiifilisemaks kasvufaktoriks eosinofiilide produktsioonis, samuti mõjutab see eosinofiilide kemotaksist (suundliikumine keemilise ärrituse toimel), degranulatsiooni, mediaatorite (signaali vahendav aine) vabastamist ja ellujäämist (Yamaguchi et al., 1988; Warringa et al., 1992; Fujisawa et al., 1990; Takafuji et al., 1991; Yamaguchi et al., 1991). Kuna IL-5 peetakse oluliseks kasvufaktoriks, siis IL-5 blokeerimisest loodeti lahendust eosinofiilia peatamiseks, kuid katsete tulemusel vähenes eosinofiilide arv vaid 50% võrra (Flood-Page et al., 2003). Sellest võib järeldada, et eosinofiilide produktsioon on võimalik ka ilma IL-5-ta. Lisaks IL-5 on eosinofiilide mõjutajateks veel GM-CSF, IL-3, granulotsüütkolooniaid stimuleeriv faktor (G-CSF), SCF ning SDF-1. Allergia korral on täheldatud kõigi nimetatud faktorite suurenenud kontsentratsiooni (Shalit et al., 1995; Kay et al., 1991; Metcalf, 1991a; Lantero et al., 1997; Allen et al., 1997; Enokihara et al., 1988; Cebon et al., 1994; Bernstein et al., 1991; Hogaboam et al., 2000; Blyth et al., 2000; Aiuti et al., 1997; Hoshino et al., 2003). Töö eesmärgiks oli identifitseerida kasvufaktorid, mis on seotud eosinofiilide diferentseerumisega tervetes ja allergilistes organismides. METOODIKA Uuringugrupid Uuringu korraldamiseks oli Tartu Ülikooli inimuuringute eetika komitee luba (nr 167/M-18, 28.01.2008) ja kõik osalejad allkirjastasid enne uuringute


Mari-Anne Härma

33

algust uuritava informeerimise ja teadliku nõusoleku vormi. Rasedusaegsetel visiitidel käinud naised valiti juhuslikult nimekirja alusel Tallinna kliinikutest. Pärast sündi jälgisid lapsi dermatoloog ja allergoloog rutiinsetel visiitidel 1-nädalaselt, 1-, 3-, 6-kuuselt ning 1- ja 2-aastaselt. Iga visiidi ajal täideti küsimustik ning visiitide ja küsimustike alusel jaotati uuringus osalevad lapsed allergoloogi hinnangul kahte rühma: terved ja atoopilise dermatiidi diagnoosiga lapsed. Perifeerse vere proovid koguti 18 lapselt, kellest 8 olid AD diagnoosiga ja 10 terved. Vereproove kogusid lastekliiniku õed ja abistav personal. Preparaatide valmimine Pärast kogumist jahutati proovid kohe temperatuurini +4 °C ning tsentrifuugiti seerumi eraldamiseks. Veri segati punaste vererakkude lüüsimiseks 0,1% kaaliumbikarbonaadi ja 0,83% ammooniumkloriidiga. Pärast lüüsiprotsessi pesti valgeid vererakke 0,9% naatriumkloriidiga. Valged vererakud istutati DMEM kultuurmeediumisse koos 0,9% metüültselluloosiga, 20% veise loote seerumiga, 1% penitsilliin-streptomütsiiniga ning 0.001% β-merkaptoetanooliga. Rakud asetati 37 °C ja 5% CO2 kambrisse kasvuplaatidele. Olenevalt tsütokiinist moodustati sobivad grupid (tabel 1), iga eksperiment tehti duublina. Tabel 1. Rekombinantsed tsütokiinid ja nende kombinatsioonid ja konsentratsioonid 6.06.2011 Tsütokiin

Kontsentratsioon

IL-3

10ng/ml

IL-5

10ng/ml

GM-CSF

10ng/ml

IL-3; IL-5; GM-CSF

kõik 10ng/ml

SCF

100ng/ml

SCF; IL-3

mõlemad 10ng/ml

SCF; IL-5

mõlemad 10ng/ml

SCF; G-SCF

mõlemad 10ng/ml

SCF; SDF-1

10ng/ml; 5ng/ml

SDF-1

5ng/ml

SDF-1; SCF; IL-3; GM-CSF

5ng/ml; 10ng/ml; 10ng/ml; 10ng/ml

Kontroll

-


34

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Tsütokiine lisati 0., 5., 10., 15. ja 20. päeval ja täiendavat veise looteseerumit lisati 10. ja 20. päeval. 25. eksperimendi päeval täideti istutusplaadid eelnevalt soojendatud DMEM-iga, segati ning viidi mikrotsentrifuugi tuubidesse, mis lõpuks täideti 0,9% naatriumkloriidiga ja tsentrifuugiti 4 °C juures ja 3000 pööret minutis 10 minuti jooksul. Supernatant (tsentrifuugi käigus eraldunud kõlbmatu materjal) eraldati ja vastavalt tsütotsentrifuugi juhistele tehti rakkudest tsütospinnid (rakkude prepareerimise meetod). Kõik värvimised teostati toatemperatuuril May-Grünvald Giemsa protokolli järgi. Tsütospinne värviti alguses May-Grünvald lahusega 10 minutit eosinofiilide tuumade värvimiseks ning seejärel Giemsa lahusega 15 minutit granulatsiooni detekteerimiseks. Pärast korduvaid pesemisi kasteti klaasid ksüleeni ja kaeti katteklaasidega liimi Entellan Neu abil. Kogu mikroskopeerimine tehti 100-kordse suurendusega valgusmikroskoobi all immersioonõli abil. Kokku loeti eosinofiilid 432 klaasilt. Välja arvatud vere kogumine ja seerumi eraldamine, sooritasin eksperimentaalse osa iseseisvalt (lüüsiprotsess, pesemine, istutamine, toitmine, väljapesu, tsütospinn-preparaatide valmistamine, värvimine, katmine ja mikroskopeerimine). TULEMUSED Loendati järgmised rakud: lümfotsüüdid, neutrofiilid ja eosinofiilid. Eosinofiilid identifitseeriti oakujuliste tuumade ja tüüpilise oranžikas-punaka granulatsiooni järgi (joonis1).

Joonis 1. Diferentseerunud eosinofiilide arv 100 raku kohta (*- statistiliselt oluline) 6.06.2011


Mari-Anne Härma

35

Eosinofiilide formeerumine tervetes lastes Võrreldes kontrolliga oli tendents suurenenud eosinofiilidele märgata IL-5, GM-CSF, IL-3/IL-5/GM-CSF, SCF, SCF/IL-3, SDF-1, SCF/SDF-1, SCF/SDF-1/ IL-3/GM-CSF stimulatsioonide korral ning tendents vähenenud eosinofiilidele märgata SCF/G-CSF stimulatsiooni korral. Ainult üks võrdlus oli statistiliselt oluline (p<0,05), see oli SCF/SDF-1/IL-3/GM-CSF, mis indutseeris eosinofiilide suurenenud produktsiooni. On tõendeid, et kombinatsioon SCF/SDF-1/ IL-3/GM-CSF suurendab granulotsüütide produktsiooni ning ilma SCF-ta see efekt ei avaldu (Yamaguchi et al., 1991). See näitab, et SCF-il on võime stimuleerida eosinofiilide produktsiooni. Eosinofiilide formeerumine ad lastes Võrreldes kontrolliga oli tendents suurenenud eosinofiilide arvule märgata IL-3, IL-5, GM-CSF, SCF/IL-5, SCF/G-CSF, SCF/SDF-1, SCF/SDF-1/IL-3/ GM-CSF stimulatsioonide korral ning tendents vähenenud eosinofiilide arvule märgata IL-3/IL-5/GM-CSF, SCF, SCF/IL-3, SDF-1 stimulatsioonide korral. Ükski võrdlus ei osutunud statistiliselt oluliseks, mis oli ootamatu ja vastuolus eelnevate publikatsioonidega, mis väidavad, et tsütokiinid põhjustavad allergilistel lastel suurenenud eosinofiilide arvu (Böttcher et al., 2003). Kõige ootamatum tulemus oli kombinatsiooni IL-3/IL-5/GM-CSF puhul täheldatud vähene diferentseerunud eosinofiilide arvu tõus, kuna siiani on seda peetud üheks olulisemaks eosinofiilide diferentseerumist mõjutavaks kombinatsiooniks (Shalit et al., 1995; Yamaguchi et al., 1988; Clutterbuck et al., 1989). On kirjeldatud, et IL-3/IL-5/GM-CSF toetab eosinofiilide arengut tervetes tingimustes, kuid allergia korral sellist efekti ei esine (Sehmi et al., 1992), mis viitab sellele, et allergia korral on eosinofiilid vähem vastuvõtlikud tsütokiinide stimulatsioonile. Tervete ja ad laste tulemuste võrdlus SCF-stimuleeritud eosinofiilide arv oli suurem tervete laste proovides. Eelnevate uuringute põhjal on teada, et SCF-l on suur roll haematopoeetiliste tüvirakkude diferentseerumises ja ellujäämises tervetes tingimustes (McNiece & Briddell, 1995; Iemura et al., 1994). Ka on tõestatud, et SCF-l on võime indutseerida eosinofiilide proliferatsiooni (kiire paljunemine) ja diferentseerumist tervetes tingimustes (Metcalf, 1991b; Metcalf et al., 2002). Eosinofiilid reageerivad SCF-le varajastes arenguetappides, hiljem SCF-tundlik c-kit retseptor inhibeeritakse (Metcalfe et al., 1997). Tulemuste põhjal võib SCF-i pidada oluliseks kasvufaktoriks tervetes tingimustes ja järeldada, et eosinofiilide vähene vastus SCF-le võib olla allergia ilming.


36

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Kokkuvõtlikud märkused SCF/SDF-1/IL-3/GM-CSF on kõige efektiivsem kasvufaktorite kombinatsioon, mõjutamaks eosinofiilide diferentseerumist tervetes tingimustes. SCF-l on võime toetada eosinofiilide diferentseerumist tervetes tingimustes ja allergia korral on see pärsitud. Alareguleeritud eosinofiilide vastus SCF-le võib olla allergia ilming lapseeas. SCF-indutseeritud muudatused allergiast tingitud eosinofiilia korral vajavad edasist uurimist. Resümee Allergilised haigused on laialt levinud kogu maailmas ja nende esinemise sagedus tõuseb pidevalt, eriti laste seas. Lapseea allergia saab tavaliselt alguse atoopilisest dermatiidist ja võib hiljem areneda astmaks. Allergia üks tähtsamaid tunnuseid on koe lokaalne põletik, mida seostatakse eosinofiilide suurenenud arvuga. Eosinofiilide kuhjumine koes on seotud erinevate tsütokiinide ja kasvufaktoritega, millel on tähtis roll eosinofiilide eellasrakkude diferentseerumises. Töö eesmärk oli välja selgitada sellised tsütokiinid, et aru saada mehhanismidest, mis põhjustavad eosinofilopoeetilist aktiivsust allergia korral. Uuringugrupp koosnes 24-kuistest lastest, kes olid jaotatud terveteks ja atoopilise dermatiidi diagnoosiga rühmaks. Lastelt koguti vereproovid. Materjal töödeldi ja inkubeeriti söötmes 25 päeva jooksul koos erinevate tsütokiinidega. Diferentseerunud eosinofiilid loeti kokku ja andmeid analüüsiti. Uuring näitas, et SCF-l on võime toetada tervest organismist eraldatud eosinofiilide diferentseerumist, kuid allergia korral on see pärsitud. Andmetest järeldub, et SCF omab tähtsust eosinofilopoeesi reguleerimisel normaalsetes tingimustes. Saadud tulemuste põhjal võib väita, et madala SCF-seotud eosinofilopoeetilise aktiivsuse korral võib leiduda seos allergiliste nähtudega, mida oleks vaja lähemalt uurida. Ka avaldus uuringust, et SCF kombinatsioonis SDF-1/IL-3/GM-CSF faktoritega mõjutab eosinofiilide diferentseerumist terve organismi tingimustes enam kui üldtunnustatud kombinatsioon IL-5/IL-3/GM-CSF.


Mari-Anne Härma

37

KIRJANDUS Aiuti A, Webb IJ, Bleul C, Springer T, Gutierrez-Ramos JC. 1997. The Chemokine SDF-1 Is a Chemoattractant for Human CD34+ Hematopoietic Progenitor Cells and Provides a New Mechanism to Explain the Mobilization of CD34+ Progenitors to Peripheral Blood. The Journal of Experimental Medicine 185 (1): 111-120. Akashi K, Traver D, Miyamoto T, Weissman IL. 2000. A clonogenic common myeloid progenitor that gives rise to all myeloid lineages. Nature 404 (6774): 193-197. Allen JS, Eisma R, Leonard G, Kreutzer D. 1997. Interleukin-3 interleukin-5, and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor expression in nasal polyps. American Journal of Otolaryngology 18 (4): 239-246. Bernstein I, Andrews R, Zsebo K. 1991. Recombinant human stem cell factor enhances the formation of colonies by CD34+ and CD34+lin- cells, and the generation of colony-forming cell progeny from CD34+lin- cells cultured with interleukin-3, granulocyte colony-stimulating factor, or granulocyte-macrophage colony-stimulating factor. Blood 77 (11): 2316-2321. Blyth DI, Wharton TF, Pedrick MS, Savage TJ, Sanjar S. 2000. Airway subepithelial fibrosis in a murine model of atopic asthma: suppression by dexamethasone or antiinterleukin-5 antibody. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 23 (2): 241-246. Böttcher MF, Bjurström J, Mai X, Nilsson L, Jenmalm MC. 2003. Allergen-induced cytokine secretion in atopic and non-atopic asthmatic children. Pediatric Allergy and Immunology 14 (5): 345-350. Cebon J, Layton JE, Maher D, Morstyn G. 1994. Endogenous haemopoietic growth factors in neutropenia and infection. British Journal of Haematology 86 (2): 265-274. Clutterbuck E, Hirst E, Sanderson C. 1989. Human interleukin-5 (IL-5) regulates the production of eosinophils in human bone marrow cultures: comparison and interaction with IL-1, IL-3, IL-6, and GMCSF. Blood 73 (6): 1504-1512. Denburg JA, Keith PK. 2008. Eosinophil Progenitors in Airway Diseases. Chest 134 (5): 1037-1043. Enokihara H, Nagashima S, Noma T, Kajitani H, Hamaguchi H, Saito K, Furusawa S, Shishido H, Honjo T. 1988. Effect of human recombinant interleukin 5 and G-CSF on eosinophil colony formation. Immunology Letters 18 (1): 73-76. Flood-Page PT, Menzies-Gow AN, Kay AB, Robinson DS. 2003. Eosinophil’s Role Remains Uncertain as Anti-Interleukin-5 only Partially Depletes Numbers in Asthmatic Airway. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 167(2): 199-204. Fujisawa T, Abu-Ghazaleh R, Kita H, Sanderson C, Gleich G. 1990. Regulatory effect of cytokines on eosinophil degranulation. The Journal of Immunology 144(2): 642 -646.


38

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Gauvreau GM, O’Byrne PM, Moqbel R, Velazquez J, Watson RM, Howie KJ, Denburg JA. 1998. Enhanced Expression of GM-CSF in Differentiating Eosinophils of Atopic and Atopic Asthmatic Subjects. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 19(1): 55-62. Gleich GJ, Adolphson CR. 1986. The Eosinophilic Leukocyte: Structure and Function. In Academic Press, 177-253. Gleich GJ. 2000. Mechanisms of eosinophil-associated inflammation. Journal of Allergy and Clinical Immunology 105(4): 651-663. Gustafsson D, Sjöberg O, Foucard T. 2000. Development of allergies and asthma in infants and young children with atopic dermatitis – a prospective follow-up to 7 years of age. Allergy 55(3): 240-245. Hogaboam CM, Blease K, Mehrad B, Steinhauser ML, Standiford TJ, Kunkel SL, Lukacs NW. 2000. Chronic airway hyperreactivity, goblet cell hyperplasia, and peribronchial fibrosis during allergic airway disease induced by Aspergillus fumigatus. The American Journal of Pathology 156(2): 723-732. Holgate ST, Church MK. 1993. Allergy. London: Gower Medical. Hoshino M, Aoike N, Takahashi M, Nakamura Y, Nakagawa T. 2003. Increased immunoreactivity of stromal cell-derived factor 1 and angiogenesis in asthma. European Respiratory Journal 21(5): 804-809. Iemura A, Tsai M, Ando A, Wershil BK, Galli SJ. 1994. The c-kit ligand, stem cell factor, promotes mast cell survival by suppressing apoptosis. The American Journal of Pathology 144(2): 321-328. Johansson A, Sergejeva S, Sjöstrand M, Lee JJ, Lötvall J. 2004. Allergen-induced traffic of bone marrow eosinophils, neutrophils and lymphocytes to airways. European Journal of Immunology 34(11): 3135-3145. Johansson SGO, Hourihane JO, Bousquet J, Bruijnzeel-Koomen C, Dreborg S, Haahtela T, Kowalski ML, Mygind N, Ring J, Van Cauwenberge P, Van HageHamsten,M, Wüthrich B. 2001. A revised nomenclature for allergy: An EAACI position statement from the EAACI nomenclature task force. Allergy 56(9): 813-824. Kay AB, Ying S, Varney V, Gaga M, Durham SR, Moqbel R, Wardlaw AJ, Hamid Q. 1991. Messenger RNA expression of the cytokine gene cluster, interleukin 3 (IL-3), IL-4, IL-5, and granulocyte/macrophage colony-stimulating factor, in allergen-induced late-phase cutaneous reactions in atopic subjects. The Journal of Experimental Medicine 173(3): 775-778. Kondo M, Weissman IL, Akashi K. 1997. Identification of Clonogenic Common Lymphoid Progenitors in Mouse Bone Marrow. Cell 91(5): 661-672. Lantero S, Sacco O, Scala C, Rossi GA. 1997. Stimulation of blood mononuclear cells of atopic children with the relevant allergen induces the release of eosinophil chemotaxins such as IL-3, IL-5, and GM-CSF. The Journal of Asthma: Official Journal of the Association for the Care of Asthma 34(2): 141-152.


Mari-Anne Härma

39

McNiece I, Briddell R. 1995. Stem cell factor. Journal of Leukocyte Biology, 58(1): 14-22. Metcalf D. 1991a. Control of granulocytes and macrophages: molecular, cellular, and clinical aspects. Science 254(5031): 529-533. Metcalf D. 1991b. Lineage commitment of hemopoietic progenitor cells in developing blast cell colonies: influence of colony-stimulating factors. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 88(24): 11310. Metcalf D, Mifsud S, Di Rago L. 2002. Stem Cell Factor Can Stimulate the Formation of Eosinophils by Two Types of Murine Eosinophil Progenitor Cells. Stem Cells 20(5): 460-469. Metcalfe DD, Baram D, Mekori YA. 1997. Mast cells. Physiological Reviews, 77(4): 1033-1079. Pawankar R, Canonica GW, Holgate ST, Lockey RF .2011. WAO White Book on Allergy (World Allergy Organization) Rothenberg ME. 1998. Eosinophilia. New England Journal of Medicine 338(22): 1592-1600. Sanderson CJ, Warren DJ, Strath M. 1985. Identification of a lymphokine that stimulates eosinophil differentiation in vitro. Its relationship to interleukin 3, and functional properties of eosinophils produced in cultures. The Journal of Experimental Medicine 162(1): 60-74. Sehmi R, Howie K, Sutherland DR, Schragge W, O’Byrne PM, Denburg JA. 1996. Increased levels of CD34+ hemopoietic progenitor cells in atopic subjects. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 15(5): 645-655. Sehmi R, Wardlaw A, Cromwell O, Kurihara K, Waltmann P, Kay A. 1992. Interleukin-5 selectively enhances the chemotactic response of eosinophils obtained from normal but not eosinophilic subjects. Blood 79(11): 2952-2959. Sergejeva S, Johansson A-K, Malmhäll C, Lötvall J. 2004. Allergen exposure-induced differences in CD34+ cell phenotype: relationship to eosinophilopoietic responses in different compartments. Blood 103(4): 1270-1277. Shalit M, Sekhsaria S, Malech HL. 1995. Modulation of growth and differentiation of eosinophils from human peripheral blood CD34+ cells by IL5 and other growth factors. Cellular Immunology 160(1): 50-57. Takafuji S, Bischoff S, De Weck A, Dahinden C. 1991. IL-3 and IL-5 prime normal human eosinophils to produce leukotriene C4 in response to soluble agonists. The Journal of Immunology 147(11): 3855-3861. Theml H, Diem H, Haferlach T. 2004. Color atlas of hematology 2th Ed. Warringa RA, Schweizer RC, Maikoe T, Kuijper PH, Bruijnzeel PL, Koendermann L. 1992. Modulation of eosinophil chemotaxis by interleukin-5. American Journal of


40

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Respiratory Cell and Molecular Biology 7(6): 631-636. Weller PF. 1997. Human eosinophils. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 100(3): 283-287. Wood LJ, Inman MD, Denburg JA, Oâ&#x20AC;&#x2122;Byrne PM. 1998. Allergen Challenge Increases Cell Traffic between Bone Marrow and Lung. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 18(6): 759-767. Yamaguchi Y, Suda T, Ohta S, Tominaga K, Miura Y, Kasahara T. 1991. Analysis of the survival of mature human eosinophils: interleukin-5 prevents apoptosis in mature human eosinophils. Blood 78(10): 2542-2547. Yamaguchi Y, Suda T, Suda J, Eguchi M, Miura Y, Harada N, Tominaga A, Takatsu K. 1988. Purified interleukin 5 supports the terminal differentiation and proliferation of murine eosinophilic precursors. The Journal of Experimental Medicine 167(1): 43-56.


TEKSTIILID EESTLASE GARDEROOBIS AASTAL 2011 Miina Leesment

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA See artikkel on osa magistriprojektist, mis mõistab säästvat arengut kui elu kulgu, mis kindlustab elu võimalikkuse ja võimalused arenguks paljudele liikidele ja eluvormidele. Magistritöö rakendusena nähakse disainlahendusi, mis võimaldaksid luua rõivatekstiile lähtuvalt lokaalsetest tingimustest, ressurssidest ja inimeste vajadustest nõnda, et kogu selle toomisprotsessi ja olelusringi jooksul loodaks väärtust lisaks inimesele ka taime- ja loomariigile ja elukeskkonnale tervikuna. Artikli koostamise põhieesmärgiks oli hankida infot rõivamaterjalide kasutamise hetkeolukorra ja kohaliku inimese tekstiilmaterjalidesse suhtumiste kohta Eestis. Kasutajauuring võimaldas hinnata tulevaste rakenduste potentsiaalse kasutaja (Eestis elav inimene) keskkonnateadlikkust ja mõista tema vajadusi ja väärtusi seoses tekstiilmaterjalidega. Küsitluse täitmine eeldas sellele vastajalt kontakti loomist oma tekstiilesemetega: inimestel paluti analüüsida oma garderoobi sisu ja kirjeldada hooldussiltidel olevat infot. Tagasisidena on võimalik küsitlusele vastanutel lugeda projekti osana loodud veebilehelt lisaks küsitluse tulemustele täpsemalt praeguste enim kasutatavate rõivatekstiilide ja ka alternatiivsete lahenduste mõjudest keskkonnale, kasutaja keskkonnateadlikematest valikuvõimalustest ning projekti edasisest käigust. SISUKOKKUVÕTE Uurimus oli vajalik eeltöö magistritöö tarvis, mis tegeleb jätkusuutlike ja ressursipõhiste disainlahenduste loomisega, mille rakendusena on võimalik luua Eestis rõivatekstiile. Selleks et tulevast kasutajat tundma õppida, otsustasin korraldada kasutajauuringu. Samuti oli küsitlus vajalik hetkeolukorra kaardistamiseks. See toimus veebikeskkonnas ning sellele reageeris kokku 83 inimest. Küsitluse olulise tulemusena selgusid kõige kasutatavamad


42

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

tekstiilesemed ning nende materjalid ja materjalikooslused. See võimaldab teha edaspidiseid oletusi ja järeldusi selle kohta, mis omadusi ja funktsioone tarbijad tekstiilesemete puhul hindavad ja vajavad. Kasutajauurimus andis ülevaate tarbija käitumise kohta tekstiilesemete hooldamisel, nende valimisel ja nendest loobumisel. Hästi toimivad kohaliku tasandi taasringluse skeemid, kus asjad antakse lähedastele või abivajajatele. Tihti ollakse ka ise vana tekstiileseme pakkujana müümiseks ettenähtud paikades kaubandusahela uueks esimeseks lüliks. Ilmnes, et üle poole vastanutest väärtustab materjalide puhul nende looduslikku päritolu ja loodussõbralikkust. Samuti ilmnes tendents, et vastanud seostavad keskkonnasäästlikkuse materjalide loodusliku päritoluga, mis paraku siiski määrav ei ole. Mida läbinähtavam on tekstiileseme olelusringkäik, seda kindlamalt saab selle keskkonnamõju hinnata. Kasutajauuring kinnitas hüpoteesi, mille kohaselt kohalikult kasutatavad tekstiilesemed on oma materjaliomaduste poolest piirkonnas kasutamise tingimustele vastavad, kuid oma varieeruvuselt on materjalid küllaltki piiratud. Enamasti põhinevad tekstiilesemete materjalid ja materjalikooslused kas ammenduvatel loodusressurssidel (sünteeskiud, nt polüester) või üleekspluateeritud toorainetel (puuvill). Seega ei toeta hetkel enim kasutatavad tekstiilmaterjalid ja materjalikooslused säästvat arengut. Samuti vihjavad küsitlusest saadud tulemused vajalikkusele välja töötada uusi lahendusi, mis lähtuksid bioloogilise mitmekesisuse säilitamisest ja põhineksid väärtuste loomisel looduskeskkonna võimekusel tervikuna. SISSEJUHATUS Praegusest majandusolukorrast lähtuvalt on rõivamaterjalide tootmine ja töötlemine liikunud Eestist väljapoole ja seetõttu ei ole ka rõivaesemete valmistamine iseseisev muust maailmast: sõltutakse välisriikide rõivatekstiilmaterjalide loomisest ja töötlemisest ning samuti rõivaesemete tellimustest. Tavaline on see, et tellimus tuleb koos soovitud materjalidega sisse ja pärast teatud tööetappide sooritamist liigub valminud ese maalt jälle välja. Kohalike brändide toodang võib olla Eestis tehtud, kuid toormaterjalid pärinevad enamjaolt siiski teistest riikidest. Veel jätkub ülemaailmne olukord, kus tekstiilitoore saadakse peamiselt kolmandatest riikidest ja seda töödeldakse niisamuti just seal. Tihti hangitakse toormaterjal ühest piirkonnast ning töödeldakse teises. Selle, kuidas toimib tekstiilmaterjalide loomise logistika, dikteerib hind (raha vääringus), mitte jätkusuutlikkus


Miina Leesment

43

või looduskeskkonnaga2 arvestamine. Disainlahendused, mis muudavad logistikat efektiivsemaks ning parandavad tekstiilmaterjalide olelusringide korraldust, on küll ajutiselt kasulikud meetmed olukorra parandamiseks, kuid kogu looduskeskkonda väärtustavad toimimisviisid, mis toetavad bioloogilist mitmekesisust ja lokaalseid terviklahendusi, on jätkusuutlikumad. See artikkel on eeltöö magistritööle, milles soovitakse välja jõuda terviklike disainlahendusteni, mida oleks Eestis võimalik rakendada rõivaesemete jaoks sobilike tekstiilmaterjalide ja materjalikoosluste loomisel. Kasutajauuringu põhieesmärkideks on: 1) koguda infot potentsiaalse kasutaja (Eestis elav isik) tarbimiskäitumise ja rõivatekstiilide tundmise kohta; 2) saada teavet kõige kasutatavamate ja olulisemate tekstiilobjektide, nende materjalide ja materjalikoostiste kohta; 3) mõista potentsiaalse kasutaja suhtumist loodusesse seoses rõivatekstiilidega. Uurimuse hüpoteesiks on väide, et kohalikult enim kasutatavad tekstiilesemed vastavad oma materjaliomadustelt piirkonna tingimustele, kuid oma varieeruvuselt on materjalikasutus küllaltki piiratud. MATERJAL JA METOODIKA Uurimuse põhiallikaks on kasutajauuringu tulemused. Küsitluses kasutati nii kvantitatiivseid kui kvalitatiivseid meetodeid. Järeldustes tuginetakse lisaks autori vaatluspraktikale 2011. a sügisel toimunud rõivakangamessidele Premiere Vision ja Texworld ning paarile asjakohasele raamatule. Küsimustiku eesmärk oli potentsiaalse kasutaja vajaduste ja hetkeolukorra teadvustamine. Küsitlusest saadav teave võimaldab mõista funktsioone, mida vastavad materjalid täidavad, ja omadusi, mis neil on, ning hinnata nende materjalide olelusringi oletatavat3 mõju looduskeskkonnale. Küsitlus oli oma vormilt anonüümne ja teostati virtuaalkeskkonnas. See saadeti laiali erinevatele vanusegruppidele ja erinevate tegevusvaldkondadega seotud inimestele, kellest mitmed saatsid selle veel järgmistele edasi. Küsitluse valim on seega laiahaardeline ja juhuslik (lumepallimeetod). 2 Looduskeskkonna all peetakse siin silmas maailma tervikökosüsteemi, kus inimene oma tegevusega on osa tervikust. 3 Sõna „oletatav“ kasutatakse siin seepärast, et veel ei ole võimalik kindlaks teha kõikide tekstiilmaterjalide tootmisprotsesside etappide täpset mõjusuurust keskkonnale (sest teavet erinevatest tööetappidest valdavad üldjuhul erinevad osapooled).


44

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Kuna küsitlus nõudis tavapärasest rohkem aega vastamiseks ja reaalse kontakti otsimist tekstiilesemega, hindab autor kogutud materjali usaldusväärseks. Küsimustes tekstiilmaterjalide kohta paluti lisada vastuse juurde tärn, kui materjalid ning materjalikoostised vaadati esemete hooldussiltide pealt täpselt järele. Seega arvestati esmajärjekorras tärniga märgistatud vastustega. Põhiküsimused: • neli küsimust keskendus kasutajale (sugu, vanus, tegevusvaldkond ja majanduslik seis); • kolm küsimust määras ruume ja piirkondi, kus kasutaja tegutseb (välismaa, kodukeskkond, töökeskkond, avalik keskkond ja looduslik keskkond),; • üheksa küsimust uuris kasutaja käitumistavasid ja väärtusi seoses tekstiilesemetega; • 23 küsimust puudutas otseselt tekstiilmaterjalide kasutust (esimeses küsimuses selles kategoorias tuli vastajal selekteerida esemetüübid, mida ta kõige enam kasutab, ja järgnevalt tuli tal vastata vaid nende esemetüüpide materjalide kohta). TULEMUSED JA ARUTELU Potentsiaalsed kasutajad Küsitlusele vastas 83 inimest (lisainfo joonis 1). Vastanutest 81% (67 vastanut) moodustasid naised ja 19% (16 vastanut) mehed. Vastanute keskmine vanus oli 33 aastat.

alla 20a (7%) 20-29a (40%) 30-39a (26%) 40-49a (16%) 50-59a (10%) 60a (1%)

Joonis 1. Kasutajauuringule vastanute vanuseline jaotus


45

Miina Leesment

Potentsiaalse kasutaja tegevuspiirkond ja -keskkonnad Küsitlusest selgus, et 88% vastanutest viibivad ühe kalendriaasta jooksul välismaal järjestikku vähem kui 3 nädalat. See kinnitab, et enamik vastanutest viibib Eestis ning kõige kasutatavamat osa tekstiilesemetest kantakse just siinsetes tingimustes. Küsitlus andis teavet ka selle kohta, millistes ruumides inimesed kõige enam liiguvad (joonis 2). See info on oluline, selgitamaks välja prioriteetsemad tegevuskeskkonnad, mis aitab defineerida kasutaja vajadusi ning millest töö edasiste rakenduste väljatöötamisel lähtuda. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Kodukeskkonna siseruumid Töökeskkonna siseruumid Avaliku ruumi siseruumid Inimtegevusest mõjutatud looduslik keskkond

Joonis 2. Enim kasutatavad tegevuskeskkonnad

Potentsiaalse kasutaja käitumistavad seoses rõivatekstiilidega Võib järeldada, et eestlased on materjalikoostise suhtes tundlikud ning võtavad seda tekstiilesemeid valides arvesse (joonis 3), olgugi et põhjused ja teadlikkus materjali tähendusest ning tegelikust ainelisest koostisest on erinevad. Küsimusest looduslikus keskkonnas aja veetmise kohta selgus, et 17% vastanutest võtab selleks aega iga päev, sama palju vastanuid viibib looduses 2‒3 korda nädalas, 18% kord nädalas ja 23% 1‒3 korda kuus. Kasutajauuring kinnitas, et looduses viibitakse küllaltki palju. Ei võta arvesse 8%

Pigem ei võta (vahel võtan) 13%

Pigem võtan (vahel ei võta) 31%

Võtan iga kord arvesse 43%

Joonis 3. Materjalikoostise arvessevõtmine rõivaesemete valikul


46

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Küsimuses ostukäitumise kohta sooviti teada saada uute tekstiilesemete omandamise peamised allikad (joonis 4). Samuti oli oluline mõista, kui palju tarbitakse kohalikku kaupa. Lubatud oli valida maksimaalselt kolm varianti, kuna müügikanalite rohkuse ja spetsialiseerumise tõttu ei pruugi kõiki vajalikke esemeid ühest kohast kätte saada. 70 60 50 40

Kasutatud riiete poed ja turud (60%) Kohalikud brändipoed (34%) Valmistan ise (31%) Pereliikmed/sõbrad/tuttavad (30%) Globaalsed brändipoed (29%)

30

Esmatarbekaubandusketid nt Rimi (19%)

20

Sõber/tuttav/pereliige teeb ise (7%)

10 0

Kohalikud rätsepad/õmblejad (6%) Kohalikud veebipoed (2%) Kohalikud rõivadisainerid/moeloojad (1%)

Joonis 4. Enim kasutatavad rõivaste saamise allikad

Peamisteks kohalikeks tekstiilesemete saamise kanaliteks osutusid kasutatud riiete poed ja turud (joonis 4), mis viitab rõivaste taaskasutamise heale tasemele eestlaste seas. Eelistatakse kohalikke kaubamärke globaalsetele. Märkimisväärselt palju saadakse esemeid ka pereliikmete, sõprade ja tuttavate käest ning valmistatakse ise. Vähe lastakse rõivaid teha kohalikel rätsepatel, õmblejatel ja rõivadisaineritel. Tekstiilesemete hooldamise kohta käivate küsimuste vastustest saab järeldada, et kasutaja vahetab tekstiilesemeid puhaste vastu välja pigem paari ja rohkema kasutuskorra järel kui pärast igat kasutuskorda. Triikimist vajav osa garderoobist on pigem väike (69%-l vastanutest on see 1‒25%, vaid 6%-l on see 76‒100%). Keemilist puhastust vajab kuni 10% kogu garderoobi rõivaesemetest 59% juhtudel, 24% vastanutest ei kasutanud üldse keemilise puhastuse teenust ja vaid 4% vastanutest märkis, et see osakaal garderoobist on 26‒50%. Tekstiilesemete hoiustamise kohta näitab uurimus, et on suund pigem pikemaajalisele kasutamisele (joonis 5). Rõivaesemed püsivad suuremal osal vastanutest keskmiselt garderoobis rohkem kui kaks aastat (65% vastanutest), 1–2 aastat 22% vastanutest, keskmiselt 6 kuud kuni aasta 7% vastanutest.


47

Miina Leesment 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Pereliikmele/sõbrale/tuttavale (70%) Taaskasutusse andmine (64%) Materjali kasutamine majapidamises (45%) Prügikasti viskamine (42%) Materjali kasutamine teisel otstarbel (28%) Vanadest uute rõivaesemete loomine (24%) Edasi müümine (19%) Ära põletamine (16%)

Joonis 5. Tekstiilesemete ja -materjalide suunamine ja kasutamine pärast esiotstarbelist funktsiooni

Küsitluse tulemused näitavad, et taasringluse skeemid ‒ lähedastele andmine ja/või heategevuse või müügi kaudu laiemasse ringi suunamine ‒ toimivad hästi. Kuna Eesti jäätmejaamades tekstiilmaterjale korduskasutuseks (i. k. reuse) ega taaskasutuseks (i. k. recycle) veel ei sorteerita (esemed lähevad kas teenusena prügilasse ladestamisele või inimesed põletavad neid kodustes tingimustes) ning laiemale tarbijaskonnale ei ole loodud toimivat süsteemi, kuhu oma kasutuskõlbmatud rõivaesemed anda, siis märkimisväärses mahus vastavad praktikad puuduvad. Peapõhjusena, miks tekstiilesemetest loobutakse ja neid välja vahetatakse, tuuakse välja eseme kulumine (37% vastanutest), katkiminek või kasutuskõlbmatuks muutumine (31%) ning vahelduse ja garderoobi värskendamise (19%) soov. Lisaks eelnenutele toodi eraldi põhjusena välja ka kehakaalu muutus. Enim kasutatavate rõivatekstiilide materjalid ja materjalikooslused Kasutajauuringust selgus, et garderoob on oma materjalivalikutelt praktiline, piirkonna tingimustele vastav. Näiteks esineb mitmeid villakiududel põhinevaid materjalikooslusi, mille puhul looduslik kiud annab esemele kasutajast lähtuvalt tundlikkuse (nt jahutab palavates ja soojendab külmades tingimustes) ning sünteeskiud annab kestvuse. Sellised kooslused on aga problemaatilised eri tüüpi materjalide üksteisest eraldamise keerukuse tõttu toote olelusringi lõpufaasis. Seepärast ei ole tekstiilmaterjalide taaskasutamine materjalitasandil veel levinud. Kui vaadata kokkuvõtvat materjalide tabelit, selgub, et peamised kasutuses olevad tekstiilmaterjalid baseeruvad vähestel algmaterjalidel. Tabelist 1 on näha ühte tüüpi materjalide domineerimist, mis põhinevad kas ammenduvate loodusressursside kasutusel, nagu nafta töötlemisel saadud sünteeskiud, või üleekspluateeritud toormel, nagu puuvill. Kuna kandjal ei ole võimalik kasutatud esemeid piirkonnas


48

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

süsteemselt kordus- või taaskasutusse anda, on sünteeskiududel põhinevate esemete kasutamine keskkonna suhtes ohtlik, kurnates loodust aeglase lagunemise ja põletamisel tekkivate gaasidega. Küsitluses paluti inimestel kirjeldada ka oma unistuste garderoobi, et mõista kasutaja väärtushinnanguid ning teadmisi ja kogemusi tekstiilide valdkonnas. Vastustest selgus, et peaaegu pooled vastanutest hindavad materjalide juures kõrgelt nende seost loodusega. Seda märgiti sõnadega looduslik, naturaalne, loodussõbralik. Tabelis 1 on nimetatud looduslikud materjalid, mis juba kohalikes garderoobides esinevad. Tabelis 2 on võimalik näha neid looduslikke materjale erinevates esemetüüpides ja materjalikooslustes. Selgus, et kasutajad väljendavad riietusesemete kaudu suurel määral juba praegu, mida materjali koostises hinnatakse. Väärtuseküsimuses peegeldub kindel poolehoid looduslike ning vastumeelsus sünteetiliste materjalide suhtes. Materjali looduslikkus, selle looduslik päritolu, ei tähenda automaatselt selle loodus- ja keskkonnasäästlikkust. Mõistmaks materjali ja rõivaeseme tegelikku kogumõju keskkonnale, tuleb hinnata tervet toote olelusringi. Järgmisena toon näiteks tavalise puuvilla ja polüestri olelusringid ja eri etappide võimalikud mõjud keskkonnale. 1. etapp Puuvilla kasvatamise ja viljakoristuse faas. Keskkond saab mõjutatud suurtest väetiste, pestitsiidide ja defoliantide kogustest, mida konventsionaalse puuvilla kasvatamisel kasutatakse. Polüestri tootmine. Polüester on sünteeskiud, mida toodetakse rafineeritud toorõlist. Toorõli ei ole ammendamatu loodusressurss. Kiu valmistamisel on mitmeid tootmisfaase, kus tekstiilidele lisatakse kemikaale, millest paljud kahtlustatakse olevat kantserogeensed. Tabel 1. Nimetatud on enim mainitud tekstiilmaterjalid ja materjalikooslused rõivaesemetes. BA-bambus; CO-puuvill; CMD-modaal; CV-viskoos; EL-elastaan; LI-lina; PA-polüamiid; PAN-akrüül; PES- polüester; PTFE-fluorkiud; PU-polüuretaan; SE-siid; WA-angoora vill; WM- mohäär; WO-lambavill; WS-kašmiir Esemetüüp

Materjalid

Materjalikooslused

Sukad/sokid/sukkpüksid

CO WO BA

PA/EL CO/EL CO/PA/EL CO/PA

Retuusid

CO EL PA

CO/EL PA/EL CO/PA/EL

Aluspesu

CO PES PA EL

PA/EL CO/EL CO/EL/PA PES/ PA/EL

CO LI

CO/EL CO/EL/PES WO/EL

Püksid


49

Miina Leesment

Tabel 1 (jätkub). Nimetatud on enim mainitud tekstiilmaterjalid ja materjalikooslused rõivaesemetes. BA-bambus; CO-puuvill; CMD-modaal; CV-viskoos; EL-elastaan; LI-lina; PA-polüamiid; PAN-akrüül; PES- polüester; PTFE-fluorkiud; PUpolüuretaan; SE-siid; WA-angoora vill; WM- mohäär; WO-lambavill; WS-kašmiir CO PES WO LI SE

CV/PES PES/CV/EL CO/EL WO/ EL

CO PES LI SE CV WO

CO/PES/EL CO/EL

CO CV

CO/EL CO/PES

CO SE CV CMD

CO/EL CO/PES CV/EL

CO

CO/EL

CO SE CV LI

CO/EL CO/CV/EL

CO CV SE

CO/EL CV/EL CO/WO

Pintsak

PES CV CO WO

PES/CVEL PES/WO/CV

Kampsun/kudum

CO WO PAN PES

PAN/WO PAN/CO CV/CO CV/PA PAN/PA

CO PES WO CV SE LI

CO/EL

CO WO PES CV PA

CO/PA

PES CO PA PTFE

PES/PA

WO PES CV

WO/PA WO/WS WO/PES

Talvejope

PES WO PTFE PA

PES/PA PES/PU

Müts

WO CO PAN PES

WO/PAN WA/PA

WO CO SE PAN CV

WO/PAN WO/WM

WO CO PAN

WO/PAN

Seelik Kleit T-särk Lühike top/maika Triiksärk Lühikeste varrukatega pluus Pikkade varrukatega pluus

Jakk Kevadmantel/ sügismantel Jope Talvemantel

Sall Kindad

Tabel 2. Kokkuvõttev materjalitabel enim kasutatavatest tekstiilmaterjalidest (kaldkirjas on materjali tootev brändinimi) Looduslikud kiud taimsed kiud Puuvill (CO) Lina (LI)

loomsed kiud Lambavill (WO) Angoora vill (WA) Kašmiir (WS) Mohäär (WM) Siid (SE)

Keemilised kiud tehiskiud Viskoos (CV) Modaal (MD) Atsetaat (CA)

sünteeskiud Polüamiid või nailon (PA) Polüester (PES) Akrüül või polüakrüül (PAN) Elastaan (EL) -lycra, -spandex


50

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

2. etapp Toore puuvilla puhastamine. Pärast puuvilla korjamist eemaldatakse üleliigsed osad, näiteks kestad. Kui protsessi käigus eraldub suures koguses puuvillatolmu ja toksilisi suitse, võib see põhjustada õhusaastet ning kopsuhaigusi töötajatel. 3. etapp Puuvillakiu ketrusfaas. Mõned tootjad kasutavad tootmisetapis ketrusõlisid, mis on raskesti lagunevad. Need õlid pestakse järgnevas protsessis puuvillast välja ja nii satub saaste veekogudesse. Polüestri ketrusfaas. Tootmisetapp tekitab tugevat müra, samuti palju nähtavaid kiu- ja lõngajääke. Nagu puuvilla ketrusfaasis, kasutatakse ka polüestri selles etapis ketrusõlisid, mis ei lagune pärast välja pesemist ja reovette laskmist kergesti. 4. etapp Puuvillalõngast kanga kudumine. Kudumisprotsessis kasutatakse mõnedel juhtudel nõelade jaoks õlisid, mis on raskesti lagunevad. Pärast kudumist pestakse need välja ning saastunud vesi satub jällegi veekogudesse. Lisaks eelmainitule produtseerib tootmisfaas lõnga-, pakkematerjalide ja tekstiiljäätmeid. Polüesterlõngast kanga kudumine. Nagu ketruski on kudumisprotsess väga mürarikas. Ka selles etapis kasutatakse tugevaid kemikaale, mille eesmärgiks on lõimelõngad vastupidavamaks muuta. Heitvesi mõjutab järvesid, jõgesid ja meresid, kuhu see reoveena satub. Veekogude ainelise tasakaalu muutmisel võib väheneda hapnik, mille tagajärjel surevad kalad ja teised veeloomad. 5. etapp Puuvilla ja polüestri märgtöötlus. Kootud toormaterjalide märgtöötlus hõlmab mitmeid protsesse ‒ eelpesu, valgendamine, merseriseerimine, värvimine, printimine ja lõpptöötlus. Kõikidel mainitud tegevustel on oma mõjud ja tagajärjed looduse ja inimese tervisele. Kasutatakse veel teisigi looduskeskkonnale ja tervisele ohtlikke aineid: valgendamisel kasutatakse kloorkiudu sisaldavaid tooteid, värvid võivad sisaldada raskemetalle ning kasutuses on ka tugevad puhastusvahendid ja lahustajad. Etapi lõpptöötluse eesmärk on välja pesta kanga või lõnga sisse jäänud tootmisjäägid (pestitsiidid, defoliandid jms). Kõigis protsessides, mis märgtöötluses toimuvad, kulub suures koguses vett.


Miina Leesment

51

6. etapp Puuvillasest toormest ja polüestrist toote õmblemine. Õmblusprotsess mõjutab väliskeskkonda just suurte koguste kiudude, tekstiilide ja pakkematerjalijääkide äraviskamisega. Samuti on selles faasis palju probleeme töökeskkonna tingimustega. 7. etapp Puuvillase ja polüestrist toote transport ja müük. Kangast ja valmisrõivaid transporditakse ühest maailma otsast teise ja tagasi. Väga suur kütusetarbimine kahjustab pidevalt keskkonda. Palju loodusressursse kulub jällegi pakendamisele. 8. etapp Puuvillase ja polüestrist toote kasutamine ja pesemine. Rõivad sisaldavad tihti kemikaalide jääke, mida erinevates tootmisprotsessides kasutati (ka pärast lõpptöötlust võib osa jääke materjali jääda). Mõnedel juhtudel võivad need põhjustada nahaärritust või ekseemi. Pesemisprotsess mõjutab samuti keskkonda. Tekstiiltoote vaid mõnekordne pesu kulutab rohkem energiat kui selle tootmine. 9. etapp Puuvillasest ja polüestrist tekstiilesemest vabanemine. Igal aastal visatakse minema suur kogus rõivaid. Esemed võivad leida korduskasutuse teisel ringil või lõpetada prügikastis ning seejärel prügilates (Breds et al., 2001). Enim ekspluateeritava toorme, puuvilla kasutamise mõjud ja probleemid Puuvilla kasvatamise all olev maa-ala pole 80 aasta jooksul eriti muutunud, kuid puuvillanõudlus on kolm korda kasvanud (Fletcher, 2008). See on ajendanud kasutama rohkem kemikaale, et suureneva nõudlusega hakkama saada. Nõnda kahaneb järjest maa viljakus, kuni see lõpetab vilja andmise. Selline üht tüüpi materjali üleekspluateerimine mõjub laastavalt looduskeskkonnale tervikuna. Maailma Looduse Fondi (WWF) asepresidendi Jason Clay sõnul on puuvill üks viieteistkümnest ohtlikumast tootest Maa viljakusele. Puuvilla kui toote tugevat negatiivset mõju looduskeskkonnale on koostöös ettevõtetega, kes puuvilla kasvatamist, sellest toodete valmistamist ja turustamist kontrollivad, suudetud vähendada. See aga ei muuda asjaolu, et puuvilla kasvatatakse ka selleks vähem sobivates klimaatilistes tingimustes ning sellest tulenevalt on tooraine kasvatamisele kuluv energiaressurss kardinaalselt erinev. Puuvilla kasvatamisele kuluv veehulk võib


52

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

varieeruda näiteks 7000 liitrist kilo kohta Iisraelis kuni 29 000 liitrini kilo kohta Sudaanis (Fletcher, 2008). Kuigi orgaanilise puuvilla kasvatamisel on olulised kasutegurid maa viljakuse säilitamisel, tarbib tooraine rohkem vett kui konventsionaalne puuvill. Orgaanilise kaubanduse assotsiatsiooni andmetel moodustab orgaanilise puuvilla toodang vaid 0,76% kogu maailma puuvillatoodangust (Organic..., 2011). Materjali keskkonnasäästlikkuse ja -ohutuse hindamisel inimesele (nii kasutajale kui ka tootjale) tuleb arvesse võtta kõiki selle olelusringi etappe. Praegu on veel väga vähe kaubamärke, kes terviklikku läbipaistvust oma toodete kohta pakkuda suudavad. Puuvill sai artiklis peatähelepanu, kuna seda esineb kohalikus garderoobis kõige enam. Paradoksaalne on puuvilla ja sellest valmistatud toodete odav hind. See tuleb praegu veel looduskeskkonna tasakaalu ja valdkonna tööliste tervise arvelt. Potentsiaalse kasutaja valmisolek kohalikult pakutavateks terviklahendusteks Kasutajauurimuses tõid vastanud unistuste garderoobi kirjeldamisel välja mitu aspekti. Kasutajad väärtustasid nii materjalide kui ka toote kvaliteeti, mille all peeti silmas nii eseme üldist vastupidavust kui ka toote tehnilist teostust. Samuti tähtsustati esemete sobivust kandjale, esemete mitmekülgsust ning nende vastamist eritingimustele (erinevad aastaajad, tegevuskeskkonnad ja funktsioonid). Kuigi väga sageli mainiti ka materjalide loodusläheduse ja kehasõbralikkuse olulisust, on küsitav, kui palju kasutajate garderoob tegelikult neile tingimustele vastab, arvestades materjalide ja rõivaesemete olelusringide mitteläbipaistvust ja veel teadvustamata probleeme. Kuna vastustes ilmnesid tekstiilmaterjalide ja rõivatoodete olelusringe puudutavad aspektid, ja võib tõdeda, et kasutaja on kriitiline, saab tarbija valmisolekut kohalikult pakutavateks terviklikeks rõivatekstiilide lahendusteks pidada heaks. Kasutaja oskab näha ja hinnata nii rõivatoote esteetilist külge kui ka hooldusesse, teostusesse, funktsiooni ja päritollu puutuvat. Küll aga seostatakse veel ekslikult looduslik päritolu automaatselt loodus- ja keskkonnasäästlikkusega.


Miina Leesment

53

KIRJANDUS Breds D, Hjort T, Kr端ger H. 2001. Guidelines: A handbook on the environment for the textile and fashion industry. In: Special-Trykkeriet Viborg a-s EMAS-Miljoregistret, 35-39. Fletcher K. 2008. Sustainable Fashion and Textiles: Design Journeys. In: Material diversity. London: Earthscan, 4-38. Organic Trade Association: Organic cotton facts; http://www.ota.com/organic/mt/organic_cotton.html (12.11.2011).


SÄÄSTVA ARENGU VASTUPEEGELDUSI RAHVUSEEPOSES „KALEVIPOEG“ Heidy Meriste

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Artiklis on analüüsitud säästva arengu motiivide leidumist rahvuseeposes „Kalevipoeg“ ehk seda, kas ja kuivõrd on säästlik areng sisse kirjutatud eesti rahvuskultuuri tüviteksti. Samuti võiksid uurimistöö tulemused omada praktilist väärtust säästva arenguga seotud väärtuskasvatuse ning teema laiema populariseerimise jaoks. SISUKOKKUVÕTE Artikli põhiküsimuseks on, kas ja kuivõrd on selline teema nagu säästev areng esindatud „Kalevipojas“. Esimeses osas kaalutakse küsimuseasetusega seotud teoreetilist problemaatikat, teises osas järgneb teose praktiline analüüs. Et sõna-sõnalt säästva arengu mõistet „Kalevipojas“ ei leidu, on mõiste puhul eristatud kahte aspekti: 1) ressursside mõistlik kasutamine ja 2) järelpõlvede heaolu väärtustamine, ning vastavalt on analüüsitud nende aspektide avaldumist „Kalevipoja“ tekstis. Kuigi küsimuse püstitusega kaasneb teatav teoreetiline problemaatika, selgub praktilise analüüsi käigus, et säästva arengu teemast võib „Kalevipoja“ kontekstis rääkida küll. SISSEJUHATUS „Kalevipoega“ on tõlgendatud väga erinevatelt alustelt lähtuvalt, olgu selleks näiteks eesti rahvapärimus, rahvusvaheline kangelasnarratiiv või psühhoanalüüs. Säästev areng ei ole aga kunagi olnud keskne vaatepunkt, millest lähtuvalt „Kalevipoega“ oleks loetud ja tõlgendatud. On igati tõenäoline, et põhinarratiivi kõrval jääb säästev areng teose üldkontekstis iseseisva teemana varju, kui seda seal üldse täheldada on võimalik. Rääkides aga säästva arengu kultuurilistest alustaladest Eesti kontekstis, näib olevat igati asjakohane küsida, kas ja kuivõrd kajastuvad säästva


Heidy Meriste

55

arengu põhimõtted eesti kultuuri tüvitekstis, Friedrich Reinhold Kreutzwaldi „Kalevipojas“. Käesolev uurimus ongi keskendunud sellele küsimusele, kusjuures eesmärgiks on näidata, et hoolimata teatavast teoreetilisest problemaatikast võib säästvast arengust tähenduslikul viisil kõneleda ka „Kalevipoja“ kontekstis. Suuremas plaanis on tegu küsimusega, millisel kohal on säästva arenguga seonduvad väärtused eesti kultuuriruumis. See on oluline küsimus, mis mängib rolli säästva arengu põhimõtete praktilisel juurutamisel. Nimelt, kui säästev areng on meie kultuuri juba eksplitsiitselt sisse kirjutatud, ei tohiks vastavate väärtuste juurutamisega erilisi raskusi olla. Kui see aga sisaldub meie kultuuris implitsiitsel kujul, siis ei ole tarvis uuesti jalgratast leiutada, vaid tuleks viidata ka juba olemasolevale vundamendile, tuues säästva arengu aspekti meie kultuuripagasist selgemalt nähtavale. Kui aga säästval arengul üldse puudub koht meie kultuuriruumis, on sellega seotud väärtuste juurutamise puhul tegu ehitustööga, mida peab alustama nullist. METOODIKA Otsides niisiis säästva arengu kultuurilistele alustele keskendudes vastust säästva arengu kui teema esindatuse kohta „Kalevipojas“, on rakendatud tekstikeskset lähenemist: keskendutud on teose lähilugemisele (close reading) eesmärgiga leida üles peamised tekstikohad, mis võiksid toetada või ümber lükata säästva arengu põhimõtete avaldumist. Seega ei ole rakendatud „silmaklappidega“ lugemist, kus tekstist otsitaks vaid tõestust oma teesile: lugedes on üritatud tähele panna ka võimalikke vastuargumente, tekstikohti, kus propageerimist võiks leida hoopis Prantsuse kuningas Louis XVI-le omases stiilis mõtlemine „Pärast meid tulgu või veeuputus!“. Säästvast arengust rääkides toetun Brundtlandi komisjoni definitsioonile, mille kohaselt „säästev areng on areng, mis rahuldab meie praegused vajadused ning tagab järgnevatele põlvedele samaväärse või parema elukeskkonna ja -kvaliteedi“4 (Report of the…, 2011). Töö esimeses osas, mis käsitleb püstitatud küsimuse teoreetilist problemaatikat, näitan, et see definitsioon võimaldab rääkida säästvast arengust ka tänapäevast suuresti erinevas kontekstis. Töö teises osas eristan definitsiooni põhjal aga säästva arengu kaks põhiaspekti: 1) mõistlik ressursside kasutamine („rahuldab meie praegused vajadused“) ja 2) järelpõlvede heaolu väärtustamine („tagab järgnevatele põlvedele samaväärse või parema elukeskkonna ja -kvaliteedi“), mille esinemist analüüsin „Kalevipoja“ tekstis. 4 “Sustainable development is development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs.“


56

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Küsimuseasetuse teoreetiline problemaatika Pragmaatiline väärtus Oletame hetkeks, et säästev areng on „Kalevipojas“ esindatud. Tegu võib olla küll huvitava tõdemusega, aga milline oleks selle pragmaatiline väärtus? Kas see üldse midagi muudaks? Rahvuslik tüvitekst või mitte, siiski ei saaks üksiku teose põhjal teha järeldusi kogu kultuuri kohta. Sünkroonilisest aspektist on „Kalevipoja“ puhul tegu siiski kunsteeposega, autoriloominguga, milles peegelduvad väärtused on sinna jõudnud autori teadliku valiku tulemusena, millega kõik kaasaegsed ei pruukinud tingimata nõustuda. Diakroonilisest aspektist võib aga kahtluse alla seada, kas „Kalevipojas“ propageeritud, rahvatarkusel põhinevad väärtused tänapäeval enam au sees või isegi asjakohased on. Teadvustades neid probleeme, jääb halvimal juhul üle vaid loota, et „Kalevipojal“ on rahvusliku tüvitekstina meie kultuuriloos väärtustatud positsioon, mistõttu sellele viitamine võiks pakkuda teatud ideoloogilist tuge. Sellest võiks olla abi noorte väärtuskasvatuse puhul ja üldtuntud tekstina võiks see ka eesti rahvale laiemalt pakkuda teatavat lisatuge säästva arengu kui kohati ehk kaugeks jääva globaalse teemaga suhestumiseks. Ka Maailma Looduskaitse Organisatsioon (International Union for Conservation of Nature – IUCN) on pannud rõhku sellele, et kui tahetakse avaldada mõju ka laiemale publikule, siis tuleks säästvast arengust rääkides apokalüptilise doom and gloom narratiivi asemel rikastada diskursust pigem optimistlike, lõbusate ja loovate lahendustega (Jeanrenaud, 2006). Tuginemine „Kalevipojale“ võiks just Eesti kontekstis olla üheks selliseks loovaks lahenduseks säästva arengu temaatika avamisel laiemale publikule. Säästva arengu mõiste üleüldine sobivus „Kalevipoja“ konteksti Teiseks suuremaks probleemiks küsimuseasetuse puhul on „säästva arengu“ mõiste üleüldine sobivus „Kalevipoja“ konteksti. Tegu on õigustatud küsimusega, sest kui „Kalevipoeg“ ilmus 19. sajandil, siis säästva ehk jätkusuutliku arengu mõiste esimene ametlik määratlus – Brundtlandi komisjoni definitsioon – pärineb aastast 1987 (Report of the…, 2011). Erinev probleemsituatsioon Kontekst, milles säästva arengu defineerimise küsimus esile kerkis, oli ja on endiselt olukord, kus inimtegevuse mõju keskkonnale on muutunud nii suureks, et samas vaimus jätkates ei jätkuks järelpõlvedele enam piisavalt ressursse sama hea elukvaliteedi säilitamiseks. Arengumaades raiutakse kiire kasu nimel metsi, lastakse kariloomadel hävitada rohumaid, kurnatakse


Heidy Meriste

57

maad liigse põllundustegevusega; arenenud riikides on majandusliku kasvuga kaasnenud soovimatud tagajärjed: reostus, globaalne soojenemine, osoonikihi hõrenemine, kõrbestumine jne (Report of the…, 2011). See ei ole idealiseeritud „muistse õnne“ ajastu (Kreutzwald, 1961 pt: Sissejuhatuseks, 243), kus tegutses Kalevipoeg, ega ka mitte „Kalevipoja“ fiktsionaalse jutustaja kaasaeg, kus muistsetel kalmuküngastel „ei kasva kohendajat“ (Kreutzwald, 1961 pt: Sissejuhatuseks, 203). Samuti väärib märkimist, et kui säästva arengu mõiste on leidnud defineerimist ja laiapõhjalisemat käsitlemist vastukajana keskkonna ülekurnamise probleemile, siis „Kalevipoeg“ oli omal ajal lahenduseks hoopis teisele probleemile. Nimelt pakkus teos lahendust rahvust koondava ja uuestisünnile õhutava teksti puudumisele (Undusk, 1994). Seega on „Kalevipoeg“ võrreldes säästva arengu mõistega võrsunud hoopis erinevast probleemsituatsioonist, kus peaeesmärgiks on midagi muud kui globaalsete probleemide lahendamine. Samas ei välista selline rõhuasetus, et säästval arengul ei võiks olla tähenduslikku kohta teose (kui mitte peateema, siis vähemalt) kõrvalteemade seas. Erinev maailmanägemus Lisaks erinevale välisele kontekstile võib leida põhimõttelisi erinevusi ka säästva arengu diskursuse ja „Kalevipoja“ teksti seest. Neid iseloomustab erinev maailmanägemus. Säästva arengu diskursuse raames kasutatakse Maa iseloomustamiseks tihti Kenneth Bouldingult pärinevat kosmoselaeva metafoori (Adams & Jeanrenaud, 2008). Maa kirjeldamine kosmoselaevataolise suletud süsteemina rõhutab ühelt poolt seda, et väljastpoolt ei ole appi võtta mingeid lisaressursse, teiselt poolt aga juhib tähelepanu asjaolule, et ka keskkonda reostavatest jäätmetest ei saa kusagile väljapoole vabaneda, sest „kosmoselaevadel pole kanalisatsiooni“ (Boulding, 1965). „Kalevipojas“ seevastu näeme pärast ebaõnnestunud teekonda maailma otsa, „Et ei suurel ilmal otsa, / Taara tarkusel ei rada / kusagile kinnitatud, / Tõkkeida pole tehtud“ (Kreutzwald, 1961 pt: XVI.1085-8). Lõpmatust maailmapildist annab tunnistust ka asjaolu, et ikka ja jälle minnakse õnne otsima ka laiast maailmast. Nõnda suundub mitu vana Kalevi poega võõrsile, sest nende „kitsikus kohas“ poleks jagunud piisavalt ressursse (Kreutzwald, 1961 pt: II.32-43), peegeldades seda, kuidas maa vaesus ja väiksus sundis rahvast „viikingiaegsest“ Muinas-Eestist välja rändama (Annist, 1961). Seega ei pakuta „Kalevipojas“ ressursside piiratuse probleemile lahenduseks mitte säästvat arengut, vaid hoopis suurt ja laia maailma selle piiramatute võimalustega, mis on teravas vastuolus Maa kui kosmoselaevataolise suletud süsteemi visiooniga.


58

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Säästev areng aja- ja ruumiülese mõistena Kohatu oleks säästva arengu definitsioon ehk vaid paradiisi kontekstis, kus valitseks küllus ja keskkonna ülekurnamise probleemi lihtsalt ei eksisteeriks. „Kalevipojas“ võib maailm olla küll lõpmatu, kuid sellest ei järeldu, et tegu oleks tingimata paradiisiga, sest laia maailma all ei viidata ju asustamata küllusemaale, vaid teistele rahvastele, keda näib samuti eksisteerivat lõpmata palju. Kohalikul tasandil näeme, et kõike siiski külluses ei ole. See tingib ka vajaduse mõnikord võõrsile rännata, ent oleks vale väita, et „Kalevipojas“ kui rahvustloovas tekstis jääks põhilahendusena kõlama väljarändamine, mistõttu võib siiski spekuleerida, et mingi roll võib rahva hea elujärje loomises olla ka säästval arengul. Samuti räägitakse muistsest õnneajast, kuid õigupoolest kestab „Kalevipojas“ kirjeldatav esimene „õilmerikas õnneaeg“ (Kreutzwald, 1961 pt: XVII.39) vaid 38 stroofi (Kreutzwald, 1961 pt: XVII.1-37). Eelnes suur ehitustöö (Kalevipoja kündmine, laudade toomine jne), järgnes aga sõda (Kreutzwald, 1961 pt: XVII). Teine õnneaeg kestis küll kauem, suisa mitu lehekülge (Kreutzwald, 1961 pt: XIX.375-747), aga taas kord järgnes sõda. Niisiis on õnneajastud küll tähtsal kohal, ent suurem osa tegevusest peegeldab siiski seda, kuidas õnne nimel peab vaeva nägema ja võitlema. Nõnda võib vaatamata erinevale maailmakäsitlusele ja tänapäevaste keskkonnaprobleemide puudumisele rääkida säästvast arengust tähenduslikul kujul ka „Kalevipoja“ kontekstis, sest põhisündmustik leiab aset siiski ressursside piiratuse, mitte paradiisi kontekstis. TULEMUSED JA ANALÜÜS Näidanud, et hoolimata teatud teoreetilistest probleemidest võiks säästva arengu mõistet siiski kasutada ka „Kalevipoja“ kontekstis, asume järgnevalt analüüsima lähilugemise tulemusi ehk seda, kuivõrd peegelduvad „Kalevipojas“ säästva arengu aspektid 1) ressursside mõistlik kasutamine ja 2) järelpõlvede heaolu väärtustamine. Ressursside mõistlik kasutamine Mõistlikkust rõhutatakse „Kalevipojas“ niisamagi. Milline eestlane ei oleks tuttav ridadega „Ülemaks kui hõbevara, / kallimaks kui kullakoormad / Tuleb tarkus tunnistada“ (Kreutzwald, 1961 pt: XVI.1079-1081). See tekstiosa käsitleb aga seda, kuidas kõrgelt hinnatud tarkus ka ressursside kasutamises avaldub.


Heidy Meriste

59

Säästmine kui mõistlik tarbimine Ühelt poolt võib tunduda, et tihti leiab „Kalevipojas“ aset suur raiskamine ja liialdamine. Jahil käies tapetakse loomi „tosina-kaupa“ ja suisa „sadadena“ (Kreutzwald, 1961 pt: III.136-7; 155-6), samuti näeme, kuidas puidu saamiseks raiutakse maha suured metsad (Kreutzwald, 1961 pt: XV.484-9). See kõik ei paista just eriti loodussäästliku teguviisina. Samas võib tosinate ja sadade metsloomade all näha lihtsalt poeetilist liialdust, mis muuseas pakub hea võimaluse ka algriimi kasutamiseks („tapsivad tosina-kaupa, / surmasivad sadadena“). Sugukondliku ajajärgu rahvaloomingu stiilist lähtuvalt oli Kalevipoeg „ülepaisutatud hiidvägilane“ – pidi ta ju võitlema võimsate ja fantastiliste vastastega (Annist, 1961). Et ta oli oma kasvult tavainimesest oluliselt suurem (tavaline mees on tema kõrval „väikemees“, kes mahub talle kaelakotti (Kreutzwald, 1961 pt: XI.772-4)), on loomulik, et ka tema söögivarud peavad olema tavapärasest suuremad. Samuti ei hakka loomad metsast ka otsa saama: tegu ei ole küll päris paradiisiga, kuid siiski teatud mõttes külluseajastuga, kus puudub vajadus jahile ja analoogselt ka metsaraiele piiranguid seada ning neid tegevusi hukka mõista. Niisiis oleks antud juhtudel siiski veidi ebaõige rääkida raiskamisest. „Mis on jäänud, jäta jälle, Jäta jäätmed raiskamata: Jäätmetest saab Järva linna, Riismetest saa Riia linna, Laastudest saab Lääne linna, Varjukohta Virumaale, Harjussa reduse-apika, Põltsamaale peidupaika! Mis jääb üle, jäta jälle, Jäta jäätmed raiskamata, Jäta riismed rikkumata, Kõhetumad korjamata: Riismetest saab rahukoda, Vaestelaste varjutuba, Leskedelle leinakamber, Kurbadelle kurtmiskamber; Sealt saab Viru vihmavarju, Talurahvas tuulevarju. Mis jääb üle, jäta jälle,

Jäta jäätmed raiskamata, Jäta riismed rikkumata, Kõhetumad korjamata: Et sealt vaesed leidvad varju, Lesed leinamise paika; Kellel tuul on teinud toa, Vesi palke veeretanud, Rahe katust kallutanud, Udu teinud uued uksed, Lumi vikkind valged seinad. Mis jääb üle, jäta jälle, Jäta raod raiskamata, Oksadest saab orjakambri, Raagest vaestel rõõmukambri, Neitsidelle naljakambri, Lustituba laste’ele!“ (KP: XVI.136-171)

Mõnel teisel juhul võib aga Kalevipoja tegudes raiskamist täheldada küll. Võideldes sortsidega „Raiskas [ta] laudu rohke’este, / Kuluteles hulgakaupa“ (Kreutzwald, 1961 pt: XII.148-9) enne, kui ta tänu siilile mõistis, et lüüa


60

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

tuleks mitte lapiti, vaid serviti. Nõnda jätab ta katkised lauad maha, öeldes „Mis ma risuriismeida, / Katkend laua kildusida / Koju hakkan kandemaie“ (Kreutzwald, 1961 pt: XII.656-8). Hiljem aga näeme, kuidas ta jagab õpetusi just nimelt selle kohta, kuidas laevaehitusel tekkivaid ülejääke ei tohiks lasta raisku minna: Kui otsida kogu teose ulatuses ühte konkreetset tekstikohta, kus ressursside targa ja säästliku kasutamise tähtsust kõige selgemal ja üheselt mõistetaval kujul rõhutatud oleks, siis võikski tähelepanu juhtida just nendele ridadele. Sõnum on selge: ülejääke ei tohiks niisama minema visata, vaid peaks „jälle [järele] jätma“, sest neidki on võimalik rakendada. Sellisel kujul ei saa see mõte lugejast ka lihtsalt mööda minna, sest seda võimendab nii parallelism kui ka iga stroofi alguses esinev sõnasõnaline kordus. Kahjuks aga on paljudel juhtudel siiski nii juhtunud, sest mitmetes proosaversioonides, mis rahva seas ehk tuntumadki kui originaaltekst, on need read kaotsi läinud. Mõte säilib küll Laugaste „Kalevipojas“ (Laugaste, 1960), kuid uustrükkidena ilmunud Villem Ridala versioonis ja Eno Raua populaarses ümberjutustuses vastavad viited puuduvad (Ridala, 1998; Raud, 2009). Tänapäeval, mil säästev areng on aktuaalne teema, oleksid vastavasisulised lõigud aga igati kohased ja võiksid eestlasele pakkuda olulist pidepunkti säästva arenguga suhestumiseks. Tulles aga tagasi idee juurde, et millelgi ei tohiks lasta raisku minna, on huvitav tähele panna, et nii nagu Kalevipoeg ei luba ehitusmaterjali raisata, ei luba hiljem ka Vanaisa jalgadeta jäänud Kalevipoja potentsiaali raisata: „Võind ei võimsat vedelema, / Tugevamat jätta tööta / Laiskel taevas luusimaie“ (Kreutzwald, 1961 pt: XX.965-7) – niisiis pannakse ta valvama põrgu väravaid. Ka peegeldub säästev elufilosoofia selles, et Kalevipoeg ei kuluta Vanapaganalt röövitud raha eest linnu ehitades mitte kogu raha ära, vaid jätab muist ka varuks alles: „Kulutanud koti kulda / Kolme linna asutuseks, / Kolm veel varjul kamberissa / Teiste tööde toimetuseks“ (Kreutzwald, 1961 pt: XIX.389-392). Niisiis saab ressursside raiskamise ja säästmise koha pealt öelda, et „Kalevipojas“ võib tegevuse tasandil kohata küll mõlemat, ent ideoloogilisel tasandil domineerib kahtlemata pigem säästev kui raiskav elufilosoofia. Põhjust, miks Kalevipoja teod on mõnikord vastuolulised, võiks näha selles, et tegelikult on ka ta ise kokku pandud kahest algest: ühelt poolt on tegu loodushiiust jõuvägilasega, teiselt poolt talupoeg-kuningaga (vt Annist, 2005). Hiidvägilasena rõhutatakse pigem tema jõudu kui tarkust (Annist, 1961). Nõnda raiskab ta rumala hiiuna ära palju laudu, aruka talupoeg-valitsejana oskab ressursse aga üsna mõistlikult jaotada.


Heidy Meriste

61

Säästmine kui looduse hoidmine Kui eelnevalt tähistas säästmine eelkõige kokkuhoidmist, raha või muude vahendite võimalikult otstarbekohast ja kulutusi piiravat kasutamist, siis nüüd keskendume säästmisele selle teises tähenduses, mis sõna seostamise tõttu eelkõige rahaga tihti tagaplaanile jääb: säästma – kedagi halastavalt kohtlema, kellelegi armu heitma, millegi eest hoidma; millegagi ettevaatlikult ümber käima (Eesti keele..., 2011). Kui eelmisel juhul olid käsitluse all näited, kus Kalevipoeg tundus loodusressursse liiga ohtral määral tarbivat, siis nüüd ei vastandata säästmist enam liigtarbimisele, vaid sulaselgele looduse hävitamisele. Nimelt saab keskkonnast (sarnaselt Soome sepa pojaga) aeg-ajalt ka Kalevipoja laastava viha ohver: huntidele oma hobuse surma eest kätte maksta soovides näeme Kalevipojas peituvat destruktiivset jõudu – ta murrab puid ja tallab kännudki tolmupõrmuks (Kreutzwald, 1961 pt: IX.89-100). Sama kordub ka siis, kui ta hobune Penisabaliste maal sohu ära upub – Kalevipoeg hakkab kättemaksuks ka tavalist karjamaad sooks üles kündma „Et ei põhja põllukesed / Kasusid peaks kasvatama / Vilja-ivi valmistama“ (Kreutzwald, 1961 pt: XVI.941-3). Kõik see ei näi just eriti loodussäästliku ehk loodusele armu heitva teguviisina. Samas aga peab mainima, et olukorrad, kus Kalevipoeg lihtsalt suurest vihast keskkonda hävitab, ei peegelda mitte aruka talupoeg-kuninga otsuseid, vaid ainult jõust juhinduva primitiivse hiiu mõtlematust, mis ka hukkamõistu osaliseks saab. Nõnda hakkab kohalik tark temaga põldude rüüstamise peale sõitlema: „Miks sa vihas, vennikene, / Kurjas lähed kündemaie, / Meie randa moondamaie, / Samblasooksa sajatama“ (Kreutzwald, 1961 pt: XVI.9479), mispeale Kalevipoeg kahetseb oma destruktiivset teguviisi. Talupoegkuningana kasutas ta oma jõudu aga konstruktiivselt – näiteks põldu kündes (Kreutzwald, 1961 pt: VIII). Tegevuse tasandil võib loodust säästva teguviisina välja tuua ka intsidendi, kus merest leitud kala ei sööda mitte ära, vaid lastakse palumise peale vabaks (Kreutzwald, 1961 pt: V.207-219). Kala säästetakse – talle antakse armu ning ta viiakse hoolivalt vette tagasi. Nii nagu Saare vanamees säästis kala, nõnda soovitab kägu Kalevipojal säästa ka loodust üldisemalt. Ta laulab Kalevipojale: „Kalevipoeg, poisikene! Tahad minna taeva teeda: Ära tähtissa tukista, Ära kuussa komistele, Ära puutu päikesesse! Jäta päike paistemaie,

Kuu kuma andemaie, Tähed teeda näitamaie! Kalevipoeg, poisikene! Tahad minna põrgu teeda: Ära hukka põrgu uksed, Värista põrgu väravaid;


62

TalveAkadeemia kogumik 10/2012 Jäta seisma põrgu seinad, Jäta uksed hukkamata, Väravad väristamata, Seinad paigal seisemaie! Lähed sõtta sõitemaie, Vaenuteeda veeremaie; Jäta nõdrad nottimata, Poisikesed puutumata,

Laste isad langemata! Siis ei leski leinamaie, Piiga silmi pisaraisse, Vaesilapsi valu sisse.“ (Kreutzwald, 1961 pt: XVII.805-828)

Seega komplementeerib Kalevipoja kui loodushiiu destruktiivset „poisikese“-praktikat ideede tasandil siiski filosoofia, mis rõhutab minimaalse võimaliku kahju tegemist. Looduse säästmist toonitab eelkõige esimene stroof, kus taevakehade all, mis näitavad Kalevipoja kui hiiu suurust ja võimsust, võiks mõista ka loodust üldisemalt, millega ta mõnikord vihahoos üsna laastavalt on ümber käinud. Kui ohtrat tarbimist oli külluse kontekstis raske otseselt hukka mõista, siis vihahoos looduse hävitamine leiab teoses selgemat taunimist. Tegevuse tasandil toimib Kalevipoeg nii loodust hävitava hiiu kui ka taasloova talupojana, ent ideoloogilisel tasandil õhutatakse siiski end ümbritsevat hoidma. Ainult et kui mõistliku tarbimisena avalduva säästmise puhul oli eestkõnelejaks Kalevipoeg ise kui talupoeg-kuningas, siis säästmise kui looduse hoidmise puhul avaldub seesama „talupoeglik mõistlikkus“ (Annist, 2005) ning Kreutzwaldi valgustusajale omane moraliseeriv toon vana targa ja käo sõnade kaudu. Ressursside ümberjagamine Lisaks säästmisele nii mõistliku tarbimise kui ka looduse üldisema hoidmise mõttes avaldub ressursside mõistlik kasutamine „Kalevipojas“ ka nende ümberjagamise põhimõttena. Sarnaselt Robin Hoodiga, kes võttis rikastelt ja andis vaestele, võttis Kalevipoeg ülemäära uhkelt elavalt Sarvik-taadilt, kes pärast nimetab teda „vargaks“, „röövliks“ ja „riisujaks“ (Kreutzwald, 1961 pt: XVIII.807-12), ning andis oma rahvale, rajades Vanapaganalt röövitud kullakottide eest mitmeid linnu (Kreutzwald, 1961 pt: XVII). Ka eelnevalt pikemalt tsiteeritud säästva arengu võtmeridades (Kreutzwald, 1961 pt: XVI.136-171), kus õhutatakse kasutama ülejääke, rõhutatakse ju eelkõige ehitustööde kasulikkust „vaestele“, „leskedele“, „kurbadele“, „neitsitele“ ja „lastele“ ehk eelkõige ühiskonna nõrgematele liikmetele, kes vajavad kaitset. Muidugi ei räägita nõrkade kaitsmisel vaid ehitusülejääkide rakendamisest. Juba alguses peetakse linnade ehitamisel silmas eelkõige seda, et sõja korral oleks „väetidele“ varjupaik (Kreutzwald, 1961 pt: X.765-6), mainides taas kord „vanasid“, „rauku“, „piigasid“, „nõtru“ ja „leski“ (Kreutzwald, 1961


Heidy Meriste

63

pt: X.772-7). Niisiis muretseb Kalevipoeg läbivalt ka nõrgemate pärast. Samuti annab ta tüki oma vammusest siilile, kelle „Vanaisa, isetarka / Loomakesi ilma luues / Õnnetumalt unustanud“ (Kreutzwald, 1961 pt: XII.215-7) ning kehakattest ilma jätnud. Tõsi, siil ei saa kasukat mitte küll lihtsalt Kalevipoja südameheldusest, kuivõrd tänu abistavale nõule, kuid väikemehe võtab ta oma kaitse alla ja kaelakotti ka ilma teeneteta. Seetõttu jääb kehtima siiski põhimõte, mida väärtustatakse ka säästva arengu puhul: tugev abistab nõrgemat ning jagab temaga oma ressursse ehk siis tänapäevase probleemsituatsiooni kontekstis – arenenud riigid peaksid jagama ressursse vähem arenenutega. Kui säästmine kui mõistlik tarbimine ja looduse hoidmine avaldus „Kalevipojas“ eelkõige talupoegliku mõistlikkusena, siis ressursside ümberjagajana näitab Kalevipoeg oma talupoeg-kuninga külge ning ilmutab valitsejale omast tarkust. Järelpõlvede heaolu väärtustamine Tuleviku-heaolu väärtustamisest ei järeldu, et ka olevikus kasutataks ressursse mõistlikult – võib ju ka passiivselt loota, et asjad paranevad ise, või püüelda selle poole mittesäästlikul viisil. Mõistlik ressurssidega kasutamine olevikus viitab aga paratamatult sellele, et väärtustatakse ka heaolu tulevikus, sest muidu poleks säästvaks toimimiseks põhjust. Säästva arenguga seotud tulevikuvisioonid Nõnda on kogu aeg ressursside mõistliku kasutamisega kaasas käinud ka soov säilitada või saavutada heaolu ka tulevikus, mis kokku moodustavadki visiooni säästvast arengust. Säästmise kui mõistliku tarbimise puhul, mis avaldus eelkõige ka ülejääkide kasutamises, rõhutati seda, et ülejääkidest saab rajada linnu, kus inimestel oleks tulevikus hea elada. Samuti jätab Kalevipoeg kolm kotti kulda alles just tuleviku tarbeks. Säästmise kui looduse hoidmise puhul hüüdis Kalevipoeg pärast seda, kui kohalik tark temaga põllumaa sooks kündmise pärast pahandanud oli, hädas Uku poole taevasse: „Anna kasvu kaladele, / Sigi Soome silkudele, / Üle-rohkust hülgedele, / Sulgislinnu sugudele! / Lase puida lainetelta / Vetel kalda veeretada, / Et nad tulev-põlve tuluks / Kasu saaksid külvamaie!“ (Kreutzwald, 1961 pt: XVI.968-975) Seega rõhutab ta otseselt tulevaste põlvede heaolu. Ka ressursside ümberjagamine on oluline, sest nõnda võib ka nõrgem saada tugevamaks. Kasukas näiteks muutis siili tuleviku paremaks selle poolest, et see pakkus kaitset vaenlaste ja külma eest (Kreutzwald, 1961


64

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

pt: XII. 269-70). Samuti jaotab Kalevipoeg sõjaolukorras hästi ka inimressursse, öeldes sõtta minnes väetile Alevite sugulasele: „Veni vaksa, vennikene, / Kasva kaksi kõrgemaksa, / Paisu, poissi, paksemaksa, / Kosutele kangemaksa / Edaspidise elule, / Tuleva aja tuluksa!“ (Kreutzwald, 1961 pt: X.8505), rõhutades jällegi tulevale ajale toodavat tulu. Üldine tuleviku väärtustamine Lisaks tuleviku väärtustamisele säästva arengu osana väärtustatakse teoses tulevikku ka üldisemalt. Paljudel üksikjuhtudel on Kalevipoeg ajendatud küll hetkeemotsioonidest, kuid üldplaanis on eesmärgiks siiski oma rahvale õnnepõlve loomine ja selle säilitamine. Nõnda jätkas ta isa (eelmise põlvkonna) jälgedes kuningriigi rajamist järgimisele põlvkonnale. Siit ka tema konstruktiivne tegevusliin: kündmine ja linnade ehitus ning hiljem, „Isamaa ilu hoieldes, / Võõraste vastu võideldes“ (Kreutzwald, 1961 Sissejuhatuseks, 158) rahva kaitsmine sõjas. Tuleviku väärtustamine peegeldub ka tuntud kõnekäänus „Tänasida toimetusi / Ära viska homse varna!“ (Kreutzwald, 1961 pt: III.722-3). Ning sarnaselt toimetustega ei soovitata „Kalevipojas“ homse varna visata ka raha tasumist. Rõhutatakse korduvalt: „Võlg on vanast võõra oma“ (Kreutzwald, 1961 pt: VI.507), „Võlga pikka võõra oma“ (Kreutzwald, 1961 pt: X.318). Niisiis juhitakse selle kõrval, mida hea tuleviku nimel tegema peaks, tähelepanu ka sellele, mida teha ei tohiks ehk probleemide ennetamisele, soovitades töid-tegemisi ja võlgu mitte tulevikku kuhjata. Samuti valitseb põhimõte: kaua tehtud, kaunikene. Nii nagu Soome sepa mõõk tuli hea just sellepärast, et sepp „Teinud seitse aastat tööda, / Teinud tööda, näinud vaeva“ (Kreutzwald, 1961 pt: XI.465-6), nõnda peab ka õnneaja nimel töötama ja vaeva nägema. Tee tööd ja näe vaeva, siis tuleb ka armastus – see mõte leiab edasist rõhutamist ka teises eesti rahvuskirjanduse tüvitekstis, Tammsaare „Tões ja õiguses“. Esitatud tekstinäited ei peegelda küll otseselt säästvat arengut, kuid nende põhjal võib öelda, et kuna tegelikult on kogu „Kalevipojas“ liikumapanevaks jõuks just soov parema tuleviku järele, mida rõhutavad kahtlemata ka teose lõpusõnad „Küll siis Kalev jõuab koju / Oma lastel’ õnne tooma, / Eesti põlve uueks looma“ (Kreutzwald, 1961 pt: XX.1052-4), siis positsioneerub säästev areng teose üldplaanis üheks väärtustatud lahenduseks selle väärtustatud tulemuse saavutamisel.


Heidy Meriste

65

Järeldus Kuigi alguses tundus „Kalevipojale“ säästva arengu aspektist lähenemine kaheldava ettevõtmisena, võib analüüsi tulemuste alusel väita, et säästev areng kujutab endast „Kalevipojas“ nii eksplitsiitselt kui ka implitsiitselt väljendatud, tähenduslikku ja väärtustatud kõrvalteemat. Hoolimata tänapäevast erinevast probleemsituatsioonist väärtustatakse „Kalevipojas“ neid samu säästvale arengule aluseks olevaid tahke – mõistlikkust ressursside kasutamisel ja järelpõlvede heaolu. Mõistlik ressurssidega ümberkäimine avaldub „Kalevipojas“ säästmisena nii mõistliku tarbimise kui ka looduse hoidmise tähenduses ning ressursside ümberjagamise kaudu, lõimudes seejuures tuleviku-heaoluga, mis on ka üheks teose peamiseks liikumapanevaks jõuks. Kalevipoeg ei propageeri säästva arengu väärtusi küll alati ise, kuid üldiselt avaldub siin Kalevipojale kui talupoeg-kuningale omane talupoeglik mõistlikkus ja valitsejatarkus. Säästvale arengule vastukäivaid tekstinäiteid, kus säästva arengu asemel valitseks pigem suhtumine „Pärast meid tulgu või veeuputus!“, õnnestus leida vaid Kalevipoja tegevuses primitiivse loodushiiuna. Ideoloogilisel tasandil pälvis taoline teguviis siiski hukkamõistu ja säästvale arengule otseselt vastukäivaid väärtusi analüüsi käigus ei leitud. Niisiis võib säästva arengu kohta öelda seda, mida näiteks demokraatia kohta öelda ei saa (vt Kreutzwald, 1961 pt: XVII.283-6): see on eesti rahvuslikus tüvitekstis igati olemas!

KIRJANDUS Annist A. 1961. Sissejuhatus. In: Kalevipoeg. Tekstikriitiline väljaanne ühes kommentaaride ja muude lisadega I. Tallinn: Eesti Riiklik Kirjastus, 21-67. Annist A. 2005. Friedrich Reinhold Kreutzwaldi „Kalevipoeg“. Tallinn: Eesti Keele Sihtasutus. Kreutzwald FR. 1961. Kalevipoeg. Tekstikriitiline väljaanne ühes kommentaaride ja muude lisadega I. Tallinn: Eesti Riiklik Kirjastus. Laugaste E. 1960. Kalevipoeg. Tallinn: Eesti Riiklik Kirjastus. Raud E. 2009. Kalevipoeg. Tallinn: Ilo. Ridala V. 1998. Kalevipoeg. Tallinn: Athena.


66

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Undusk J. 1994. Rahvaluuleteksti lõppematus. Felix Oinas, soome meetod ja intertekstuaalne „Kalevipoeg“. In: Oinas F. Surematu Kalevipoeg. Tallinn: Ühiselu, 147174. Veebimaterjalid Adams WM, Jeanrenaud SJ. 2008. Transition to Sustainability: Towards a Humane and Diverse World; http://cmsdata.iucn.org/downloads/transition_to_sustainability_en_pdf_1.pdf (14.10.2011). Boulding KE. 1965. Earth as a Space Ship; http://www.colorado.edu/Economics/ morey/4999Ethics/Boulding-EARTH%20AS%20A%20SPACE%20SHIP1965.pdf (14.11.2011). Eesti keele seletav sõnaraamat. 2011; http://www.eki.ee/dict/ekss/index. cgi?Q=s%C3%A4%C3%A4stma&F=M (31.10.2011). Jeanrenaud S. 2006. The Future of Sustainability: Have Your Say! Summary of the IUCN E-Discussion Forum 2006; http://cmsdata.iucn.org/downloads/iucn_have_your_say_.pdf (14.10.2011). OCF = Report of the World Commission on Environment and Development: Our Common Future; http://www.un-documents.net/wced-ocf.htm (31.10.2011).


ÕHUKVALITEEDI HINDAMINE MUDELIGA FRAME ÜHENDKUNINGRIIGI NÄITEL Riinu Ots

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Õhusaaste pikaajaliste muutuste uurimine iseloomustab ühe näitajana arengu jätkusuutlikkust. Õhusaaste leviku mudeleid kasutatakse selleks, et leida arengustsenaariume, mille puhul saastekahjud on võimalikult väikesed. See tähendab, et näiteks uut tootmiskompleksi või maanteed kavandades arvestatakse asukoha valikul ka piirkonna atmosfäärseid hajumistingimusi. SISUKOKKUVÕTE Käesolevas töös analüüsiti kolme gaasi (NH3, HNO3, SO2) ja kolme aerosooli (NH4+, NO3-, SO42-) kontsentratsioone Suurbritannia ja Põhja-Iirimaa Ühendkuningriigi õhus aastatel 2000–2010. SO2, NOx ja NH3 emissioonide andmebaaside summaarsed kogused viidi iga aasta jaoks vastavusse Ühendkuningriigi ametlike aruannetega – see oli vajalik, sest ruumilise lahutusega andmebaasid eksisteerivad vaid aastate 2000 ja 2006 jaoks. Kasutati statistilist Lagrange’i õhusaaste leviku mudelit FRAME (Resolution Atmospheric Multi-pollutant Exchange), arvutamaks aastakeskmisi kontsentratsioone uuritud alale 5x5 km võrgulahutusega, arvutuste paikapidavust võrreldi seirejaamade mõõtmisandmetega. Mõõtmisandmeid analüüsiti ka kuukeskmiste kontsentratsioonidena eelnimetatud 11 aasta jooksul: otsiti statistiliselt olulisi lineaarseid trende ja arvutati suhteline õhukontsentratsiooni vähenemine selle perioodi jaoks. Tulemustena näidati mudeli FRAME paikapidavust õhusaaste hajumisarvutusel ning demonstreeriti tugevaid langevaid trende enamiku uuritud gaaside ja aerosoolide kontsentratsioonis suuremas osas mõõtmisjaamades.


68

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

SISSEJUHATUS Käesoleva töö eesmärgid on 1) analüüsida õhusaaste pikaajalisi trende Ühendkuningriigis, 2) teha kindlaks, kui täpselt mudel FRAME hindab õhusaaste tasemeid. METOODIKA Saasteained ja emissioonid Töös käsitleti kolme suuremat atmosfääri lisandainete rühma: lämmastikoksiidid, ammoniaak, väävli oksiidid. Lämmastikoksiidid Atmosfääris leiduvate lämmastikoksiidide NO ja NO2 (edaspidi NOx = NO + NO2) põhiallikateks on fossiilsete kütuste põletamine, vallandumine pinnasest (nii looduslikel kui ka antropogeensetel põhjustel), biomassi põletamine, äike ja ammoniaagi (NH3) oksüdeerumine. NOx oksüdeerumisel tekkiv lämmastikhape (HNO3) võib omakorda reageerida ammoniaagiga, moodustades ammooniumnitraadi NH4NO3. Nitraatioon NO3- on aga troposfääri keemia jaoks oluline radikaal. Ammoniaak Atmosfäärse ammoniaagi põhiallikaks on loomakasvatus, kuid ammoniaaki eritub ka põllumajanduslikest väetistest (nii tootmise kui ka kasutamise ajal) ja biomassi põletamisel. Väävli oksiidid Atmosfäärse väävli põhiallikateks on fossiilsete kütuste ja biomassi põletamine. Käesolevas töös käsitleti vääveldioksiidi ja sulfaadiioonide (SO42-) kontsentratsioone, kusjuures vääveldioksiidi põhilised gaasifaasi reaktsioonid on (Seinfeld & Pandis 1998): OH. + SO2 + M → HOSO2. + M HOSO2. + O2 → HO2. + SO3 SO3 + H2O → H2SO4

(1) (2) (3)

Emissioonide andmebaasid Õhusaaste leviku mudeli jaoks tarvilikud allika- ehk emissioonifailid sai artikli autor oma juhendajatelt. Ammoniaagi emissioonid olid arvutatud mudeliga AENEID (Atmospheric Emissions for National Environmental


69

Riinu Ots

Impacts Determination), mis koostab 5x5 km2 ammoniaagi emissioonide andmebaasi loomakarjade (veised, sead, linnud, lambad ja hobused), maakasutuse, väetiste kasutamise, liikluse, metsloomade ja muu inimtegevuse põhjal. SO2 ja NOx emissioonid maismaal on pärit NAEI andmebaasist (www.naei.org.uk; üle 900 punktallika ja SNAP koodidele vastavad pindallikad). Joonisel 1 on näha maismaa emissioonide vähenemine aastatel 2000–2009.

Joonis 1. Nox, SO2 ja NH3 maismaa emissioonid aastatel 2000–2009. 20.08.2011

Artikli autor leidis ruumilise lahutusega emissiooniandmetele skaleerimistegurid, viimaks koguemissioonid vastavusse Ühendkuningriigi iga-aastaste ametlike aruannetega, ning kirjutas vastavad tegurid mudeli FRAME algväärtustamiskoodi. Tabelis 1 on ära toodud maismaa emissioonide suhtelised muutused aastatel 2000– 2009. Tabel 1. Emissioonide suhtelised muutused 10 aasta jooksul. 21.08.2011 UK

2000

2009

Muutus

NH3

333 kt

288 kt

13,5%

Nox

1789 kt

1086 kt

39,3%

SO2

1253 kt

397 kt

68,3%

Seireandmed ja statistiline analüüs Uuritud saasteainete kuukeskmiste kontsentratsioonide seireandmed 12 mõõtmisjaama kohta (joonis 2) saadi UK Acid Deposition Monitoring Network iga-aastastest aruannetest (Tang et al., 2008). Veel avaldamata aastate 2009 ja 2010 jaoks saadi andmed isikliku kontakti kaudu nende põhihaldajaga.


70

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Joonis 2. UK Acid Deposition Monitoring Network igakuised proovivõtukohad alates septembrist 1999

Mõõtmisandmete aegridadele (2000–2010, kuukeskmised kontsentratsioonid, NH3, HNO3, SO2, NH4+, NO3- ja SO42-) tegi töö autor statistilise analüüsi. Iga ainet vaadeldi eraldi iga mõõtmisjaama jaoks. Tehti p-test, määramaks potentsiaalse lineaarse trendi statistilist usaldusväärsust (alampiiriks võeti p-väärtus 0.05), leiti lineaarse regressiooni algordinaat ja tõus. Arvutati suhteline vähenemine trendi tõusu kaudu 11 aasta jaoks.


71

Riinu Ots

Õhusaaste leviku modellerimine – FRAME Lagrange’i õhusaaste leviku mudelit FRAME kasutas artikli autor, arvutamaks aastakeskmisi kontsentratsioone uuritud alale, võrgulahutusega 5x5 km iga uuritud aasta jaoks; mudeli täpsema tehnilise kirjelduse võib leida Fournier et al. (2003) ja Vieno (2005) tekstidest. Õhusaaste leviku mudeli sisendfailideks olid emissioonifailid, tuuleroosid (sagedus ja kiirus 15o lahutusega) ja sademefailid ning väljundiks kontsentratsioonikaardid Ühendkuningriigi õhus. Modelleeritud tulemusi võrreldi seirejaamade mõõtmistulemustega. TULEMUSED JA ANALÜÜS Kahe erineva taustaga (tööstuspiirkonnas asuv Stoke Ferry ja foonialal paiknev Strathvaich Dam – joonis 2) mõõtmisjaamade SO2 kontsentratsioonid kogu uuritud perioodil on esitatud joonistel 3 ja 4. Stoke Ferry (joonis 3) SO2 lineaarset regressiooni kirjeldab valem y = 3.12 - 0.24x ,

(4)

kus y – kontsentratsioon, x – aasta ning p-väärtus = 10-18. Strathvaich Dam (joonis 4) SO2 lineaarset regressiooni kirjeldab valem y = 0.25 - 0.01x

(5)

ning p-väärtus = 0.01.

Joonis 3. SO2 õhukontsentratsiooni seireandmed Stoke Ferry mõõtmisjaamast (hallid jooned), lineaarne regressioon valemi (4) järgi (must joon). 20.09.2011


72

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Joonis 4. SO2 õhukontsentratsiooni seireandmed Strathvaich Dam mõõtmisjaamast (hallid punktid), lineaarne regressioon valemi (5) järgi (must joon). 21.09.2011

Iga saasteaine jaoks arvutatud regressioonivalemitest leiti kontsentratsiooni suhteline vähenemine uuritud aastate jaoks. Joonisel 5 on näidatud suhtelised vähenemised SO2 kontsentratsioonides kõikide mõõtmisjaamade jaoks aastatel 2000–2010, kõik SO2 trendid olid statistiliselt olulised.

Joonis 5. Suhtelised vähenemised SO2 kontsentratsioonides kõikide mõõtmisjaamade jaoks aastatel 2000–2010. 20.10.2011

Joonisel 6 on näidatud suhtelised muutused NH3 jaoks kõikides mõõtmisjaamades, eraldi on värvitud statistiliselt olulised ja mitteolulised (p-väärtus üle 0.05) trendid. Olulised on vaid nelja mõõtmisjaama trendid ning nendest 2 vähenevad ja 2 suurenevad, mis demonstreerib ammoniaagi kontsentratsioonide väga suurt ruumilist muutlikkust ning näitab, et ammoniaagi uurimiseks on vaja oluliselt rohkemate seirejaamade mõõtmistulemusi.


Riinu Ots

73

Joonisel 7 on esitatud mudeliga FRAME arvutatud saasteainete kontsentratsioonid aastate 2000–2010 jaoks. Eraldades ruumlahutusega 5x5 km jooksudest aastakeskmised kontsentratsioonid seirejaamade jaoks ja neid valideerides, leiti väga tugevad positiivsed determinatsiooni kordajad (5 aine ja 12 seirejaama minimaalne leitud korrelatsioon 11 aasta jaoks oli 0.66, HNO3 jaoks oli see kordaja vahemikus 0.4–0.76).

Joonis 6. NH3 suhtelised muutused kõikides mõõtmisjaamades, eraldi on värvitud statistiliselt olulised ja mitteolulised (p-väärtus üle 0.05) aegread. 21.10.2011

Joonis 7. Mudeliga FRAME arvutatud keskmised kontsentratsioonid kogu Ühendkuningriigi jaoks uuritud aastatel. 22.10.2011


74

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Tabelis 2 on koondtulemused emissioonide suhtelisest vähenemisest kogu Ühendkuningriigis aastatel 2000–2009 ja 12 seirejaama aegridade (mõõdetud ja modelleeritud) statistiliselt oluliste trendide keskmised väärtused. Üldiselt on kooskõla väga hea, erinevusi SO2 ja SO4 trendides (mõõdetud vs. modelleeritud) põhjustavad tõenäoliselt mudeli iseärasused (oksüdatsiooni reaktsiooni kiirused), sest ametlike aruannete emissioonid on kooskõlas mõõdetud kontsentratsioonidega nendes jaamades. Nagu varasemalt näidatud, ei iseloomusta ainult need 12 jaama kogu Ühendkuningriigi ammoniaagi kontsentratsioonide muutlikkust piisava ruumilise lahutusega. Seega võib öelda, et uurimistöö eesmärgid täideti: näidati mudeli FRAME paikapidavust õhusaaste hajumisarvutusel ning demonstreeriti tugevaid langevaid trende enamiku uuritud gaaside ja aerosoolide kontsentratsioonis suuremas osas mõõtmisjaamades. Tabel 2. Koondtabel emissioonidega, seirejaamade mõõtmistulemuste ja modelleeritud kontsentratsioonidega. 23.10.2011 Emissioonid UK

Mõõdetud

Modelleeritud

2000-2009

2000-2010

2000-2010

NH3

-14%

SO4

-56%

SO4

-38%

NOx

-39%

NO3

-34%

NO3

-33%

SO2

-68%

NH4

-43%

NH4

-37%

SO2

-71%

SO2

-80%

HNO3

-33%

HNO3

-7%

NH3

-5%

NH3

-6%


Riinu Ots

75

KIRJANDUS Fournier N, Pais VA, Sutton MA, Weston KJ, Dragosits U, Tang YS, Aherne J. 2003. Parallelization and application of a multi-layer atmospheric transport model to quantify dispersion and deposition of ammonia over the British Isles. Environmental Pollution 116(1): 95-107. Seinfeld JH, Pandis SN. 1998. Atmospheric Chemistry and Physics. New York, USA: Wiley, 50-150. Tang YS, van Dijk N, Anderson M, Simmons I, Smith RI, Armas-Sanchez E, Lawrence H, Sutton MA. 2008. Monitoring of nitric acid, particulate nitrate and other species in the UK - 2007. Interim report under the UK Acid Deposition Monitoring Network to NETCEN/DEFRA. Vieno M. 2005. The use of an Atmospheric Chemistry-Transport Model (FRAME) over the UK and the development of its numerical and physical schemes. PhD thesis, University of Edinburgh.


PIIRIÜLESED SÜÜTEOD JA EESTI KESKKONNAKARISTUSÕIGUS Mattias Jõgi

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Ei ole ilmselt liialdus väita, et kuigi keskkonnakaristusõigus ei ole kindlasti säästva arengu keskmes, kuulub ta hädaabivahendina siiski niisuguste ühiskondlike instrumentide hulka, milleta oleks säästvast arengust keeruline rääkida. Enamik inimesi ilmselt ei vaja näiteks tuletõrjet kordagi elus, ent ometi oleks äärmiselt kõhe elada linnas, kus seda poleks. Selline on ka keskkonnakaristusõiguse (aga tegelikult ka paljude teiste karistusõiguse harude) ning säästva arengu seos. Artikkel tegeleb keskkonnakaristusõiguse probleemidega, mis ületavad riigipiire nii nagu keskkond isegi. Meile nii vajaliku elukeskkonna jätkusuutlik eksisteerimine ei ole mõeldav ainult üheainsa riigi – meie puhul veel väga väikse riigi – piirides. Et kaitsta end situatsiooni eest, kus mõni teine riik ei soovi menetleda keskkonda kahjustavaid süütegusid, on loodud Eesti karistusõiguses sätted, mis võimaldavad teatud juhtudel selliste tegude eest karistamise enda kätte võtta. Niisuguste võimaluste kasutamine ei ole kindlasti lihtne ja tuleb loota, et neid ei tulegi kasutada. Lõppeks on kõige säästvam areng see, mis ei sunni kedagi karistama. Aga kui vajadus peaks siiski tekkima, on hea teada, et kodulinnas on tuletõrje olemas. SISUKOKKUVÕTE Artiklis uuritakse, kas ja kuidas on kehtiva Eesti karistusõiguse järgi võimalik karistada isikut, kes paneb toime keskkonnavastase kuriteo välisriigis ning seda nii juhtudel, kui niisugune tegu kahjustab Eesti keskkonda, kui ka juhtudel, mil see vähemalt karistusõigusliku teoühtsuse mõttes Eestis tagajärge kaasa ei too. Töö tulemusel on võimalik väita, et juhul kui tegu Eestis otseselt tagajärge kaasa ei too, on teoreetiliselt küll ilmselt võimalik teatud harvadel juhtudel niisuguse teo eest Eestis karistada, kuid see pole võimalik ühegi klassikalise


Mattias Jõgi

77

keskkonnavastase süüteo puhul, mis on kodifitseeritud karistusseadustiku 20. peatükki. Sellest peatükist välja jäävate, ent potentsiaalselt keskkonda kahjustavate kuritegude nomenklatuur on aga väga segane ning selle lõplik määratlemine pole ilmselt võimalik. Lihtsam on niisuguste keskkonnavastaste süütegudega, mille tagajärjed ulatuvad välisriigist Eesti territooriumile. Nende tegude eest karistamine on võimalik, kuna Eesti karistusõiguses kehtib ubikviteedipõhimõte, mille kohaselt saab teo toimepanemise kohaks pidada nii kohta, kus isik tegutses, kui ka kohta, kus saabus tagajärg. Seni pole teada, et niisuguste piiriüleste keskkonnasüütegude eest oleks Eestis karistatud. Küll aga võib sellise võimaluse efektiivne rakendamine muutuda hädavajalikuks suvalisel hetkel. Autori arvates tuleks õigusselgusele kasuks, kui määratletaks formaalselt need keskkonda kahjustavad kuriteod, mille eest on võimalik Eestis karistada isegi siis, kui tegu ei too kaasa tagajärge Eestis. SISSEJUHATUS On ilmselge, et ideaalse keskkonnaalase regulatsiooni mudeliks on – täpselt samuti nagu ilmselt pea igal teisel elualal – olukord, kus kedagi ei ole vaja sundida olulisi printsiipe järgima. Ometi on see utoopia, sest alati leidub niisuguseid füüsilisi või juriidilisi isikuid, kes püüavad tekitada endale eeliseid mängureeglite järgimata jätmisega. Mõistagi on paljud reeglid niisugused, mis ilmselt jäävadki nii-öelda viisakusreegliteks, sest ühest küljest polegi kunagi võimalik kõike lõpuni formaliseerida ning teisest küljest ei oleks roheline diktatuur kvalitatiivselt parem teistest diktatuuridest. Siiski on aga vältimatu, et teatud valuläve ületavate tegude vastu kasutatakse sunnimeetmeid. Keskkonnaõiguseks nimetatavas õigusharus esineb loomulikult samuti sunnimeetmeid, kuid keskkonnaõigus on olemuslikult siiski haldusõiguse haru. Siinkohal peab tulema kõige hädalisematel juhtudel appi karistusõigus. Kõige hädalisematel seetõttu, et karistusõiguses kehtib üldtunnustatud ultima ratio ehk äärmise abinõu põhimõte (Sootak, 2003), mille järgi tegu tunnistatakse karistatavaks vaid siis, kui see on õigushüve kaitsmiseks hädavajalik. Eesti karistusseadustikus (RT I 2001, 61, 364; RT I, 08.07.2011, 52, edaspidi KarS) on keskkonnaõiguse seisukohalt olulisimad 20. peatükis sisalduvad keskkonnavastased süüteod ning need on suuresti niisugused, mis peaksid kaitsma just hoolimatus majandustegevuses toimuvate liialduste eest. Trafaretne, kuid siiski täiesti asjakohane tõdemus ütleb, et keskkond riigipiire ei tunne ning seetõttu ei ole üllatav, et keskkonnavastaste süütegudega võitlemiseks otsitakse kõikvõimalikke piiriüleseid lahendusi. Selleks kasutatakse


78

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

peamiselt kaht viisi: esiteks riikide poolt siseriiklikus õiguses kindlate tegude kriminaliseerimist ning teiseks supranatsionaalsete organisatsioonide tegevust (Mégret, 2011). Klassikaliselt on piiritletud karistusõiguse kehtivust riigi territooriumiga ning üldiselt nii oli see ka Eesti NSV kriminaalkoodeksis (Rebane, 1980) ning Eesti Vabariigis kuni 2002. aasta 31. augustini kehtinud kriminaalkoodeksis (RT I 1992, 20, 287; 2002, 84, 492). Niisugusest kitsast lähtekohast on kaugenetud ning praegu kehtiv KarS-i § 9 lg 1 p 3 lubab Eesti karistusõiguse järgi karistada ka esimese astme kuriteo eest, mis pandi toime väljaspool Eesti territooriumi, kui see kahjustab keskkonda. See tundub mõistlik ning see norm on kehtinud juba üle üheksa aasta5, mistap on paras aeg vaadata, millised on võimalused selle rakendamiseks. Samuti heidetakse artiklis pilk teistele küsimustele KarS-i üldosas, mis on seotud keskkonnakaristusõiguse piiriülese rakendamisega, ning lõpuks esitatakse hinnang kehtivale regulatsioonile ja vajadusel tehakse ettepanekud olukorra parandamiseks. METOODIKA Töö koostamisel on lähtutud kehtivast Eesti karistusõigusest ning seda ümbritsevast dogmaatikast ja praktikast. Viimast on küll napilt, mis on ka osaliselt põhjus, miks kõnealune teema vajab teoreetilist uurimist. Sekka on ka heidetud põgus pilk meile ühele lähedasemale õiguskorrale ehk Saksamaa kehtivale karistusõigusele; samuti ei saa enam tänapäeval karistusõiguses päriselt mööda vaadata Euroopa Liidu õigusest. Tegemist on õigusteadusliku teoreetilise uurimusega, mistõttu õigusvälise tegelikkusega eraldi uurimistööd tehtud ei ole ning seda on käsitletud nii palju kui õiguse ja faktilise tegelikkuse vahelise kontakti hoidmiseks vajalik. DISKUSSIOON Keskkonda kahjustavate kuritegude eriklausli rakendusala KarS § 9 lg 1 p 3 laiendab, nagu eelnevalt mainitud, Eesti karistusõiguse kehtivusala Eesti piiridest väljapoole keskkonda kahjustavate esimese astme kuritegude puhul. Esimese astme kuriteoks peetakse niisugust tegu, mille eest nähakse raskeima karistusena ette vangistus üle viie aasta või juriidilise isiku puhul sundlõpetamine (KarS § 4 lg 2). Kõnealune Eesti karistusõiguse 5 Üheksa aastat on kehtinud see norm niisugusel kujul, kuid enne 14.01.2008 viidati sellele lihtsalt kui KarS § 9 punktile 3, kuna paragrahvil ei olnud teist lõiget. Vt RT I 2008, 1, 1.


Mattias Jõgi

79

kehtivusala laiendav norm koosneb niisiis kahest elemendist: esiteks peab tegemist olema keskkonda kahjustava teoga ning teiseks peab see tegu olema esimese astme kuritegu, s.t karistatav pikema kui viieaastase vangistusega. On alust arvata – kuigi näiteks KarSi omaaegsest seletuskirjast (Eelnõu ja seletuskiri, 1999) ega ka mujalt kirjandusest seda otsesõnu ei leia –, et keskkonna kahjustamise all on mõeldud materiaalset kriteeriumit ehk tegemist ei pea olema tingimata niisuguse kuriteokoosseisuga, mille tekstist võib leida sõna “keskkond”, vaid piisab, kui sellele koosseisule vastav tegu keskkonda kahjustab. Eesti kirjanduses pole sisuliselt selle probleemiga tegeletud. Siiski on avaldatud arvamust, et eelkõige peab KarS § 9 lg 1 p 3 silmas keskkonnavastaseid süütegusid, mis on sätestatud KarS-i 20. peatükis, kuid kõne alla võivad tulla ka näiteks KarS §-d 103 ja 104 (Sootak & Pikamäe, 2009; § 9; komm 3). Eriklausli rakendusalasse kuuluvad süüteokoosseisud Niisiis leiab kehtivast õigusest omajagu süüteokoosseise, mille täitmise puhul on üpris tõenäoline, et saab rääkida keskkonda kahjustava süüteo toimepanemisest. Eespool viidatud KarS §-d 103 ja 104 on sõjasüüteod, täpsemalt keelatud relvade kasutamine ning keskkonna kahjustamine sõjapidamisviisina. KarS-i 20. peatükk sisaldab 25 keskkonnavastast süüteokoosseisu, kui mitte arvestada kvalifitseeritud koosseise. Teatav osa neist on niisuguse iseloomuga, et oleks puhtteoreetiliseltki väga raske näha ette huvi niisuguste välisriigis toime pandud süütegude Eestis menetlemiseks, kuna nende põhjustatav kahju on tõenäoliselt väga lokaalse iseloomuga.6 Niisuguste hulka kuulub näiteks puude ja põõsaste ebaseaduslik raie (KarS § 356). Olgu aga öeldud, et vaatlusaluse KarS § 9 lg 1 punktist 3 tuleneva karistusõiguse kehtivusala eriklausel ise ei eelda, et tegu oleks Eesti keskkonda kahjustanud. See ei saa olla juhuslik, kuna omaaegses KarS-i eelnõu tekstis oli samas sättes formuleering “Eesti Vabariigi keskkonda” (Eelnõu ja seletuskiri, 1999). Teine selle eriklausli rakendamiseks vajalik eeldus on, et tegu oleks esimese astme kuriteoga. Eelmainitud keelatud relvade kasutamise kuriteokoosseis, mida peetakse võimalikuks eriklausli rakendusalasse kuuluvaks kuriteokoosseisuks, võimaldab karistada kuni kaheteistaastase vangistusega ning seega on kahtlemata tegemist esimese astme kuriteoga, mis kuulub eriklausli rakendusalasse. Seda mõistagi juhul, kui keelatud relvade kasutamisega kahjustatakse 6 Täpset niisuguste väga lokaalse iseloomuga keskkonnavastaste süütegude hulka pole ilmselt võimalik kindlaks teha, kuna keskkonnavastaste süüteokoosseisude sage omapära on võrdlemisi laiaulatuslik määratlemata õigusmõistete kasutamine.


80

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

keskkonda, mis on juba faktilise asjaolu tuvastamise küsimus. Samuti potentsiaalselt keskkonda kahjustav sõjasüüteokoosseis ehk keskkonna kahjustamine sõjapidamisviisina näeb ette kuni viieaastase vangistuse ning ei ole seega esimese astme kuritegu. Eriklausli tingimustele võib teatavatel juhtudel vastata ka terrorikuriteo (KarS § 237) koosseis, sest seda on võimalik täita ka keskkonnavastase teoga, kui see “on toime pandud eesmärgiga sundida riiki või rahvusvahelist organisatsiooni midagi tegema või tegemata jätma või tõsiselt häirida riigi poliitilist, põhiseaduslikku, majanduslikku või ühiskondlikku korraldust või see hävitada või tõsiselt häirida rahvusvahelise organisatsiooni tegevust või see hävitada või tõsiselt hirmutada elanikkonda”. Et terrorikuritegu on karistatav kuni eluaegse vangistusega, on see mõistagi esimese astme kuritegu ning niisugusena kuulub eriklausli rakendusalasse, kui terroriakt on toime pandud keskkonnavastase teoga. Üllatav on aga asjaolu, et ükski keskkonnavastaste süütegude peatükis leiduvatest süüteokoosseisudest ei sätesta pikemat kui viieaastast vangistust ning seega eriklausli rakendusalasse ei kuulu. Kaitstava loodusobjekti kaitse nõuete eiramine (KarS § 357 lg 1) ning keskkonna saastamine raskendavatel asjaoludel (KarS § 364 lg 21) näevad küll ette kuni viieaastase vangistuse, ent seadusandja on otsustanud nad jätta napilt siiski teise astme kuritegudeks. Siinkirjutaja ei soovi võtta seisukohta karistusmäärade kui selliste asjakohasuse kohta, kuna see nõuaks ilmselt täiesti eraldi analüüsi. Küll aga tekitab küsimusi keskkonnaalase karistusõiguse kehtivusala eriklausli asjakohasus juhul, kui seda on ilmselt võimalik rakendada vaid ühe süüteokoosseisu puhul, mis omakorda on niisugune, mida on võimalik täide viia ainult sõja tingimustes. Järeldused eriklausli kohta Tõenäoliselt oleks võimalik välja mõelda väljaspool keskkonnavastaste süütegude peatükki veel mõni esimese astme kuriteokoosseis, mida saab täita keskkonnavastaselt. Samuti ei pea mõistagi kõik õigusnormid olema lakkamatus rakenduses. Üks praeguse KarS-i koostaja Priit Pikamäe on näiteks nimetanud enamikku sealsetest paragrahvidest valveparagrahvideks, mida tulebki väga harva rakendada (Pikamäe et al., 2002). Samas on ka selge, et niisugune seisukoht käib kas eriosa paragrahvide kohta või siis niisuguste sätete kohta, mida on siiski võimalik iseseisvalt rakendada. Vaatlusalune KarS § 9 lg 1 p 3 aga niisuguste sätete hulka ei kuulu, kuna see vajab rakendumiseks ka sobivaid eriosa kuriteokoosseise. Kui need puuduvad või eksisteerivad niisugusel kujul, et nende täitmise ettekujutamine just keskkonda kahjustaval viisil nõuab suurt kujutlusvõimet, ei ole kõnealuse eriklausli


Mattias Jõgi

81

puhul tegemist mitte niivõrd valveparagrahvi, kuivõrd siiski suuresti tühja paragrahviga. Arvestades keskkonna aina kasvavat tähtsust mõistliku ja meeldiva inimeksistentsi jätkamiseks ning selle tähendust meie igapäevases teadvuses ning silmas pidades ka meie geopoliitilist asendit keskkonnast ilmselt vähem hooliva suure tööstusriigi naabruses, tasuks mõelda, kas leidub võimalusi eriklausli rakendusala laiendamiseks. Praktiline meetod eriklausli rakendusala selgemaks muutmiseks oleks see kindlate süüteokoosseisudega piiritleda, nii nagu on tehtud näiteks kuriteole kihutamise katse kriminaliseerimisel (KarS § 221). On tõsi, et tegemist ei ole kõige elegantsema normitehnilise lahendusega, kuid see on vähemasti võrdlemisi üheselt mõistetav. Ubikviteedipõhimõte ja selle rakendusala Keskkonda kahjustavate süütegude potentsiaalne piiriülene iseloom sunnib küsima, kas kehtiv Eesti karistusõigus võimaldab ka mõnel muul juhul karistada teo eest, mis pole vähemalt tavaarusaama mõttes Eestis toime pandud, kuid mis mõjutab Eesti keskkonda. Nagu juba varem mainitud, kehtib traditsiooniliselt riigi karistusõigus tegude suhtes, mis on toime pandud riigi territooriumil, ning see põhimõte on formuleeritud ka KarS § 6 lõikes 1. Küll aga annab mänguruumi küsimus, milliseks pidada teo täideviimise kohta. Paljud keskkonnavastased süüteod on koosseisutüübilt tagajärjedeliktid ehk nende süüteokoosseisude täitmiseks on tarvis tekitada mingi koosseisule vastav tagajärg. Seega pakuvad siinkohal huvi KarS § 11 lg 1 punktid 3 ja 4, mille järgi on tegu täide viidud kohas, kus saabus süüteokoosseisu kuuluv tagajärg või isiku ettekujutuse järgi oleks pidanud saabuma süüteokoosseisu kuuluv tagajärg. Samasugune põhimõte kehtib ka Eesti tänapäevasele karistusõigusele suureks eeskujuks olnud Saksa karistusõiguses (Strafgesetzbuch, § 9 lg 1). Et KarS § 11 lg 1 p 1 järgi on tegu ka täide viidud kohas, kus isik tegutses, on tagajärjedeliktide puhul võimalik pidada teo täideviimise kohaks mitut kohta. Sellist printsiipi nimetatakse ubikviteedipõhimõtteks (Sootak, 2010). Riigikohus on selle põhimõtte alusel tunnustanud Eestis toimunud narkokuriteo välisriigist rahastamise ja juhtimise kriminaliseeritust Eestis (RKKKo nr 3-1-1-84-09, p 12). Järelikult võib ette kujutada situatsiooni, kus isik tegutseb mõnes naaberriigis, ent keskkonnavastane tagajärg saabub Eestis. Tõenäoliselt tähendab see muidugi seda, et tagajärg saabub nii naaberriigis kui Eestis, ent põhimõtteliselt ei ole see problemaatiline. Muidugi ei ole välistatud vaidlus juhul, kui süüteokoosseis näeb ette vastutuse vaid mingi kvantitatiivse kahjumäära tekkimise puhuks, sest ebaselgeks võib osutuda küsimus, kas lugeda niisuguse määra hulka vaid Eestis tekkinud kahju või lähtuda teoainsuse printsiibist ning lugeda kahju hulka kogu teoga tekitatud


82

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

kahju sõltumata riigipiiridest. See võib aga omakorda tekitada menetluslikke probleeme. Millised võivad siis olla keskkonnavastased süüteod, mis pannakse küll toime mujal, kuid mille tagajärjed võivad saabuda Eestis? Sellisteks võib olla ilmselt nii keskkonna saastamine (KarS § 364) kui ka üleujutuse, soostumise ja veehulga lubamatu vähenemise põhjustamine, seda nii tahtlikult kui ettevaatamatult (vastavalt KarS §-d 369 ja 370). Need on tõenäoliselt need süüteokoosseisud KarS-i keskkonnavastaste süütegude peatükist, mille puhul ei saa piiriüleste tagajärgede tekkimist pidada sugugi fantastika valdkonda kuuluvaks. Lisaks KarS-i keskkonnavastaste süütegude peatükis sisalduvatele süüteokoosseisudele leiab aga teisigi karistatavaid tegusid, mille tagajärjed võivad ulatuda üle piiride. Väga eluline metsatulekahjude problemaatika on ilmselt kaetud süütamise üldkoosseisuga (KarS § 404), kuna dogmaatikas jaatatakse selle koosseisu sobivust kinnisasja süütamise puhul (Sootak & Pikamäe, 2009, § 404, komm 3.2). Nimetatud koosseis eeldab küll ohu tekkimist inimese elule või tervisele, kuid mastaapse metsatulekahju puhul peaks olema see üpris tõenäoline, vastasel juhul tuleb aga kõne alla vastutus asja rikkumise ja hävitamise eest kas tahtlikult või ettevaatamatusest (vastavalt KarS §-d 203 ja 205). Samuti tasub tähelepanu pöörata plahvatuse tekitamise kuriteokoosseisule, eriti selle kvalifikatsioonile, mis räägib plahvatuse tekitamisest tuumaenergia abil, ohtlikus ettevõttes või suurõnnetuse ohuga ettevõttes (KarS § 405 lg 3). See kvalifitseeritud koosseis sätestab ka karistusmäära, mis muudab selle esimese astme kuriteoks ning järelikult võib see ka alluda artiklis eespool analüüsitud Eesti karistusõiguse rakendusala eriklauslile.

Täiendav eriklausel merel KarS sisaldab lisaks eelmainitutele veel ühe spetsiifilise võimaluse Eesti territooriumist väljaspool toime pandud keskkonda kahjustavate kuritegude eest karistamiseks. Selle sätestab KarS § 9 lg 2, mille järgi kehtib Eesti karistusõigus “majandusvööndis või avamerel toimepandud keskkonda kahjustava teo kohta sõltumata süüteo liigist kooskõlas välisriigi laevade suhtes kehtestatud rahvusvahelise mereõiguse nõuete ja õigustega”. Selline spetsiifiline laevade tekitatud merereostust puudutav norm tuleneb otseselt Euroopa Liidu õigusest (2005/35/EÜ) ning vajaks seetõttu eraldi analüüsi.


Mattias Jõgi

83

Järeldused Võib niisiis väita, et Eesti keskkonnakaristusõigus ei koosne üksnes süüteokoosseisudest, vaid see on kajastatud ka karistusõiguse üldosas. See keskkonnakaristusõiguse üldosa võimaldab tõepoolest teatud juhtudel karistada keskkonda kahjustava teo eest, mis on vähemalt pealtnäha toime pandud välisriigis. Need võimalused on aga väga piiratud. Iseenesest ei ole selles midagi halba, et otseselt Eesti keskkonda mitte kahjustanud teo eest on võimalik karistada väga harvadel juhtudel. Ei pea lõppeks Eesti Vabariik võtma enda õlule kogu maailma asjadesse sekkumist. Siiski võiks pisut selgem olla, milliste tegude puhul on see võimalik, ning õigusteoreetilise puhtuse asendamine õigusselgusega võib olla mõistlik. Välisriigis toime pandud teoga Eestis keskkonda kahjustava tagajärje esile kutsumise puhul on õiguslik situatsioon selgem: selliste tegude eest on kindlasti võimalik Eestis karistada. Siinkirjutajale teadaolevalt pole seda põhimõtet keskkonnaalaste süütegude puhul siiski veel rakendatud. Tõenäoliselt puuduks tihti selleks ka vajadus, kuna välisriik saab enamasti sellise teo eest karistamise enda peale võtta. Siiski on hea, et juhul kui välisriik karistada ei saa või ei soovi, on Eestis seda võimalik teha. Õnneks ei saa väita, et välismaiste keskkonnakurjategijate Eestis karistamine oleks niisugune probleem, mida sagedasti ette tuleks. Seetõttu on paljud käsitletud probleemidest võrdlemisi teoreetilised ning kohtupraktikas läbi proovimata. Samas ei tähenda see seda, et need probleemid ühel hetkel väga valusalt praktilisteks küsimusteks muutuda ei või. Siinkohal on siiski täiesti asjakohane eelviidatud Priit Pikamäe selgitus valvenormidest. Kui seadusandja on leidnud ühiskonnast üles karistamist väärivad teod, need nõuetekohaselt positiviseerinud ja kodifitseerinud ning samuti toiminud karistamise üldreeglitega, siis võiks tegemist olla relvaga, millega on võimalik vastu astuda ka harvaesinevatele süütegudele, selle asemel et hakata alles pärast nende sooritamist mõtlema õiguslikele probleemidele. Soovimatuks eeskujuks olgu seejuures riigireetmise koosseis (KarS § 232), mis läks muutmisele pärast selle esimest ja seni õnneks ka viimast rakendamist. Omaette analüüsi vääriks kindlasti ka piiriüleste keskkonnaalaste süütegude problemaatika menetlusõiguses.


84

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

KIRJANDUS Karistusseadustiku eelnõu ja seletuskiri 1999; http://web.riigikogu.ee/ems/saros/9916/991610003.html (20.10.2011). Mégret F. 2011. The Problem of an International Criminal Law of the Environment. Columbia Journal of Environmental Law 36: 195-257. Pikamäe P, Laos S, Kivi K. (inter.) 2002. Päikese nime väärkasutamine – karistatav! Eesti Ekspress 12.09.2002, A12-A13. Rebane I (koost.) 1980. Eesti NSV kriminaalkoodeks. Kommenteeritud väljaanne. Tallinn, Eesti Raamat. Sootak J. 2003. Karistusõiguse alused. Tallinn, Juura. Sootak J, Pikamäe P. (koost.) 2009. Karistusseadustik. Kommenteeritud väljaanne. Tallinn, Juura. Normatiivmaterjal Euroopa Parlamendi ja nõukogu 7. septembri 2005 direktiiv (EÜ) nr 2005/35 – ELT L 255, 30.09.2005, lk 11-21. Karistusseadustik – RT I 2001, 61, 364; RT I, 08.07.2011, 52. Kriminaalkoodeks – RT I 1992, 20, 287; 2002, 84, 492. Strafgesetzbuch – http://www.gesetze-im-internet.de/stgb/ (22.10.2011). Kohtulahend Riigikohtu kriminaalkolleegiumi otsus 3-1-1-84-09, 18.11.2009.


SÜGISLEHTEDE POTENTSIAAL BIOKÜTUSENA Marta Kinnunen

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Et tagada ühiskonna jätkusuutlikkus, pööratakse tähelepanu kahele suurimale probleemile: üritatakse vähendada tekkivate jäätmete hulka ja tootmises eralduvate kasvuhoonegaaside kogust. Eestis on suurimaks saasteallikaks põlevkivi kaevandamine ja põletamine. Viimastel aastatel on aga pidevalt laienenud biokütuste kasutamine. Seda eelkõige kütuste kasutamist reguleerivate seaduste tõttu, mille kohaselt peab keskkonnasäästlike kütuste osakaal järjest suurenema. Lisaks juba kasutusel olevale biodiislile võimaldavad nüüdisaegsed biokütuste tootmis- ja põletustehnoloogiad efektiivselt ära kasutada praktiliselt kõiki metsa- ja puidutööstuse jäätmeid. Üha laiemat kütusena rakendamist leiab ka rohtne biomass, sealhulgas põhk ja erinevad jäätmed. Selleks et vähendada jäätmete teket, üritatakse üha enam kasutada taaskasutatavaid materjale. Jäätmekäitlushierarhia kohaselt on esimesel kohal siiski jäämete vältimine ja alles seejärel peetakse oluliseks taaskasutamist ja kõrvaldamist. Euroopa Liidu prügiladirektiivi 1999/31/EÜ kohaselt ei tohi biolagunevad jäätmed aastaks 2020 moodustada üle 20% prügilasse ladustatavate jäätmete hulgast. Seetõttu oleks ka puulehtedele uute rakenduste leidmine kasulik, et vähendada ladustatavate biojäätmete kogust. Haljastusjäätmete tekkimist vältida pole võimalik, seega tuleb kiiremas korras leida biolagunevatele jäätmetele uusi võimalusi taaskasutuseks ja kõrvaldamiseks. SISUKOKKUVÕTE Käesolevas töös uuriti sügiseste puulehtede põletamise võimalust. Tänapäeval on kasutusel erinevaid biomassi allikaid: biomassi produktsioon looduslikelt ja poollooduslikelt rohumaadelt, põllumajandusjäätmed, raiejäätmed, puit, biolagunevad olmejäätmed, kasvatatavad energiakultuurid, energiavõsa jt.


86

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Puitkütustele ja turbale on katlatüübi sobivuse korral võimalik lisada 10% ulatuses lisakütust, milleks oleks probleemne või väheuuritud omadustega kütus (Vares 2008). Selleks sobib näiteks rohtne biomass ning teoreetiliselt ka puulehed. Puulehed on veel väga vähe uuritud kütus ning edasise uurimiseta neid suurtes koostootmisjaamades põletama hakata ei saa. Autor tegi katseid eelnevalt kokku riisutud pargijäätmete hulgast kogutud puulehtedega. Esialgsete tulemuste kohaselt on puulehed võrdlemisi suure energiasisaldusega: keskmine kuivaine energiasisaldus on 20,64 kJ/g. Puulehtede põletamisel on probleemiks niiskus, mis kasutatud materjalis oli 35,65%. Niiskussisaldus on paljuski tingitud sügisese lehekoristusperioodi ilmastikuoludest. Katsete kohaselt on puulehtede tuha sisaldus 7,05– 9,93%. Erinevate puuliikide lehtedel on see erinev. Teostatud katsete põhjal pole võimalik määrata kõigi lehtede keskmist tuhasust, vajalikud on lisauuringud. Tegu oli esialgsete katsetega, kuid tulemuste põhjal võib järeldada, et sügislehtedel on potentsiaali biokütusena. Edasised uuringud peavad näitama, kas sügislehtede põletamine on tehniliselt sobiv lahendus. SISSEJUHATUS Arvutuste kohaselt kasvab igal aastal maailmas juurde ligikaudu 130 miljardit tonni biomassi (kuivaines väljendatuna). Selle energiasisaldus on 2178 EJ (eksadžauli, 1018 J). Energia tootmiseks saab ära kasutada kõigest murdosa sellest biomassist. Põhimõtteliselt kasutatakse energia tootmiseks seda osa biomassist, mis ei lähe toiduks ega tööstustooraineks. Tänapäeval kasutatakse biomassist saadud energiat kogu maailmas vaid 50 EJ aastas. Selle näitaja tõstmiseks on olemas märkimisväärne potentsiaal: esiteks biomassi tootmise ja utiliseerimise suurendamine ning teiseks energiamuundamise tõhustamine, mis eeldab uurimis- ja arendustegevust. Biomassi intensiivsem kasutamine energiaallikana võib aga sattuda vastuollu nii maakera üha kasvava elanikkonna suureneva toiduvajaduse kui ka looduskaitseliste eesmärkidega. WWF (World Wildlife Fund) kliimalahenduste visiooni kohaselt on aastaks 2020 võimalik biomassi kasutades katta 9% globaalsest soojusenergia vajadusest ja 24% elektrienergia vajadusest (Lehtveer, 2006). Käesoleva töö eesmärkideks on: • puulehtede kui kütuse tähtsamate karakteristikute määramine; • erinevate biokütuste omaduste võrdlemine puulehtedega; • sügiseste puulehtede kasutamise teoreetiliste võimaluste väljaselgitamine. 2006. aastal tarbiti Eestis 68% siin toodetud biokütuste energiast, sest


Marta Kinnunen

87

suur osa puidugraanulitest ja kütteturbast eksporditi. Eesmärk on suurendada taastuvatest ressurssidest toodetud soojuse osakaalu 2005. aasta 21%-lt 33%-le aastaks 2013, sealhulgas soojusega koostoodetud elektri osakaalu 0,2%-lt 3%-le. Lisaks on biomassi ja bioenergia kasutamise edendamise arengukava 2007–2013 sihiks tarbijate teavitamine kodumaiste taastuvate ressursside kasutamise eelistest lokaalküttes. Kehtivad arengukavad näevad ette ka katlamajade puitküttekatelde koostootmisseadmetega varustamise. See lubab puitkütusest koostootmise baasil toota lisasoojust ja -elektrit. Praegune statistika käsitleb biokütusena ainult puitkütuseid (puit, metsaraie ja puidutööstuse jäätmed, võsa). Energia saamiseks sobiva biomassi moodustavad Eestis aga lisaks puitkütustele ka turvas, põhk, energiahein, pilliroog, energeetilised põllukultuurid ning orgaanilised majapidamise ja põllumajanduse jäätmed. MATERJAL JA METOODIKA Käesoleva töö katsetes moodustasid suurima koguse tammelehed, kuid kogumis leidus ka ploomi- ja õunapuulehti. Langenud puulehtede hulgas oli ka palju väikesi oksi. Selleks et leida ligikaudne okste sisaldus, kogus töö autor Tartu kesklinna parkidest ja eramajade hoovidest kümme 100-liitrist kotitäit puulehti. Niiskete lehtede mass oli kokku 131,09 kg, mille hulgas oli 2,2 kg oksi. Kuivainena arvutatud kogus oli 87,6 kg puulehti, mille hulgas oli puidu keskmist niiskussisaldust (25%) arvestades 1,65 kg oksi. See teeb kogutud biomassi keskmiseks okste sisalduseks 1,7%. Kaalumised teostati kaaluga KERN EOB15K10, täpsusega 10g. Edasiste katsete tegemiseks eraldas autor kõigi lehtede hulgast ligikaudu 1,6 kg puulehti ning kasutas juhuslikus suhtes õuna- ja ploomipuulehti ja samas koguses tammepuulehti. Enne kalorsuse, niiskussisalduse ja tuhasuse määramist jahvatati puulehed ühtlaselt peeneks, 0,5 mm2 läbimõõduga osakesteks, kasutades IKA MF 10 basic veskit. Kalorsuse määramiseks pressiti kuivatamata materjalist 0,4–0,7 grammised tabletid. Kalorsust määrati kalorimeetrilises pommis e2K Combustion Calorimeter. Niiskussisalduse määramiseks kasutati kuivatuskappi Memmert cooled incubator with Peltier technology IPP 200–500. Kuivatuskapis seisid lehed 24 tundi 105 °C juures (Schulte, 1995). Tuhasuse määramiseks kaaluti üle 1 g niisket jahvatatud materjali tiiglisse ning asetati see muhvelahju (Linn High Term LM–112,07) temperatuuriga 525 °C. Selles protsessis põles proovist ära kogu orgaaniline aine ning allesjäänud tuhk kaaluti nelja tunni pärast (Schulte, 1995). Kaalumiseks kasutati 1 mg täpsusega KERN ABJ kaalu.


88

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Lisaks eelnevalt kirjeldatud autori tehtud katsetele (vaata tabel 1) saadeti osa kogutud tammelehtedest Eesti Maaülikooli taimebiokeemia laborisse, et määrata nende keemiline koostis (vaata tabel 2). TULEMUSED JA ANALÜÜS Kirjanduslikku ülevaadet tehes avastas autor, et puulehtede kasutamise võimalusi on uuritud tunduvalt vähem kui teiste biokütuste omi. Eestis peetakse puulehtede kogumist sügishooajal loomulikuks ning nende komposteerimine on seni teadaolevatest võimalustest kindlasti mugavaim ja ka odavaim (Eesti riiklik jäätmekava 2008–2013). Tabel 1. Autori teostatud katsete tulemused, mis näitavad kogu materjali arvutuslikke keskmisi väärtusi ja standardhälvet NiiskusTuhasisaldus Niiske aine Kuiva aine sisaldus (%) (%) energiasisal- energiasisaldus (kJ/g) dus (kJ/g) 33,56 ± 0,96 8,72 ± 0,02 18,08 ± 2,44 19,37 ± 1,47

Tammelehed Õuna- ja ploomi37,75 ± 0,96 puulehed Katsete keskmine ± 35,65 ± 0,96 standardhälve

5,37 ± 0,02

13,64 ± 2,44

21,91 ±1,47

7,05 ± 0,02

15,86 ± 2,44

20,64 ± 1,47

Tabel 2. Eesti Maaülikooli taimebiokeemia laboris määratud tammelehtede keemiline koostis

Proov 1 Proov 2 Katsete keskmine ± standardhälve

Lämmastiku- Tuhasisaldus Tselluloosi- Ligniinisisalsisaldus (%) (%) sisaldus (%) dus (%) 1,13 ± 0,04 10,6 ± 0,95 18,81 ± 0,13 27,35 ± 1,52 1,18 ± 0,04

9,25 ± 0,95

18,99 ± 0,13

25,2 ± 1,52

1,15 ± 0,04

9,93 ± 0,95

18,9 ± 0,13

26,28 ± 1,52

Arutelu Praegu on levinud tehnoloogiaks sügiseste puulehtede komposteerimine komposteerimisväljakutel ning viimaste puudumisel ladestamine prügilatesse. Euroopa Liidu prügiladirektiivi 1999/31/EÜ kohaselt aga ei tohi biolagunevad jäätmed moodustada alates 2020. aastast üle 20% ladestatavatest olmejäätmetest. Sügisesel perioodil moodustavad aga just puulehed suure osa


Marta Kinnunen

89

biolagunevatest jäätmetest. Juhul kui neid saaks ära kasutada, näiteks soojuse tootmiseks, väheneks sel perioodil ladestatavate biojäätmete hulk. AS Veolia Keskkonnateenuste andmetel toodi sügisesel lehekoristusperioodil Aardlapalu ümberlaadimisjaama Tartu linna piirkonnast umbes 1350 tonni biolagunevaid jäätmeid. Kindlasti on toojate seas ettevõtteid, kelle jäätmete hulgas on peenemaid puuoksi ning riknenud puu- ja juurvilju minimaalselt paarsada tonni. Seega võiks väga umbkaudseks Tartu linnast ajavahemikul september kuni detsember 2010 kogutud puulehtede koguseks arvestada 1000 tonni. Omavalitsustel on juba praegu kohustus rakendada biolagunevate jäätmete liigiti kogumist, mis võimaldaks kogumispaikadesse toodavad puulehed hõlpsasti ülejäänud jäätmetest välja sorteerida ja edasisse käitlemisse saata. Teoreetiliselt on võimalik saada Tartu linnast kogutud 1000 tonnist niisketest puulehtedest (energiasisaldus 15,86 MJ/kg) energiat umbes 15 860 GJ. See on 1,6% kogu kasutatud freesturbast ja 8,5% puidust. Arvutuste põhjal moodustaks puulehtedest saadav energiahulk (1 184 000 GJ) 1,3% AS Fortum Tartu katlamajades 2010. aastal biokütustest saadud energiast (Proosa, 2011). Puulehti oleks võimalik kasutada väikeste üheperemajade kateldes ning suuremates koostootmisjaamades, milles on kas restpõletuskatlad või keevkihttehnoloogial põhinevad katlad. Eelistada tuleks viimaseid, kuna keevkihtkoldes on võimalik põhikütusele lisada probleemsete või väheuuritud omadustega biokütuseid, nagu seda on puulehed (Vares, 2008). Eestis on keevkihtkatlaid suhteliselt vähe, kuid planeeritavad uued biokütustel töötavad elektri ja soojuse koostootmisjaamad varustatakse suure tõenäosusega just seda tüüpi seadmetega (Vares, 2008). On rajatud juba kolm koostootmisjaama, mis põhinevad kodumaisel kütusel: Pärnu, Tallinna Väo ning Tartu Luunja koostootmisjaam (Keskkonnatehnika, 1/2011). Lisaks toimivad Eestis ka mõned biomassil põhinevad kaugküttejaamad, nagu näiteks Aardla katlamaja Tartus ja Lihula katlamaja. Viimane kasutab kütteks luhaheina. Puulehtede keskmiseks niiskussisalduseks sai autor katsete põhjal 35,65%. Niiskusprotsent sõltub ka lehtede kogumise perioodil valitsevast ilmast. Suur niiskuse sisaldus on üks puulehtede kasutamise puudusi, võrreldes näiteks turbabriketiga, mille niiskussisaldus on umbes 12% (vaata tabel 3). Enne katlasse panemist pole aga otstarbekas hakata puulehti kuivatama, sest see kulutaks omakorda energiat ning muudaks kogu protsessi keerulisemaks. Siiski on ka niiskete puulehtede kütteväärtus arvestatav, ligikaudu 16 MJ/ kg. Võrreldes seda näiteks rohtse biomassina kasutatava päideroo kuivaine kütteväärtusega, mis on 14,9 MJ/kg, on seega hoopis mõttekam kasutada niiskeid puulehti, kui kuivatada päideroogu. Suure niiskussisalduse tõttu võib


90

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

aga tekkida probleeme katla hooldamisega, sest mida niiskem on kütus, seda rohkem seda kulub ning seda enam peab katelt tahmast puhastama. Tabel 3. Erinevate biokütuste võrdlus (Lepa et al. 2001; autori laboratoorsed katsed puulehtedega) Näitaja Arvutuslik niiskus (%) Tarbimisaine keskmine kütteväärtus (MJ/kg) Tuhasisaldus (%)

Turbabrikett Hakkpuit

Päideroog

Puulehed

12

45

12,3

35,65

16,4

9

14,9

15,86

6,5

1

4,7

7,05

Katsete põhjal selgus, et tammelehed sisaldavad keskmiselt 26,28% ligniini. Võrreldes seda okaspuude ja lehtpuudega, mille kuivaines on ligniini vastavalt 24–33% ja 16–25%, on tammelehtede ligniinisisaldus põletamiseks täiesti piisav (Vookova, 1985). Arvestades, et puidu kütteväärtusest langeb umbes 40% ligniinile, võib tammelehtede puhul sama eeldada. Sellest lähtuvalt on ka puulehtedel suurem kuivaine energiasisaldus. Tselluloosisisaldus on tammelehtedel tunduvalt väiksem, 18,9%, võrreldes puiduga, mille kuivaines on kuni 45% tselluloosi (Vookova, 1985). Kuigi tselluloos on looduses enim levinud orgaaniline aine, ei ole see kütteväärtuse seisukohalt nii oluline kui ligniin. Samas varieerub puidu ja lehtede keemiline koostis liigiti tunduvalt. Põletamisel on oluline ka kütuse tuhasus. Eelistatakse väiksema tuhasisaldusega kütuseid. Puulehtede keskmine tuhasisaldus autori katsete põhjal on 7,05%, mis on tunduvalt rohkem kui hakkpuidul (1%), kuid sarnane turbabriketiga. Maaülikooli taimebiokeemia laborisse saadetud analüüside põhjal oli tammelehtede keskmine tuhasus 9,93%. Katsetest selgus, et tammeja viljapuulehtede tuhasus on erinev. Lisakatsete abil võiks uurida erinevate puuliikide lehtede tuhasust. Võimalik, et leidub puuliike, mille lehed on madalama tuhasusega ja seega soodsamate põletusomadustega. Autori poolt määratud tuhasus kehtib vaid tamme- ja viljapuulehtedele ning ei pruugi olla võrdne sügisperioodil riisutud puulehtede tegeliku keskmise tuhasusega. Tammelehtede keemilises koostises on ka 1,15% lämmastikku, mis samuti pole oluliseks koostisosaks kütteväärtuse määramisel, kuid mõjutab põletamisel tekkivate lämmastikoksiidide emissiooni õhku. NOx-ide levik on aga oluline keskkonnakaitse seisukohast. Tammelehtede lämmastikusisaldus on suurem kui näiteks puidul (0,5%) aga väiksem kui turbal (2–3%).


Marta Kinnunen

91

Järeldused Esialgsete katsete kohaselt on puulehed võrdlemisi suure energiasisaldusega kütus: kuivaine keskmine energiasisaldus on 20,64 kJ/g. Ka niiskete puulehtede kütteväärtus on arvestatav, ligikaudu 16 MJ/kg, mis on suurem kui rohtse biomassina kasutatava päideroo kuivaine kütteväärtus (14,9 MJ/kg). Puulehti oleks võimalik kasutada väikeste üheperemajade kateldes ning suuremates koostootmisjaamades, milles on kas restpõletuskatlad või keevkihttehnoloogial põhinevad katlad. Puulehtede lisamine põhikütustele lubatava 10% ulatuses võimaldaks säästa põhikütust ja ühtlasi vähendada puulehtede ladestamist. Katsete tulemused on esialgsed. Tulevikus oleks vaja teha lisakatseid, kogudes võimalikult suurel hulgal erinevate puuliikide lehti. Pargi- ja haljastusjäätmete põletamise kõrval oleks mõttekas uurida ka metaani tootmist nii nendest kui ka lignotselluloossest materjalist üldisemalt.

KIRJANDUS Keskkonnatehnika 1/2011. Fortum Termest avas Pärnus uue elektri ja soojuse koostootmisjaama: 6. Lehtveer U. 2006. Taastuvenergia käsiraamat. Eestimaa Looduse Fond. Lepa J, Jürjenson K, Normak A, Hovi M. 2001. Kütused soojusenergia tootmiseks: teatmik. Eesti Põllumajandusülikooli kirjastus, 24. Schulte EE. 1995. Recommended Soil Organic Matter Tests, pp. 47-56. In: Thomas Sims J, Wolf A, eds. Recommended Soil Testing Procedures for the Northeasten United States. Northeast Regional Bulletin #493. Agricultural Experiment Station, University of Delaware, Newark, DE. Vares V. 2008. Biomassi tehnoloogiauuringud ja tehnoloogiate rakendamine Eestis. Lõpparuanne. TTÜ Soojustehnika instituut, 176. Vookova B. 1985. The energy balance of the shrub layer overground biomass in forest ecosystems of Male Karpaty moutains. Ekologia (CSSR): 367-376. Arengukavad Eesti Vabariigi Keskkonnaministeerium. “Looduskaitse arengukava aastani 2020, I osa”.


92

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Eesti Vabariigi Keskkonnaministeerium 2008. “Riigi jäätmekava 2008–2013”. Eesti Vabariigi Põllumajandusministeerium 2007. “Biomassi ja Bioenergia kasutamise edendamise arengukava aastateks 2007–2013”. Suulised allikad Proosa, H. AS Fortum Tartu peaökonomist. 19.04.2011.


LAINEENERGEETIKATÖÖSTUSE TASUVUSUURING Georgi Karhu

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Energeetikast on kujunenud tänapäeva tähtsaim majandusharu: kellel on energia, sellel on ka võim suunata tulevikuprotsesse soovitud rada pidi. “Nad ei saa hakkama ilma elektrita. Nad võivad hakkama saada vähese elektriga,” ütles Kenneth Lay, endine Enroni tegevjuht. Energeetikatööstus on maailma suurim mõjutaja, puudutades nii majandus-, sotsiaal- kui ka keskkonnasüsteemi. Globaalse soojenemise fenomen, suurimad keskkonnakatastroofid ja poliitilised naftasõjad on ajendatud nõudlusest energia järele. Tänapäeva ühiskonna silmad on suunatud eelkõige roheliste energiaallikate poole eesmärgiga vähendada keskkonnareostust ja suurendada iseseisvat energiajulgeolekut. Laineenergia on üheks potentsiaalseks võimaluseks täita eelnimetatud eesmärke. SISUKOKKUVÕTE Uurimuse eesmärk oli saada ülevaade laineenergeetikatööstuse kasumlikkusest, lähtudes investori ja arendaja seisukohast. Vastuse saamiseks pöörasin tähelepanu spetsiifiliste võtmetegurite, nagu kasutatava tehnoloogia, perspektiivika laineenergiaturu, maailma energiapoliitika tuleviku ja laineenergiamuunduri realiseerimise kontseptsiooni analüüsimisele. Leidsin, et laineenergeetikasse investeerimine ja sellega tegelemine tasub end ära vaid piirkondades, mis asuvad laineenergiarikaste alade (nt Lõuna-Ameerika, Lõuna-Aafrika ja Uus-Meremaa lõunarannik) vahetus läheduses. Suurt tähelepanu väärib kasutatava tehnoloogia kõrge keerukusaste ja kallidus. Märkimisväärseks riskiks on konfliktid valdajate ehk omavalitsustega ja territoriaalvete aktiivsete kasutajatega. Keskkonna seisukohast on tegemist ühe kõige rohelisema energiaallikaga. Odavamate ja kõrge kütteväärtusega fossiilsete kütuste domineerimine lähikümnenditel seab laineenergiamuunduritele väga kõrge hinna-kvaliteedi nõude. Lisaks on tunda väga tugevat konkurentsi


94

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

populaarsust koguva prügi- ja bioenergiaga ning kõrgema efektiivsuse poole pürgivate tuule- ja päikeseenergiaallikatega. SISSEJUHATUS Mere taastuvenergia sektor on hetkel üle maailma akadeemilise ja tööstusliku tähelepanu fookuses. Paljud ülikoolid ja instituudid on seotud mere alternatiivenergia uuringutega, kas siis uusi kontseptsioone arendades või sektori toetamiseks fundamentaalseid teadusuuringuid tehes. Riikidest tegeldakse laineenergiateemaliste teadusuuringutega kõige rohkem Suurbritannias, järgnevad USA ja Portugal ning seejärel Jaapan ja Iirimaa. Regioonide mõistes on kõige rohkem muundureid arendatud Euroopas: 2005. aasta seisuga 34 ühikut, järgnevad Kaug-Ida 13 ja Põhja-Ameerika 11 seadmega (Scottish Enterprise, 2005). Laineenergeetika temaatikat on Eesti teadusmaastikul käsitletud seni väga minimaalselt. Saadaolev kirjandus on pea täielikult ingliskeelne. 2011. aasta TalveAkadeemia teadusartiklite konkursil käsitles Victor Alari artikliga „Lainetuse energia potentsiaal Eesti territoriaalmeres“ laineenergiat teaduslikteoreetiliselt, käsitlemata seejuures praktilise tasuvusuuringu võtmepunkte ja realiseerimise kontseptsiooni (kasumliku turu, tootearenduse, seadmete tootmise, paigalduse ja hoolduse analüüsimine). Leian, et teoreetiline vaatlus on ebapiisav laineenergeetika tasuvuse hindamisel ning realiseerimise kontseptsiooni kaasamine on väga tähtis objektiivse hinnangu andmisel (Tipikas TV, 25.01.2012). Uurimuse eesmärk oli saada ülevaade laineenergeetikatööstuse kasumlikkusest, lähtudes investori ja arendaja seisukohtadest. Energeetikatööstus on äri, millest oodatav tulu peab ületama tehtava investeeringu. Ilma rahastamiseta jäävad ka kõige rohelisemad ja rabavamad ideed teostamata. Projekti tasuvus on see, mis eristab reaalselt kasumlikud lahendused ulmekontseptsioonidest. MATERJAL JA MEETODID Laineenergeetika tasuvuse leidmiseks toetusin uusimatele usaldusväärsetele ingliskeelsetele allikatele, nagu Rahvusvahelise Energeetika Agentuuri raport, Det Norske Veritase avamere standardid ja spetsiifilised laine- ja taastuvenergiat käsitlevad raamatud.


Georgi Karhu

95

laineenergia Laineenergiat genereerib tuul, mis omakorda on atmosfääri päikeseenergia kaasprodukt. Kogu laineenergiaressurss asub maailma elektritarbimisega samal magnituudil ( ̴ kaks TW), millest realiseeritav limiit on kõige rohkem umbes 10–25%: ookeani laineenergia on küll inimese energianõudlusesse potentsiaalne ja märkimisväärne panustaja, kuid siiski mitte mingi imevahend. Tema eelisteks on suuremahuline kvaliteedivorm – võnkumiste mehaaniline energia – ja asjaolu, et see liigub pikkade distantside taha minimaalsete energiakadudega. Nii võib laia ookeani väikeseid sisendeid akumuleerida ja ammutada ookeani ääres või selle läheduses.

Joonis 1. Globaalne aasta keskmine hinnanguline lainevõimsus, kW/m (The Energy Blog, 06.10.2005)

Keskmine energiasisend lainetesse on tüüpiliselt 0.1–1 W/m², moodustades väikese murdosa kogu päikeseenergia sisendist (keskmiselt 350 W/m²). Sellele vaatamata võivad lained ookeanis liikudes kasvada energiatiheduseni üle 100 kW/m. Tänu oma ookeanituulte päritolule on kõrgeimad lainevõimsuse tasemed leitavad ookeani tuultealustes temperatuuripiirkondades (vt joonist 1) (Cruz, 2008). Terve aasta ulatuses on suurimad laineenergiavarud rannikupiirkondades, näiteks Briti saarte läänerannikul, Islandi, Lõuna-Ameerika, Aafrika, Austraalia ja Uus-Meremaa lõunarannikul ning Antarktika põhjarannikul. Energia hinnanguline võimsus ulatub nimetatud piirkondades üle 60 kW/m kohta. Arvestatavad laineenergia piirkonnad on veel Norra, Pürenee poolsaar, USA ja Uus-Meremaa läänerannik, kus energia võimsus ulatub hinnanguliselt


96

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

40–60 kW/m kohta. Siseveekogud (järved, mered, k.a lahed) on aasta ulatuses laineenergiavaesed: Vahemeres, Läänemeres, Golfi lahes ja Okeaania saarestiku ümber jääb aastane hinnanguline laineenergiaressurss ainult 15–20 kW/m kanti. Maailma laineenergia aastane tootlikkus on globaalselt hajutatud. Laineenergeetika tööstus tasub end kõige efektiivsemalt ära Lõuna-Ameerika ja Uus-Meremaa lõunarannikul ja seega peaks arendajate ärifookus olema suunatud nendele turgudele. Laineenergia tehnoloogia Energia püüdmiseks merelainetest on vaja lained kinni püüda konstruktsiooniga, mis reageerib nende tekitatavale jõule sobivaimal kujul. Võtmepunktid laineenergia kasulikuks mehaaniliseks energiaks muundamiseks (mida saab hiljem kasutada elektrienergia tootmiseks) on keskendatus ning stabiilne konstruktsioon koos selle suhtes laineenergia mõjul liikuvate üksikute aktiivsete osadega. Muunduri füüsilisel suurusel on jõudluse määramisel kriitiline tähtsus. Sobivaima suuruse hindamiseks võib arvesse võtta laineosakeste orbiitidesse kaasatud vee hulka. Enamikul juhtudel peab laineenergiamuundurite töömaht olema lähedane energiat sisaldava laine mahule. Iga seadme täpne füüsiline suurus ja kuju sõltub tema tööiseloomust, laias laastus peab seadme töömaht olema laiuse suhtes mitukümmend kuupmeetrit meetri kohta. Sellest väiksema töömahuga seadmetel on piirangud tüüpilise lainetsükli koguenergia püüdmisel: vaatamata sellele, et agregaat võib püüda väiksematest lainetest enamiku energiast, tekivad tagasilöögid kokkupuutel suuremate lainetega, mis vähendab üleüldist efektiivsust.

Joonis 2. Erinevate laineenergiamuunduri tüüpide skemaatiline esitus (Boyle 2004)


Georgi Karhu

97

Konstruktsioonide suuremõõtmelisus mõjutab eelkõige tootmise ja logistika planeerimisel ning korrosiivne merevesi seab kõrgendatud nõuded kasutatavatele masinaehituslikele ja elektriseadmetele ning konstruktsiooni pindamissüsteemile. Kuna muunduri töökeskkonnaks on meri, siis ülikõrgete hoolduskulude vältimiseks peab kasutama võimalikult hooldusvabu komponente. On tehtud ettepanek klassifitseerida laineenergiamuundureid erinevate konfiguratsioonide alusel (vt joonist 2) (Boyle, 2004). Kogu elektriväljund on üldiselt sujuvam mitme laineenergiamooduli liitmisel kui üksiku mooduli kasutamisel. Mitmesaja ujuva seadeldise rakendamisel muutub summeeritud väljundvõimsus sujuvamaks. Merealuse elektrikaabli vajalikkus toob kaasa uued väljakutsed seoses seadme paigaldusega ja elektrivoolu juhtimisega maapealsesse vooluvõrku (vt joonis 3) (Boyle, 2004).

Joonis 3. Laineenergiamuundurite ühendamine maapealse vooluvõrguga (Boyle 2004)

Laineenergia mõju geoloogilisele, bioloogilisele, sotsiaal- ja majandussüsteemile Laineenergiamuundurid kuuluvad kõige keskkonnasõbralikumate energiatehnoloogiate hulka järgmistel põhjustel: • Vähene keemiareostuse oht (sisaldavad vaid hermeetiliselt suletud määrdeaineid või hüdraulilist õli). • Vähene visuaalne mõju (v.a kaldarajatised). • Madal eeldatav müratase, kokkupõrkuvate lainete mürast üldiselt madalam. (Madal, vahelduslik müra võib mõjutada mereimetajad, kuid see pole veel kinnitust leidnud.) • Puudub märkimisväärne oht laevandusele. • Ei tohiks segada kalade migratsiooni.


98

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

• Ujuvad lahendused mõjutavad rannikukeskkonda tormienergia märkimisväärse ülekande tõttu minimaalselt. Seevastu rannikupealsete murdvee-laineenergia koostööseadmete rajamine ja opereerimine võib põhjustada rannajoone muutusi. Betoonist konstruktsioonid tuleb tööeluea lõppedes eemaldada. (Boyle, 2004) Maailma energia tulevikuperspektiivid Globaalne energianõudlus aastaks 2030 Ülemaailmseks energianõudluse kasvuks aastatel 2007–2030 on Viidatud Stsenaariumis prognoositud 1,5% aastas, mis jõuab 16.8 miljardi nafta ekvivalendi (toe) tonnini ja moodustab seega üldiselt 40%-lise kasvu (vt tabel 1) (International ..., 2009). Tabel 1. Peamiste kütuste nõudlus maailmas Viidatud Stsenaariumi järgi (Mtoe) (International ..., 2009) 20071980 2000 2007 2015 2030 2030 Süsi 1792 2292 3184 3828 4887 1,9% Nafta

3107

3655

4093

4234

5009

Gaas

1234

2085

2512

2801

3561

1,5%

Tuumakütus

186

676

709

810

956

1,3%

0,9%

Vesi

148

225

265

317

402

1,8%

Biomass ja prügi

749

1031

1176

1338

1604

1,4%

Teised alternatiivid Kokku

12

55

74

160

370

7,3%

7228

10 018

12 013

13 488

16 790

1,5%

2030. aastal moodustab nafta nõudlus energiaallikatest kõige suurema osakaalu, kasvades aastas keskmiselt 0,9% ja jõudes 2030. aasta lõpuks 5009 Mtoe-ni. Järgneb süsi 1,9%-lise ja gaas 1,5%-lise aastase juurdekasvuga. Rohelistest energiaallikatest on esikohal energia tootmine biomassist ja prügist, mis 1,4%-lise aastase kasvuga ulatub 2030. aasta lõpuks 1604 Mtoe-ni, moodustades nõudluse, mis on rohkem kui kolm korda väiksem kui nõudlus nafta ja söe järele. Tuumaenergia osakaal jääb vaatamata 1,3%lisele aastasele kasvule 2030. aasta lõpuks alla 1000 Mtoe ja hüdroenergia osakaal rohkem kui kaks korda väiksemaks ehk 402 Mtoe-d ja seda 1,8%lise aastase kasvu juures. Ülejäänud alternatiivenergia ressursside (päikese-, tuule,- geotermaalenergia jm) tähtsus tõuseb pärast 2007. aastat hüppeliselt, jõudes arvestusperioodi lõpus 7,3%-lise aastase juurdekasvuga 370 Mtoe-ni.


Georgi Karhu

99

Maailma energeetikatööstuses kasvab nõudlus fossiilsete kütuste järele vaatamata globaalse soojenemise teadvustamisele ja rahvusvaheliste roheliste energiaprogrammide (Post-Kyoto Protokoll ja Euroopa Uus Energiapoliitika) lansseerimisele. Kasvu võib põhjendada süsinikuühendite kõrge kütteväärtusega ja võrreldes taastuvenergiaallikatega (k.a laineenergia) ka madala hinnaga. Hiljuti avati Venemaa-Saksmaa Nord Streami gaasijuhe ja tulevikus rajatakse ka South Streami gaasijuhe. Lähis-Ida suurendab pidevalt toornafta ammutamise kogust ning maailma suurim energiatarbija Hiina teavitas avalikkust Saudi-Araabia naftavarudega võrdväärse naftakoguse leiust Lõuna-Hiina merest. Laineenergia rakendamise kontseptsioon Kuna tänapäeval on lõpetatud vaid paar kommertsprojekti, on standardset projektide ajakava ebapiisava kogemuse tõttu raske määrata. Vaatamata sellele eeldatakse, et tüüpiline kommertsprojekti ajakava näeb välja nagu allpool esitatud tabelis (vt tabel 2) (Scottish Enterprise, 2005). Umbes pool aastat kestev tasuvusuuringu etapp sisaldab väljavalitud projekti asukoha uuringut, kinnitamaks selle tasuvust (näiteks sobiv laine-/ hoovuseenergia ressurss) ja mõju hinnangut kohalikule keskkonnale. Planeerimise etapis valmistatakse ette planeerimise avaldused ja load. Etapi keerukus sõltub küsitava projekti suurusest ja kestusest. Isegi prototüüpide projektid vajavad mitmete institutsioonide heakskiitu (kõrgeim märgitud valitsusorganite arvu kogemus on 12), ajakulu on pool aastat.


100

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

25 aastat

20 aastat

5 aastat

4 aastat

3 aastat

2,5 aastat

2 aastat

1,5 aastat

1 aasta

0,5 aastat

Tabel 2. Eeldatud kommertsprojekti ajakava (Scottish Enterprise 2005)

Tasuvusuuring Planeerimine Litsenseerimine Tootearendus Tootmine Testimine/ sertifitseerimine Paigaldamine Opereerimine/ hooldamine Utiliseerimine Testimine on lõpetatud vastavalt standardile Litsentsi ja elektri ostu kokkulepped Sunniviisilised keskkonnaja turuvaidlused Finantskokkulepped Disaini kinnitamine

Pool aastat kestev tootearendus näeb ette detailse disaini genereerimist spetsiaalse asukoha tarbeks. Avamere / rannalähedase infrastruktuuri modifikatsioonid võivad olla nõutud (näiteks merealused kaablid, elektrivõrgu ühendus), vaatamata sellele, et peamine energia muundamise tehnoloogia jääb samaks. Märkimist vajab asjaolu, et prototüübi testimiseks vajaminev mitmesuunaline laineenergialabor on saadaval vaid üksikutes ülikoolides ja instituutides. Labori ja selle personali rent on väga kulukas ja katsetamise ajagraafik tihe. Tootmisetapi vältel valmistatakse kogu projekti varustus. See ei sisalda ainult laineenergiaseadmeid ja sellega seonduvat avamerevarustust, vaid ka projekti toetamiseks vajaminevaid rannalähedasi infrastruktuure (nt lülitusvahendeid elektrivõrguga ühendamiseks). Terastööde teostaja peab vastama avamerekonstruktsioonide tootmise ja testimise standardile DNV-OSS-C401. Testimise ja sertifitseerimise etapis hinnatakse varustuse vastavust nõuetele. Testimine võib ulatuda materjalide testimisest kuni komponentide ja terviksüsteemide demonstreerimiseni, näitamaks vastavust valmisoleku


Georgi Karhu

101

standarditele. Pool aastat kestvasse etappi võib olla kaasatud ka sõltumatute institutsioonide sertifitseerimine. Laineenergiamuundurite sertifitseerimine peab toimuma vastavalt avamere standardile DNV-OSS-312. Paigaldamise etapp hõlmab kaldaäärse varustuse komplekteerimist, mereäärset ja avamere paigaldust. See sisaldab avamere vundamentide, sildamissüsteemide, merealuste elektrikaablite, energia muundamissüsteemi ning kogu mere ja elektrivõrgu ühendamisega seotud varustuse paigaldamist. Elektripaigaldised peavad vastama avamere elektripaigaldiste standardile DNV-OS-D201. Etapi kestuseks võib arvestada aasta. Süsteemi opereerimine hõlmab tegevusi, nagu töötamise monitooring, kestvuse juhtimine, konstruktsioonimonitooring ja parandus. Perioodiliselt võivad avameresüsteemid vajada rannikuäärset hooldust ja asendamist. Masina elueaks peetakse umbes 16 aastat. Planeeritud regulatsioonide tulemusel toimub projekti elutsüklis ühel hetkel mahakandmine (kas tervenisti või osaliselt). Avamere tuule-, naftaja gaasisektoris nõuab utiliseerimine terve varustuse eemaldamist ja objekti loodusliku lähtekorra taastamist. Segaduste vältimiseks piirkonnas peab enne utiliseerimise alustamist kaaluma konstruktsioonide ja varustuse eemaldamise mõju keskkonnale ja loomastikule (nt pinnapealseid seadmeid võivad linnud kasutada pesitsuspaigana) (Scottish Enterprise, 2005; DNV-OS-D201, 2008; DNV-OSS-312, 2008; DNV-OS-C401, 2010). Laineenergiamuunduri projekti oletatavaks kestuseks peetakse umbes 25 aastat, millest 9 aastat moodustavad kuluartiklid, nagu planeerimine, litsentsid, tootearendus, tootmine, sertifitseerimine, paigaldus ja utiliseerimine. Masina produktiivseks elueaks ennustatakse seega 16 aastat. Muunduris kasutatav tehnoloogia vastab kõrgeimatele standarditele, mis tähendab omakorda väga kalleid ja keerulisi komponente ning valmistamistehnoloogiat. Kahtlen sügavalt, kas muundur suudab aastaringses ebastabiilses ja ebaproduktiivses lainetusekeskkonnas teha tasa litsentside ja lubade hankimisse, tootearendusse, tootmisesse, paigaldusse ja seadme opereerimisse tehtud investeeringud ja olla seega kasumlik. TULEMUSED Laineenergeetika suurim probleem on ülemaailmselt kitsastesse regioonidesse fokuseeritud energiaressurss, mille füüsilist levikut piiravad lisaks mitmed majanduslikud, poliitilised ja sotsiaalsed ohutegurid. Genereeritav energiahulk on väga tugevas sõltuvuses ümbritsevast merekliimast, mistõttu leiab laineenergiageneraator perspektiivikat rakendust vaid tormistel avamere ja kaldalähedastel aladel. Hooajati vahelduv merekliima seab tõsise küsimärgi


102

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

alla seadme tasuvuse ja usaldusväärsuse. Laineressursside hajutatud paiknemine teeb tegutsemisvaldkonna atraktiivseks vaid selle vahetus läheduses asuvate tootjate jaoks. Laineenergiamuundur on olemuselt üks kõige keskkonnasõbralikumaid elektritootmise allikaid, mõjutades minimaalselt nii loodus-, majanduslikku kui ka sotsiaalkeskkonda. Teadusarendust soosib kindlasti praegune nii ühiskonna kui ka poliitilise keskkonna roheline meelestatus. Siiski on vastavasisuliste investeeringute tegemine väheusutav. Kui poliitilisel maastikul on võimalik rahastamine erinevate programmide kaudu (kohaliku omavalitsuse toetus, tõukefondid), siis eraettevõtjatest investorid jäävad väga suure riski tõttu tagasihoidlikuks. Muunduri lühike eluiga ning kõrged realiseerimis-, opereerimis- ja utiliseerimiskulud seljatavad projekti tasuvuse. Riski suurendavad võimalikud konfliktid tegevuslubade hankimisel kohalikelt omavalitsustelt ja territoriaalvee aktiivsetelt kasutajatelt. Globaalsele soojenemisele, naftasõdadele ja terroriohule vaatamata suureneb lähitulevikus nõudlus odavate ja kõrge kütteväärtusega fossiilsete kütuste järele. Trendi toetavad hiljutised Euroopa gaasitarneprojektid Venemaaga (Nord ja South Stream), nafta ammutamiskoguste suurendamine Lähis-Idas ja uute naftamaardlate avastamine Lõuna-Hiina meres. Roheliste energiaallikate puhul investeeritakse pigem prügi-, tuule-, vesiniku-, tuumaja päikese- kui laineenergia arendamisse. Leian, et hetke laineenergiatehnoloogiat ja maailma energiamajanduse poliitika trende arvestades jääb maailma toitmine ookeanilainete baasil pelgalt unistuseks. Negatiivsele uuringu tulemusele vaatamata olen veendunud, et laineenergiatehnoloogia täiustamine ja arendamine vajab tähelepanu ja finantseerimist. Praegu pole laineenergeetika rakendamine tulus ettevõtmine, küll aga olen kindel, et tulevikus on maailmameri üheks domineerivamaks ja atraktiivsemaks energiaallikaks. Ettepanekud laineenergeetika tasuvuse suurendamiseks. • Fokuseerida äritegevus laineenergiarikastele (aastaringselt tormine piirkond), väheasustatud ja looduskaitsealavabadele regioonidele. • Tootearenduse kulude vähendamiseks teha arendustööd koostöös lainemodelleerimise laboriga varustatud ülikoolidega. • Tootmis- ja logistikakulude vähendamiseks toota muundureid koos sertifitseeritud partneritega võimalikult lähedal laineenergiaturule. Ideaalseks variandiks oleks mereäärsed laevaremonditehased. • Kasutada võimalikult hooldusvabu ja kvaliteetseid aparatuurikomponente.


Georgi Karhu

103

KIRJANDUS Boyle G. 2004. Renewable energy power for a sustainable future. Oxford, UK: The Open University, 312-336. Cruz J. 2008. Green energy and technology. Ocean wave energy current status and future perspectives. Berlin, GER, Springer, 93-414. Det Norske Veritas. 2008. Offshore service specification DNV-OSS-312. Certification of tidal and wave energy converters. NOR: Det Norske Veritas, 5. Det Norske Veritas. 2008. Offshore standard DNV-OS-D201. Electrical installations. NOR: Det Norske Veritas, 9. Det Norske Veritas. 2010. Offshore standard DNV-OS-C401. Fabrication and testing of offshore structures. NOR: Det Norske Veritas, 8. International Energy Agency. 2009. World energy outlook. International Energy Agency, 63-75. Scottish Enterprise. 2005. Marine Renewable (Wave and Tidal) Opportunity Review. Scottish Enterprise, 8-14. The Energy Blog: About wave power; http://thefraserdomain.typepad.com/energy/2005/10/about_wave_powe_1.html (13.11.2011). Tipikas TV;http://tipikas.tv/video/G4W31D4921YO/Victor-Alari-TT%C3%9C-Lainetuse-energia-potentsiaal-Eesti-territoriaalmeres (25.01.2012).


MAHEVILJELUSE TINGIMUSTES KASVANUD KÄNNASMUSTIKA (VACCINIUM CORYMBOSUM L.) VILJADE KVALITEET SÕLTUVALT GENOTÜÜBIST Kaia Kask

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Mahetoit ja mahekasvatus on maailmas tõusev trend. Inimesed on aina rohkem teadlikud tervislikust toidust ja tervislikest eluviisidest. Oma aiamaal köögi-, juur- või puuviljade mahedalt kasvatamine on tõusuteel, sest inimesed tahavad puhast ja kõrge toiteväärtusega toitu. Mida vähem sünteetilisi taimekaitsevahendeid kasutatakse, seda rohkem suudetakse säästa keskkonda. Loodus pakub mitmeid taimi ja putukaid, mille abil on võimalik hoida eemale kahjustajaid, mis hävitavad saaki. Mahekasvatust saab alustada ka kõige väiksemal pinnal oma koduaias või isegi rõdul kurke-tomateid kasvatades. Maheviljeluses saadud toodangu kõige suurem eelis on see, et see ei sisalda sünteetilisi taimekaitsevahendite jääke. Samas leidub vastakaid arvamusi selle kohta, kas inimestele kasulikke ühendeid, mida taim toodab, on mahetoodetes rohkem. On hea teada iga konkreetse taimeliigi ja selle sortide puhul, milline on viljade kvaliteet ja neis leiduvate kasulike ainete sisaldus maheviljeluse ehk ökoloogilise viljeluse tingimustes. SISUKOKKUVÕTE Uurimistöö eesmärgiks oli välja selgitada kännasmustika viljade kvaliteedi hindamiseks enam kasutatavad füüsikalised ja keemilised parameetrid eri sorti taimedel, mida on kasvatatud maheviljeluse põhimõtetest lähtuvates tootmistingimustes. Töö hüpoteesiks oli, et kännasmustika geneetilised omadused mõjutavad oluliselt selle viljade kvaliteeti maheviljeluse tingimustes. Katse korraldati OÜ Biomari (Tartumaa, Rõngu vald) viie aasta vanuses tootmisistandikus, maheviljeluse tingimustes. Vaatluse all oli kuus kännasmustika (Vaccinium corymbosum L.) sorti: ´Bluecrop`, ´Bluegold`,


Kaia Kask

105

´Duke`, ´Goldtraube`, ´Patriot`, ´Spartan`. Katsetööde käigus mõõdeti viljakesta ja -liha värvust, marjade pikkust, diameetrit, massi ning arvutati marja kuju indeks. Keemilises koostises määrati vilja kuivaine, rakumahla kuivaine, orgaaniliste hapete, askorbiinhappe, fenoolsete ühendite ja antotsüaanide sisaldus. Viljade mass jäi vahemikku 1,7-3,0 g ning diameeter 15-19,1 mm. Suurim kuivaine sisaldus oli sordil ´Spartan` (18,3%) ning orgaaniliste hapete sisaldus oli kõrgeim sordil ´Bluegold`. Askorbiinhapet leidus kõige rohkem ´Spartani` viljades. Viljakesta värvuse poolest osutus heledaimaks ´Bluecrop` ning tumedaima viljalihaga olid sordi ´Duke` marjad. Fenoolide poolest on rikkaimad ´Spartani` viljad ning antotsüaane leidub enim ´Bluegoldis`. Maheviljeluse tingimustes on kvaliteetsemad viljad sortidel ´Bluegold´, ´Bluecrop` ja ´Spartan`.

SISSEJUHATUS Mustikad on olnud inimese toidulaual juba kaua aega ning neid on kasutatud mitmel erineval viisil: värskelt, kuivatatult, mahlana, külmutatult jne. Need marjad on tervisele kasulikud, sest nad sisaldavad mitmesuguseid flavonoole ja mitte-flavonoidseid fenoole (Kalt 2006). Flavonoide on seostatud tervise tugevdamise ja parandamisega, sest nendel ainetel on antioksüdantne, põletiku- ja vähivastane mõju. Üks olulisem grupp flavonoide mustikates on antotsüaniinid. Mustika mitte-flavonoidsete fenoolide hulgas on suure sisaldusega fenoolhappe estrid ja klorogeenhape. On leitud, et mustika fenoolid stimuleerivad uute ajurakkude teket. Mustikaid väärtustataksegi just eelkõige nende fenoolsete ühendite suure sisalduse tõttu, samas leidub neis ka teisi antioksüdatiivsete omadustega aineid, näiteks C-, E- ja B-vitamiine. Kännasmustika osatähtsus turul on tõusmas ning kasvab ka tarbijate teadlikkus tervislikest eluviisidest ja toitumisest. Rohkem on hakatud tähelepanu pöörama mahedalt kasvatatud aedviljadele. Euroopas on kõige enam mahepõllumajanduslikku maad Hispaanias, Itaalias, Saksamaal, Inglismaal ja Prantsusmaal (FiBL/IFOAM Survey, 2011). Suurimad kännasmustika maheistandikud on aga Põhja-Ameerikas; Euroopas ei ole need veel nii levinud. Varasematest uuringutest on selgunud, et mahedalt kasvatatud kännasmustikad sisaldavad rohkem suhkruid (fruktoos ja glükoos), õunhapet, fenoole ja antotsüaniine ning on suurema antioksüdantilise võimega (Wang et al., 2008). Tarbija seisukohast on üheks olulisemaks viljade kvaliteedi parameetriks nende välimus: suurus, värvus ja kuju. Rakumahla kuivaine kõrge sisaldus määrab kindlaks viljade toiteväärtuse ning omab tähtsust marjade säilitamisel


106

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

(Wang & Chen, 2010). Tarbimise seisukohast on eelistatud just kõrgema kuivaine sisaldusega marjad, sest nendes on eeldatav bioaktiivsete ühendite kontsentratsioon suurem (Skupien 2006). Toiduainetetööstuses hinnatakse neid sorte, mille viljad on tumedamad, sest nendest saab paremini värvuvaid tooteid; farmaatsiatööstuses aga eelistatakse antotsüaniinirikkamaid marju. Eestis viljeletakse ahtalehist mustikat (V. angustifolium), kännasmustikat (V. corymbosum) ja poolkõrget mustikat ( V. angustifolium x V. corymbosum) (Starast, 2008a; Vahejõe et al., 2010). Mahekatseid on tehtud ainult poolkõrge mustikaga, seega on kännasmustika mahekasvatamine uus suund. Käesoleva töö eesmärgiks oli välja selgitada kännasmustika viljade kvaliteedi hindamiseks enam kasutatavad füüsikalised ja keemilised parameetrid erinevat sorti taimedel, mida on kasvatatud maheviljeluse põhimõtetest lähtuvates tootmistingimustes. Töö hüpoteesiks oli, et kännasmustika geneetilised omadused mõjutavad oluliselt nende viljade kvaliteeti maheviljeluse tingimustes. METOODIKA Uurimistööks vajalik materjal koguti 2011. aastal OÜ Biomari kännasmustika tootmisistandikust, mis asub Tartumaal Rõngu vallas Lapetukme külas (N 58º 10` 27.41``, E 26º 11` 17.28``, kõrgus merepinnast 65 m). Nimetatud ettevõte tegeleb kuuseistikute tootmise ning maheviljeluse tingimustes kännasmustikate ja vaarikate kasvatamisega. Kännasmustikate tootmisistandik rajati 2009. aastal kolme aasta vanuste istikutega. Genotüübilist varieeruvust hinnati kuue kännasmustika sordi, ´Bluecrop`, ´Bluegold`, ´Duke`, ´Goldtraube`, ´Patriot` ja ´Spartan` alusel. Viljad uurimistöö tarbeks koristati 28. juulil 2011. aastal. Mõõtmised ja taimede määramised teostati 1.-4. augustil. Viljade kvaliteeti hinnati järgmiste parameetrite alusel. Marjade laiust ja kõrgust (mm) mõõdeti elektroonilise nihkkaliibriga (firmalt ProsKit). Marja mass (g) määrati elektroonilise kaaluga (firmalt Scaltec, mark SAC 51, maksimum 200 g, täpsusega 0,01 g). Vilju mõõdeti kolmes korduses, igas korduses kümme marja, kokku 30 marja sordi kohta. Marja kuju indeks arvutati vilja kõrguse ja laiuse jagamise teel. Kui vastav indeks: =1, siis mari on ümara kujuga; <1, siis mari on lapiku kujuga; >1, siis mari on pikliku kujuga. Viljade värvust mõõdeti värvusmõõtjaga CR-300 (Minolta) marja pealt (viljakest) ja marja seest (viljaliha). Hinnati: L*-tumedus-heledus; a*-punasus, rohelisus; b*-kollasus, sinisus. Mõõtmised toestati 1. augustil 2011. L*a*b* värvide ruum (ka CIELAB-i nime all) on üks populaarsemaid


Kaia Kask

107

objektide värvuse mõõtmisi. L* näitab heledust (skaala 0-100: 0 - kõige tumedam, 100 – kõige heledam) ning a* ja b* on kromaatilised koordinaadid. Kromaatilises diagrammis osutavad a* ja b* värvuse suundadele: +a* on punane suund, -a* roheline, +b* kollane ja –b* sinine. Skaala mõlema näitaja osa ulatub -60-st +60-ni. Keskpunkt on värvusetu; kui a* ja b* väärtus suureneb ja punkt liigub keskmest välja, siis värvuse küllastus tugevneb (L*a*b coulor space, 2010). Orgaanilised happed (%) määrati 0,1 N NaOH-ga tiitrimisel, sealjuures kasutati titraatorit Solarus 50 ml (Hirschmann Laborgeräte). Tiitrimisreaktsioonil ekvivalentpunkti (lahuse värvuse muutus) paremaks visuaalseks määramiseks kasutati indikaatorit tümoolsinine. Määratavate ainete ekstraheerimiseks taimmaterjal purustati uhmerdamise teel ning marjamassi vesilahus töödeldi termiliselt (80 °C) 30 min jooksul. Orgaaniliste hapete üldsisaldus väljendati sidrunhappes. Rakumahla kuivaine (%) määramisel oli abiks refraktomeeter Pocket Pal-1 (Atago). Spetsiaalse pressiga eraldati viljadest mahl. Antotsüaane (mg/100g) määrati spektrofotomeetriga UV-mini-1240 (Shimadzu). Lainepikkuseks oli 510 ja 700 ηm ning määramised teostati puhverlahustega pH 1,0 ja 4,5 juures. Etanooli (96%) ja soolhappe (0,1 M) lahusega vahekorras 85:15 ekstraheeriti viljadest antotsüaane. Fenoolsete ühendite (mg/100 g) määramisel rakendati spektrofotomeetrit UV-mini-1240 lainepikkusel 765 ηm. Etanooli ja atsetooni lahusega vahekorras 7:3 ekstraheeriti viljadest fenoolseid ühendeid. Askorbiinhappe (C-vitamiin) (mg/100 g) tiitrimiseks (0,001 N-e KJO3) kasutati titraatorit Solarus 50 ml. Tiitrimisreaktsioonil ekvivalentpunkti (lahuse värvuse muutus) paremaks visuaalseks määramiseks kasutati tärkliselahust. Määratavate ainete ekstraheerimiseks taimmaterjalist lisati sellele soolhapet (1% HCl) ning purustati uhmerdamisel. Marja kuivaine osakaalu (%) leidmiseks kuivatati vilju püsiva massini, kuivatamiseks kasutati firma Memmert termokappi maksimaalsel temperatuuril 105 ºC. Kõik keemilised analüüsid tehti värskete viljadega. Määramised tehti igas variandis kolmes korduses. Katseandmed töödeldi 1-faktorilise dispersioonanalüüsiga. Variantidevahelise erinevuse hindamiseks arvutati piirdiferents (PD95%). Variantidevaheliste erinevuste näitamiseks tabelites kasutati erinevaid tähti.


108

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

TULEMUSED Kõikidest katses olnud sortidest olid ´Bluegoldi` viljad kõrgeimad – 12,7 mm (tabel 1), järgnesid ´Duke`, ´Bluecrop` ja ´Patriot` ning nende vahel statistilist erinevust ei esinenud. Väikseimaks osutus aga sort ´Spartan`, mille viljad olid 10,3 mm kõrged. Vilja diameetri poolest paistsid silma sortide ´Patriot` (19,1 mm), ´Bluegold` (18,3 mm), ´Duke` (18,3 mm) ja ´Bluecrop`(18,2 mm) viljad (tabel 1). Väikseimate mõõtmetega olid ´Goldtraube` (16,2 mm) ja ´Spartan` (15,0 mm). Massi poolest on statistiliselt sarnased sordid ´Patriot` (3,0 g), ´Bluegold` (2,8 g), ´Duke` ja ´Bluecrop` (mõlemad 2,7 g) (tabel 1). Kuna ´Goldtraube` ja ´Spartani` viljade kõrgus ja laius olid väikseimad, siis on ka ühe vilja mass neil kõige väiksem. Suurim marja kuju indeks on sortidel ´Bluegold` (0,70), ´Spartan` (0,69) ja ´Goldtraube` (0,68) (tabel 1). Vähem silmapaistvam on sort ´Patriot` (0.61). Kõigi sortide marja kuju indeks jääb alla 1, seega on viljad suuremal või vähemal määral lapiku-ümara kujuga. Tabel 1. Kännasmustika vilja kõrgus, diameeter, mass ja marja kuju indeks sõltuvalt genotüübist (05.08.2011) Ühe vilja pikkus, mm 11,8 b

Ühe vilja diameeter, mm 18,2 a

Ühe vilja mass, g 2,7 a

Bluegold

12,7 a

18,3 a

2,8 a

0,70 a

Duke

11,9 b

18,3 a

2,7 a

0,65 b

Goldtraube

11,0 c

16,2 b

2,0 b

0,68 b

Patriot

11,7 b

19,1 a

3,0 a

0,61 c

Spartan

10,3 d

15,0 c

1,7 b

0,69 a

Sort Bluecrop

Marja kuju indeks 0,65 b

* a,b,c.... oluline erinevus 95% tõenäosuse juures

Rakumahla kuivaine sisaldus oli suurim sordis ´Spartan` (18,3%) ning väikseim sordis ´Duke` (11,7%) (tabel 2). Ülejäänud sortide näidud jäid eelnimetatute vahele ning sealjuures ilmnes statistiline erinevus kõikide sortidega. Orgaaniliste hapete puhul esineb sorditi suuri erinevusi: vastavad näitajad ulatusid 0,46 %-st 1,21%-ni (tabel 2). Vaatluse all olnud genotüüpide viljadest sisaldas kõige rohkem orgaanilisi happeid ´Bluegold` ja kõige vähem ´Spartan`. Sortide ’Duke’ ja ’Goldtraube’ puhul tulemustes erinevusi polnud, kuid kõikide teiste genotüüpide vahel oli oluline varieeruvus.


109

Kaia Kask

Rakumahla kuivaine ja orgaaniliste hapete vastav suhtarv jäi katses vahemikku 11,6….39,9 (tabel 2), sealjuures näitas ´Spartan` suurimat tulemust ning sordid ´Bluecrop` ja ´Bluegold` väikseimat. Omavahel statistiliselt sarnaste näitajatega olid veel ´Duke` ja ´Goldtraube.` Kuivaine osakaal osutus kõige suuremaks ´Spartani` viljades (18,9%) (tabel 2). Sortide ’Bluecrop’ ja ’Patriot’ puhul tulemustes statistilisi erinevusi polnud (vastavalt 15,1% ja 15,4%), kuid kõikide teiste genotüüpide vahel oli oluline varieeruvus. Mida vähem kuivainet vili sisaldab, seda rohkem on temas vett, ning käesolevatest tulemustest nähtub, et kõige veerikkamad on sordi ´Duke` (13,4%) marjad. Kõige rohkem askorbiinhapet leidus sordis ´Spartan` (22,5 mg/100 g), kõige vähem sortides ´Bluecrop` ja ´Goldtraube` (tabel 3). Statistiliselt osutusid omavahel sarnaseks ´Patriot`, ´Duke` ja ´Bluegold`. Tabel 2. Kännasmustika viljade rakumahla kuivaine, orgaanilised happed, rakumahla kuivaine ja orgaaniliste hapete suhe ning vilja kuivaine sõltuvalt genotüübist (05.08.2011) Sort

Rakumahla kuivaine, %

Rakumahla kuiOrgaanilised Vilja kuivaine, vaine/ orgaanihapped, % % lised happed 1,13 b 11,6 d 15,1 b

Bluecrop

13,1 c

Bluegold

12,8 d

1,21 a

10,5 d

14,6 c

Duke

11,7 f

0,81 c

14,6 c

13,4 d

Goldtraube

12,3 e

0,80 c

15,3 c

14,2 c

Patriot

14,0 b

0,60 d

23,5 b

15,4 b

39,9 a

18,9 a

Spartan 18,3 a 0,46 e *a,b,c.... oluline erinevus 95% tõenäosuse juures

Fenoolsete ühendite kogus jäi vahemikku 102,6...134,9 mg/100 g (tabel 3). Suurim oli fenoolsete ühendite sisaldus ´Spartani` viljades. Kõik ülejäänud sordid erinesid statistiliselt. Kõige vähem fenoolseid ühendeid oli sortide ´Patriot` (108,9 mg/100 g) ja ´Goldtraube` (102,6 mg/100 g) viljades. Antotsüaanide sisaldus jäi vahemikku 40,3...120,5 mg/100 g (tabel 3). Vaadeldud sortidest antotsüaaniderikkaimad on ´Bluegoldi` viljad. Statistiliselt kõige erinevamaks osutusid ´Spartani` (40,3 mg/100 g) viljad.


110

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Tabel 3. Askorbiinhappe, fenoolide ja antotsüaanide sisaldus sõltuvalt genotüübist (05.08.2011)

Bluecrop

Askorbiinhape, mg/100 g 13,5 de

Sort

Fenoolide sisaldus, mg/100 g 122,8 c

Antotsüaanide sisaldus, mg/100 g 115,8 ab

Bluegold

15,1 bcd

133,2 b

120,5 a

Duke

16,4 bc

115,7 d

100,0 b

Goldtraube

13,7 de

102,6 f

88,3 c

Patriot

16,5 b

108,9 e

91,7 bc

Spartan

22,5 a

134,9 a

40,3 d

* a,b,c.... oluline erinevus 95% tõenäosuse juures

Katses kasutatud kuuest sordist on heledaima värvusega viljakest (näitaja L*) ´Bluecropil` (40,3) ning tumedaim ´Goldtraubel` (35,3) (tabel 4). Statistiliselt ei erine omavahel viis sorti (´Goldtraube`, ´Patriot`, ´Duke`, ´Spartan`, ´Bluegold`), nende näit jääb vahemikku 35,3...37,1. Tabelist 4 võib veel näha, et sortide ´Bluecrop` (-0,23) ja ´Duke` (-0,15) viljakestadel on rohekam toon (näitaja -a*). Sordi ´Patriot` viljakestadel on punakat värvust ning näitaja a* on 0,22. Viljakesta näitaja b* jääb vahemikku -8,0...-5,3 (tabel 4). Tumedam sinine värvus on ´Bluecropi` viljakestadel ning see erineb statistiliselt ´Goldtraube` viljakestade värvusest. Tabel 4. Viljakesta näitajate L, a ja b sõltuvalt genotüübist (05.08.2011) Sort

Viljakesta L*

Viljakesta a*

Viljakesta b*

Bluecrop

40,3 a

-0,23 d

-8,0 d

Bluegold

37,1 b

0,01 b

-6,4 bc

Duke

36,2 b

-0,15 cd

-6,2 b

Goldtraube

35,3 b

-0,06 bc

-5,3 a

Patriot

35,8 b

0,22 a

-7,0 bc

Spartan

36,8 b

0,04 b

-7,1 c

* a,b,c.... oluline erinevus 95% tõenäosuse juures

Viljaliha heleduse ja tumeduse näitaja (L*) jääb vahemikku 49,3...54,2 (tabel 5). Statistilise erinevuse põhjal on sordi ´Duke` viljaliha mõnevõrra tumedam kui ´Bluecropi` oma. Sortidest ainukesena omab nõrka rohekat tooni (-a*) viljalihas ´Bluecrop` (tabel 5). Statistiliselt ei erine omavahel sortide ´Duke´ (7,2) ja ´Goldtraube` (5,2) viljaliha, mis on suurema punaka


111

Kaia Kask

tooni näitajaga (+a*). Näitaja b* ehk kollase värvuse esinemine viljalihas jääb vahemikku 7,3...14,7. Rohkem kollast tooni esineb sortidel ´Bluecrop` ja ´Patriot´, vähem aga sortidel ´Duke` ja ´Goldtraube`. Tabel 5. Viljaliha näitajate L, a ja b sõltuvalt genotüübist (05.08.2011) Sort

Viljaliha L*

Viljaliha a*

Viljaliha b*

Bluecrop

49,3 d

-1,5 c

14,7 a

Bluegold

51,5 bc

0,9 b

13,2 ab

Duke

54,2 a

7,2 a

7,3 c

Goldtraube

50,3 cd

5,2 a

7,7 c

Patriot

53,0 ab

1,7 b

14,7 a

Spartan

49,7 cd

0,7 b

13,0 b

* a,b,c.... oluline erinevus 95% tõenäosuse juures

ARUTELU Vander Kloeti (1988) ning Starast et al. (2009) andmete põhjal varieerub kännasmustika viljade diameeter 4-12 mm-ni ning vilja mass on keskmiselt 2,5 g. Käesolevas katses kasutatud sortide viljad osutusid küllaltki suureks (diameeter 15-19,1 mm) ning marja mass oli 1,7...3,0 g. Tavaviljeluses on sortide ´Bluecrop` ja ´Bluegold` vilja mass vastavalt 2,7 g ja 3,1 g (Starast et al., 2007). Siinses katses oli nimetatud sortide marja mass 2,7 g (´Bluecrop`) ja 2,8 g (´Bluegold`). Nii mahe- kui ka tavaviljeluse puhul on seega ´Bluegoldi` marjad oma massi poolest veidi suuremad. Sordid ´Spartan` ja ´Bluegold` paistsid katses silma eelkõige kõrgete fenoolsete ühendite sisalduse poolest. On teada, et mustikatele iseloomuliku tumesinise värvuse annavad fenoolsed ühendid. Seetõttu võiks eeldada, et mida rohkem on marjades fenoolseid ühendeid, seda tumedamad nad on. Käesolevas katses aga ei täheldatud sellist seost fenoolide sisalduse ja viljakesta tumeduse näitaja (L*) vahel. Priot et al. (1998) on leidnud, et sordi ´Duke` marjad sisaldavad 127 mg/100 g antotsüaane, kuid antud katses oli see 100 mg/100 g. PerkinsVeazie et al. (1994) analüüsitud ´Bluecropi` viljades oli antotsüaane 85 mg/100 g. Howard et al. (2003) on leidnud, et genotüübiline eripära mõjutab antioksüdatiivseid omadusi ja fenoolide sisaldust mustikates rohkem kui kasvatusviis. Tavaviljeluses (Starast et al., 2007) kasvanud kännasmustika sortide ´Bluecrop` ja ´Bluegold` antotsüaanide sisaldus oli vastavalt 151,8 mg/100 g ja 212,4 mg/100 g. Antud katses olid need näitajad vastavalt 115,8


112

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

mg/100 g ja 120,5 mg/100 g. On näha, et nii mahe- kui ka tavaviljeluses on ´Bluegoldi` viljad kõige antotsüaaniderikkamad. Visuaalselt nähtavat mustikamarja värvust mõjutab oluliselt ka vahakihi paksus (Sapers et al., 1984; Gough, 1994). Paks ja tihe vaha muudab värvuse heledamaks ja tuhmimaks. Antud katses osutus värvuse poolest heledaimaks ´Bluecropi` viljakest, millest võib järeldada, et selle sordi vahakiht on võrreldes teiste sortidega paksem ja tihedam. Sordi ´Duke` viljakest oli teistest tumedam, seega on tal õhem vahakiht. Mida suuremad on mustikad, seda väiksem on viljakesta osakaal ja seda väiksem on antotsüaanide kontsentratsioon viljas (Prior et al., 1998). Antud katse sortide ´Bluecrop´, ´Bluegold` ja ´Duke` viljad olid mõõtmetelt kõige suuremad, kuid samas oli neis ka kõrgeim antotsüaanide sisaldus. Mõõtmetelt väikseimad ´Spartani` viljad sisaldasid aga kõige vähem antotsüaane. Orgaaniliste hapete rikkad olid ´Bluecropi` ja ´Bluegoldi` viljad, kuid askorbiinhappe poolest jäid nad keskmisele tasemele. Erinevate kännasmustika sortide iseloomustamiseks saab välja tuua kas kõrge või madala askorbiinhappe sisalduse. Hancocki & Prittsi (1992) järgi leidub askorbiinhapet mustikates keskmiselt 13 mg/100 g. Mahedalt kasvatatud sortidest ületasid selle keskmise näitaja sortide ´Spartan` (22,5 mg/100 g), ´Patriot` (16,5 mg/100 g) ja ´Duke` (16,4 mg/100 g) viljad. Rakumahla kuivaine ja orgaaniliste hapete vahelise suhtarvu alusel on võimalik hinnata viljade magusat/haput maitset: kui vastav näitaja on väiksem kui 14, siis inimene tajub haput maitset, ning kui see on üle 14, siis magusat maitset (Kelt et al., 1997). Rakumahla kuivaine ja orgaaniliste hapete suhte põhjal olid magusaimad sortide ´Patriot` (23,5) ja ´Spartan` (39,9) marjad. Kuna orgaaniliste hapete sisaldus oli suurim sortides ´Bluecrop` ja ´Bluegold`, siis nende marjade maitse oli ka vähem magus. Suhtarv võib aga osutuda isegi kõrgemaks, näiteks Bilyki ja Sapersi (1986) katses osutus see 44.8-ni sordil ´Earliblue`. Väikseimate marjadega oli ´Spartan` ning selle sordi viljad olid kõige kuivainerikkamad (18,9%). Skupiene (2006) katses oli ´Spartani` kuivaine sisaldus 11,5% ning selle katse keskmisena sisaldasid marjad 84% vett ja 16% kuivainet. Samas on teada, et kuivaine ja vee osakaal lihakates viljades on suuresti mõjutatud kasvukeskkonna tingimustest. Skupiene (2006) arvates avaldavad kännasmustika viljade rakumahla kuivaine sisaldusele mõju pigem keskkonnatingimused kui geneetilised faktorid. Viljade pikkuse ja ka diameetri poolest osutusid suuremaks ´Bluecrop`, ´Bluegold` ja ´Duke`, mis andis neile suurema vee sisalduse ja väiksema kuivaine protsendi. Käesoleva katse põhjal selgus, et viljade kvaliteet sõltub oluliselt genotüübist. Füüsikaliste parameetrite (mõõtmed, mass) poolest paistis silma


Kaia Kask

113

´Bluegold`. Mahetingimustes kasvanud ´Spartani` viljad on kõrge toiteväärtusega ja ka väga magusad. Selle sordi viljades leidus rohkesti ka antioksüdatiivsete omadustega fenoolseid ühendeid ja C-vitamiini. Antotsüaanide poolest oli rikkaim ´Bluegold`. Madalama kvaliteedi kategooriasse võiks paigutada ´Goldtraube` oma väikese massi ning vähese fenoolide ja antotsüaanide sisalduse tõttu; seepärast ei soovitaks seda sorti mahekasvatuse jaoks. Farmaatsiatööstuse tarbeks võiks kasvatada sorte ´Bluecrop` ja ´Bluegold`.

KIRJANDUS Bilyk A, Sapers GM. 1986. Varietal differences in the quercetin, kaempferol, and myricetin contents of highbush blueberry, cranberry, and thornless blackberry fruits. Journal of Agricultural and Food Chemistry 34(4): 585-588. FiBL/IFOAM Survey. 2011. Organic Agriculture in Europe 2009. Production and Market. Gough RE. 1994. The highbush blueberry and it’s management. Food Products Press, 278. Hancock JF, Pritts MP. 1992. Highbush blueberry production guide, 200. Howard RL, Clark JR, Brownmiller C. 2003. Antioxidant capacity and phenolic content in blueberries as affected by genotype and growing season. Journal of the Science of Food and Agriculture 83(12): 1238 - 1247 Kalt W. 2006. Vaccinium berry crops and human health. Acta Horticulturae 715: 533536. Kelt K, Lamp L, Piir R. 1997. Puuviljad, marjad, tervis. Tallinn: Valgus, 431. Perkins-Veazie P, Collins JK, Clark JR, Magee J. 1994. Postharvest quality of Southern highbush blueberries. Proceedings of the Florida State Horticultural Society 107:269-271 Prior RL, Cao G, Martin A, Sofic E, McEwen J, O’Brien C, Lischner N, Ehlenfeldt M, Kalt W, Krewer G, Mainland M. 1998. Antioxidant capacity as influencd by total phenolic and anthocyanin content, maturity, and variety of Vaccinium Species. Journal of Agricultural and Food Chemistry 46(7): 2686-2693 Sapers AM, Burgher AM, Phillips JG, Jones SB, Stone EG. 1984. Color and composition of highbush blueberry cultivars. Journal of the American Society for Horticultural Science 109: 105–111 Skupien, K. 2006. Chemical composition of selected cultivars of highbush blueberry fruit (Vaccinium corymbisum L.). Folia Horticulturae 18(2): 47-56.


114

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Sousa MB, Curado T, Lavadinho C, Moldao-Martins M. 2006. A survey of quality factors in highbush and rabbiteye blueberry cultivars in Portugal. Acta Horticulturae 715: 567-572 Starast M, Karp K, Moor U, Noormets M, 2007. Kännasmustika sortide ja ahtalehise mustika kloonide võrdlemine. EMÜ, aastaaruanne projektile: Puuviljade ja marjade viljelemise tehnoloogiate täiustamine toodangu kvaliteedi, säilimise ja konkurentsivõime tõstmise eesmärgil.Tartu. Starast M. 2008a. Kultuurmustikas. Maamajandus 12: 21-23. Starast, M. 2008b. Influence of cultivation techniques on productivity and fruit quality of some Vaccinium and Rubus taxa. Tartu: Tartu Ülikooli Kirjastus, 161. Starast M, Karp K, Noormets M. 2002. The effect of foliar fertilisation on the growth and yield of lowbush blueberry in Estonia. Proceedings of International Symposium on Foliar Nutrition of Perennial Fruit Plants. Italy: ISHS, 679 – 684. Starast M, Paal T, Vool E, Karp K, Albert T, Moor U. 2009. The productivity of some blueberry cultivars under Estonian conditions. Acta Horticulturae 810: 103-108 Vahejõe K, Albert T, Noormets M, Karp K, Paal T, Starast M, Värnik R. 2010. Berry cultivation in cutover peatlands in Estonia: agricultural and economical aspects. Baltic Forestry 16(2): 264-272 Vander Kloet SP. 1988. The genus Vaccinium in North America. Ottawa, Canada: Canada Goverment Publishing Centre, Wach D. 2008. Estimation of growth and yielding of highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.) cultivated on soil developed from weakly loamy sand. Folia Horticulturae 20(2): 47-55. Wang SY, Chen C, Sciarappa W, Wang CY, Camp MJ. 2008. Fruit quality, antioxidant capacity, and flavonoid content of organically and conventionally grown blueberries. Journal of Agricultural and Food Chemistry 56(14): 5788–5794 Wang SY, Chen C. 2010. Effect of allyl isothiocyanate on antioxidant enzyme activities, flavonoids and post-harvest fruit quality of blueberries (Vaccinium corymbosum L., cv. ´Duke`). Food Chemistry 122(4): 1153-1158. L*a*b colour space 2010; (http://www2.konicaminolta.eu/eu/Measuring/pcc/en/ part1/07.html (06.08.2011).


SOOLE LAKTOFLOORA ALLERGILISTEL JA MITTEALLERGILISTEL IMIKUTEL Anna Tisler

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Säästva arenguga seoses tulevad esimesena meelde globaalprobleemid: jäätmeprobleemid, veekogude reostamine ja hapnemine, osoonikihi hõrenemine, kliima soojenemine, energiaprobleemid ja nendega võitlemine. Need suured probleemid on tingimata tähelepanuväärsed ja väga aktuaalsed, kuid säästev areng algab inimesest endast, tema tervisest, tema elustiilist ja harjumustest. Säästev areng peab tagama järgnevatele põlvedele mitte samaväärse, vaid parema elukvaliteedi. Säästva arengu ideed, innovatsioonid, leiutised on aluseks järgmiste põlvkondade parema elukeskkonna ja -kvaliteedi ülesehitamiseks. SISUKOKKUVÕTE Terve ühiskond algab tervetest lastest. Laps on ühiskonna peegel. Käesoleva töö eesmärgiks oli uurida, kuidas inimorganismi sisemine balanss tagab tema heaoluseisundi ja kuidas soolemikrofloora koostis mõjub allergilisuse tekkimisele imikueas. Allergilised haigused on viimastel kümnenditel sagenenud, need on viimase 30 aasta jooksul olnud levinuimad haigused maailmas. Uuringud näitavad, et planeedi igast kolmest elanikust üks kannatab ühe või teise allergiavormi all. Umbes 30–40% lastest kogu maailmas on atoopiline dermatiit. Allergiahaigete arv kahekordistub iga aastakümnega ja see on kujunemas XXI sajandi epideemiaks. Eksperdid prognoosivad, et lähemal ajal põeb erinevaid allergiavorme enam kui 50% planeedi elanikkonnast. Viimase poolesaja aasta jooksul on kogu maailmas harvenenud bakteritest ja viirustest põhjustatud haigused. Samal ajal on sagenenud allergilised haigused. Raske on seostada allergia levikut raskete nakkushaiguste vähenemisega. Tähtsam on siiski üldine hügieenitingimuste paranemine, kokkupuute vähenemine mikroorganismidega, millega inimkond oli sajandeid harjunud.


116

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Keskkonnas olevad bakterid ja seened, kõige enam aga soole normaalne mikrofloora on äärmiselt olulised tasakaalustatud immuunreaktsioonide väljakujunemises. Steriilsetes tingimustes ei teki tolerantsust. Rinnapiima olulisust areneva lapse elus ei tohiks alahinnata. Ema annab oma lapsele koos piimaga antikehi, mineraalaineid, vitamiine, rasvhappeid. Rinnapiima saavatel lastel on peamised seedetrakti koloniseerijad piimhappebakterid, nagu laktobatsillid ja bifidobakterid. Soolefloora sõltub sellest, missugused mikroobid on lapse sooletraktis sündimise ajal, kuid tähtsusetu pole ka see, mis soolefloorat hilisemas elus mõjutab (antibiootikumid, toit ja selles olevad lisaained jm). Uuringutest on selgunud suured erinevused allergiliste ja tervete inimeste sooltes leiduvate mikroobide koosluses. Allergiata inimestel on rohkem piimhapet tootvaid baktereid (laktobakterid, bifidobakterid), allergikutel aga rohkesti bakteroide ja klostriide. Laktobatsillid on aga allergikutel vähendanud nahapõletiku ägedust. See võib olla seotud probiootikumide (piimhappebakterite) võimega parandada soole kaitseomadusi ja vähendada allergeenide läbimisvõimet. Lisaks võivad nad soodustada põletikku maha suruvate valkude sünteesi. Taludes kasvanud lastel on täheldatud vähem allergilisuse esinemist. Peamiseks põhjuseks on see, et nad söövad rohkem kodus valmistatud, säilitusaineteta toitu. Paljud lisaained (E-ained) võivad ise esile kutsuda toidu talumatust, kuid ka mõjutada immuunsüsteemi soolefloora muutumise kaudu. Käesoleva töö eesmärgiks on pöörata ühiskonna tähelepanu allergia tekkimise põhjustele, aga mis veelgi tähtsam – haiguse ennetamisele. Peame hakkama oma laste tervist enam tähtsustama. See pole suunatud ainult lapsevanematele, vaid tervele ühiskonnale, meile kõigile. SISSEJUHATUS Inimese normaalne mikrofloora ehk mikrobioota on keeruline ja stabiilne ökosüsteem, mis koosneb umbes 1014 erinevast mikroobirakust. Kõige rohkem mikroobe leidub seedetraktis: varasemate hinnangute järgi umbes 500 (Savage, 1989; Mikelsaar, 1992), kuid uuematel andmetel isegi kuni 40 000 erinevat liiki, millest enamus on mittekultiveeritavad (Frank & Pace 2008). Seedetrakti mikrofloora osaleb organismi mitmetes ainevahetusprotsessides, mõjutab selle toitumist ja kasvu (Midtvedt et al., 1988; Tamm, 1993) ning kindlustab kolonisatsiooni-resistentsuse (Waaij et al., 1971; Vollaard & Clasener 1994). Seedetrakti mikrofloora koostis, regulatoorsed mehhanismid ja nende tähtsus peremeesorganismile on olnud uurimisobjektiks palju aastaid (Salminen et al., 1995). Sooles on tähelepanuväärne kogus mikroorganisme,


Anna Tisler

117

mis on tihedas kontaktis soole limaskestaga ning omavad mõju immuunsüsteemile. Mitmesugused tegurid, sealhulgas infektsioonid ja antibakteriaalsete preparaatide kasutamine võivad mikrofloora tasakaalu ehk homöostaasi häirida. Vastsündinu mikrofloora on oma kujunemisjärgus kergesti mõjustatav tema kaitsesüsteemide ebaküpsuse tõttu. Suurima mõjuga faktoriteks peetakse enneaegsust, antibiootikumravi, toitumisrežiimi, sünniviisi ja väliskeskkonda (de La Cochetiere et al., 2007; Bennet et al., 1982, 1987). Haiguste ennetamise seisukohast on oluline roll mikrofloora koostisel esmase koloniseerimise ajal. Vähenenud mikroobne stimulatsioon lapsepõlve jooksul on seotud suurenenud astma ja allergia levikuga (Björksten, 1994). Mõningal määral muutub mikrofloora koostis ka hilisemas vanuses, mille võib põhjustada antibiootiline ravi, bakteriaalsed infektsioonid, kroonilised haigused ja soolepõletikud (Hopkins et al., 2001; Guarner & Malagelada 2003). Paljusid immuuntalitluse häireid, sealhulgas allergiat seostatakse muutustega mikrofloora tasakaalus (Mikelsaar et al., 1990). Normaalse mikrobioota kujunemine on keeruline protsess, milles on olulised mitmesugused faktorid: nii vastsündinute, neid kontamineerivate mikroobide kui ka väliskeskkonna omadused. Mikrofloora liigiline koostis erineb väga palju ka individuaalselt, see oleneb nii keskkonnast kui ka geneetilistest faktoritest (Hopkin et al., 2001). Üheks oluliseks komponendiks soole mikroflooras on piimhappebakterid, sh laktobatsillid. Neid Gram-positiivseid baktereid seostatakse allergiliste haiguste väiksema sagedusega. Samas on mõned varasemad uuringud näidanud erinevusi laktofloora koostises allergilistel ja mitteallergilistel lastel (Penders et al., 2010; Björksten et al., 2001; Kalliomäki & Isolauri 2003). Laktobatsillide tervist toetav toime on teada juba üle 100 aasta (Metchnikoff, 1907). Nende osakaal soole mikroflooras ei ole suur, kuid neid peetakse üheks olulisemaks mikroobigrupiks. Nad aitavad suurendada organismi kaitset patogeenide vastu, tootes antimikroobseid ühendeid (piim-, äädik-, propioonhappeid, vesinikperoksiidi, süsihappegaasi, bakteriotsiine) ja blokeerides limaskesta retseptoreid, et vältida patogeenide kinnitumist (Galvez et al., 2007). Kasulike toimete hulka kuuluvad ka seedimise soodustamine, laktoosi lagundamine, kasvajatevastane aktiivsus, immuunsüsteemi moduleerimine, kolesterooli omastamine ja vastupanu patogeenidele (Sanders & in’t Veld 1999). Lisaks sellele omavad mõned laktobatsillitüved antioksüdantset toimet (Ahotupa et al., 1996) ja indutseerivad lämmastikoksiidi sünteesi (Korhonen et al., 2001). Laktobatsillide roll peremeesorganismi mikroflooras on muutunud väga intensiivseks uurimisobjektiks seedetrakti ökoloogias (Mikelsaar et al., 1998). Uuringud on näidanud, et erinevad laktobatsillide liigid ja tüved mõjutavad tervist erinevalt.


118

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Uurimistöö eesmärgiks oli võrrelda soole laktofloora kujunemist allergilistel ja mitteallergilistel lastel kuue esimese elukuu jooksul, kasutades molekulaarseid metoodikaid. METOODIKA Uuringusse kaasati 32 last, kes olid sündinud Tartu ülikooli naistekliinikus või Linköpingi ülikooli kliinikumis (Rootsi) ajavahemikul veebruar 1997 kuni juuni 1998. Uuringugrupp koosnes 17 allergilisest imikust (9 Eestist ja 8 Rootsist) ja 15 mitteallergilisest imikust (10 Eestist ja 5 Rootsist). Soole mikrofloora kujunemist jälgiti alates sünnist kuni kuue kuu vanuseks saamiseni. Kaks gruppi oli valitud nii, et oleks võimalik jälgida immuunvastuse ja allergilisuse arenemist sõltuvalt keskkonnateguritest. Igalt patsiendilt saadi perekonna allergilisuse ajalugu. Lastelt koguti roojaproovid 1. elunädalal ning 1., 3. ja 6. kuul. Roojaproove (1–2 g) kogusid steriilsetesse plastikkonteineritesse arstid või vanemad. Proove hoiti -70 oC juures kuni analüüsideni. Rootsi proovid transporditi Eestisse kuivas jääs. Roe kaaluti torsioonkaaludega, lahjendati CO2-ga redutseeritud fosfaatpuhvris (pH 7,2) ning tehti lahjenduste rida (10-2 – 10-9). Erinevatest lahjendustest külvati 0,1 ml mitmesugustele söötmetele ja inkubeeriti 1–4 päeva erinevates tingimustes. Laktobatsillide isoleerimiseks inkubeeriti külve MRS (Man-RogosaSharpe) agarsöötmel 10% CO2 keskkonnas. Kokku uuriti 126 laktobatsillide tüve, neist 79 pärinesid allergilistelt ja 47 mitteallergilistelt lastelt (tabel 1). Uuritavad laktobatsillitüved tüpiseeriti AP-PCR meetodil. Samalt lapselt pärinevate sarnaste mustritega tüvedest valiti üks, mis sekveneeriti liigi määramiseks. Uuritavad laktobatsillitüved tüpiseeriti AP-PCR (arbitrarily primed polymerase chain reaction) meetodil. Laktobatsillide lõplik samastamine toimus sekveneerimismeetodil. Seejärel PCR produktid sekveneeriti ja liigid määrati BLAST programmi abil.


119

Anna Tisler Tabel 1. Uuringus kasutatud laktobatsillitüved Liik (biokeemilise samastamise alusel) 1

Tüvede arv

Allergilistelt lastelt Mitteallergilistelt lastelt L. acidophilus 2 4 L. casei 58 32 L. fermentum 10 5 L. paracasei 1 2 FHEL 2 3 L . plantarum 4 OHOL 3 2 L. salivarius 1 1 L. brevis 1 1 Tabelis olevad liiginimed on saadud varasemal biokeemilisel samastamisel. 2 Fakultatiivselt heterofermentatiivne laktobatsill (liik täpsustamata). 3 Obligatoorselt homofermentatiivne laktobatsill (liik täpsustamata).

TULEMUSED JA ARUTELU Sekveneerimise alusel jagunesid kõik uuritud imikute soolest pärinevad laktobatsillid 6 liiki: L. casei, L. paracasei, L. fermentum, L. gasseri, L. rhamnosus ja L. plantarum. Kõige rohkem oli L. casei tüvesid (49%), järgnesid L. rhamnosus (29%) ja L. fermentum (10%). Käesolevas töös võrreldi allergiliste ja mitteallergiliste laste laktofloorat. Selgus, et tervetel lastel oli L. rhamnosus’e esinemissagedus oluliselt madalam kui allergilistel lastel (p=0.036). Domineerivateks liikideks allergilistel lastel olid L. casei (13 lapsel) ja L. rhamnosus (10 lapsel), mitteallergilistel L. casei (11 lapsel) ja L. gasseri (5 lapsel) (joonis 1).

Joonis 1. Erinevate laktobatsillide liikide esinemine allergilistel ja mitteallergilistel lastel, p = 0.036 (Fisher Exact test)


120

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Allergiliste haiguste ennetamise seisukohast on oluline roll mikrofloora koostisel esmase koloniseerimise ajal. Samas on varasemad kirjanduse andmed laktobatsillide liikide kohta nii omavahel kui ka käesoleva uurimusega võrreldes mõnevõrra vastukäivad. Hollandi imikute uurimus (Penders et al., 2010) näitas L. paracasei kaitsvat mõju allergia vastu. Samuti on näidatud L. casei ja L. paracasei immuunomodulatoorset toimet antiallergilise TH1 immuunvastuse suunas (Cukrowska et al., 2010). Samas leiti hiljuti avaldatud uurimuses, kus analüüsiti Rootsi kuni 2-kuuste imikute soole mikrofloora seost allergiaga, väiksem L. casei, L. paracasei ja L. rhamnosus’e esinemissagedus allergilistel lastel (Sjögren et al., 2009), mis erineb siinsest tulemusest eriti viimase liigi puhul. Kuna enamik käesoleva uuringu L. rhamnosus’e tüvedest pärines just Rootsi lastelt, võib oletada geograafiliste erinevuste mõju tulemusele. Eestis tehtud varasemad uuringud on näidanud soole laktofloora liigilise koostise erinevust Eesti ja Rootsi 1–2-aastastel lastel (Mikelsaar et al., 2002). Sõltumata liikidest esineb lastel, kellel kuni teise eluaastani on soole mikroflooras laktobatsille ja bifidobaktereid suuremal hulgal, vähem allergiahaigusi. Usutavasti on allergia vältimises oluline roll ka mikrofloora üldisel mitmekesisusel, mis aitab kujundada tolerantsust erinevate antigeenide vastu (Björksten et al., 2001; Kalliomäki & Isolauri 2003; Kalliomäki et al., 2003; Sjögren et al., 2009). Soolestiku mikrofloora roll imiku immuunsuse arenemisel ja allergiate vältimisel vajab lisauurimist. Kokkuvõte Mikrofloora on oluliselt seotud tervisliku seisundiga, sealhulgas allergiliste haigustega. Käesoleva töö eesmärgiks oli sekveneerimist ja AP-PCRi kasutades selgitada normaalsesse mikrofloorasse kuuluvate laktobatsillide kolonisatsiooni tervetel ja allergilistel lastel ning jälgida nende esinemissageduse muutumist sõltuvalt lapse vanusest. Uuritavaks materjaliks olid laktobatsillitüved 17 allergilise ja 15 mitteallergilise lapse soole mikrofloorast (kokku 126 tüve). Sekveneerimise alusel eristati 6 liiki: L. casei, L. paracasei, L. fermentum, L. gasseri, L. rhamnosus ja L. plantarum, neist kõige sagedasemad olid L. casei (49%), L. rhamnosus (29%) ja L. fermentum (10%). Esimesel elunädalal esines vaid 3 liiki, igal ajaperioodil lisandus üks uus liik. Kõige stabiilsemaks liigiks läbi kõigi perioodide oli L. casei. AP-PCRi analüüs võimaldas paljude laste puhul näidata ühe ja sama laktobatsilli tüve püsimist läbi mitme eluperioodi. Allergiliste haiguste ennetamise seisukohast omab olulist rolli mikrofloora koostis esmase koloniseerimise ajal, eelkõige piimhappebakterite – laktobatsillide ja bifidobakterite – suur hulk.


Anna Tisler

121

Allergia vältimises on oluline roll ka mikrofloora üldisel mitmekesisusel, mis aitab kujundada tolerantsust erinevate antigeenide vastu. Käesolev uuring näitas mõningast gruppidevahelist erinevust: tervetel lastel oli L. rhamnosus’e esinemissagedus oluliselt madalam kui allergilistel lastel (p=0.036). Domineerivateks liikideks allergilistel lastel olid L. casei ja L. rhamnosus, mitteallergilistel L. casei ja L. gasseri. Siiski vajab soolestiku mikrofloora roll imiku immuunsuse arenemisel ja allergiate vältimisel lisauuringuid.

KIRJANDUS Ahotupa M, Saxelin M, Korpela R. 1996. Antioxidative properties of Lactobacillus GG. Nutrition Today 31: 51S-52S. Björksten B. 1994. Risk factors in early childhood for the development of atopic diseases. Allergy 49: 400-7. Cukrowska B, Rosiak I, Klewicka E, Motyl I, Schwarzer M, Libudzisz Z, Kozakova H. 2010. Impact of heat-inactivated Lactobacillus casei and Lactobacillus paracasei strains on cytokine responses in whole blood cell cultures of children with atopic dermatitis. Folia Microbiol (Praha) 55(3): 277-80. De La Cochetiere MF, Rouge C, Darmaun D, Roze JC, Potel G, Leguen CG. 2007. Intestinal microbiota in neonates and preterm infants: a review. Current Pediatric Reviews 3: 21-24. Frank DN, Pace NR. 2008. Gastrointestinal microbiology enters the metagenomics era. Current Opinion in Gastroenterology 24: 4-10. Galvez A, Abriouel H, Lopez RL, Omar NB. 2007. Bacteriocin-based strategies for food biopreservation. International Journal of Food Microbiology 120: 51-71. Guarner F, Malagelada J-R. 2003. Gut flora in health and disease. Lancet 361: 512519. Hopkins MJ, Sharp R, Macfarlane GT. 2001. Age and disease related changes in intestinal bacterial populations assessed by cell culture, 16S rRNA abundance, and community cellular fatty acid profiles. Gut 48: 198-205. Korhonen R, Korpela R, Saxelin M, Maki M, Kankaanranta H, Moilanene E. 2001. Induction of nitric oxide synthesis by probiotic Lactobacillus rhamnosus GG in J774 macrophages and human T84 intestinal epithelial cells. Inflammation 25: 223-232. Metchnikoff E. 1907. The prolongation of life. Optimistic studies. London: Butterworth Heinemann. Midtvedt A-C, Carlsted-Duke B, Norin KE, Saxerholt H, Midtvedt T. 1988. Develop-


122

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

ment of five metabolic activities associated with the intestinal microflora of healthy infants. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition 7: 559-567. Mikelsaar M, Siigur U, Lenzner A. 1990. Evaluation of the quantitative composition of fecal microflora. Lab. Delo 5: 62-66 (vene k.). Mikelsaar M. 1992. Evaluation of the gastrointestinal microbial ecosystem in health and disease. University of Tartu. Mikelsaar M, Mändar R, Sepp E. 1998. Lactic Acid Microflora in the Human Microbial Ecosystem and Its Development. In: Salminen S, von Wright A, eds. Lactic Acid Bacteria. New York: Marcel Dekker, 279-342. Penders J, Thijs C, Mommers M, Stobberingh EE, Dompeling E, Reijmerink NE., van den Brandt PA, Kerkhof M, Koppelman GH, Postma DS. 2010. Intestinal lactobacilli and the DC-SIGN gene for their recognition by dendritic cells play a role in the aetiology of allergic manifestations. Microbiology 156 (11): 3298-305. Salminen S, Isolauri E, Onella T. 1995. Gut flora in normal disordered states. Chemotherapy 41: 5-15. Sanders ME, in’t Veld JH. 1999. Bringing a probiotic-containing functional food to the market: microbiological, product, regulatory and labelling issues. Antonie van Leeuwenhoek 76: 293-315. Sjögren YM, Jenmalm MC, Böttcher MF, Björkstén B, Sverremark-Ekström E. 2009. Altered early infant gut microbiota in children developing allergy up to 5 years of age. Clin Exp Allergy 39(4): 518-26. Vollaard EJ, Clasener HAL. 1994. Colonisation Resistance. Antimicr. Agents Chemother. 38(3): 409-414. Waaij van der D, Berghuis JM, Lekkerkerk-van der Wees JEC. 1971. Colonization resistance of the digestive tract in conventional and antibiotic-treated mice. J. Hyg. 69: 405-411.


II TASEME ARTIKLID Magistrantuuri l천petanud ja doktorandid


PARASIITENERGIA KODUMAJAPIDAMISTES Jaan Niitsoo

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Me peame tagama meid ümbritseva keskkonna jätkusuutliku eksisteerimise, selleks tuleb mõista ja hallata kõiki eluvaldkondi alates juhtimisest kuni tootmise toorainete hankimiseni. Vahel võib olla nii, et mida lähemal on potentsiaalne parendatav objekt, seda vähem märgatav ta on. Tänapäeval on laialdaselt kasutusel kodumasinad, mis tarbivad elektrienergiat ka siis, kui neid parasjagu ei kasutata. Nende seadmete energiakulu kaardistamine ja üldsusele selgeks tegemine on väga oluline, sest võimalik saadav sääst on märkimisväärne. SISUKOKKUVÕTE Kodumajapidamistes on küllaltki suur hulk seadmeid, mis tarbivad ka väljalülitatud olekus energiat. Käesolevas uuringus püütakse mõõtmistega seda kogust tuvastada ning lisaks välja selgitada, kui suur osa on aktiivvõimsuse kõrval seni vähe tähelepanu pälvinud reaktiivvõimsusel. Saadud tulemuste põhjal hinnatakse parasiitvõimsuste majanduslikku kulu ja võrreldakse samasuguseid näitajaid kirjanduses tooduga. Lõpetuseks arutatakse, kuidas parasiitenergia kulu vähendada. SISSEJUHATUS Pikemas perspektiivis energiatarbimine kasvab ning vanad tootmisüksused langevad tasapisi rivist välja. Piisava tootmise tagamiseks on vaja nende asemele luua uusi elektrijaamu või püüda energiatarbimist tõhustada. Energia kasutuse efektiivsuse tõstmise vajadust propageerib järjepidevalt ka Euroopa Liit. Kodumajapidamistes kasutatavate elektroonikaseadmete hulk on viimastel kümnenditel drastiliselt kasvanud. Enamik nendest seadmetest säilitab teatud funktsionaalsuse ka pärast väljalülitamist. Paarkümmend aastat tagasi oli seadmetel tavaliselt lüliti, mille abil sai need vooluvõrgust eemaldada.


Jaan Niitsoo

125

Tänapäeval on see asendunud kaugjuhtimisega, mis vajab mõningast toidet ja seepärast seadmeid võrgust ei eraldata (Rayabhari, 2003). Väga paljud majapidamisseadmed tarbivad elektrit ka pärast nende väljalülitamist. Osal seadmetel puudub üldse väljalülitamise võimalus ning nad tarbivad energiat ka siis, kui ei täida oma otsest tööülesannet. Kasutatud energiat, mis kulub siis, kui seadmed ei täida oma esmast eesmärki, kutsutakse ooteloleku energiaks või parasiitenergiaks (Meier & Rosen, 2002). Probleemi märgati juba kümmekond aastat tagasi ning sellest ajast saati on ootelolekus energiat tarbivaid seadmeid ainult juurde tulnud. Kuigi seadmete ooteloleku võimsused on väikesed, on nad kogu aeg ühendatud. Lõppkokkuvõttes on nende tarbitud energia seetõttu suur. Parasiidset tarbimist võib kohata näiteks seadmete puhul, millel on digitaalne ekraan, mis on ühendatud võrku adapteri kaudu ning mida on võimalik kaugjuhtimise teel sisse-välja lülitada. Töö eesmärk ongi välja selgitada majapidamisseadmete aktiiv- ja reaktiivvõimsus, kui nad on ootelolekus või välja lülitatud; lisaks hinnata parasiitvõimsuse maksumust ning pakkuda välja mõned võimalused selle vähendamiseks. METOODIKA Uurimistöös esitatakse mõõtmiste tulemused ühe korteri kohta, kus uuriti kõiki majapidamisseadmeid peale külmiku, pesumasina ja elektripliidi. Mõõtmised tehti spetsiaalse elektrikvaliteedianalüsaatoriga Chauvin Arnoux C.A 8352. Tulemusi võrreldakse kirjanduses toodutega ja tehakse lihtne majanduslik arvutus. Viimaks tuuakse mõned näited, kuidas kirjeldatud probleemiga tegeleda ja saavutada energiasäästu. Uurimus on valminud autori iseseisva töö tulemusel. TULEMUSED Kõikide töörežiimide korral mõõdeti nii aktiiv-7, reaktiiv-8, kui ka

7 Aktiivvõimsus (P) on vahelduvvoolu võimsuse reaalosa, mis on muundatav mingiks teiseks energiavormiks (soojuseks, mehaaniliseks tööks, valguseks) või mida saab salvestada keemilise energiana. Mõõdetakse vattides (W), kilovattides (kW) või megavattides (MW). 8 Reaktiivvõimsus (Q) on vahelduvvoolu võimsuse imaginaarosa, mis ei tee tööd ja mida mõõdetakse varrides (VAr), kilovarrides (kVAr) või megavarrides (MVAr).


126

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

näivvõimsust9. Ülevaatlikkuse mõttes neljaks jagatud töörežiimide kirjeldused on ära toodud tabelis 1. Tabel 1. Erinevate režiimide seletused (25.10.2011) Režiim

Definitsioon

Nullkoormus

Seade on vooluvõrgust eraldatud.

Välja lülitatud

Seade on välja lülitatud, kuid on ühendatud vooluvõrguga.

Ootelolek

Seade on sisse lülitatud, kuid ei täida oma esmast ülesannet.

Töötamine

Seade täidab oma esmast tööülesannet.

Kõikide mõõdetud seadmete nimetused on esitatud tabelis 2 koos tööolukorras fikseeritud võimsustega. Tabelist on näha, et aktiivvõimsuse kõrval on küllaltki suur ka võrku tagasiantav reaktiivvõimsus, vastavalt 346,1 W ja 136,2 VAr. Ooterežiimis olevad seadmed Seadmeid, mida oli võimalik lülitada ooterežiimi, oli majapidamises mõõdetud 14 hulgas 10. Nende aktiivvõimsuse tarbimine vattides on ära toodud joonisel 1. Nagu diagrammilt näha, võivad sarnaste aparaatide ooteloleku aktiivvõimsused varieeruda väga suurtes vahemikes. Nimelt on kolme kineskoopteleviisori vastavad näitajad 12,7 W; 3,3 W; 3,0 W. Üks kineskoopteleviisor osutus kõikidest mõõdetud seadmetest kõige suuremaks aktiivenergia tarbijaks, samas teised kaks mõõdetud televiisorit jäid pigem võrdluse teise otsa. Kõige vähem kulutas ooterežiimis energiat kuvar (0,5 W). Aktiivenergia kõrval tarbivad seadmed tihtipeale reaktiivenergiat. Joonisel 2 on esitatud mõõdetud kümne aparaadi reaktiivvõimsused ootelolekus. Tabel 2. Mõõdetud seadmed ja nende võimsused tööolukorras (25.10.2011) n

nimetus

P (W)

Q (Var)

S (VA)

1

SAMSUNG kineskoopteleviisor 2

95,3

81,2

125,2

2

VESTEL kineskoopteleviisor

60,5

-67,8

91,5

3

SAMSUNG kineskoopteleviisor 1

53,4

-55,1

79,5

4

DELL sülearvuti

43,1

-23,5

51,5

5

ViewSonic kuvar

30

-38,3

49

9 Näivvõimsus (S) on aktiiv- ja reaktiivvõimsuse geomeetriline summa. Mõõdetakse voltamprites (VA), kilovoltamprites (kVA) või megavoltamprites (MVA).


127

Jaan Niitsoo Tabel 2. (jätkub) Mõõdetud seadmed ja nende võimsused tööolukorras (25.10.2011) n

nimetus

P (W)

Q (Var)

S (VA)

6

PANASONIC videomakk

14,3

-18,8

24,1

7

CHUNG PUNG õhupuhasti

12,1

10,6

16,1

8

HP Photosmart printer

7,3

-11,3

14,2

9

NOKIA mobiililaadija

6,9

-7,4

13,4

10

STARMAN digiboks

6,5

-9,6

11,7

11

ELION digiboks

4,8

-7,3

8,9

12

PHILIPS makkraadio

4,3

4,6

6,3

13

PANASONIC telefon

4,8

3,3

5,8

14

PANASONIC telefonilaadija

2,9

3,1

4,2

346,1

-136,2

501,4

Kokku

Joonis 1. Ootel olevate seadmete aktiivvõimsus vattides (25.10.2011)

Graafikutelt on selgelt näha, et reaktiivvõimsuse tarbimine on korreleeritud aktiivvõimsuse tarbimisega, ehk mida suurem on aktiivvõimsus, seda suurem on ka reaktiivvõimsus. Tähele tuleb panna, et mõõdetud reaktiivvõimsused olid nii mahtuvuslikud10 kui ka induktiivsed11. Esitatud diagrammidel on kõik 10 Mahtuvuslik reaktiivvõimsus on negatiivse märgiga ehk tarbija annab võimsust võrku tagasi. 11 Induktiivne reaktiivvõimsus on positiivse märgiga ehk tarbija tarbib võrgust võimsust.


128

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

väärtused absoluutarvudes. Kõige suurem reaktiivvõimsus oli kineskoopteleviisoril (18,9 VAr) ja kõige väiksem telefonil (3,1 VAr).

Joonis 2. Ootel olevate seadmete reaktiivvõimsus varrides (25.10.2011)

Ootel olevate seadmete kogu aktiivvõimsus oli 56,5 W, mis tähendab, et kui mõõdetud seadmed võimaluse korral viia ooterežiimi ja ülejäänud vooluvõrgust eraldada, siis säilib ikkagi algsest võimsusest 16,3%. Reaktiivvõimsust tarbisid ootelolevatest seadmetest ainult õhupuhasti, üks kineskoopteleviisor ja telefonilaadija. Kõik ülejäänud seadmed andsid reaktiivenergiat võrku tagasi. Ootel olevate seadmete kogu võrku tagasiantav reaktiivvõimsus oli 67,4 VAr, mis moodustas 49,5% seadmete summaarsest tööoleku reaktiivvõimsusest. Väljalülitatud seadmed Tavaliselt on võimalik seadmeid välja lülitada, mis eeldaks tavaarusaamas võrgust energia tarbimise lõpetamist, kuid paljudel seadmetel see nii ei ole. Mõõdetud 14 seadmest sai välja lülitada vaid 7 aparaati. Väljalülitatud seadmete aktiivvõimsused on ära toodud joonisel 3. Kõige suurem aktiivvõimsus selles olekus oli printeril (6,1 W) ja kõige väiksem mobiililaadijal (0,2 W). Väljalülitatud seadmete kogu aktiivvõimsuseks jäi 18,2 W, mis on 5,3% mõõdetud seadmete tööoleku võimsusest.


Jaan Niitsoo

129

Joonis 3. Väljalülitatud seadmete aktiivvõimsus vattides (25.10.2011)

Väljalülitatud seadmete reaktiivvõimsused on esitatud joonisel 4. Suurim reaktiivvõimsus oli selles olekus sülearvutil (16,6 VAr) ja kõige väiksem mobiililaadijal (0,7 VAr).

Joonis 4. Väljalülitatud seadmete reaktiivvõimsus varrides (25.10.2011)

Väljalülitatuna tarbisid kõigist seadmetest võrgust reaktiivenergiat ainult õhupuhasti, makkraadio ja telefonilaadija. Summaarselt toimus reaktiivenergia võrku tagasiandmine. Väljalülitatud seadmete kogu võrku tagasiantav reaktiivenergia oli 18,5 VAr, mis moodustas 13,6% kõigi seadmete tööoleku summaarsest reaktiivvõimsusest.


130

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Tulemuste võrdlus Ooteloleku võimsus varieerub tavaliselt 1 kuni 20 W vahel. Kuigi eraldi iga seadme kohta võttes on see tühine suurus, siis kodumajapidamise kohta tuleb 50 W kokku lihtsalt. Parasiitenergia osakaal Ameerika Ühendriikide majapidamiste elektritarbimisest on 5–10% ja isegi üle 10% Jaapanis. (Meier & Rosen, 2002) Kõikide tarvitite hulgas, mis ootelolekus energiat tarbivad, on võimsaimad televiisorid ja videomakid. Mõlema ooteloleku tarbimised moodustavad kokku 1% kogu USA majapidamiste elektritarbimisest. (Meier & Rosen 2002) Ühes uuringus (Floyd & Webber, 1998) mõõdetud 605 majapidamisseadet andsid keskmiseks ooteloleku võimsuseks 3,8 W. Tabelis 3 on toodud nende kohta mõningad näited. Peale seadmete, mida saab välja lülitada või ooterežiimi viia, on ka aparaate, mida üldse lülida ei saa. Nii mõnegi seadme puhul tähendab väljalülitamine ainult tule kustutamist, mis aga oluliselt energiakulu ei vähenda (Meier & Rosen, 2002). Nagu jooniselt 5 selgub, on mõne seadme ooteloleku aktiivvõimsus lausa üle 90% tööoleku võimsusest. Samuti on näha, et osa väljalülitatud seadmete aktiivvõimsus on umbes 40% ning printeri puhul lausa üle 80%. Veel drastilisem on olukord reaktiivvõimsustega, mis moodustavad tööoleku võimsusest võrreldes aktiivvõimsusega veelgi suuremaid osakaale. Vastavad näitajad on näha joonisel 6. Peaaegu poolte seadmete reaktiivvõimsus oli ootelolekus üle 70% töövõimsusest. Tabel 3. Ootel olevate seadmete võimsused (Meier & Rosen, 2002) Minimum

Average

Maximum

Portable Stereo

0,7

2,2

3,2

Compact system

1,3

9,7

28,6

Component System

1,1

3

15,1

Radio

0,9

1,7

3,2

TV

0,3

4,5

21,6

VCR

1,5

5,9

12,8

TV/VCR

1,1

7,6

19,5

4,6

10,8

24,7

Audio

Video

Set-top Cable Box


131

Jaan Niitsoo

Tabel 3 (jätkub). Ootel olevate seadmete võimsused (Meier & Rosen, 2002) Minimum

Average

Maximum

Satellite Receiver

8,8

12,6

18,8

Video Game

0,9

1,3

2

Answering Machine

1,8

3

5,2

Cordless Phone

1,1

2,6

5

Personal Computer

0,5

1,7

3,5

Modem, analog

1

1,4

1,8

Sum

25,6

68

165

Telephony

Home Office

Joonis 5. Seadmete ootel- ja väljalülitatud oleku aktiivvõimsused %-des töövõimsusest (25.10.2011)


132

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Joonis 6. Seadmete ootel- ja väljalülitatud oleku reaktiivvõimsused %-des töövõimsusest (25.10.2011)

Keskmine ooteloleku tarbimine igas kodumajapidamises Saksamaal on hinnanguliselt 45 W. Koos kommertssektori kadudega on ooteloleku režiimi tarbimine rohkem kui 20 TWh aastas (Meier & Lebot, 1999). USAs on parasiitenergia hulk hinnanguliselt 5% keskmise majapidamise elektrilisest tarbimisest (Floyd & Webber, 1998). Ühes uurimuses (Ross & Meier, 2001) arvutati majapidamiste keskmiseks ooteloleku võimsuseks 67 W, sealjuures miinimum oli 14 W ja maksimum 169 W. Need andmed on võrreldavad tabelis 3 esitatud tulemustega. Majanduslik hinnang Võttes keskmiseks parasiitvõimsuseks majapidamise kohta 50 W ja tehes üldistuse, et see võimsus on tarvitusel kogu aeg, teeb see valemi (1) järgi ühes päevas 1,2 kWh, kuus 36 kWh ja aastas 432 kWh. E= P×t, (1) kus E – energiahulk, P – aktiivvõimsus, t – aeg.

Eestis tarbiti 2010. aastal kodumajapidamistes kokku 2023 GWh elektrienergiat (Eesti Statistikaamet, 2010). Sealjuures on Eesti Energia kodutarbijate arv ligikaudu 470 000 (Eesti Energi,a 2010). Tehes üldistuse, et kokku on kõikide kodutarbijate arv Eestis 500 000, saab ühe keskmise majapidamise parasiitenergia ja majapidamiste arvu korrutamisel keskmiseks parasiitenergiakuluks 216 GWh. See on ligikaudu 10% kogu majapidamiste energiakulust.


133

Jaan Niitsoo

Et teada saada, kui suur on parasiitenergia rahaline väärtus, tuleb saadud energiaväärtused korrutada valemi (2) järgi elektrienergia hinnaga. Arvutuste aluseks on võetud Eesti Energia Kodu 1 paketi põhitariif 10,91 eurosenti/ kWh (Eesti Energia, 2011). C=E×p, (2) kus C – maksumus, E – energiahulk, p – hind.

See teeb ühe majapidamise keskmiseks kuluks 3,93 eurot kuus ning 47,13 eurot aastas. Kogu parasiitenergia maksumuseks Eestis teeb see 1,97 miljonit eurot kuus ja 23,57 miljonit eurot aastas. Täpselt samasugune arvutuskäik on võimalik reaktiivenergia kohta. Praeguse seisuga ei pea kodutarbijad, kellel on alla 63-amprine peakaitse, reaktiivenergia tasu maksma. Oletades aga, et kõik tarbijad hakkavad praeguste hindadega (tabel 4) siiski tasu maksma ja võrku tagasiantav reaktiivvõimsus igal ajahetkel ühe majapidamise kohta on keskmiselt 75 VAr, siis oleksid vastavad numbrid järgmised: • ühe majapidamise energiakulu kuus 54 kVArh ja 0,52 eurot, • ühe majapidamise energiakulu aastas 648 kVArh ja 6,29 eurot, • kogu parasiitne reaktiivenergia kulu kuus 27 GVArh ja 0,26 miljonit eurot, • kogu parasiitne reaktiivenergia kulu aastas 324 GVArh ja 3,14 miljonit eurot. Tabel 4. Reaktiivenergia hinnad (Eesti Energia, 2011) Tariifi nimetus R5 - reaktiivenergia tarbimine alla 6 kV pingel R6 - reaktiivenergia võrku andmine alla 6 kV pingel

Mõõtühik eurosenti/ kVAr*h eurosenti/ kVAr*h

Hind 0,64 0,97

Võimalikud lahendused Tootepakenditel puudub informatsioon, kui palju seade energiat ootelolekus ja väljalülitatuna tarbib. Kuna see ei pruugigi head ülevaadet kogu kodusest elektritarbimisest anda, on otsustatud parasiittarbimist piirata seadmetele teatavaid nõudeid kehtestades. Regulatsioonid peaksid ooteloleku ja väljalülitatud režiimide võimsust oluliselt piirama. Rahvusvahelise Energiaagentuuri (IEA) regulatsioon nõuab näiteks juba aastast 2001, et seadmed, mille nimivõimsus on alla 75 W, ei tarbiks ootelolekus rohkem kui 1 W (Rayabhari, 2003).


134

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

6. jaanuaril 2010 jõustus ka Euroopa Komisjoni regulatsioon number 1275/2008, mis nõuab, et kodumajapidamiste ja büroode seadmete väljalülitatud ja ooteloleku võimsus ei oleks suurem kui 1 W. Lisainformatsiooni näitavate tabloodega seadmete ooteloleku võimsus ei tohi ületada 2 W. Seadmeid peab olema võimalik ka välja lülitada ja/või ooteloleku režiimi viia. Toodud numbrid vähenevad 6. jaanuarist 2013 poole võrra. (Euroopa Komisjon, 2008) Samuti on loodud vabatahtlikkusel põhinevaid vahendeid. Näiteks Energy Star on USA Keskkonnakaitseameti (USEPA) ja Energiaministeeriumi (USDOE) programm, milles nõudeid täitvad tootjad saavad oma toodetele vastava tähise lisada (Energy Star, 2012). Alternatiivne võimalus on majapidamise elektrisüsteem projekteerida nii, et parasiitenergiat tarbivad seadmed on ühendatud kokku ja neid saab korraga välja lülitada seinal asuvast lülitist. Näiteks pärast arvuti kasutamist oleks võimalik korraga välja lülitada kuvar, printer, modem jne. Seadmete täieliku väljalülitamise miinus on see, et neil olevad kellad lähevad valeks või tuleb osa parameetreid uuesti programmeerida. Järeldus Kui kõik seadmed on kodumajapidamises välja lülitatud, toimub siiski märgatav energiatarbimine. See võib elektriarvest moodustada küllaltki suure osakaalu, vahel isegi üle 10%. Peale maksustatava aktiivenergia kasutavad seadmed ka hulganisti reaktiivenergiat, mille eest alla 63-amprise peakaitsmega kliendid veel maksma ei pea. Majapidamisseadmete parasiitne reaktiivvõimsus on isegi suurem kui aktiivvõimsus. Pidev nähtamatu võrku ühendatud võimsus toob kaasa suuri kulusid. Praeguste elektrihindade juures oleks see aktiivenergia eest ligikaudu 24 miljonit eurot aastas ning lisaks teoreetiline kulu reaktiivenergia eest 3 miljonit eurot. Parasiitenergia vähendamiseks on kõige efektiivsem viis kõik seadmed pärast kasutamist vooluvõrgust eemaldada. Selle lihtsustamiseks peaks olema igal aparaadil võrgust eraldamist võimaldav lüliti. Samuti on vastu võetud regulatsioone, mis nõuavad tootjatelt seadmete ooteloleku võimsuse vähendamist.


Jaan Niitsoo

135

KIRJANDUS Eesti Energia. 2011. Elektri hinnad ja paketid [www.energia.ee]. Eesti Energia. 2010. Raamatupidamise aastaaruanne [www.energia.ee], Tallinn. Eesti Energia. 2011. Reaktiivenergia hinnakiri [www.energia.ee]. Eesti Statistikaamet KE03. 2010. Elektrienergia bilanss [www.stat.ee], Tallinn. Energy Star. 2012. About Energy Star [www.energystar.gov]. Euroopa Komisjon. 2008. Komisjoni määrus (EÜ) nr 1275/2008 [Euroopa Liidu Teataja]. Floyd DB, Webber C. 1998. Leaking Electricity: Individual Field Measurement of Consumer Electronics. Proceedings of the 1998 ACEEE Summer Study on Energy Efficiency in Buildings, Berkeley, USA. Meier A, Lebot B. 1999. One Watt Initiative: a Global Effort to Reduce. Proceedings of eceee 1999 Summer Study. Meier A, Rosen K. 2002. Leaking Electricity in Domestic Appliances. Berkeley, USA: University of California. Rayabhari M. 2003. Cutting Stand-By Power. Power Engineer, 17. Ross JP, Meier A. 2001. Whole-House Measurements of Standby Power Consumption. In: Bertoldi P, Ricci A, de Almeida A, eds. Energy efficiency in household appliances and lighting, Berkeley, USA.


BIOPLASTIST KILEKOTTIDE LAGUNEMINE ERINEVA KESKKONNAREŽIIMIGA VERMIKOMPOSTRITES Jane Peda

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Jätkuvalt on üheks prioriteediks säästev areng. Jätkusuutliku arengu mõiste kätkeb endas sotsiaal-, majandus- ja keskkonnavaldkonna pikaajalist sidusat ja kooskõlalist arendamist, mille eesmärgiks on luua inimestele kõrge elukvaliteet, samuti tagada turvaline ja puhas elukeskkond nii praegu kui ka tulevikus. Tarbimise kasvamine tekitab igal aastal üha rohkem jäätmeid, mis on inimkonnale suureks probleemiks. Seetõttu on oluline, et jäätmed saaksid käideldud ja tagatud oleks ka tervislik elukeskkond (Senapati & Julka, 1993). Praegu on orgaaniliste jäätmete käitlemiseks kasutusel erinevad füüsikalised, keemilised ja mikrobioloogilised meetodid, mis nõuavad aega, samuti kaasnevad nendega kõrged kulud. On väga oluline leida kuluefektiivne alternatiivne meetod, mis oleks lühiajaline ja võimaldaks üsna kiiresti jäätmeid käidelda. (Harris et al., 1990; Logsdson, 1994) Vermikompostimine võiks olla just üks sellistest meetoditest. Kilekotid on tarvitusel peaaegu kogu maailmas, kuid nende kasutamine toob endaga kaasa probleeme (oht looduskeskkonnale). Ka Eestis on aktuaalne küsimus, kas tavalisi naftapõhiselt polüetüleenist valmistatud kilekotte tasub kasutada või tuleks otsida harjumuspärasele alternatiive. Üheks alternatiiviks on biolagunevad kilekotid, mis peaksid olema keskkonnasõbralikumad ning soodsates tingimustes täielikult lagunema. Toorainena on käibel toiduained: mais, nisu, kartulid, mille kasutamisega luuakse uut põletavamat probleemi, nälga. Tärklise baasil toodetud kilekotid on küll keskkonnasõbralikumad, sest teatud osa neist komposteerub, kuid ülejäänul on samad pahed mis polüetüleenist kilekottidel.


Jane Peda

137

SISUKOKKUVÕTE Töö eesmärgiks oli uurida, kas ja kuidas biolagunev kile laguneb erineva keskkonnarežiimiga vermikompostrites laboritingimustes. Kasutati lagunemiskotikeste meetodit (Meyer 1996) kombineerituna loodusliku lagunemise imiteerimisega (katsetükid inkubeeriti vermikompostrisse ja kaeti mullaga). Tulemusena leiti, et erinevatel keskkonnarežiimidel on mõju biolaguneva kile lagunemise kiirusele, samuti mõjutavad lagunemisprotsessi teised tegurid, nagu mulla niiskus, happesus, õhustatus, mikroobikoosluse aktiivsus. Enamik katseteks kasutatud biolagunevatest kiledest on soodsates tingimustes lagunemisvõimelised. SISSEJUHATUS Vermikompostimine on lihtne komposteerimismeetod, millele aitavad kaasa vihmaussid ja mikroorganismid, samuti bakterid, seened ja mulla selgrootud. See meetod on üks keskkonnasõbralikest võimalustest, mida saab kasutada biolagunevate jäätmete käitlemiseks (Dominguez, 2004; Kumar, 2005). Meetod eeldab baasteadmisi, et tehislik elukeskkond oleks vihmaussidele vastuvõetav. Lagundatavas materjalis peaks olema vihmaussidele optimaalne temperatuur (15–25 ˚C) ja mulla happesustase (pH 5–9) ning tagatud piisav õhustatus ja niiskustase (50–90%) (Edwards 2004). Vihmausside ja mikroorganismide töö tulemusena muunduvad biolagunevad jäätmed toitaineterikkaks kompostiks, milles toitained on taimedele kättesaadavas vormis ning saavad seeläbi uuesti aineringesse siseneda (Dominguez, 2004; Edwards & Bohlen 1996). Sõnnikuusside (Eisenia foetida) värvus sõltub füüsikalistest tingimustest, varieerudes punasest tumelillani. Suguküpsuse saavutamiseks kulub neil 28–30 päeva; protsess ühe generatsiooni kookonist väljumisest kuni järgmise generatsiooni koorumiseni kestab soodsates tingimustes 45–51 päeva. Täiskasvanud usside keskmine kaal on 0,55 g. Keskmine eluiga on 594 päeva (temperatuuril 28 ˚C) või 589 päeva (18 ˚C), maksimaalne eeldatav eluiga on 4,5–5 aastat. Perekonna Eisenia liigid eelistavad elutegevuseks temperatuure 0–35 ˚C (optimaalne temperatuur on 25 ˚C), niiskusetaset 70–90% (optimaalne niiskustase 80–85%). (Dominguez, 2004; Edwards, 2004; Kumar, 2005) Bioplastide all mõistetakse plaste, mis põhinevad taastuvatel ressurssidel, ja biolagunevaid polümeere, mis vastavad biolagunemise ja kompostimise nõuetele. (European Bioplastics 2011). Viimati mainitud materjale ei valmistata alati taastuvatest ressurssidest, kuid nende tootmisel säästetakse fossiilseid


138

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

maavarasid. Bioplastide tootmine ei suurenda kasvuhooneefekti tekitavate gaaside (peamiselt süsinikdioksiid) heidet loodusesse, sest tegemist on looduslike materjalidega (loodus on ise need süsinikdioksiidist sünteesinud). (Viikna, 2009) Biolagunevaid kilekotte, mis on samuti bioplastid, saab jagada kahel viisil: selle järgi, kuidas toimub nende lagunemine (mikroorganismid, kuumus, ultraviolettkiirgus, mehhaaniline stress, vees lahustumine) ja materjalide alusel, millest kotid valmistatud on (termoplastilised tärklisepõhised polümeerid, polüestrid ja tärklise-polüestripõhised segud). (James et al., 2005) Euroopa Liidus kehtib Euroopa Parlamendi ja Nõukogu määrus 94/62/EC pakendi ja pakendijäätmete kohta ja sellest tulenevad keskkonnas lagunevate plastide kompostitavuse tõestamiseks teaduslikel alustel välja töötatud standardid EN13432 ja EN14995 (Euroopa õigusaktide andmebaas, 2011). Kõik Eestis müüdavad biokilest kotid on testitud nende standardite alusel, kuid need ei hõlma vermikompostimist jäätmete lagundamise ühe võimalusena. Vermikompostimine pole tõenäoliselt kõige parem meetod biolaguneva kile lagundamiseks (eeldatavalt toimivad paremini aunkompostimine, reaktorkompostimine), kuid see protsess sarnaneb enim looduses toimuvaga. Töö eesmärgiks oli uurida biolaguneva kile lagunemisprotsessi erineva keskkonnarežiimiga vermikompostrites, et leida vastus küsimusele, kas ja kuidas laguneb biolagunev kile laboritingimustes vermikompostimisprotsessi käigus. METOODIKA Biolagunevate kilematerjalide vermikompostris lagunemise uurimiseks valiti välja seitse erinevat Eesti poodides müügil olevat kilekotti. Nendest kaks olid naftapõhiselt toodetud kotid, (kott A Selverist ja kott B Prismast; plastik on kasutusel olnud umbes pool sajandit ning oletusi lagunemisaja kohta on nii lühikese perioodi põhjal raske teha) ning viis täielikult lagunevad maisitärklisel baseeruvad kotid. Bioloogiliselt lagunevate kilekottide lagunemisaeg on tootjate andmetel 40 päeva kuni 6 aastat (tabel 1). Lagunemiskatse korraldati neljas puidust valmistatud ja geotekstiiliga vooderdatud ühesuguse suurusega (0,30 x 0,55 x 0,20 meetrit), kuid erineva keskkonnarežiimiga vermikompostris. Erinevaid keskkonnarežiime oli kokku neli: Toitmine ja niisutamine vermiteega. Vermitee on kvaliteetsest vermikompostist valmistatud aereeritud toitainetelahus, mis suurendab mulla toitainete varu, sisaldades erinevaid mineraale, ensüüme, vitamiine ja aminohappeid (Dominguez 2004). Kompostris olnud


139

Jane Peda

vihmausse toideti kord nädalas 250 g suvikõrvitsaga kompostri kohta ning kompostrit niisutati kaks korda nädalas liitri lahjendatud vermiteega (lahjendatud suhtes 1 osa vermiteed 4 osa vee kohta). Niisutamine liitri vermiteega. Kompostrit niisutati kaks korda nädalas lahjendatud vermiteega. Toitmine ja niisutamine veega. Vihmausse toideti kord nädalas 250 g suvikõrvitsaga kompostri kohta ning kompostrit niisutati kaks korda nädalas liitri veega. Niisutamine veega. Kompostrit niisutati kaks korda nädalas liitri veega. Tabel 1. Katseks kasutatud biolagunevad kilekotid ja nende prognoositavad lagunemisajad Kilekoti nimetus

Tootja poolt prognoositav lagunemisaeg

Kott C (saadud Prismast)

45 päeva

Kott D (tootja Bio-Müll)

4-6 aastat

Kott E (tootja Papstar)

40 päeva

Kott F (saadud Maximast)

6-8 kuud

Kott G (tootja Hauska)

4 kuud

Lagunemiskiiruse uurimiseks kasutati lagunemiskotikeste (litter-bag) meetodit (Meyer, 1996) kombineerituna loodusliku lagunemise imiteerimisega (katsetükid inkubeeriti vermikompostrisse ja kaeti mullaga). Lagunemiskotikeste puhul kasutati 5- millimeetrist võrgusilma, mis valiti nii suur seetõttu, et vihmaussid saaksid liikuda kottidest probleemideta läbi, tekitades kilematerjalisse auke, mis omakorda muudaksid kile mikroorganismidele kättesaadavamaks. Katses kasutati sõnnikuusse, kes koloniseerivad aktiivselt looduslikke taimseid ja loomseid jäänuseid, samuti taluvad sellest liigist vihmaussid hästi temperatuuri- ja niiskustaseme kõikumisi. Katse alguses inkubeeriti igasse kompostrisse, kus oli 5,5 kg aiamulda (kahkjas leetunud muld), 250 sõnnikuussi ja 28 katsetükikest (7 erinevast kilekotist, igast 4 katsetükki) suurusega 3,5x3,5 cm. Neljast tükist kaks olid õmmeldud polüestervõrgust kotikesse. Katse alguses määrati mulla pH ja niiskussisaldus. Niiskussisalduse määramiseks kasutati massikao meetodit (20 g mulda inkubeeriti 24 tunni jooksul


140

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

inkubaatoris 105 ˚C juures, pärast seda muld kaaluti ja leiti arvutuslikult niiskussisaldus). Mulla happesuse mõõtmiseks kaaluti kolvikesse 10 g mulda, millele lisati 25 g destilleeritud vett; proovid segati, neil lasti seista ööpäev ja seejärel tulemused mõõdeti (kasutati pH-meetrit WTW Multi 340i). Kilematerjali lagunemiskao määramiseks võeti proovitükke üles kahes jaos: 40 päeva pärast katse algust ja katse lõpus (70 päeva pärast katse algust). Proovitükkidelt eemaldati üleliigne orgaaniline materjal, need pesti ja kuivatati ning seejärel kaaluti. Arvutuslikult leiti materjali massikadu. Tahkete pinnaseproovide mikroorganismide uurimisel on enam kasutatavaks meetodiks pinnase hingamisaktiivsuse mõõtmine CO2 eraldumise või O2 neeldumise kaudu (Brohon et al., 2001). Pinnase mikroorganismide aktiivsuse määramiseks kasutati WTW OxiTop® manomeetrilist mõõtmissüsteemi (Reuschenbach et al., 2003). See süsteem ja katsetingimused vastavad rahvusvahelistele standardmeetoditele. Uuriti mikroobset hingamisaktiivsust (Platen & Witrz, 1999), mikroobide biomassi substraadi poolt indutseeritud hingamise meetodil (SIR-meetod (Öhlinger, 1996) ning seente ja bakterite biomassi modifitseeritud selektiivse inhibitsiooni meetodil (Lin & Brookes,1999). Töös kasutatud andmed on originaalandmed. Töö autor kogus ja töötles andmeid ise. Andmetöötluseks kasutati programmi Microsoft Excel. TULEMUSED JA ANALÜÜS Lagunemisprotsess on aineringete seisukohalt väga oluline. Lagunemisprotsessi kiirust mõjutavad suures ulatuses mitmed erinevad tegurid alates keskkonnatingimustest (niiskus, õhustatus, mulla happesus, temperatuur jt) kuni lagundatavate organismideni. (Dominguez,2004) Lagunemisprotsess vermikompostrite kaupa Tabelist 2 selgub, et 40 päeva jooksul toimus biolagunevate kilede suurim keskmine massikadu vermikompostris, mille keskkonnarežiimiks oli toitmine ja niisutamine vermiteega. Tõenäoliselt põhjustab suurimat massikadu seal asjaolu, et vermitee, millega kompostrit niisutati, sisaldab kasulikke baktereid, seeni ja algloomi, mis aitavad kiirendada ainete mineraliseerumist. Vihmaussitee sisaldab ka mineraale, ensüüme, vitamiine ja aminohappeid, mis omakorda soodustavad orgaanilise materjali edasist lagunemist ja sellest tulenevat toitainetevaru tekkimist mullas (Dominguez, 2004). Mullas elavad mikroorganismid vajavad oma elutegevuseks vett. Mulla mikrofloora on kõige rikkalikum siis, kui mullas sisaldub 60–80% vett (Dominguez 2004). Esimeses kompostris oli kõrgeim ka mulla keskmine niiskussisaldus, mis võis põhjustada rikkalikuma mulla mikrofloora võrreldes


141

Jane Peda

madalama niiskussisaldusega kompostritega. Samas vermikompostris oli ka mikroobikoosluse üldine aktiivsus hingamisaktiivsuse alusel ja mulla mikroobne biomass kõrgem kui teistes kompostrites. Olgugi et saadud andmete põhjal võiks eeldada, et selle vermikompostri puhul oli tegemist ideaalse keskkonnaga vihmaussidele, ei andnud katse tulemused sellele kinnitust. Vastupidiselt hüpoteesile selgus, et pärast 70-päevast lagunemiskatset oli selles kompostris 250 sõnnikuussist elus vaid 89 isendit. Toenäoliselt oli keskkond eluks sobiv mikroorganismidele, kes proovitükke lagundasid, kuid mitte vihmaussidele, kes toimisid mehhaanilise materjali segajate ja peenestajatena. Tõenäoliselt kiirendas selles kompostris lagunemisprotsessi ka mulla keskmine happesusparameeter: katseks kasutatud vermikompostritest oli massikadu kiireim just kõrgema mulla happesusnäitajaga kompostrites. Bakterite ja seente biomassi sisalduse poolest oli selles vermikompostris veidi ülekaalus seente poolt juhitud lagunemisprotsess. Tabel 2. Erineva keskkonnarežiimiga vermikompostrite näitajad Näitaja Keskmine massikadu 40 päeva jooksul (%) Mulla keskmine niiskussisaldus (%) Mulla keskmine happesusnäitaja (pH) Mikroobikoosluse üldine aktiivsus hingamisaktiivsuse alusel (mg O2/kg KA*24h) Mulla mikroobne biomass (mg biomass C/g KA) Bakterite ja seente sisaldus (%) Vihmausside arvukus katse lõppedes

Toitmine ja Toitmine ja Niisutamine Niisutamine niisutamine niisutamine vermiteega veega vermiteega veega 11,5±4,7

7,1±3,2

5,2±1,8%

6,1±1,5%.

49,4±4,0

41,2±2,3

42,3±2,6

40,9±3,0

6,62±0,12

6,60±0,14

6,45±0,22

6,49±0,21

299,1

160,7

218,5

112,4

0,997

1,633

1,149

49,4/50,6

50,0/50,0

44,1/55,9

43,9/56,1

89

166

148

131

2,308

Vermikomposter, mille keskkonnarežiimiks oli niisutamine vermiteega, lubas eeldada, et selles kompostris on mulla mikroobse biomassi näitaja üsna kõrge. Vastupidiselt hüpoteesile selgus aga, et see oli võrreldes teiste kompostritega kõige madalama näitajaga. Vermikompostri keskmine massikadu oli


142

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

madalam kui esimeses vermikompostris, kuid kõrgem kui teistes kompostrites. See komposter sobis aga sõnnikuussidele enim, sest katse alguses inkubeeritud 250 vihmaussist oli katse lõpuks elus 166 isendit. Saadud andmete põhjal võib eeldata, et lagunemisprotsess oli kiire, kuna vihmaussid olid aktiivsed ja peenestasid katsetükke, mis tagas mikroobidele kile parema kättesaadavuse. Olgugi et mikroobne biomass oli väike, andis vermiteega niisutamine siiski lagunemiskiirusele positiivse efekti. Kõige aeglasem oli keskmine massikadu vermikompostris, mille keskkonnarežiimiks oli toitmine ja niisutamine veega. Aeglase keskmise massikao põhjustajaks võib olla happelisem keskkond võrreldes teiste kompostritega. Pärast katset oli elus 148 vihmaussi. Seente sisaldus oli veidi suurem kui bakterite sisaldus, millest võib järeldada, et ka selles kompostris juhtisid lagunemisprotsessi seened. Võrreldes teiste vermikompostritega oli lagunemisprotsess aeglane kompostris, mille keskkonnarežiimiks oli niisutamine veega. Väikese keskmise massikao põhjustajaks võisid olla happelisem keskkond ja mulla madal niiskussisaldus. Madalaim oli ka mulla mikroobikoosluse üldine aktiivsus. Pärast katset oli elus 131 vihmaussi. Selles vermikompostris nagu ka teises kompostris, mille niisutamiseks kasutati vett, oli ülekaalus seente poolt juhitud lagunemisprotsess. Mulla happesus on oluline näitaja, millest sõltub lagunemisprotsessi kiirus. On teada, et happelistes muldades on ülekaalus seente juhitav lagunemisprotsess, neutraalse pH väärtusega muldades on suurem roll bakteritel. Kõikides katseks kasutatud vermikompostrites olid seente populatsioonid hingamisaktiivsuse alusel (selektiivse inhibitsiooni meetodil) suuremad kui bakterite populatsioonid, kuid kompostrite pH oli neutraalses vahemikus (pH 6–7). Lagunemisprotsess oli käesoleva katse käigus kiireim vermikompostrites, kus seente ja bakterite populatsioonid olid enam-vähem tasakaalus, ning aeglasem nendes kompostrites, kus seente biomass oli bakterite omast veidi suurem. Massikadu katsetükkide kaupa Kõige kiiremini toimus massikadu 40 päeva jooksul (tabel 3) kotil G, mis oli valmistatud väga õhukesest ja toenäoliselt mikroorganismidele toiduks sobivast maisitärklisel põhinevast bioplastist. Ka 70-päevase lagunemiskatse jooksul (tabel 4) lagunes just kott G kõige kiiremini. Sellest tulenevalt on alust arvata, et tootja lubatud neljakuulise prognoositava lagunemisaja jooksul laguneb see kilekott soodsates tingimustes täielikult.


143

Jane Peda

Tabel 3. Massikadu (%) ja keskmine viga (SE) 40-päevase lagunemise jooksul vermikompostrites Katsetüki nimetus Kott A

Lahtiselt lagunemisel 0,5±0,5

0,5±1,1

Lahtiselt+kotis lagunemisel 0,5±0,8

Kotis lagunemisel

Kott B

0,0±1,2

1,7±2,9

1,1±2,2

Kott C

10,5±7,1

7,0±1,4

8,8±2,6

Kott D

0,0±6,9

7,0±1,2

4,7±2,5

Kott E

0,8±3,2

5,0±2,3

3,6±2,0

Kott F

6,2±4,2

3,9±2,4

4,7±2,1

Kott G

28,7±11,2

29,2±12,0

29,0±6,7

Vastavalt püstitatud hüpoteesile olid kõige väiksema massikaoga nii 40kui ka 70-päevase katseperioodi jooksul naftapõhiselt valmistatud kottide A ja B katsetükid. Biokilest valmistatud koti D katsetükkide massikadu nii lahtiselt kui ka kotis lagunemisel oli üsna väike. Ka pärast 70-päevast lagunemiskatset ei olnud massikadu hoogustunud. Lagunemisel vermikompostris, mille keskkonnarežiimiks oli toitmine ja niisutamine vermiteega, mõõdeti ühel koti D katsetükil ligi 6% massi juurdekasv, mille põhjuseks on tõenäoliselt see, et kile on oma ehituselt poorne. Pooridesse sattusid mikroorganismid, mille tulemusena toimuski selline massi juurdekasv. Tootja andmetel peaks see kilekott lagunema soodsates tingimustes 4–6 aasta jooksul, mis on katse tulemusi arvesse võttes ka tõenäoline. Tabel 4. Massikadu (%) ja keskmine massikadu koos keskmise veaga (SE) 70-päevase lagunemise jooksul kottides vermikompostrites Nimetus Kott A

Toitmine ja Toitmine ja Niisutamine Niisutamine Keskmine niisutamine niisutamine vermiteega veega massikadu veega vermiteega 1,8 0,0 0,0 0,0 0,5±0,5

Kott B

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0±0,0

Kott C

21,6

16,2

13,9

16,2

17±1,6

Kott D

-5,6

10,0

4,8

5,3

3,6±3,3

Kott E

24,4

12,5

10,2

19,4

16,6±3,3

Kott F

18,8

19,7

26,0

28,4

23,2±2,3

Kott G

53,3

82,1

92,9

96,8

81,3±9,8


144

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Arvatavasti ei lagune soodsates tingimustes 45 päeva jooksul kott C, sest vermikompostrites korraldatud katse käigus selgus, et 40 päeva jooksul oli massikadu nii lahtiselt kui ka kotis lagunemisel üsna väike. Pärast 70-päevast lagunemiskatset oli massikadu küll hoogustunud, kuid jäi siiski kõikides kompostrites stabiilselt alla 25%. Kott E peaks looduses lagunema sama kaua, kui kestis katse esimene pool – 40 päeva. Paraku oli sellel katsetükil 40 päeva jooksul massikadu nii lahtiselt kui ka kotis lagunemisel üsna väike, küll oli pärast 70-päevast lagunemiskatset keskmine massikadu tõusnud ligi 17%-ni. On alust arvata, et seda tüüpi kilekott ei lagune tootja poolt lubatud aja jooksul. Katseks kasutatud kilekotitükkidest olid koti F katsetükid kõige raskemad ning tegemist oli ka kõige tugevama katseks kasutatud kilega. Eeldati, et nende katsetükkide lagunemisprotsess on tõenäoliselt üsna aeglane ning tootja lubatud lagunemisaja (6–8 kuud) jooksul sellisest materjalist kilekotid looduses ei laguneks. Siiski tuli katsetulemuste selgumise järel tõdeda, et pärast 70-päevast lagunemisperioodi oli koti F katsetükkide keskmine massikadu ligi 24%, mis tähendab, et eeldatavalt laguneb see kilekott soodsates tingimustes tootja poolt prognoositud lagunemisaja jooksul. Kokkuvõte Erinevatel keskkonnarežiimidel on mõju biolaguneva kile lagunemise kiirusele. Lagunemisprotsess võib võtta küll tihti rohkem aega, kui tootjad seda pakenditel lubavad, kuid on alust arvata, et biolagunev kile on lagunemisvõimeline pea igasugustes keskkonnatingimustes. Küll aga pikeneb bioplasti lagunemiseks kuluv aeg märgavalt ebasobivates tingimustes (liiga palju niiskust, liiga happeline/aluseline keskkond, vähene õhustatus, mikroobide vähesus, ebasobiv aastaaeg). Ka aktiivne mulla mikroobikooslus aitab kaasa kiiremale lagunemisprotsessile. Kooslustes, kus seente-bakterite sisaldus on peaaegu tasakaalus, on lagunemisprotsess kiirem kui kõrgema seente sisaldusega kooslustes. Piisava õhustatuse, kõrgema niiskustaseme (vahemikus 60–80%) ja mulla happesusnäitajaga (mis on lähedane neutraalsele pH tasemele) ning aktiivse mikroobikooslusega keskkonnas toimub lagunemisprotsess kiiremini.


Jane Peda

145

KIRJANDUS Brohon B, Delolme C, Gourdon R. 2001. Complementarity of bioassays and microbial activity measurements for the evaluation of hydrocarboncontaminated soils quality. Soil Biology & Biochemistry 33: 883-891. Dominguez J. 2004. State-of-the-Art and New Perspectives on Vermicomposting Research. USA: CRC Press, 456. Edwards C A. 2004. Earthworm Ecology. USA: CRC Press, 389. Edwards CA, Bohlen PJ. 1996. Biology and Ecology of Earthworms. London: Chapman & Hall, 426. Harris RC, Knox K, Walker N. 1994. A strategy for the development of sustainable landfill desing. Proceedings of the Institute of Wastes Management, 26-29. Kumar A. 2005. Verms & Vermitechnology. S.B. New Delhi, Nangia: A.P.H. Publishing Corporation, 200. Lin Q, Brookes PC. 1999. Comparsion of substrate induced respiration, selective inhibition and biovolume measurements of microbial biomass and its community structure in unamended, ryegrass-amended, fumigated and pesticide-trated soils. Soil Biology and Biochemistry 31: 1999-2014. Logsdson G. 1994. Worldwide progress in vermicomposting. Biocycle 35: 63-65. Meyer E. 1996. Methods in soil zoology. In: Schinner F, Öhlinger R, Kandeler E. Margesin ER, eds. Methods in soil Biology (Springer Lab Manual). Berlin: Springer-Verlag, 313-382. Platen H, Witrz A. 1999. Application of analysis no 1: Measurement of the respiration activity of soils using the OxiTop® Control measuring system. Basic principles and process characteristic quantities. Germany: Wissenschaftlich-Technische Werkstätten GmbH & Co. Reuschenbach P, Pagga U, Strotmann U. 2003. A critical comparison of respirometric biodegradation tests based on OECD 301 and related test methods. Water Research 37: 1571-1582. Senapati BK, Julka JM. 1993. Selection of suitable vermicomposting species under Indian conditions. In: Earthworm Resources and Vermiculture. Calcutta: Zoological Survey of India, 113-115. Viikna A. 2009. Kilematerjalidest ja kilekottidest. Keskkonnatehnika 6: 7-9. Öhlinger R. 1996. Soil Respiration by titration: In: Schinner F, Öhlinger R, Kandeler E, Margesin R, eds. Methods in soil biology. Berlin: Springer-Verlag, 94-97.


146

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Veebilehed European bioplastics. Bioplastics, Technology/Materials; http://www.europeanbioplastics.org (18.10.2011). Euroopa 천igusaktide andmebaas. European Parliament and Council Directive 94/62/ EC; http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CONSLEG:1994L0062:2 0050405:EN:PDF (17.10.2011). James K, Grant T. LCA of degradable plastic bags; http://www.europeanplasticfilms. eu/docs/Jamesandgrant1.pdf (18.10.2011).


POLÜDOPAMIINI MÕJU MEMBRAANIMUDELITELE KAPILLAARELEKTROKROMATOGRAAFIAS Kaia-Liisa Habicht

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Käesoleva artikli puhul on uurimismeetodina kasutatud kapillaarelektrokromatograafiat (ingl. k. - capillary electrochromatography, CEC). CEC-l on mitmeid märkimisväärseid eeliseid võrreldes teiste analüüsimeetoditega: lihtne protseduur, väga väikesed proovikogused, analüüside kiirus, hea lahutusvõime, meetod on kvantitatiivne, meetodi eri variatsioonid on rakendatavad alates väikestest ioonidest kuni suurte biomolekulideni ja isegi rakkudeni, enamasti ei ole vajalik proovi töötlemine, ühe analüüsi käigus on võimalik lahutada katioone, anioone ja neutraalseid komponente jm. CEC proovisisestuse protseduurid ja tulemuste töötlus on kergesti kompuuterjuhtimisega automatiseeritavad, mis annab suurepärased võimalused rakendada meetodit protsesside seireks reaalajas. Lisaks saab CEC ühendada ja kombineerida erinevate a) proovi sisestusseadmetega, b) detekteerimissüsteemidega ja c) teiste instrumentaalanalüüsi meetoditega. Kõik eespool loetletud meetodi eelised viitavad ühtlasi ka säästlikkusele ehk jätkusuutlikkusele (väikesed proovikogused, analüüsi kiirus jne). Artikkel on seotud membraanimudelite väljaarendamise ja uurimisega. Kuna rakumembraani struktuuris aset leidvad muudatused põhjustavad erinevaid haigusi, on membraani uurimine oluline inimeste elukvaliteedi parandamiseks. SISUKOKKUVÕTE Artikkel põhineb magistritööl, mis oli eksperimentaalne uurimus polüdopamiinist kui sidematerjalist membraanimudelite kinnitamiseks kvartskapillaari seinale avatud kolonni CEC-s (ingl. k. open tubular, OT-CEC). Eesmärgiks oli välja töötada meetod optimaalseks polüdopamiiniga


148

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

katmiseks, et seda saaks kasutada sidematerjalina bioloogiliste materjalide kinnitamiseks. Uuriti polüdopamiiniga katmise kestuse, korduskatmiste, temperatuuri, kapillaari sisediameetri, dopamiini lahuse värskuse ja kontsentratsiooni mõju polüdopamiini kattele. Polüdopamiini kihi omadusi hinnati elektroosmootse voo (ingl. k. electro-osmotic flow, EOF) mõõtmisega. Polüdopamiiniga kaetud kapillaarile lisati ka teine kiht, mis koosnes membraanifragmentidest, lipiididest või mitokondritest. Neid kahekordseid katteid võrreldi katetega, kus bioloogiline materjal oli kantud otse kapillaarile. Töö tulemusena leiti, et polüdopamiini puhul on optimaalseks katmisajaks 5 tundi värske 6 mg/ml dopamiini lahusega 25 °C juures. Polüdopamiin parandab lipiidse, membraanifragmentidest või mitokondritest koosneva katte omadusi kapillaaris. Polüdopamiini kihi paksusel polnud väga suurt mõju teise kihi (bioloogiline materjal) omadustele. Katsed kontrollanalüütidega näitasid, et topeltkattega kapillaare saab kasutada membraaniravimi interaktsioonide uurimisel. Suur osa töös esitatud tulemustest on avaldatud rahvusvahelises eelretsenseeritavas 1.1 kategooria ajakirjas Electrophoresis artiklis „Polydopamine as an adhesive coating for open tubular capillary electrochromatography“ (Martma et al. 2011), samuti ka neljal konverentsiettekandel. SISSEJUHATUS Rakumembraan täidab elusorganismides mitmeid erinevaid ülesandeid ja seetõttu on tema tähtsus kogu organismi jaoks ääretult suur. Rakumembraani peamised koostisosad on lipiidid ja valgud ning muudatused nende struktuuris võivad inimorganismis põhjustada erinevaid haigusi. Eelneva tõttu on rakumembraani uurimine oluline. Rakumembraani ja selle osi on uuritud erinevate mikroskoopiliste meetoditega, ka kapillaarelektromigratsiooni meetoditega. Käesolevas töös uuritakse membraanimudeleid OT-CEC-ga. Artikli tulemuste osas kirjeldatakse kõigepealt lühidalt membraanimudelite kinnitumist füüsikalise adsorptsiooniga ehk membraanide kinnitumist otse kapillaari seinale. Põhitähelepanu pööratakse polüdopamiinile kui sidematerjalile membraanimudelite kinnitamiseks kapillaari seinale. Töö eesmärgiks on välja töötada optimaalsed tingimused kvartskapillaaride katmiseks polüdopamiiniga ning sellele järgnevaks bioloogiliste materjalide kinnitamiseks polüdopamiini aluskihile. Uuritakse erinevaid parameetreid polüdopamiiniga katmisel ja nende mõju kattele: katmise kestust, korduskatmisi, temperatuuri katmise ajal, dopamiini lahuse värskust ja kontsentratsiooni, kapillaari sisediameetrit. Polüdopamiiniga kaetud kapillaarile lisatakse


Kaia-Liisa Habicht

149

seejärel bioloogilisest materjalist (membraanifragmentidest, lipiididest või mitokondritest) koosnev teine kiht. Neid kahekordseid katteid võrreldakse katetega, kus bioloogiline materjal on kantud otse kapillaarile. METOODIKA Alljärgnevalt on kirjeldatud põhilisi töös kasutatud meetodeid. Katsed on teostatud iseseisvalt või osaliselt koostöös juhendaja või spetsialistiga. Erinevate katmislahuste valmistamise põhietapid 1. U87-MG (inimese glioom) rakke kultiveeriti, nagu on kirjeldanud Pontén & Macintyre (1968) ning Biedler et al. (1973). Rakke hoiti 5% CO2 atmosfääris toitelahuses 37 °C juures. Rakke kultiveeriti 1:10 kord nädalas. Nädal enne rakumembraani lahuse valmistamist külvati rakud (1:10) lisaks kahte 75 cm3 pudelisse. 2. Rakumembraani lahused valmistati U87-MG rakkudest modifitseeritud Karelson et al. (2005) protokolli järgi. Vana toitelahus eemaldati koekultuuri pudelist ja rakud pesti. Lisati lüüsimispuhvrit ja kraabiti rakud pudeli põhjalt lahti. Rakud viidi tuubi ja tsentrifuugiti. Sade resuspendeeriti lüüsimispuhvris ja homogeniseeriti mehaaniliselt Dounce’i rakuhomogenisaatoriga. Homogeniseeritud lahus viidi tuubi ja tsentrifuugiti, et eemaldada rakutuum. Supernatant viidi uude tuubi ja tsentrifuugiti, et eemaldada mitokondrid. Supernatant viidi jällegi uude tuubi ja sonikeeriti. Pärast seda oli lahus valmis kapillaari katmiseks. 3. Tehislikke lipiide sisaldava lahuse valmistamiseks kasutati kahte kunstlike lipiidide lahust kloroformis [1,2-diatsüül-sn-glütsero-3-fosfo-Lseriin (PS) ja L-α-fosfatidüülkoliin (POPC)]. Molaarsuhe saadavas kattelahuses oli 1:1 või 80/20. 4. Mitokondrid eraldati Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudis Wistar rottide maksadest Saksi et al. (1975) modifitseeritud protokolli järgi. Katsed tehti vastavalt laboriloomade kasutamise ja kohtlemise juhendile (14). 5. Dopamiini lahuse tegemiseks kasutati dopamiinhüdrokloriidi ja 0,1 M fosfaatpuhvrit (pH 8,5). Nende segamisel toimub kohe kiire dopamiini polümerisatsiooni reaktsioon. Kapillaarelektrokromatograafiline analüüs Meetodi valiku põhjuseks oli asjaolu, et CEC on membraanide uurimiseks eriti atraktiivne meetod, kuna see võimaldab kinnitada uuritava objekti kapillaari seinale ja muuta kergesti seda ümbritsevat keskkonda, hoides seega kokku aega ja materjali (Martma et al., 2010a; Martma et al., 2010b).


150

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Kapillaari katmine Kapillaari pesti 45 minutit 1 M NaOH-ga, 10 minutit 0,5 M HCl-ga, 20 minutit destilleeritud veega ja 5 minutit puhverlahusega. Dopamiinilahus sisestati kapillaari 50 mbar rõhuga 10 minuti jooksul. Dopamiinilahus oli kontsentratsiooniga 6 mg/ml (kui pole kirjeldatud teisiti). Seda hoiti kapillaaris 1‒20 tundi ja katmisprotseduuri korrati 1‒5 korda. Seejärel pesti kapillaari 10 minutit destilleeritud veega, et eemaldada seostumata katmismaterjal. Selleks et lisada kapillaarile biomaterjalist kiht, sisestati vastav lahus (nt membraanilahus) kapillaari 50 mbar rõhuga 40 minuti jooksul. Katmislahust hoiti kapillaaris 15 minutit (kui pole kirjeldatud teisiti). Kapillaari pesti puhverlahusega 10 minutit, et eemaldada seostumata katmismaterjal. Pärast katmisprotseduuri mõõdeti EOF, kasutades 0,1% DMSO (dimetüülsulfoksiid) lahust (kui pole kirjeldatud teisiti). Võrdluseks kaeti kapillaarid ka ainult bioloogilise materjaliga (lipiidide, membraanide või mitokondritega). Elektroendoosmoosi mõõtmine Katete stabiilsuse määramiseks tehti 10‒20 analüüsi EOF-i markeri DMSO-ga (kui pole kirjeldatud teisiti). Kõikide analüüside puhul kasutati TE puhvrit (10 mM Tris, 0,1 mM EDTA) (kui pole kirjeldatud teisiti). Analüüside vahepeal pesti kapillaari 2 minutit puhvriga. Kui pole kirjeldatud teisiti, siis analüüsipuhvrid vahetati iga 5 analüüsi järel. CEC seadistus oli järgmine: pinge oli 20 kV, kapillaarikasseti temperatuur oli 25 °C, süst tehti 20 mbar juures 8 sekundit (kui pole kirjeldatud teisiti). Mõõtmine toimus 192 nm ja 210 nm lainepikkuse juures. EOF mobiilsus arvutati järgmiselt:

kus μeo on EOF mobiilsus, l on kapillaari efektiivne pikkus, L on kapillaari kogupikkus, t on EOF markeri migratsiooniaeg ja V on kapillaarile rakendatud pinge (Yin & Liu, 2008). Uurimine skaneeriva elektronmikroskoobiga Selleks et võrrelda bioloogilise materjali katvust kvartskapillaaril ilma polüdopamiini kihita ja polüdopamiini kihiga, kaeti kapillaar väljastpoolt. Uuringu skaneeriva elektronmikroskoobiga (ingl. k. scanning electron microscopy, SEM) korraldas autori juhendaja Tallinna Tehnikaülikoolis.


Kaia-Liisa Habicht

151

TULEMUSED JA ANALÜÜS Membraanimudelite analüüs kapillaarelektrokromatograafiaga Hiljutises uuringus (Martma et al., 2010a; Martma et al., 2010b) näidati, et närvirakuliini on võimalik immobiliseerida kvartskapillaari seinale ja et saadud katted on neutraalse pH juures küllaltki hea stabiilsusega. Käesolevas töös uuriti kõigepealt, kuidas toimivad erinevad rakuportsjonid (kogu protseduuri alates rakkude kasvatamisest korrati) kapillaarikattena ja kui palju mõjutab membraanifragmentidest saadavat katet erinev eeltöötlus. Erinevatest rakuportsjonitest saadud kapillaarikatted (2 korda tsentrifuugitud membraanilahus) andsid küll stabiilsed katted, kuid üsna erinevad EOF mobiilsused, mis on põhjendatav sellega, et rakkude kasvatamise periood on suhteliselt pikk ning rakkude kasvamise efektiivsus võib erinevate valmistuste vahel märkimisväärselt erineda. Suurema arvu erinevate valmistuste tegemisel selgus, et paljudel kordadel saadi sarnaste omadustega katteid. Tegemaks kindlaks, et erinevused lõpp-produktis ehk kapillaarikattes ei tulene membraanifragmentide tsentrifuugimisest, valmistati veel kaks rakkude lahust. Lahuseid töödeldi samadel tingimustel, v.a tsentrifuugimise protseduur (ühel juhul tsentrifuugiti rakulahust 1 ja teisel juhul 3 korda). Tulemused näitasid, et samast kattelahusest valmistatud katted on sarnased nii katvuse kui ka stabiilsuse poolest. Erinevused tsentrifuugimises ei põhjusta märgatavaid erinevusi kapillaarikatete laengus ja katvuses. Tulemustest võib järeldada, et suurimad erinevused tulenevad rakkude kasvuperioodist. Eelnevalt kirjeldatud eksperimendid küll demonstreerivad, et rakumembraanide tükke on võimalik edukalt kapillaari seinale kinnitada ning sama kattelahuse puhul on korduskatmiste erinevus rahuldav, aga katete tiheduse, korratavuse ja stabiilsuse puhul on veel arenguruumi. Seega otsustati uurida membraanimudelite kinnitamist üle kovalentseid sidemeid moodustava aluskihi. Polüdopamiin kui membraanimudelite sideaine kapillaaris 2007. aastal tehti (Lee et al., 2007) avastus, et aluselisel pH-l polümeriseerub dopamiin kiiresti polüdopamiiniks. Viimasel on suur reaktiivsus ning võime seostuda väga paljude erinevate materjalidega. Paar aastat hiljem demonstreerisid Yin & Liu (2008), et polüdopamiini saab kasutada statsionaarse faasina OT-CEC-s. Nende töö tõestas, et polüdopamiin seostub kvartskapillaariga, kuid ühtlasi näitas ka, et polüdopamiini moodustumine kapillaaris erineb vastavast protsessist vabas lahuses. Sama uurimuse andmetel (Yin & Liu 2008) on seos polüdopamiini katte paksuse ja kapillaari seina laengu vahel ning seepärast kasutati EOF-i kiirust


152

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

kui esmast parameetrit polüdopamiini kihi moodustumise kohta. Vaatamata sellele, et dopamiini polümerisatsioon algab kohe pärast dopamiini lahuse valmistamist, võib katmisprotsess olla ajaliselt üsna pikk, kuna on tõestatud, et polümeeri kihi paksus suureneb ajaga (nt auksiinide edukaks lahutamiseks polüdopamiiniga kaetud kapillaaris oli katmisprotsessi pikkuseks 60 tundi). Käesolevas töös ei olnud eesmärgiks polüdopamiini kasutamine iseseisva statsionaarse faasina, vaid kui sidematerjalina teise kihi kinnitamiseks kapillaari seinale. Autorile teadaolevalt ei leidu kirjanduses informatsiooni, mis kirjeldaks polüdopamiini kihi moodustumise optimaalseid katmisaegu kitsas kapillaaris, et seda katet saaks kasutada sideainena biomaterjalide kinnitamiseks. Katmisaja mõju polüdopamiini kattele Uuriti polüdopamiini katmisaja mõju erinevate ajaintervallide jooksul (1, 5, 10 ja 20 tundi). Erinevate katmisaegade võrdlus näitas, et 20-kordsel katmisaja pikendamisel, mil kapillaar täideti polümeeriga, oli väike mõju EOF-i liikuvusele. Selle põhjuseks võis olla hapniku otsalõppemine katmislahuses ning seetõttu uuriti järgmise sammuna katmiste kordamist (mitmekordseid polüdopamiini katteid). Sama kapillaari kaeti polüdopamiiniga viis korda järjest, iga kord enne katmist valmistati uus dopamiini lahus. Kui 5-tunnist kapillaari katmist tehti 5 korda, siis EOF-i liikuvus kapillaaris vähenes pidevalt (mis omakorda viitab katte paksuse muutusele). Siiski polnud pärast neljandat katmist muutus märgatav. Selle võimalikuks põhjuseks võib olla kapillaariseina täielik kattumine polüdopamiiniga. 1-tunniste katmiste puhul polnud EOF-i muutus tugev, vaid pigem fluktueeriv. See näitab, et 1-tunnine katmisaeg polüdopamiini puhul ei ole piisav. Võrreldi ka dopamiini lahuse vanuse mõju katte omadustele. Korraldati 5x5 tundi katmine 20 tundi vanade lahustega. Tulemus näitas veidi tugevamat EOF-i muutust, võrreldes katsetega, kus kasutati värsket dopamiini lahust, kuid see muutus polnud eriti suur. Siit võib järeldada, et kapillaari ja dopamiini lahuse kontaktajal on suurem mõju kui dopamiini lahuse vanusel. Toetudes nendele tulemustele, kasutati edaspidi 5-tunnist katmist. Need katted olid mõõduka korratavusega – 5% viie korduskatse kohta. Kapillaari sisediameetri mõju On teada, et kapillaarkolonni sisediameeter peaks mõjutama katmisomadusi (Hautala et al., 2003), kuid puuduvad andmed kapillaari diameetri mõju kohta dopamiini kattele. Selles töös kasutati uurimiseks kolme erineva diameetriga kapillaare: 50, 75 ja 100 µm.


Kaia-Liisa Habicht

153

50 ja 75 µm sisediameetriga kapillaarid andsid katvuses üsna sarnased tulemused, 100 µm kapillaari puhul oli EOF-i liikuvuse muutus veidi rohkem märgata. EOF-i mobiilsuse varieerumine korduskatmiste ajal viitab sellele, et dopamiini kihi tekkimine on ebakorrapärasem laiema kapillaari puhul (100 µm kapillaar). Edaspidistes katsetes kasutati paralleelselt 50 ja 75 µm kapillaare. Temperatuuri ja polüdopamiini kontsentratsiooni mõju Uuriti ka katmistemperatuuri ja dopamiini lahuse kontsentratsiooni mõju kattele. Uuringud on näidanud, et polüdopamiini kihi paksus sõltub peale moodustumise aja ka keskkonna temperatuurist ja dopamiini kontsentratsioonist lahuses (Ou et al., 2009). Ootuspäraselt soodustavad nii kõrgenenud temperatuur kui ka dopamiini kontsentratsiooni kasv polüdopamiini moodustumist. Käesolevas töös uuriti temperatuuri ja dopamiini kontsentratsiooni mõju polüdopamiinil põhineva kapillaari katte moodustumisele, kuna kapillaaris toimuvad protsessid võivad märkimisväärselt erineda vabas lahuses toimuvatest. Katsed korraldati kolmel erineval temperatuuril (25, 35 ja 45 ºC) ja kolmel erineval dopamiini kontsentratsioonil (3, 6 ja 12 mg/ml). Igal valitud temperatuuril ja kontsentratsioonil tehti kapillaari viiekordne katmine. Iga katmise kestus oli 5 tundi. Tulemused näitasid, et neljakordsel dopamiini kontsentratsiooni muutusel ja kahekordsel temperatuurimuutusel oli vaid väike mõju katte omadustele. Tõenäoliselt on põhjuseks vaba hapniku otsalõppemine kapillaaris, mille tõttu polümerisatsiooni reaktsioon ei saa edasi toimuda. Seetõttu on korduskatmistel värske dopamiini lahusega olulisem mõju kui temperatuuritõusul või dopamiini kontsentratsioonil. Kahekordsed kapillaarikatted Töö üldisem eesmärk oli uurida polüdopamiini katete sobivust kleepuvaks sidematerjaliks bioloogilise materjali kinnitamiseks kvartskapillaari seinale ja töötada välja optimeeritud protokoll selle rakendamiseks. Ühe osana taheti kindlaks teha kõige lühem efektiivne katmisaeg. Seepärast võrreldi fosfolipiidsete katete (POPC/PS 1:1) omadusi erinevatel polüdopamiiniga kaetud kapillaaridel (varieeriti polüdopamiiniga katmise aega). Katsed fosfolipiididega näitasid, et polüdopamiini katte olemasolu parandab fosfolipiidse katte omadusi. Kui otse kvartskapillaari seinale immobiliseeritud lipiidid andsid EOF-i mobiilsuse väärtuseks ligikaudu 6·10-8 m2s-1V-1, siis üle polüdopamiini moodustunud katte puhul oli EOF-i mobiilsus 1,5 korda väiksem, mis viitab märkimisväärselt paremale katvusele. EOF-i mobiilsus paralleelkatsete ajal ei vähenenud, mis näitab, et ei


154

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

esine katte lekkimist. Katsed näitasid ka seda, et polüdopamiini kihi paksus ei mõjuta oluliselt teise kihi (fosfolipiidne kiht) omadusi. Lipiidse katte omadused (EOF-i mobiilsus ja katte stabiilsus) olid väga sarnased (erinevus umbes 2%) nii 1-, 2- kui 5-kordselt polüdopamiiniga kaetud kapillaaris. Katsetest järeldub, et polüdopamiini kasutamiseks sideainena bioloogilistel materjalidel põhinevates katetes pole vaja polüdopamiini lahust kapillaaris hoida üle 5 tunni. Polüdopamiin kui sidematerjal kvartskapillaari ja bioloogiliste materjalide vahel Nagu eelnevalt selgus, toimib polüdopamiin hästi sideainena tavalisemate biomembraani fosfolipiidide kinnitamiseks kapillaariseinale. Järgmiseks oli vaja kindlaks teha, kui hästi saab kasutada polüdopamiini rakumembraani fragmentide (mis sisaldavad palju erinevaid lipiide ja membraanivalke) kinnitamiseks kapillaariseinale. Vaatamata EOF-i mobiilsuse variatsioonidele erinevate polüdopamiini katete puhul on rakumembraani fragmentidega katetel väga sarnane EOF-i mobiilsus ja hea stabiilsus. Erinevate kapillaaride keskmine EOF-i mobiilsus erines vähem kui 1%. Ühe katte korduskatsete üldine EOF-i mobiilsuse variatsioon 2 päeva jooksul oli vähem kui 3%. SEM uuringud (joonis 1) kinnitasid OT-CEC-ga saadud tulemusi, näidates, et polüdopamiini kate parandab märgatavalt membraanifragmentide katvust. Mitokondrid on täpselt defineeritud bioloogilised struktuurid ja need võiksid tõenäoliselt olla kasutatavad membraanimudelina. Autorile teadaolevalt ei ole mitokondreid kasutatud OT-CEC-s statsionaarse faasina. Seepärast oli huvitav näha, kui hästi saab mitokondreid immobiliseerida kapillaariseinale kas füüsikalise adsorptsiooniga või pärast polüdopamiiniga katmist. Katsed näitasid, et mitokondritega katmine oli ühtviisi edukas nii siis, kui mitokondrid immobiliseeriti otse kapillaariseinale füüsikalise adsorptsiooniga kui ka üle polüdopamiini aluskihi. SEM uuringud olid jällegi kooskõlas EOF-i mõõtmistega. Samas näitasid korduskatsed, et katte stabiilsus oli parem polüdopamiini/mitokondrite katete puhul.


Kaia-Liisa Habicht

155

Joonis 1. SEM fotod membraankattest paljal kvartskapillaaril (A) ja polüdopamiiniga kaetud kapillaaril (B). Foto mõõtmed: 100x100 µm. Autor: Kert Martma, (27.05.2010)

Valitud analüütide lahutamine kahekordselt kaetud kapillaaris Nagu eelnevatest peatükkidest selgus, on kahekordsed kapillaarikatted, kus esimeseks kihiks on polüdopamiin, stabiilsed ja reprodutseeritavad ning seega kasutatavad membraanimudelitena. Membraanimudeleid (immobiliseeritud lipiidide, membraanifragmentide või mitokondritega) võib kasutada lipiidide peroksüdatsiooni ja huvitavate ühendite ning membraanimudeli vaheliste interaktsioonide uurimiseks OT-CEC-s. Joonisel 2 on kujutatud nelja analüüdi (anioonsed ühendid) lahutamist katmata kapillaaris, lipiididega kaetud ja membraanifragmentidega kaetud kapillaaris. Lipiidne kate põhjustab analüütide migratsiooniaegade pikenemist ja mõnede piikide laiused on suurenenud (mis viitab analüütide ja lipiidse katte vahelistele interaktsioonidele). Analüütide selektiivsuse muutust on enim märgata kahe viimase analüüdi puhul (kohvhape ja salitsüülhape). Muutused on veel suuremad membraanifragmentidega kaetud kapillaaris. 70 minuti jooksul jõudsid vaid rutiin ja kvertsetiin detektori aknani. Rõhu avaldamine kapillaarile analüüsi ajal või pärast analüüsi ei andnud ühtki märki kahest kadunud ühendist (kohvhape ja salitsüülhape), mis viitab pöördumatule interaktsioonile mainitud analüütide ja membraanifragmentide vahel. Kuna salitsüülhappe puhul on näidatud mõju punase verelible morfoloogiale (Li et al., 1999) ning kohvhappel, mis on tugev antioksüdant, arvatakse olevat mitmeid kasvajavastaseid toimeid (Moon et al., 2009), siis on võimalik, et nende kadumine on tingitud spetsiifilistest interaktsioonidest kattega. Topeltkattega kapillaaride puhul on analüüside korratavus hea (migratsiooniaegade RSD-d olid migratsiooniaegade puhul umbes 2% ja piigi pindalade puhul 3–6%). Signaalmüra suhe eriti ei muutunud ning osutab sellele, et topeltkatmise protseduuris ei lähe kaotsi meetodi tundlikkus. Käesolevad


156

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

katsed näitavad, et membraanifragmente saab kasutada selleks, et jälgida interaktsioone ravimite ja membraanimudeli vahel. Kahekordselt kaetud kapillaari oksüdeerimine Fentoni lahusega Kontrollimaks membraanimudeli sobivust oksüdatsiooni uurimiseks, voolutati kahekordse kattega kapillaari (pealmiseks kihiks olid membraanifragmendid) oksüdeeriva lahusega (värske Fentoni lahus – 5 mM H2O2 50 μm FeSO4). Oksüdatsiooniperioodi pikkus oli 5 tundi, oksüdeerimist korrati 2 korda. Katsetest selgus, et EOF-i mobiilsus muutus oksüdatsiooni mõjul kiiremaks, mis viitab uute negatiivsete laengute tekkimisele kattel. Paralleelkatsete vähesuse tõttu saab eespool olevate tulemuste põhjal teha vaid suunavaid oletusi ning teema vajab veel uurimist.

Joonis 2. Kontroll-analüütide lahutamine katmata kapillaaris (A), polüdopamiini/fosfolipiididega (POPC/PS 80/20 mol%) (B) ja polüdopamiini/membraanifragmentidega (C) kaetud kapillaaris. Piigid: 1 – EOF marker, 2 – rutiin, 3 – kvertsetiin, 4 – kohvhape, 5 – salitsüülhape. Kapillaari pikkus 51,5/60 cm, sisediameeter 50 µm. Analüüsipuhvriks oli 40 mM fosfaatpuhver (pH 7,4). Katsetingimused: 20 kV pinge, süst 5 sekundit, mille jooksul avaldati rõhku 50 mbar, detekteerimine 192 nm lainepikkuse juures.


Kaia-Liisa Habicht

157

Kokkuvõte Käesolevas töös uuriti polüdopamiini kasutamist sideainena bioloogiliste materjalide immobiliseerimiseks kvartskapillaarile. Töö tulemusena selgus, et polüdopamiini on võimalik kasutada sideainena membraanifragmentide, lipiidide ja mitokondrite immobiliseerimiseks kvartskapillaari seinale ning tänu sellele katte omadused paranevad. Polüdopamiini optimaalseks katmisajaks on 5 tundi värske 6 mg/ml dopamiinilahusega 25 °C juures. Polüdopamiini kihi paksus ei avalda bioloogilisest materjalist teisele kihile erilist mõju. Katsed valitud analüütidega näitasid, et topeltkattega kapillaare on võimalik kasutada membraaniravimi interaktsioonide uurimisel.

KIRJANDUS Biedler JL, Helson L, Spengler BA. 1973. Morphology and Growth, Tumorigenicity, and Cytogenetics of Human Neuroblastoma Cells in Continuous Culture. Cancer Research 33: 2643-2652. Hautala JT, Lindén MV, Wiedmer SK, Ryhänen SJ, Säily MJ, Kinnunen PKJ, Riekkola M-L. 2003. Simple coating of capillaries with anionic liposomes in capillary electrophoresis. Journal of Chromatography A 1004: 81-90. Karelson E, Fernaeus S, Reis K, Bogdanovic N, Land T. 2005. Stimulation of G-Proteins in Human Control and Alzheimer’s Disease Brain by FAD Mutants of APP714–723: Implication of Oxidative Mechanisms. Journal of Neuroscience Research 79: 368374. Lee H, Dellatore SM, Miller WM, Messersmith PB. 2007. Mussel-Inspired Surface Chemistry for Multifunctional Coatings. Science 318: 426-430. Li A, Seipelt H, Müller C, Shi Y, Artmann GM. 1999. Effects of Salicylic Acid Derivatives on Red Blood Cell Membranes. Pharmacology & Toxicology 85: 206-211. Martma K, Habicht K-L, Martinez Ramirez X, Tepp K, Käämbre T, Volobujeva O, Shimmo R. 2011. Polydopamine as an adhesive coating for open tubular capillary electrochromatography. Electrophoresis 32: 1054-1060. Martma K, Zetterström Fernaeus S, Land T, Shimmo R. 2010a. New capillary coatings in open tubular CEC as models for biological membranes. Electrophoresis 31: 1586-1589. Martma K, Zetterström Fernaeus S, Land T, Shimmo R. 2010b. Study of cell membrane based coatings in capillary electrochromatography. Procedia Chemistry 2: 26-33.


158

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Moon MK, Lee YJ, Kim JS, Kang DG, Lee HS. 2009. Effect of Caffeic Acid on Tumor Necrosis Factor-Alpha-Induced Vascular Inflammation in Human Umbilical Vein Endothelial Cells. Biological and Pharmaceutical Bulletin 32: 1371-1377. Ou J, Wang J, Liu S, Zhou J, Ren, S, Yang S. 2009. Microtribological and electrochemical corrosion behaviours of polydopamine coating on APTS-SAM modified Si substrate. Applied Surface Science 256: 894-899. PontĂŠn J, Macintyre EH. 1968. Long term culture of normal and neoplastic human glia. Acta Pathologica Microbiologica Scandinavica 74: 465-486. Saks VA, Chernousova GB, Gukovsky DE, Smirnov VN, Chazov EI. 1975. Studies of Energy Transport in Heart Cells. Mitochondria1 Isoenzyme of Creatine Phosphokinase: Kinetic Properties and Regulatory Action of Mg2+ Ions. European Journal of Biochemistry 57: 273-290. Yin X-B, Liu D-Y. 2008. Polydopamine-based permanent coating capillary electro- chromatography for auxin determination. Journal of Chromatography A 1212: 130-136. Veebilehed Guide for the Care and Use of Laboratory Animals; http://oacu.od.nih.gov/regs/guide/guide.pdf (13.11.2011).


MAAILMA RAHVASTIKU JA MAJANDUSE SUPEREKSPONENTSIAALSE KASVU ANALÜÜS Piret Avila

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Töös käsitletakse supereksponentsiaalset kasvumudelit, mis kirjeldab hästi maailma rahvastiku ja majandusnäitajate kasvu, kui vaadelda neid suurusi piisavalt laial ajaskaalal. Rahvastiku- ja majanduskasvu vahelise korreleeritud dünaamika peamiseks põhjuseks on nendevaheline positiivse tagasiside mehhanism. Tehnoloogilise progressi arvelt on inimkond suutnud jätkuvalt suurendada oma keskkonnamahutavust. Selline kiirenev kasv ei ole aga jätkusuutlik, vaid sisaldab endogeenselt iseenda lõppu – singulaarse punkti olemasolu tõttu supereksponentsiaalses kasvumudelis. Singulaarsuse all mõistetakse selles kontekstis teatavat süsteemisisest katastroofi, mille iseloom ei ole antud analüüsis ilmne. Seega tehnoloogiline progress iseenesest ei ole piisav jätkusuutlikuks arenguks. Töös analüüsitakse lähemalt süsteemis esineva müra rolli supereksponentsiaalses mudelis ning uuritakse, kas müra võib kõrvaldada süsteemisisest ebastabiilsust. Samuti uuritakse, kuidas müra mõjutab katastroofi jõudmise aega. SISSEJUHATUS Viimase 2000 aasta jooksul on maailma rahvastiku juurdekasv aastas suurenenud 50- kordselt, 0,04%-lt aastal 1 p.Kr. kuni 2,1%-ni 1960-ndate lõpus (Johansen & Sornette, 2001). 1960-ndad on maailma rahvastiku ajaloos erakordne aeg, sest rahvastiku juurdekasv hakkas siis aeglustuma. Juurdekasv on sellest ajast kahanenud kuni 1,09%-ni aastal 2011. Inimeste mõju ümbritsevale keskkonnale on kasvanud isegi veel äärmuslikumalt kui rahvaarvukus. Näiteks kui 1860. ja 1991. aasta vahel inimarvukus neljakordistus, siis energiakasutus suurenes samas ajavahemikus 100-kordselt (Cohen, 1995a).


160

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Laiemal ajaskaalal vaadelduna on inimarvukus kasvanud kiiremini kui eksponentsiaalselt ehk supereksponentsiaalselt kogu meile teadaoleva ajaloo vältel. Selline plahvatuslik kasv on otseselt seotud tehnoloogiliste saavutuste ja sellel põhineva majanduskasvuga. Ka maailmamajandust iseloomustav näitaja SKP on kasvanud supereksponentsiaalselt kogu meile teadaoleva ajaloo vältel. Analoogset dünaamikat omavad ka mitmed teised majandusnäitajad, nagu Dow Jonesi indeks, S&P, Ladina-Ameerika indeks, Euroopa indeks, EAFE indeks, World indeks (Johansen & Sornette, 2001). Korreleeritud dünaamika rahvastikukasvu ja majanduskasvu vahel ilmestab positiivse tagasisidega iseloomustatavaid mehhanisme nende suuruste vahel. Positiivne tagasiside peitub asjaolus, et inimkond on tehnoloogilise progressi arvelt saanud suurendada oma keskkonnamahutavust. Suur keskkonnamahutavus aga omakorda võimaldab populatsioonil kiiremini kasvada. Sellisele süsteemi käitumisele viitavad nii andmed globaalsel tasemel (Johansen & Sornette, 2001) kui ka uuringud rahvastiku ja tehnoloogilise progressi vallas erinevates linnades (Bettencourt et al., 2007). Samuti on Myrskylä et al. (2009) näidanud, et sündimuse ning sotsioloogilise ja majandusliku arengutaseme vahel on tugev positiivne korrelatsioon juhul, kui viimane ületab teatavat läveväärtust. Demograafilise ülemineku teooria ei ole lõplikult suutnud seletada senini toimunud demograafilisi nähtusi (Cohen, 1995b). Seega on veel lahtine küsimus, kas me saame oodata demograafilise ülemineku toimumist tänapäeva Aasia, Aafrika ja Ladina-Ameerika vähem arenenud riikides. Selline süsteemi käitumine väljendab piltlikult seda, et keskmiselt sümboliseerib üksikindiviid potentsiaalset keskkonnamahutavuse suurendajat oma loovuse ja leidlikkuse arvelt, mitte koormat ümbritsevale keskkonnale (Cohen, 1995a). Tehnoloogilisest progressist hoolimata on rahvastiku plahvatuslik kasv avaldanud pöördumatut mõju keskkonnale. Väga keeruline on hinnata, kui palju inimesi saab jätkusuutlikult Maal elada, sest keskkonnamahutavus sõltub eelkõige elustandardist, mille inimesed endale valivad. Mitmed optimistid toetuvad just tehnoloogilise progressi argumendile ning leiavad, et tuleviku innovatsioonid ja teadusrevolutsioonid tagavad inimkonnale energiavarud ja küllusliku elukeskkonna ka tulevatel sajanditel. Supereksponentsiaalne mudel, mis kirjeldab maailma rahvastiku ja maailma majanduse dünaamikat, omab lõpliku aja jooksul ilmnevat singulaarsust, mida võib tõlgendada kui süsteemisisest katastroofi. Singulaarsuse sisulist tähendust ei ole küll võimalik mudeli abil välja tuua, kuid tuues paralleeli mittetasakaaluliste protsesside vallast, võib singulaarsust tõlgendada ka kui rahvastiku või majanduse kasvudünaamika “faasiüleminekut” uut sorti režiimile. Võime samuti eeldada, et seda sorti järsk üleminek on tugevalt


161

Piret Avila

pöördumatu protsess. Katastroofini jõudmise momenti nimetatakse kriitiliseks ajaks ning Johanseni & Sornette (2001) hinnangul asub inimpopulatsiooni jaoks kriitiline aeg vahemikus 2052±10. Mainitud töös kasutati mitteparameetrilist testi, tuvastamaks logaritm-perioodilist käitumist, et määrata kriitilist ajamomenti. Otsene lähendamine mudelile on raskendatud, sest andmestikus esineb tugev müra. Käesolevas töös on uuritud maailma rahvastiku ja majanduse dünaamikat kirjeldavaid mudeleid stohhastiliste protsesside piires. See on teoreetilist laadi uurimus, mille eesmärgiks on tuvastada maailma rahvastiku kasvu ja maailma majandusnäitajate kasvu dünaamikates esineva müra rolli. Viimastel kümnenditel on juhuslike protsesside konstruktiivset rolli mittelineaarsete süsteemide seas hakatud rohkem tunnustama. Töö eesmärgiks on luua täpsem mudel, mis kirjeldaks rahvastiku- ja majanduskasvu ning mille abil oleks võimalik täpsemalt määrata katastroofi jõudmise aega. Selleks käsitletakse kasvuparameetrit juhuslikult fluktueeruva suurusena, mis käitub analoogselt valge müra protsessiga. Vastav käsitlus rajaneb eeldusel, et globaalset kasvukiirust mõjutavad korraga väga paljud erinevad protsessid ning dünaamilise süsteemi analüüs toimub laial ajaskaalal. METOODIKA Töös konstrueeritakse stohhastiline supereksponentsiaalne mudel ja uuritakse selle mudeli põhiomadusi stohhastiliste protsesside teooria foonil. Tulemuseks saame analüütilised valemid, mida on võimalik kasutada supereksponentsiaalselt kasvavate juhuslike protsesside analüüsiks. Töös lähtutakse Johanseni & Sornette (2001) esitatud supereksponentsiaalsest mudelist, mis on tuletatud logistilisest mudelist eeldusel, et rahvaarvukuse ja tehnoloogilise progressi vahel toimub positiivne tagasiside:

dx α+ 1 , (1) = r ( x) dt kus x=x(t) on rahvaarvukus või majandusnäitaja väärtus, r on vastav kasvuparameeter, t on aeg, a>1 on tehnoloogilise kasvu parameeter. Teeme paranduse

r ≡ r + √D' ξ (t )

, (2)

kus ξ (t ) on Gaussi valge müra à la Stratonovich intensiivsusega √D ' . Müra all võime mõista erinevaid juhuslikku laadi mõjutusi rahvastiku või majandusnäitaja kasvule. Need mõjutused võivad olla pärit näiteks ilmastikust, katastroofidest, kultuurilistest iseärasustest või andmete määramatusest.


162

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Avaldised (1) ja (2) viivad järgmise Langevini võrrandini:

dX α+ 1 = ( x ) ( r+ dt

√D ' ξ ( t ))

. (3)

TULEMUSED JA ANALÜÜS Selles peatükis lahendame avaldisega (3) antud stohhastilise diferentsiaalvõrrandi ja uurime selle võrrandiga antud süsteemi statistilisi omadusi. −α Osutub, et saame võrrandi (3) lineariseerida muutuja y≡ x kaudu

dY = − α r+ dt

√D ξ (t )

, (4)

2

kus D= α D ' . Langevini võrrandi (4) algtingimus on Y ( 0)= y 0 . Võrrandist (4) järeldub Fokker-Plancki võrrand

̃ ( y ,t │ y 0 ,0) ̃ ( y , t │ y 0 ,0) D ∂ 2 P̃ ( y , t │ y 0 ,0) ∂P ∂P , (5) =αr + 2 ∂t ∂y 2 ∂ y ̃ ( y , t │ y 0 ,0) on tinglik tõenäosustihedus algtingimusega kus P ̃ ( y ,0 │ y 0 ,0)= δ( y− y 0 ) P ja loomuliku ääretingimusega

̃ ( y ,0 │ y 0 ,0) │ y= 0 = 0 . P

Peegelkujutise meetodit (van Kampen, 1992) kasutades on võimalik leida Fokker-Plancki võrrandi (5) lahend ̃ ( y , t │ y 0 ,0)= P

2

2

− ( y− y 0+ α rt ) 2y 0 α r − ( y+ y 0 + α rt ) 1 {exp[ ]− exp ( ) exp [ ]} 2Dt D 2Dt √2 πDt

mille kuju avaldub muutuja x-ga järgmiselt: − (α+ 1)

αx √2 πDt −α −α 2 −α −α −α 2 − ( x − x 0 + α rt ) 2x 0 α r − ( x + x 0 + α rt ) {exp[ ]− exp( ) exp[ ]} 2Dt D 2Dt P ( x , t │ x 0 ,0)=

. (6)

Joonisel 1 on kujutatud seosega (6) antud suuruse X tingliku tõenäosustiheduse käitumine. Siin ja edaspidi on kasutatud ajaühikuna üldistatud ajaühikut (gtu ehk general time unit).


163

Piret Avila

Joonis 1. Suuruse X tingliku tõenäosustiheduse P ( x , t │ x0 ,0 ) käitumine. −1 Parameetri väärtused: x 0= 100 , r = 0.01( gtu) , D= 0.1 ( gtu)− 1/ 2 , α = 1.01, T = 0.95 ( gtu) , t p= 0.00030 ( gtu) . Pidev joon: t 1= 0.00001( gtu); katkendlik joon: t 2= 0.00005( gtu) ; katkendlik-punktiirjoon: t 3= 0.0005 ( gtu) . (03.05.2011)

Tingliku tõenäosustiheduse valemist (6) saame avaldada muutuja X keskväärtuse [X] Avaldis (7) väljendab kas rahvaarvu või mõne supereksponentsiaalselt 〈X 〉= {exp [

Γ (1− 1/ α )

√2 π( Dt)

1 2α

− (α rt+ x −0 α )2 2 α r x−0 α − (α rt− x−0 α )2 α rt− x −0 α α rt+ x −0 α ] D1 ( )exp [ ] D1 ( )− exp( )} −1 − 1 4Dt D 4Dt √Dt √Dt α α

. (7)

kasvava majandusnäitaja keskmist väärtust à la Gibbs. Joonisel 2 on kujutatud muutuja X keskväärtuse [X] ajalist kulgemist erinevate tehnoloogilise progressi parameetri α väärtuste korral. Näeme, et keskväärtusel on maksimum ning X keskväärtus läheneb nullile aja möödudes. Seega katastroof esineb ka juhuslikult fluktueeruvas süsteemis. Samuti näeme, et madalamate tehnoloogilise progressi väärtuste korral on X keskväärtuse maksimumid kõrgemal. Muutuja X teine moment [X] avaldub kujul 2

〈X 〉=

Γ (1− 2 /α )

√2 π( Dt) −α

1 α

exp[

− (α rt− x−0 α )2 ] 4Dt −α

. (8) −α

α r x0 α rt− x 0 α rt+ x 0 )− exp( )} {D 2 ( )D2 ( −1 − 1 D √Dt √Dt α α


164

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Hindamaks dispersiooni keskväärtuse ümber, kasutame suhtelist dispersiooni, mis on keskväärtuse ja teise momendi kaudu defineeritud järgmiselt:

δ( X )= √〈X

2

(t )〉− 〈X (t)〉2 〈X (t )〉

. (9)

Joonis 2. Suuruse X keskväärtus erinevate tehnoloogilise progressi parameetri α väärtuste korral. −1

− 1/ 2 Parameetri väärtused: x 0= 100 , r = 2( gtu) , D= 0.1 ( gtu) .

Pidev joon: α 1= 1.01, T 1= 0.047( gtu) , t p1= 0.00030 ( gtu) ; katkendlik joon: α 2= 1.3 , T 2 = 0.00097( gtu) , t p2= 0.000021( gtu) ; katkendlik-punktiirjoon: α 3= 1.7 , T 3 = 0.00012( gtu) , t p3= 5.3⋅10− 7 ( gtu) . (03.05.2011)

Suuruse X suhtelise dispersiooni ajaline kulgemine on kujutatud joonisel 3.


165

Piret Avila

Joonis 3. Suuruse X suhteline dispersioon δ( X ) erinevate müra intensiivsuse D väärtuste korral. −1 Parameetri väärtused: x 0= 100 , r = 0.01( gtu) , α = 1.001 , T = 1.0( gtu) . − 1/ 2 Pidev joon: D 1= 0.1 ( gtu) , t p1= 0.00033( gtu) ; − 1 /2 katkendlik joon: D 2 = 1.0 ( gtu) , t p2= 0.000033( gtu) ; −6 − 1/ 2 katkendlik-punktiirjoon: D 3= 10 ( gtu) , t p2= 3.3⋅10 ( gtu) . (03.05.2011)

Võrrandist (7) järeldub, et keskväärtus kahaneb ajas nullini, mis tähendab jõudmist katastroofini. Hindamaks keskmist aega, mille jooksul rahvaarvukus või majandusnäitaja jõuab katastroofi, toome sisse süsteemi eluea mõiste T ( x 0) , samuti tähistame suuruse P T ( x 0 , t) süsteemi eluea tõenäosustihedusena ja suuruse [X] süsteemi keskmise elueana. On võimalik näidata, et süsteemi eluea tõenäosustihedus avaldub järgmise valemina:

P T ( x 0 , t )=

−α

x0

t

3 /2

√2 πD

exp[

−α 2

− ( α rt − x 0 ) ] 2Dt

. (9)


166

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Joonis 4. Süsteemi eluea tõenäosustihedus P T ( x 0 , t ) erinevate müra intensiivsuse D väärtuste korral. Parameetri väärtused: x 0= 100 , r = 0.01( gtu)− 1 , α = 1.01, T = 0.99 ( gtu) . Pidev joon: D 1= 0.1 ( gtu)− 1/ 2 , t p1= 0.00033( gtu) ; katkendlik joon: D 2 = 0.2( gtu)− 1 / 2 , t p2= 0.00017 ( gtu) ; katkendlik-punktiirjoon: D 3= 0.3 ( gtu)− 1/ 2 , t p2= 0.00011 ( gtu) . (03.05.2011)

Süsteemi eluea tõenäosustiheduse graafikul (joonis 4) esineb globaalne maksimum, mis tähistab süsteemi tõenäoseimat väljasuremise aega t p . Nimetame seda rakenduste seisukohast olulist suurust süsteemi oodatavaks elueaks. Hõlpsalt on võimalik võrrandist (9) avaldada süsteemi oodatava eluea valem

t p=

9D2 1 2 3D + ( )− 4 α 2 4 (α r) x0 α r 2(α r)

. (11)

Võrrandist (9) saame tuletada ka süsteemi keskmise eluea valemi, mis väljendab keskmist aega, millal inimkonna arvukuse või majandusnäitajate põhjal võib hinnata katastroofi saabumist:

〈T 〉=

1 x αr α 0

. (10)


167

Piret Avila

Samuti saab avaldada süsteemi eluea teist järku momendi 2

〈T 〉=

2

D 1 +( α ) α 3 x 0 (α r ) x0 α r

(11)

mille abil saab hinnata dispersiooni keskmise eluea ümber. Vastav variatsiooni koefitsient avaldub järgmise avaldisena:

δ(T )=

Dx α0 αr

. (12)

Jooniselt 3 on näha, et δ ( X )≫ 1, kui t > t p . Suuruse X väärtused on järelikult pärast süsteemi oodatava eluea möödumist statistiliselt raskesti määratavad. Samuti täheldasime analüüsis, et suuruse X keskväärtuse ja standardhälbe maksimumide vahel esineb vastav ajaline mahajäämus. Joonisel 4 on kujutatud süsteemi eluea tõenäosustiheduse P T ( x 0 , t) ajaline kulgemine erinevatel müra intensiivsuse väärtustel. Täheldame, et suurema müra intensiivsuse korral on tõenäolisem jõuda kiiremini katastroofi. Seega, süsteemi oodatav eluiga on palju täpsem hinnang katastroofi saabumise ajale. Analüüsist selgus, et sarnane käitumine avaldub süsteemi eluea tõenäosustihedusele, kui suurendada tehnoloogilise progressi parameetrit ja kasvuparameetrit. Kuna P T ( x 0 , t) on asümmeetrilise kujuga, siis süsteemi oodatav eluiga erineb märgatavalt süsteemi keskmisest elueast. Kõikjal regioonis D ∈ (0, ∞) on suhe 0< t p / T < 1, mis tähendab, et süsteemi oodatav eluiga on alati väiksem vastavast keskmisest elueast, kui süsteemis esineb müra. Täpsemalt, t p /T kahaneb astmeseaduse kohaselt eksponendiga -1, kui D t → ∞. Kokkuvõte Empiiriliste andmete kohaselt on maailma rahvastik ja majandus kasvanud supereksponentsiaalselt vähemalt viimase kahe tuhande aasta vältel. Selline plahvatuslik kasv on olnud võimalik tänu tehnoloogilise progressi saavutustele. Käesolevas töös analüüsiti stohhastilist supereksponentsiaalset kasvumudelit, mille puhul on kasvuparameetrit käsitletud juhuslikult fluktueeruva suurusena, mis käitub analoogselt Gaussi valge müra protsessiga à la Stratonovich. Stohhastilise mudeli koostamise eesmärgiks oli uurida müra rolli ning mõju populatsiooni dünaamikas. Selgus, et multiplikatiivse valge müra lisamine ei toonud endaga kaasa süsteemi käitumise kvalitatiivset muutust: stohhastilises populatsioonimudelis


168

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

esineb samuti singulaarsus. Koostatud stohhastilise supereksponentsiaalse kasvuga mudeli analüüsis arvutati suurus X, mille abil võib kirjeldada maailma rahvastiku või majanduse kasvu tõenäosustihedust, keskväärtust ja suhtelist dispersiooni. Mudeli analüüsi käigus ilmnes, et suuruse X keskväärtus omab maksimumi, mille väärtus väheneb aja möödudes. Suhtelise dispersiooni väärtused tõusid ajalise evolutsioneerumise käigus kiiresti üle ühe, mis viitab tõenäosusjaotuse ebasümmeetrilisusele. Avaldati süsteemi eluea tõenäosusjaotuse, keskmise eluea ja oodatava eluea eksaktsed valemid. Ilmnes, et oodatav eluiga on alati väiksem süsteemi keskmisest elueast, kui süsteemis esineb müra. Järelikult, kui kasvukiirust käsitleda fluktueeruva suurusena, on tõenäoline, et katastroofi jõudmine toimub isegi varem, kui deterministlik mudel seda ennustab.

KIRJANDUS Bettencourt MAL, Lobo J, Helbing D, Kühnert C, West GB. 2007. Growth, innovation, scaling, and the pace of life in cities. Proceedings of the National Academy of Sciences 104: 7301-7306. Cohen JE. 1995a. Population Growth and Earth’s Human Carrying Capacity. Science 269: 341-346. Cohen JE. 1995b. How many people can the earth support? New York, USA: W. W. Norton & Company. Johansen A, Sornette D. 2001. Finite-time singularity in the dynamics of the world population, economic and financial indices. Physica A 294: 465-502. Myrskylä, M., Kohler, H.-P., Billari, F.C. 2009. Advances in development reverse fertility declines. Nature 460: 741-743. van Kampen NG. 1992. Stochastic processes in physics and chemistry: revised and enlarged edition. Amsterdam, Netherlands: Elsevier Science Publishers B. V.


PUITTAIMEDE ÖÖPÄEVASE VEEVAHETUSE SEOSED ÖKOFÜSIOLOOGILISTE NÄITAJATEGA Gristin Rohula

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Ökosüsteemi tähtsaks komponendiks on taastuvad ressursid, mis ökosüsteemi aineringeis tsükliliselt nii moodustuvad kui ka ärakasutamist leiavad. Lisaks taastuvatele kütustele (biokütused) ja loomsetele ressurssidele kuuluvad taastuvate ressursside hulka ka taimsed ressursid, milleks peamiselt on mets ja puit. Taimsete taastuvate ressursside seisukohalt on oluline nende kasvukiirus, mida suuresti mõjutab nii liigile omane kasvukeskkond kui ka liigi ökofüsioloogilised iseärasused. Taimsete ressursside jätkusuutlikku arengut tagab taimede öine veevahetus, sest õhulõhede öine avatus võimaldab intensiivselt süsinikku fikseerida, intensiivistades seeläbi juba varajastel hommikutundidel fotosünteesi (Dawson et al., 2007). Öine transpiratsioon soodustab taimede kasvu ka mineraaltoitainete võrasse kandmise kaudu läbi massivoolu (Donovan et al., 2001; Dawson et al., 2007), sest tänu öisele transpiratsioonile paraneb toitainetega varustatus. SISUKOKKUVÕTE Uurimistöö eesmärgiks on välja selgitada 20 puu- ja põõsaliigi öise ja päevase veevahetuse seosed ökofüsioloogiliste näitajatega ning uurida, kas see on liigist sõltuv. Tulemused näitasid tugevat seost nii öise ja päevase õhulõhede juhtivuse kui ka võrse transpiratsiooni vahel öösel ja päeval: öine õhulõhede juhtivus ja transpiratsioon esineb kõigil uurimisalusel 20 liigil ja nimetatud parameetrite väärtus sõltus kasvukohast. See tõestab, et varem laialt levinud arusaam õhulõhe sulgemisest öösel ei ole õige. Läbi õhulõhede toimub lisaks veeaurule ka fotosünteesiks vajamineva CO2 difusioon lehe sisemusse, seepärast on õhulõhede juhtivus ja fotosüntees


170

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

omavahel tugevalt seotud. Käesolevas uuringus oli nii fotosünteesi intensiivsus kui ka lehe lämmastikusisaldus tihedalt seotud nii päevase kui öise transpiratsiooniga. Veekadu öise transpiratsiooni tõttu võimaldab suurendada fotosünteesi ja toetada kiiret kasvu. Kõige suurem öine õhulõhede juhtivus ja transpiratsioon esines sookasel ja arukasel, mis on kiirekasvulised, valguslembesed ja mulla toitainete ja veesisalduse suhtes vähenõudlikumad liigid. Öine veekadu näib olevat liigispetsiifiline tunnus (omane kõigile uuritud 20 liigile) – seega öine transpiratsioon võib olla taimede adaptatiivne strateegia. SISSEJUHATUS Taimed avavad õhulõhed selleks, et omastada õhust süsihappegaasi fotosünteesi tarvis. Selle käigus aga kaotavad taimed paratamatult vett: toimub transpiratsioon ehk vee aurustumine lehtede pinnalt nii öösel kui päeval, mida tingib enamasti veeaururõhkude erinevus (VPD) taime lehe ja atmosfääri vahel ning samuti ka õhulõhede mittetäielik sulgumine. Lisaks päevasele õhulõhede juhtivusele on tõestatud ka öine juhtivus paljudel eluvormidel (ühe- ja mitmeaastased rohttaimed, põõsad, puud) erinevates bioomides: kõrbes (Snyder et al., 2003; Ludwig et al., 2006), neotroopilises savannis (Domec et al., 2006; Scholz et al., 2007), parasvöötme laialehistes ja okasmetsades (Daley & Phillips, 2006; Kavanagh et al., 2007) ja subalpiinsetes metsades (Herzog et al., 1998). Öine õhulõhede juhtivus varieerub suurel määral liigiti sõltuvalt keskkonnast või kasvukohast (Bucci et al., 2004; Daley & Phillips, 2006; Kavanagh et al., 2007). Mitmed lehe gaasivahetust puudutavad uuringud on näidanud, et öine transpiratsioon moodustab 5–30% päevasest veekaost looduslikes tingimustes (Donovan et al., 1999; Snyder et al., 2003). Vaatamata viimase kümnendi arvukatele uuringutele pole teada, kas ning millistel tingimustel on öise transpiratsiooni puhul tegemist kohastumusliku nähtusega (Snyder et al., 2003; Marks & Lechowicz, 2007; Dawson et al., 2007). Öise transpiratsiooni kui adaptatiivse protsessi kohta on esitatud mitmeid hüpoteese. 1. Õhulõhede öine avatus võimaldab intensiivselt süsinikku fikseerida, intensiivistades seeläbi juba varajastel hommikutundidel fotosünteesi (Dawson et al., 2007). 2. Öine transpiratsioon soodustab taimede kasvu mineraaltoitainete võrasse kandmise kaudu (Donovan et al., 2001; Dawson et al., 2007). 3. Ioonide kontsentratsiooni tõus juurtes öisel ajal võib soodustada ksüleemi hüdraulilise juhtivuse taastumist pärast kavitatsiooni (Snyder et al., 2003). 4. Pidev öine veevool võimaldab parandada maltspuidu parenhüümirakkude hapnikuga varustatust (Daley & Phillips, 2006).


Gristin Rohula

171

Erinevad puu- ja põõsaliigid on kohastunud kasvama mitmesugustes tingimustes, erinedes üksteisest põuatundlikkuse, valgusnõudlikkuse ja toitainete nõudluse poolest. Osa liike on kitsa areaaliga, seevastu teised on ökoloogiliste tingimuste suhtes paindlikumad. Sellest tulenevalt tekib küsimus keskkonnafaktorite mõju kohta erinevates paikades kasvavate puu- ja põõsaliikide ööpäevasele vee- ja gaasivahetusele. Uurimuse eesmärgiks on 20 eri puuja põõsaliigi varal välja selgitada nende liikide öise ja päevase veevahetuse seosed ökofüsioloogiliste näitajatega. MATERJAL JA METOODIKA Eksperimendi ülesehitus ja tingimused Kasvukambri eksperimendi jaoks võeti võrseid erinevatest paikadest: enamus toodi Järvselja õppe- ja katsemetskonna alalt Kagu-Eestist ning ülejäänud Raadi pargi piirkonnast Tartus ajavahemikul 02.‒15.08.2010. Võrsete eksperimenti kaasati 20 erinevat puittaime erinevatest kasvukohtadest: hübriidhaab (Populus tremula × Populus tremuloides), sanglepp (Alnus glutinosa), arukask (Betula pendula), triploidne haab (Populus tremula f. Gigas), harilik haab (Populus tremula), künnapuu (Ulmus laevis), hall lepp (Alnus incana), harilik tamm (Quercus robur), harilik sarapuu (Corylus avellana), harilik paakspuu (Frangula alnus), harilik pärn (Tilia cordata), sookask (Betula pubescens), hanevits (Chamaedaphne calyculata), põldjalakas (Ulmus minor), palsampappel (Populus balsamifera), harilik vaher (Acer platanoides), harilik toomingas (Padus avium), harilik jalakas (Ulmus glabra), mägivaher (Acer pseudoplatanus) ja suureleheline pärn (Tilia platyphyllos) (tabel 1). Uurimisaluste liikide võrsed toodi liigiomastest kasvukohtadest ja metsastatud põllumaalt (Rõka katseala). Uurimaks erinevaid liike sarnastes keskkonnatingimustes, korraldati eksperiment lõigatud võrsetel kasvukambris. Iga kord võeti igalt liigilt analüüsimiseks kolm võrset (iga võrse erinevalt taimelt). Tabel 1. Võrse toomise kuupäev, liigid ja piirkond, kust võrsed toodi Kuupäev

Liigid

02.08.2010 hübriidhaab, sanglepp, arukask triploidne haab ja h. haab 03.08.2010 arukask ja hübriidhaab künnapuu 04.08.2010 hall lepp arukask ja hübriidhaab 05.08.2010 arukask, sanglepp, h. tamm

Paik, kust võrsed toodi Rõka katseala Rõka katseala Rõka katseala H4 katsering Rõka park Rõka katseala Rõka katseala C1 katsering Avatud raiesmik Rõkal


172

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Tabel 1 (jätkub). Võrse toomise kuupäev, liigid ja piirkond, kust võrsed toodi Kuupäev

Liigid paakspuu, h. tamm, h. pärn, 09.08.2010 sarapuu h. lepp, sookask, sanglepp, 10.08.2010 arukask 11.08.2010

arukask, hanevits arukask

Paik, kust võrsed toodi Kuuse-segametsa alusmets Rõkal Metsaserv Rõka katseala lõunaosas Raba Järveselja metskonna alal Liivane tiigivall Järveselja metskonna alal

põldjalakas, h. tamm, arukask, Raadi kruusakarjäär, Tartu linn pappel, h. haab, h. vaher sarapuu, h. toomingas, h. 15.08.2010 jalakas, mägivaher, suureleheline Raadi pargi alusmets, Tartu linn pärn 12.08.2010

Võrsete saamiseks lõigati kuni 5 m kõrguste puude ladvaosast õhtupoolikul oksakääridega suuremad oksad. Seejärel lõigati kiiresti okste küljest žiletiga võrsed (kausi sees vee all). Kasvukambri laborisse transporditud võrsed lõigati žiletiga vee all uuesti üle ning võrsed (pikkusega 20–50 cm, sõltuvalt liigist) asetati 100 ml suurustesse plastpudelitesse, mis olid eelnevalt deioniseeritud, filtreeritud, degaseeritud veega täidetud. Plastpudelites võrsed kaaluti ning pandi kasvukambrisse Percival AR-95 HIL (Percival Scientific Inc., Perry, IA). Tingimused kasvukambris olid kõikide võrsete jaoks konstantsed. Võrseid kaaluti kokku kolmel korral: õhtuti kell 21:30 (vahetult enne kasvukambrisse asetamist), järgmise päeva hommikul kell 9:30 ning pealelõunal kell 14:30. Pime aeg kestis 12 tundi, valge aeg 5 tundi (valgus oli välja lülitatud 21:30–9:30). Päevane fotosünteetilise aktiivse kiirgusvoo (PAR) tihedus hoiti tasemel 400–500 µmol m-2 s-1 (võrsete tasapinnal). Kasvukambris hoiti konstantset veeauru rõhu defitsiiti, mis oli ca 1,2 kPa nii öösel kui päeval (suhteline õhuniiskus 60%, õhutemperatuur 23 °C). Lehtede keemiline analüüs Võrsete toitainetesisalduse määramiseks analüüsiti 20 liigi lehtede lämmastiku (N) ja fosfori (P) kontsentratsioone, kasutades selleks Kjeltec Auto 1030 analüsaatorit (FOSS Trecator AB, Höganäs, Rootsi). Analüüsid tehti Eesti Maaülikooli biokeemia laboris. Proovid keemilise analüüsi jaoks võeti kuivbiomassist liigi keskmistena (48 h 70 °C). Vee- ja gaasivahetuse mõõtmised Kogu võrse öise ja päevase transpiratsioonivoo (EV; mmol m-2 s-1) määramiseks kasutati kaalumise andmeid. Neto-fotosüntees (An; μmol m-2 s-1),


Gristin Rohula

173

õhulõhede veeauru juhtivus (gs; mmol m-2 s-1) ja lehe transpiratsiooni tase (EL; mmol m-2 s-1) mõõdeti kahjustamata lehtedel portatiivse fotosünteesi aparaadiga (CIRAS-2; PP-Systems, Amesbury, MA). Gaasivahetuse mõõtmised toimusid konstantse kiirguse (500 ja 0 μmol m-2 s-1, vastavalt valges ja pimedas), õhutemperatuuri (23°C), välis-CO2 kontsentratsiooni (ca = 370 ppm) ja ümbritseva õhuniiskuse tingimustes. Gaasivahetust mõõdeti kasvukambris iga liigi kolmel võrsel (ühel lehel võrse kohta). Statistiline analüüs Algandmete sisestamiseks sai kasutatud Excel 2007 (Microsoft Corp., Ameerika Ühendriigid) ja statistiliste testide jaoks programmi Statistica 7.0 (StatSoft Inc., Ameerika Ühendriigid). Statistilisel analüüsil kasutati peamiselt regressioonanalüüsi. Ühefaktorilise dispersioonanalüüsi Tukey HSD testi (GLM) kasutati, võrdlemaks erinevate liikide öise transpiratsiooni väärtusi. TULEMUSED Esines tugev positiivne seos nii öise ja päevase õhulõhede juhtivuse (R2=0.710; p<0.001) kui ka kaalumise teel saadud iga liigi kogu võrse öise ja päevase transpiratsiooni (R2=0.905; p<0.001) vahel (joonis 1). Uuriti ka ööpäevase õhulõhede juhtivuse seost neto-fotosünteesiga valges ja lehe lämmastikusisaldusega (joonis 2); seosed olid mõlemal juhul positiivsed ja statistiliselt olulised (p<0.05).

Joonis 1. Õhulõhede juhtivuse (A) ja võrse transpiratsiooni seos (B) öösel ja päeval


174

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Võrreldes keskmist öist transpiratsiooni liigiti (joonis 3), näeme, et kõige märkimisväärsemad öise transpiratsiooni väärtused olid sookasel ja arukasel, kuid ka palsampaplil, hallil lepal, sanglepal ja hübriidhaaval. Kõige madalam keskmine öise Ev väärtus oli harilikul vahtral.

Joonis 2. Õhulõhede juhtivuse seos neto-fotosünteesiga (A) ja lehe lämmastikusisaldusega (B) öösel ja päeval


Gristin Rohula

175

Joonis 3. Keskmine võrse öine transpiratsioon liigiti (± 0,95*standardvea hinnang)

ARUTELU Aina suurenev andmete hulk kinnitab, et paljudel liikidel on õhulõhed avatud ka öösel: see võib põhjustada öist transpiratsiooni, tingimusel, et keskkonnas on selleks ajendav tegur (Daley & Phillips, 2006). Uuringus ilmnes tugev seos nii öise ja päevase õhulõhede juhtivuse kui ka võrse transpiratsiooni vahel öösel ja päeval. Seega esineb öine õhulõhede juhtivus ja transpiratsioon kõigil uuritud 20 liigil sõltuvalt kasvukohast. Seos öise ja päevase transpiratsiooni vahel oli mittelineaarne: öise transpiratsiooni tase on samade tingimuste juures küll päevasest transpiratsioonist mõnevõrra väiksem, kuid sellegipoolest märkimisväärne. Ka see töö tõestab, et varem laialt levinud arusaam õhulõhe sulgemisest öösel ei ole õige. Läbi õhulõhede toimub lisaks veeaurule ka fotosünteesil vajamineva CO2 difusioon lehe sisemusse, seepärast on õhulõhede juhtivus ja fotosüntees omavahel tugevalt seotud (Nobel, 1999). Veekadu läbi öise transpiratsiooni võib anda ökoloogilise eelise, suurendades fotosünteesi ja toetades kiiret kasvu (Daley & Phillips, 2006). Fotosünteesi intensiivsus oli käesoleva uuringu põhjal tihedalt seotud nii päevase kui öise transpiratsiooniga. Õhulõhede juhtivus ja klorofülli sisaldus on tavaliselt positiivselt korrelatsioonis assimilatsiooni kiirusega (Jin et al., 2011). Käesolevas töös esines veel ka oluline ja positiivne seos neto-fotosünteesi ja lehe lämmastikusisalduse


176

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

(lehepinna ühiku kohta) vahel. Varasemast on teada, et kõrge lämmastikusisaldus lehtedes on seotud suurema fotosünteesi tasemega, seda näitab kõrgem lehtede orgaanilise lämmastiku hulk, mis on leitud kloroplastidest ja mida kasutatakse fotosünteetilistes protsessides (Poorter & Evans, 1998). Võiks arvata, et lehe lämmastiku kontsentratsiooni ning seeläbi ka neto-fotosünteesi mõjutab oluliselt mulla mineraaltoitainete sisaldus. Nimelt tänu transpiratsioonile kanduvad lisaks veele ka toitained (peamiselt nitraatlämmastikuioonid) risosfääri ning liiguvad sealt juurte kaudu taime maapealsetesse osadesse. Seepärast on lehe lämmastikusisaldus positiivses seoses nii öise kui päevase õhulõhede juhtivuse ning transpiratsiooniga. Varasemalt on tõestatud (Daley & Phillips, 2006; Marks & Lechowicz, 2007), et õhulõhede avamine pimeduses on suhtelise valgusnõudluse funktsioon. Käesolevad andmed on kooskõlas selle väitega: kõige suuremad öise õhulõhede juhtivuse ja transpiratsiooni väärtused esinesid sookasel ja arukasel, mis ei talu varju; harilik vaher, h. tamm, h. sarapuu, h. paakspuu ning h. pärn, kõrge varjutaluvusega liigid, näitasid kõige madalamat öist transpiratsiooni taset. Poolvarju taluval palsampaplil olid vahepealsed öise õhulõhede juhtivuse väärtused, niisamuti sanglepal, hübriidhaaval ja pioneerliigil hallil lepal. Öise transpiratsiooni ja liigi varjutaluvuse seosed näitavad, et intensiivne öine transpiratsioon võib esineda teatud liikidel neile iseloomulikes kasvukohtades ning olla sealjuures tihedalt seotud mulla mineraaltoitainete sisaldusega. Sellele viitavad ka varasemad uuringud, mis on näidanud, et öine õhulõhede juhtivus varieerub suurel määral liigiti sõltuvalt keskkonnast või kasvukohast (Snyder et al., 2003; Bucci et al., 2004; Daley & Phillips, 2006; Kavanagh et al., 2007). Öised õhulõhede juhtivused näivad olevat liigispetsiifilised. Seega võib öine transpiratsioon olla taimede adaptatiivne strateegia (Mereu et al., 2009). Nii Betula (arukask, sookask) kui Populus`e perekonna liigid (h.haab, hübriidhaab, triploidne haab, palsampappel) on kiirekasvulised, valguslembesed, kuid Betula perekonna liigid on mulla toitainete ja veesisalduse suhtes vähenõudlikumad kui Populus`e perekonna esindajad. Populus`e perekonda kuuluvate liikide öise transpiratsiooni näitajate varal võib järeldada, et kiirekasvulisus ja valguslembus ei pruugi osutada liigi kõrgele öisele transpiratsiooni tasemele, kuna kõige suuremad nii öise kui päevase transpiratsiooni väärtused esinesid sookasel ja arukasel.


Gristin Rohula

177

KIRJANDUS Bucci SJ, Scholz FG, Goldstein G, Meinzer FC, Hinojosa JA, Hoffman WA, Franco AC. 2004. Processes preventing nocturnal equilibration between leaf and soil water potential in tropical savanna woody species. Tree Physiology 24: 1119-1127. Cavender-Bares J, Sack L, Savage J. 2007. Atmospheric and soil drought reduce nocturnal conductance in live oaks. Tree Physiology 27: 611-620. Cramer MD, Hawkins H-J, Verboom GA. 2009. The importance of nutritional regulation of plant water flux. Oecologia 161: 15-24. Daley MJ, Phillips NG. 2006. Interspecific variation in nighttime transpiration and stomatal conductance in a mixed New England deciduous forest. Tree Physiology 26: 411-419. Dawson TE, Burgess SSO, Tu KP, Oliveira RS, Santiago LS, Fisher JB, Simonin KA, Ambrose AR. 2007. Nighttime transpiration in woody plants from contrasting ecosystems. Tree Physiology 27: 561-575. Domec J-C, Scholz FG, Bucci SJ, Meinzer FC, Goldstein G, Villalobos-Vega R. 2006. Diurnal and seasonal variation in root xylem embolism in neotropical savanna woody species: impact on stomatal control of plant water status. Plant, Cell & Environment 29: 26-35. Donovan LA, Grise DJ, West JB, Pappert RA, Alder NN, Richards JH. 1999. Predawn disequilibrium between plant and soil water potentials in two cold-desert shrubs. Oecologia 120: 209-217. Donovan LA, Linton MJ, Richards JH. 2001. Predawn plant water potential does not necessarily equilibrate with soil water potential under well-watered conditions. Oecologia 129: 328-335. Herzog KM, Thum R, Kronfub G, Heldstab H-J, Hasler R. 1998. Patterns and mechanisms of transpiration in a large subalpine Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.). Ecological Research 13: 105-116. Jin B, Wang L, Wang J, Jiang K-Z, Wang Y, Jiang X-X, Ni C-Y, Wang Y-L, Teng N-J. 2011. The effect of experimental warming on leaf functional traits, leaf structure and leaf biochemistry in Arabidopsis thaliana. Plant Biology 35: 1-10. Kavanagh KL, Pangle R, Schotzko A. 2007. Nocturnal transpiration causing disequilibrium between soil and stem predawn water potential in mixed conifer forests of Idaho. Tree Physiology 27: 621-629. Ludwig F, Jewitt RA, Donovan LA. 2006. Nutrient and water addition effects on dayand night-time conductance and transpiration in a C3 desert annual. Oecologia 148: 219-225. Marks CO, Lechowicz MJ. 2007. The ecological and functional correlates of nocturnal transpiration. Tree Physiology 27: 577-584.


178

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Mereu S, Gerosa G, Finco A, Fusaro L, Muys B, Manes F. 2009. Improved sapflow methodology reveals considerable night-time ozone uptake by Mediterranean species. Biogeosciences 6: 3151-3162. Nobel PS. 1999. Physicochemical and Environmental Plant Physiology. San Diego: Academic Press. Poorter H, Evans JR. 1998. Photosynthetic nitrogen-use efficiency of species that differ inherently in specific leaf area. Oecologia 116: 26-37. Scholz FG, Bucci SJ, Goldstein G, Meinzer FC, Franco AC, Miralles-Wilhelm F. 2007. Removal of nutrient limitations by long-term fertilization decreases nocturnal water loss in savanna trees. Tree Physiology 27: 551-559. Snyder KA, Richards JH, Donovan LA. 2003. Night-time conductance in C-3 and C-4 species: do plants lose water at night? Journal of Experimental Botany 54: 861865.


SÄÄSTUPIRNIL JA SÄÄSTVAL ARENGUL VÄHE ÜHIST Tarmo Koppel

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Säästupirnide temaatika juures peab autor kahetsusväärseks asjaolu, et diskussioonis domineerivad peamiselt keskkonnasäästlikkuse argumendid. Peaaegu üldse pole räägitud keskkonnatervislikest aspektidest ehk sellest, mil moel säästupirnide tulek mõjub inimeste vaimsele ja füüsisele tervisele. Pealtnäha võib probleemi püstitus tunduda arusaamatu, kuid artikli käigus saavad lugejale selgemaks põhjused, miks säästupirnile leidub paremaid alternatiive. Säästva arengu kontekstis saab säästupirne käsitleda mitmest aspektist: keskkonnakaitse: säästupirnide tootmiseks kulub rohkem energiat kui hõõglampide tootmiseks (samas kasutamisest tuleneb energiakokkuhoid); pärast säästupirnide kasutamisea lõppu kujutavad ebaõigelt utiliseeritud säästupirnid ohtu keskkonnale (elavhõbe); tervisekaitse: säästupirnidest tingitud elektromagnetväljade tulemusel võib inimestel välja kujuneda elektrostress ja elektroülitundlikkus; säästupirnide värelusel ja ebapiisaval valgusspektril võib olla mõju inimeste vaimsele ja füüsisele tervisele; turvalisus: käsitledes õigust tervislikule elu- ja töökeskkonnale turvalisuse ühe osana, võib öelda, et elektrosmogi ja puudulikku valgustust tekitava tehnoloogia kasutamisega rikutakse õigust turvalisele elukeskkonnale.


180

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

SISUKOKKUVÕTE Artiklis käsitletakse valgustuse ja tervishoiu seoseid. Esitatakse säästupirnide problemaatilised aspektid, millele autor leiab kinnitust, tehes katsemõõtmisi spektri, elektrivälja ja värelusindeksiga. Otsitakse säästupirnile sobivat alternatiivi, milleks autor pakub halogeenpirni ja LED-lampi. SISSEJUHATUS Aasta pärast võib paljusid Euroopa Liidu kodanikke tabada üllatus, kui poelettidelt enam hõõglampe ei leia. Nimelt ei tohi siis enam Euroopa Liidus hõõglampe toota. Põhjuseks, miks rohkem kui sada aastat truult teeninud tehnoloogia keelustada otsustati, on toodud energiasääst: kasvava energiatarbimise juures ning puudulike energiaressursside tingimustes tuleb tarbimist kokku tõmmata sealt, kust saab. Põhjendus on ju loogiline ja üllas, arvestades energiatootmiseks õhku paisatavate saasteainete hulka. Kuid selles küsimuses on ka mitmeid varjukülgi, millest alles hiljuti rääkima on hakatud. Nii nagu Eesti ühiskonda on ka teisi Euroopa riike tagantjärele tabanud diskussioon – kas hõõglampide keelamine oli ikka põhjendatud. Välja on käidud argumente, millest mõned on emotsionaalsed ning mitmed teaduslikult põhjendamata. Käesoleva artikli eesmärk on anda ülevaade säästupirnide probleemsetest külgedest. Artikli käigus esitab autor põhjused, miks tuleks säästupirni asemel koju või töökohta valida mõni teine valgustiliik. Autor ei piirdu üksnes argumentide teoreetilise põhjendamisega, vaid esitab eeltoodu kinnituseks ka enda korraldatud mõõtmistulemused. METOODIKA Artikli eesmärk on anda ülevaade säästupirnidega seonduvatest probleemidest säästva arengu kontekstis. Autor argumenteerib oma seisukohti lisaks teooriale ka mõõtmistulemustega. Mõõtmiste eesmärk oli võrrelda säästupirne teiste valgustiliikidega. Artikkel aitab lugejal mõista säästupirnide mõju keskkonnale ja inimtervisele. Puudusi valgustuse ergonoomilisuse hindamisel Ajalooliselt ja seniajani on valgustustihedus peamisi valgustuse kvaliteedi hindamise parameetreid. Töökeskkonna juhendmaterjalides on valgustustihedusele lisandunud kaasajal ka teisi parameetreid (TÜKIK, 2010), kuid praktikas tehakse nende baasil mõõtmisi vähe.


Tarmo Koppel

181

Tehnoloogiline areng viimasel aastakümnel on laialdaselt kasutusse toonud mitmeid uusi valgustusliike, millest esirinnas on säästupirnid. Kuid energiasäästu jm argumentide kõrval, mida uue põlvkonna lahenduste lansseerimisel esitatakse, on tagaplaanile jäänud ergonoomiline aspekt. Kaasaja ühiskonnas on kontoritöötajate seas üks levinumaid terviseprobleeme silmade väsimus. See stressinähtus võib olla põhjustatud ühest või mitmest valgusallika parameetrist, millest alljärgnevalt juttu. Säästupirnide problemaatilised aspektid Saastelekter Viimase kahe aastakümne digitaaltehnoloogia areng on toonud inimese elukeskkonda uut liiki keskkonnateguri – elektrosmogi. Elektrosmogi all peetakse silmas erinevatest kiirgusallikatest lähtuvat elektromagnetväljade (EMV) paljusust. Lisaks traadita andmeside seadmetele on järjest suurem osa selles uut tüüpi keskkonnastressoris säästupirnidel. Eriliseks muude keskkonnategurite hulgas teeb EMV-d asjaolu, et inimesel puudub meeleorgan nende tajumiseks – seega me neid välju ei tunne, kuule, näe ega taju muul moel. Tüüpiliselt annavad EMV-d inimesele end tunda siis, kui tervise seisukohast on juba hilja: kannatatakse elektrostressi all või on juba välja kujunenud elektroülitundlikkuse sündroom. Elektrostressi all peetakse silmas seisukorda, kus inimene kannatab stressiilmingute all, mille põhjustajaks on EMV-d. Elektroülitundlikkus on aga teadlaste seas palju vaidlust tekitanud sündroom: osa uurimusi väidab, et EMV-de ja elektroülitundlikkuse ilmingute vahel seos puudub, teised uurimused toovad välja nõrgad, kuid siiski edasist uurimist innustavad seosed. Meie ekspositsioon EMV-dele on miljoneid kordi suurem sellest, mida kogesid meie vanavanemad samas eas. See seab inimese väljakutse ette, kas organism suudab muutunud keskkonnaga kohaneda või mitte. Kuigi elukeskkonna olmetingimuste paranemine ning füüsilise töö osakaalu vähenemine on kaasa toonud keskmise eluea järkjärgulise pikenemise, püstitavad teised keskkonnategurid, nagu EMV-d, uusi väljakutseid vaimsele ja füüsisele tervisele. Lisaks elu- ja töökeskkonna teguritele on oluliseks faktoriks kahtlemata ka konkreetse indiviidi vastuvõtlikkus erinevatele keskkonnastressoritele, samuti tervist mittetoetavad eluviisid. Sellest lähtuvalt võib eeldada, et sellise tehnoloogia kasutuselevõtt, mis tekitab meie ümber elektrosmogi, on selges vastuolus säästva arengu põhipostulaatidega. Meie elukeskkonna ühe komponendiga, elektrokliimaga, on viimase kahekümne aasta jooksul toimunud kardinaalne muutus – see on täis müra paljudest allikatest. Kas meie elukvaliteet on tagatud ka tulevikus?


182

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Hiljuti, 2011. a kevadel, muutis Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) raadiosageduslike elektromagnetväljade klassifikatsiooni, tõstes selle ohuastmele „võimalik, et kantserogeenne” (WHO, 2011). Artikli autor soovib rõhutada, et elektrokliima on ökosüsteemi osa. Nii looduslikud kui ka tehnilised elektromagnetilised signaalid on võimelised mõjutama floora ja fauna arengut ja käekäiku. Meditsiinis on teada tõsiasi, et viiteperiood haigust tekitava asjaolu ja haiguse väljakujunemise vahel võib olla 5 kuni 7 aastat (Goldberg, 2006). EMV-de ja tervisehädade seoste väljatoomine on raskendatud, sest organismi ei jää kindlat jälge, mis viitaks haiguse päritolule. Seetõttu on Euroopa Liidu institutsioonid (resolutsioonid: Euroopa Komisjon, 2009; Euroopa Parlament, 2011) asunud seisukohale „nii vähe elektromagnetvälju kui mõistlikult võimalik”. Rõhutatakse vajadust korraldada uusi uurimusi, mis täidaksid seniste uurimuste jäetud lüngad. Saastelektriks nimetatakse kõrgsageduslikku müra elektrivõrgus, mis tuleneb kõrgsagedusrežiimil töötavatest impulssadapteritest ja vooluvõrgu sageduse (50Hz) harmoonikutest. Viimaseid genereerivad säästupirnid üsna intensiivselt erinevalt mitmetest teistest valgustiliikidest Üks säästupirn ei pruugi tekitada märkimisväärset elektromagnetvälja, kuid kümmekond pirni tekitavad kümme korda suurema välja, mis võib juba mõju avaldada. Töökeskkonna integraalne EMV tekib kümnetest, võib-olla sadadest eri allikatest. Seega, kui töökeskkonna EMV-del on mõju töötaja tervisele, tuleb tähelepanu pöörata ka valgustitele. Valguse tekitamiseks on võimalik kasutada erinevaid tehnoloogiaid, mis erinevad ka genereeritud EMV suuruse poolest. Näiteks hõõglamp ja halogeenpirn tekitavad suhtelised madala EMV. Säästupirni ja päevavalguslambi ehituses leidub elektroonilisi komponente, transformaatoreid, mis tekitavad märkimisväärselt kõrgema EMV kui eelmainitud. Suuremat elektromagnetilist emissiooni võib oodata ka vananenud päevavalguslampidelt ja säästupirnidelt. Suurusjärgu referentsiks on alljärgnevalt toodud autori tehtud valgusallikate elektrivälja mõõtmised. Mõõtmine teostati madalsagedusliku EM-spektromeetriga Spectran NF-5020, registreeriti maksimumtulem. Igast valgustitüübist mõõdeti kahte-kolme valgustit, mille tulemused keskmistati. Valgusallikate elektrivälja tugevuse mõõtmistulemused on järgmised: • halogeenpirn 126V/m • päevavalguslamp (toru) 137V/m • hõõglamp 73V/m • säästupirn (CFL) 193 V/m. • LED-lamp 95V/m Allikas: autori mõõtmised.


Tarmo Koppel

183

Kaasajal uuritakse ka säästupirnide mõju elektrivõrgu tervisele. On leitud, et kasvava säästupirnide kasutuselevõtuga koormatakse elektrivõrku aina enam reaktiivenergia ja kõrgemate harmoonikutega. Seetõttu võib esineda rohkem muude koduelektroonikaseadmete rikkiminekuid. Valguse spekter Üks olulisemaid näitajaid fotobioloogia seisukohast on valguse spekter. Inimesele mõjub kõige soodsamalt valguse täisspekter ehk päikesevalgus. Valgusallika spekterkvaliteeti on võimalik hinnata, võttes aluseks inimsilmale loomutruu Päikese valgusspektri. Kuid ka Päikese spekter on erinev hommikul ja õhtul ning suvel ja talvel, põhjamaal ja lõunamaal. Sellele vaatamata on päikesevalguse spekter alati ühtlane täisspekter. Parimad ja ka kallimad valgustustehnoloogiad üritavad jäljendada päikesevalgust. Mõni tehnoloogia jõuab sellele üsna lähedale (metallhalogeniidpirn ja mõned täisspekter- päevavalgustorud). Enam kasutatavatest valgustiliikidest esitab kõige kehvema spektri aga just säästupirn. Säästupirni poolt tekitatavat valgust nimetatakse pseudovalgeks. See termin tähistab valgust, mis jätab inimsilmale valge valguse mulje, kuid tegelikult seda ei ole. Fotobioloogia põhimõtete järgi aga vajavad elusorganismid normaalseks funktsioneerimiseks kõiki loomuliku valguse lainepikkusi. Nende vajakajäämisel tabab organismi loomuliku valgustuse puudulikkus, mis võib väljenduda SAD-sündroomina (ing. k. seasonal affective dissorder). Odavad säästupirnid ja päevavalguslambid jäävad spektraalkõverate võrdluses kõige kaugemale loomulikust päevavalguse spektrist (päikesevalgus peegeldatuna pilvedelt ja atmosfäärist). Nende spekter on hüppeline, üksikute piikidega, elavhõbeda või teiste gaaside lainepikkusel, mis jätab silmale petliku mulje valgest valgusest. Inimesed võivad selliste lampide valgusel töötamist, eriti lugemist ebamugavaks pidada (joonis 1). Ka silmad võivad sellises mitteharjumuspärases valguses kiiremini väsida. Kui USAs hakati tootma täisspekter-valgusteid, olid esimesteks klientideks merevägi ja kosmoseagentuur. Mõlemad tahtsid täisspekter-valgustiga luua paremad töötingimused – et inimesed oleks reipamad ja heas tujus. Näiteks allveelaevades, kus inimesed ei pruugi pikka aega päevavalgust näha, oli probleemiks depressioon, mis arvati vähemalt osaliselt tulenevat kunstlikust valgustusest (pseudovalge). Pärast täisspekter-valgustite paigaldamist teatasid meremehed paranenud enesetundest (Luria, 1987). Leamani & Bordassi (2000) uurimusest selgub, et suurtes avatud kontorites väsivad inimesed kiiremini ning töötootlikkus on madalam, sest kõikidel töökohtadel pole tagatud päevavalgus. Akna all istuvad töötajad teevad vähem vigu ja on emotsionaalselt tasakaalukamad.


184

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Päevavalguse (täisspektervalguse) puudujääk nõrgestab keha loomulikku kaitsesüsteemi. Kaasneb nii füüsiline kui psüühiline stress. Näiteks talveperioodil nõrgeneb inimeste immuunsüsteem, langeb viljakus, halveneb üleüldine tervis, kasvab väsimus. Ülesannetega ei tulda hästi toime ning instinktiivselt üritatakse olukorda tasakaalustada süsivesikute, alkoholi, kofeiini ja suhkrurikaste toitudega. Kehv valgustus põhjustab disharmooniat ka inimese ööpäevarütmi tajus. Tulemuseks on päevasel ajal väsimus ja uimasus, öisel ajal võib aga probleeme olla uinumisega.

Joonis 1. Valgusallikate spekter. Allikas: autori mõõtmised (14.11.11)

Valguse värvustemperatuur Inimsilm ei ole võimeline määrama valguse täpset spektraalset koostist. Selle asemel tajub silm valguse värvust läbi kolmel eri sagedustel tundlike retseptorite. Värvustemperatuur on seotud spektraalkõveraga, kuid pole sellega analoogne. Näiteks kontoritööks optimaalne värvustemperatuur 5000– 6500K võib olla saavutatud väga erinevate spektraalkoostistega. Seetõttu on värvustemperatuur esitatud mudelis eraldi dimensioonina. Valgustusdisainis on pikka aega aluseks olnud Kruithofi mugavusdiagramm, mis väljendab valguse värvustemperatuuri suhet valgustustihedusse (Kruithof, 1941); selle järgi tunnevad inimesed end paremini kõrgematel värvustemperatuuridel, kui ka valgustustihedus on kõrgem. Käesoleva töö autor on seadnud rangemad tingimused värvustemperatuurile (5000–6500K), lähtudes loomuliku päikesevalguse karakteristikast. Uurides värvustemperatuuri mõju inimesele, on leitud, et mida kõrgem on värvustemperatuur, seda tugevam on mõju psüühilisele aktiivsusele:


Tarmo Koppel

185

kõrgemad sagedused erutavad rohkem autonoomset närvisüsteemi (Deguchi & Sato 1992). Nüüdseks on hästi teada, et täisspekter-valgusti, mis sisaldab ka rohkem sinise valguse lainepikkusi, parandab inimese töövõimet ja sooritust aladel, kus nägemisvõimel on tähtis roll (Boyce, 1994). Hõõglamp toodab kollakama tooniga valgust, mis sobib hästi eluruumidesse. Enamik säästupirne on nn külma valgusega (ing. k. cool white), mis jätab kalgi ilme ja ei sobi seetõttu kodudesse jm ruumidesse, mis on mõeldud puhkamiseks. Samas on viimasel aastal poodidesse jõudnud ka nn sooja valge (ing. k. soft white) säästupirne. Valguse värelus Töökeskkonna ja -ohutuse teaduses on valgustuse inimsõbralikkusele tähelepanu osutatud peamiselt valgustustiheduse aspektist – et töökoht oleks töö sooritamiseks piisavalt valge. Väga vähe on uurimusi tehtud valguse väreluse kohta. Uurimuste põhjal võib aga siiski üsna kindlalt öelda, et kui valgus väreleb, siis mõjub see negatiivselt inimese kognitiivsetele protsessidele. Eriti peetakse siinjuures silmas madalsageduslikku värelust (alla 100Hz). Lisaks sagedusele on tähtsaks näitajaks väreluse modulatsiooniindeks, mis iseloomustab, kui intensiivne värelus on (0 kuni 100%). Kõik pirnid varieeruvad oma intensiivsuselt ajas kahekordse vooluvõrgu sagedusega (Eestis seega 100Hz): vool, mis lampi jõuab, saavutab tipu kaks korda tsüklis (50Hz). Hõõgniidiga lampide värelus on väiksem kui päevavalguslampidel, sest hõõgniidi soojusmahtuvus silub võnke ära. Inimsilmaga pole värelus sagedusel 100Hz nähtav, enamikul juhtumitel isegi mitte sagedusel 50Hz (Seitz et al., 2006). Erivajadustega isikuteks tuleb väreluse puhul arvestada epileptikud, kellel võivad värelevad lambid põhjustada epileptilisi hooge. Tõestamist on leidnud sageduste 15–18Hz (Hughes, 2008) ja 3Hz (Harding et al., 2005) ohtlikkus. Inimestel, kel esineb migreeni, võivad ka värelevad valgustid hooge esile kutsuda (Shepherd, 2000). Migreenihooge võivad põhjustada sagedused kuni 50Hz. Päevavalguslambid võivad lisaks peavaludele põhjustada üleväsimust silmades (Wilkins et al., 1991). Mitmed uurimused on kinnitanud inimestel valguse ülitundlikkuse esinemist nii peavalu ajal kui ka peavaludevahelisel perioodil (Main et al., 2000). Valguse väreluse määramiseks kasutatakse flikkermeetrit. Autori juhendamisel valminud flikkermeetri uuringu käigus sai võrreldud nelja valgustiliigi, hõõglambi, päevavalguslambi, LED-lambi ja halogeenlambi värelust.


186

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Mõõtmistulemused on esitatud tabelis 1. Mõõtmisest võib järeldada, et kõige silmasõbralikum valgusti väreluse aspektist on LED-lamp. Normaalseks võib pidada ka halogeen- ja hõõglampi. Kõige tugevam värelus tuvastati kompakt-päevavalguslambil, mis on säästupirni analoog. Kõikide valgusallikate värelussagedus oli 100Hz, mis tuleneb vooluvõrgust. Tabel 1. Valgusallikate modulatsiooniindeks Valgusallikas

flikkeri intensiivsus

hõõglamp

12%

päevavalguslamp

43%

LED-lamp

4%

halogeenlamp 7% Allikas: Taavi Tarieni mõõtmised autori osalusel (8.11.11)

Korpus Vähemärgatav asjaolu säästupirnide juures on pirni korpus. Enamik säästupirne ületavad mõõtudelt hõõglampe. Enamik praegu kodudes ja töökohtades olevaid valgustussüsteeme ja lambikupleid on aga disainitud ja toodetud hõõglampide mõõtmeid arvestades. Säästupirnide kasutuselevõtuga tuleb päevakorda ka lambikuplite väljavahetamine, mis omakorda tähendab lisatootmisvõimsust, rahalisi kulutusi, vanade kuplite utiliseerimist ning seeläbi koormust keskkonnale. Elavhõbe Säästupirnide valgustitehnoloogia põhineb peamiselt elavhõbedaaurudel. Kuigi normaalse kasutuse jooksul ei tohiks need gaasid pirni korpusest välja pääseda, võib siiski esineda pirnide purunemisi, mis saastavad elu- või töökeskkonda mürgiste kemikaalidega. Lohutavaks asjaoluks võib siiski pidada, et elavhõbeda kogus säästupirnis on väga väike, neli kuni viis milligrammi. Elavhõbeda ja teiste mürgiste kemikaalide esinemine säästupirnis seab selle kasutajale kohustuse pärast kasutuse lõppu toimetada see ohtlike jäätmete kogumispunkti. Utiliseerimise kulu tuleb seega lisada säästupirnide ökonoomsusarvutustesse. Hõõglamp tootis soojust Hõõglambi keelustamise peamine argument, energiasääst, ei ole pädev meie põhjamaises kliimas, kus tuba pole vaja kütta vaid kolm kuud aastas.


Tarmo Koppel

187

Ülejäänud üheksa kuud aastast toimis hõõglamp nii valgusallika kui ka küttekehana. Seega ei läinud see energia kaotsi. Alternatiivlahendusena võiks hõõglampe meie piirkonnas taas tootma ja müüma hakata küttekehade klassis. DISKUSSIOON Kuigi direktiivi alusel tundub säästupirn möödapääsmatu valikuna meie kodudes ja töökohtadel, võib käesoleva artikli toel soovitada pigem kahte teist valgustit, mis on vabad säästupirnide nõrkustest: halogeenpirni ja LED-lampi. Halogeenpirnid näevad hõõglambi moodi välja, kuid on tehnoloogiliselt arenenumad, võimaldades umbes 30-protsendilist energiasäästu. Nad jagavad hõõglambiga sama spektrit ja värvustemperatuuri ning ei tekita liigseid elektromagnetvälju. Samuti on halogeenpirnid suhteliselt vähese värelusega. Nende ainukeseks miinuseks võib pidada punase tooni poole kalduvat spektrit, mis ei ole sobilik töökohtade jaoks. Perspektiivika tehnoloogiaga on LED-lambid, millest võib oodata väärikat asendajat hõõglampidele. Enamgi veel, LED-lambid ületavad hõõglampe mitme näitaja poolest: 1) on kõikidest siin käsitletud valgustitest kõige energiasäästlikumad, 2) analoogtehnoloogiaga LED-lambid ei tekita saastelektrit, 3) on väga madala värelusindeksiga. LED-lampide ainukeseks miinuseks on ebatäiuslik spekter, mis pole siiski pooltki nii puudulik kui säästupirnil. Siiski peavad kasutajad, kes hindavad kvaliteetset valgustust, veel ootama, kuni LED-tehnoloogia areneb ning täidab lüngad ka valgusspektris. Seni on kvaliteedi aspektist parim valgustuse valik halogeenpirn.

KIRJANDUS Boyce P. 1994. Is Full-Spectrum Lighting Special? Lighting Research Center, New York, USA: Rensselaer Polytechnic Institute Troy, 30-36 Deguchi T, Sato M. 1992. The effect of color temperature of lighting sources on mental activity level. The Annals of physiological anthropology 11(1): 37-43. Goldberg G. 2006. Would you put your head in a microwave oven. AuthorHouse. Harding G, Wilkins AJ, Erba G, Barkley GL, Fisher RS. 2005. Epilepsy Foundation of America Working Group. Photic- and pattern-induced seizures: expert consensus of the Epilepsy Foundation of America Working Group. Epilepsia 46(9):1423-5. Kruithof AA. 1941. Tubular luminescence lamps for general illumination. Philips tech-


188

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

nical review 6: 65-96. Leaman A, Bordass B. 2000. Productivity in buildings: The “killer” variables. In: Clements-Croome D, ed. Creating the Productive Workplace. London: E. & F. N. Spon: Luria SM. 1987. Effects of Full Spectrum Lighting in Submarines. Naval Submarine Medical Research Lab; http://archive.rubicon-foundation.org/8467 (08.05.2012) Main A, Vlachonikolis I, Dowson A. 2000. The wavelength of light causing photophobia in migraine and tension-type headache between attacks. Headache 40(3):194-9. Seitz AR, Nanez JE, Sr. Holloway SR, Watanabe T. 2006. Perceptual learning of motion leads to faster flicker perception. PLoS One 1: 28. Tartu Ülikooli Keemia Instituudi Katsekoda (TÜKIK). 2010. Töökeskkonna füüsikaliste ohutegurite parameetrite mõõtmine. Tartu: Tartu Ülikool. WHO International Commision for research on cancer, IARC Classifies Radiofrequency Electromagnetic Fields as possibly carciogenic to humans. Press release No 208,; http://www.iarc.fr/en/media-centre/pr/2011/pdfs/pr208_E.pdf. (31.05.2011)


NORD STREAMI GAASIJUHTME MÕJU LÄÄNEMERE ÖKOSÜSTEEMILE SÄÄSTVA ARENGU PRINTSIIBI TAUSTAL Alexander Lott

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Läänemere hapra ökoloogilise seisukorra taustal on käesolevas analüüsis keskse tähtsusega säästva arengu põhimõte ning selle kolm sammast: majanduslik, keskkondlik ja ühiskondlik. Nord Streamist tulenev majanduslik kasu Euroopale ja Venemaale peab olema tasakaalus projekti äraspidise mõjuga keskkonnale. Seetõttu keskendub analüüs ühtlasi küsimusele, kas projekti piiriüleses keskkonnamõju hindamise aruandes on täidetud kohustus koostada allveejuhtmele alternatiivsete variantide sobilikkuse ja tõhususe võrdlus. Läänemere hapra ökoloogilise tasakaalu tõttu on sellel õiguslikul kohustusel Nord Streami projektis eriline tähtsus. Selle eesmärk on tagada säästva arengu põhimõttega enim kooskõlas oleva projekti eelistamine alternatiivsete lahenduste seast. SISUKOKKUVÕTE Euroopa Liidu energiapoliitika seisukohalt olulise tähtsusega Nord Streami gaasijuhe on olnud Läänemere piirkonnas üheks viimase kümnendi vastuolulisemaks projektiks. See tuleneb osalt Nord Streami gaasijuhtmega seonduvatest negatiivsetest mõjudest Läänemere ökosüsteemile. Uurimus analüüsib Nord Streami projekti kooskõla rahvusvahelise mereja keskkonnaõiguse aluslepingutega, sh ÜRO mereõiguse konventsiooniga. Artikli peamiseks uurimisvaldkonnaks on projekti kooskõla rahvusvahelise keskkonnaõiguse kohustusega kaaluda piiriüleses keskkonnamõjude aruandes alternatiivseid projekti lahendusi, näiteks maapealse gaasijuhtme trassi tasuvust ja otstarbekust. Ühtlasi seisavad käsitluses kesksetel kohtadel säästva arengu põhimõte, ettevaatusprintsiip ning ökosüsteemipõhine lähenemine, mille kohalduvust Nord Streami projektile selgitab autor keskkonnaõiguslikust aspektist.


190

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

SISSEJUHATUS Maailma pikim, 1224 km pikkune Nord Streami kahest paralleeljuhtmest koosnev veealune torujuhe kulgeb kooskõlas rahvusvahelise mereõigusega (Lott, 2011) läbi Vene, Soome, Rootsi, Taani ja Saksa vete Viiburist Greifswaldi. See hõlmab lisaks maapealseid torujuhtmeid, mille ehitustööd Venemaal algasid juba 2005. aastal (Vinogradov, 2009). 2012.a lõplikult valmiv gaasitrass võimaldab transportida gaasi Venemaa ulatuslikest gaasimaardlatest Arktikas Euroopa Liitu, et rahuldada viimase nõudlust selle energiaressursi järele (Götz, 2009; Fact Sheet ..., 2011a). Nord Streami konsortsiumi omanikeks on Gazprom Venemaalt (51%), Wintershall ja E.ON Ruhrgas Saksamaalt (mõlemad 15,5%), Gasunie Hollandist (9%) ning SUEZ Prantsusmaalt (9%) (Fact Sheet ..., 2011b). Nord Streami projekti võimalikke tagajärgi Läänemere regiooni energiaturvalisusele ja geopoliitikale on ulatuslikult käsitletud. Käesoleva töö eesmärk on analüüsida torujuhtme rahvusvahelise mere- ja keskkonnaõigusega seonduvat probleemistikku, mille kohta on koostatud vähe sõltumatuid uuringuid (Anonüümne 2009: 232). Seejuures püüab autor leida vastust küsimusele, kas Nord Streami projekt on kooskõlas säästva arengu põhimõttega. METOODIKA Töös on kasutatud analüütilist uurimismeetodit. See võimaldab käsitleda Läänemere üldist ökoloogilist olukorda, kandes selle tähenduse üle Nord Streami projekti konteksti. Metoodikas on kesksel kohal mere- ja keskkonnaõiguse teemal koostatud uurimuste ning Nord Streami gaasijuhtme keskkonnamõjude aruannete analüüsimine. Alljärgnev analüüs keskendub seega Nord Streami gaasijuhtme rajamise mõju-uuringute tulemuste kaardistamisele ning selle põhjal jõutud järelduste asetamisele rahvusvahelise keskkonnaõiguse taustsüsteemi töö lõpuosas. Kasutatud andmed pärinevad valdavalt ingliskeelsetest publikatsioonidest, mis tuleneb asjaolust, et artikli kirjutamise ajal olid autorile kättesaadavad ulatuslikud võõrkeelsed andmekogud. Läänemere habras merekeskkond Läänemeri on suurim riimveeline veekogu maailmas, mille keskmine sügavus on 54 meetrit (Alexandersson, 1982). Tulenevalt muuhulgas osalisest suletusest (ÜRO mereõiguse konventsioon: art. 122) ning Kattegati väina madalast sissepääsust (23 meetrit) kulub merevee täielikuks vahetumiseks umbes 20–30 aastat (Fitzmaurice, 1992). See ühes merevee külmusega on üks peamisi tegureid, mis muudab Läänemere ökosüsteemi eriliselt tundlikuks.


Alexander Lott

191

Läänemerre suubub reostus valgalas, kus elab umbes 85 miljonit inimest (Ehlers, 2002). Reostumise tagajärjel hinnati Läänemere ökoloogilist seisukorda veel paarkümmend aastat tagasi katastroofiliseks (Fitzmaurice, 1992). Üldsuse teadlikkuse kasv ja keskkonnasäästlikumate tehnoloogiate kasutuselevõtt regioonis on siiski valdkonniti olukorda parandanud (Ehlers, 2002). Ühe meetmena probleemile tähelepanu juhtimiseks määras Rahvusvahelise Mereorganisatsiooni assamblee 2004. aastal kaheksa Läänemere rannikuriigi (Rootsi, Soome, Eesti, Läti, Leedu, Poola, Saksamaa, Taani) palvel Läänemere eriti tundlikuks merepiirkonnaks (Lindén et al., 2007). Otsusega ei suurendatud siiski rannikumaade mandaati ja järelevalvefunktsiooni Läänemerega seonduvates küsimustes (Lagoni, 2005). Sellegipoolest osundab see ÜRO mereõiguse konventsiooni art. 194 lg. 5 kohalduvusele, kuivõrd sätet on hinnatud õiguslikuks aluseks eriti tundliku merepiirkonna staatusele (Detjan, 2006). Läänemere kehv ökoloogiline seisukord erineb seejuures oluliselt Põhjamere omast, mille on tinginud geograafilised tegurid, nagu avatus Atlandi ookeanile ja merede erinev sügavus ning ulatuslikum antropogeense reostuse tase (Whist, 2008). Sel põhjusel on ühtlasi eksitavad Nord Streami projekti eestkõnelejate võrdlused Põhjamerre märgatava ühiskondliku vastumeelsuseta rajatud arvukate gaasijuhtmetega, sh senise maailma pikima torujuhtme Langelediga. Selles kontekstis on oluline kindlaks määrata Nord Streamiga lisanduvad reostusallikad Läänemere jaoks. Nord Streami projektiga kaasnev reostus Läänemere ökosüsteemis ÜRO mereõiguse konventsiooni art. 1 lg. 1 p. 4 ja 1992. a Läänemere merekeskkonna kaitse konventsiooni (Helsingi konventsioon) art. 2 sisaldavad merekeskkonna reostuse definitsiooni. Sätete kohaselt põhjustab torujuhtme paigaldamine Läänemerre lisareostust (Koivurova & Pölönen, 2009). Nimelt mõjutavad gaasijuhtme paigaldamise ja eemaldamise tööd kalade liigikust ja elukeskkonda, samuti veelindude ja pringlite võtmelise tähtsusega talvitumis- ja peatumispaiku, mis kuuluvad Euroopa Liidu looduslike asualade direktiivi alusel Natura 2000 võrgustikku (WWF, 2009; Review..., 2009). Nord Streami projektiga seonduvateks reostusallikateks on ka sõjaaegsete miinide ja merepõhja heidetud laskemoona lõhkamised ning pinnasetööd aladel, kuhu on ladustatud keemiarelvi (WWF, 2009), kuid nende mõju merekeskkonnale ei ole osutunud siiski väga suureks (Hanski et al., 2011). Nord Streami gaasijuhtme trass kulgeb mööda Läänemere peamisi laevateid (Vinogradov, 2009; Review..., 2009). Gaasijuhet ohustavad seega laevade ankrud ja traalvõrgud, mis võivad torujuhtmega kokkupõrkel põhjustada plahvatusohtlikke lekkeid (Karm, 2008; Review..., 2009). Laevaankrute


192

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

põhjustatud õnnetused moodustavad maailmas hinnanguliselt 90% gaasijuhtmetest lähtuvast merekeskkonna reostusest (Klumbyte, 2005). Gaasilekked põhjustaksid Läänemeres niigi tundlikule merekeskkonnale lisakoormuse. Võimalike lekete puhul on tõenäoline, et gaasijuhtme parandustööd võivad viibida halbade ilmastikuolude tõttu, mis raskendavad või muudavad võimatuks vajalike tööde tegemise, näiteks sukeldumise (ibid.67). Läänemerre sattunud keemiliste ühendite mõjust ökosüsteemile ja mürgiste ainetega seotud võimalikest ohtudest toiduahela kaudu inimesele on seejuures pikemas perspektiivis vähe teada. Kalade dioksiinisisaldusest on nüüdseks aga juba kujunenud inimeste jaoks terviserisk ning arstide soovitusel ei tohiks Läänemerest püütud lõhet ega räime, mis on vähemalt 17 cm pikk, süüa rohkem kui kaks korda kuus (Kern et al., 2008). Esialgsed mõõtmistulemused räimede dioksiinisisalduses enne (2010) ja pärast (2011) gaasijuhtme paigaldustöid siiski olulisi muutusi ei registreerinud (Elken et al., 2011). Sellegipoolest on selge, et sisemeredes kujutavad gaasilekked ökosüsteemile oluliselt suuremat ohtu kui avameredes. Näiteks pidasid teadlased 1982. ja 1985. aastal Aasovi meres esinenud kalade massilise suremuse põhjuseks sellele vahetult eelnenud gaasilekkeid merekeskkonda (Karm, 2008). Seetõttu omab ettevaatusprintsiip erilist tähtsust Nord Streamiga seotud keskkonnamõjude hindamisel. Nord Streami konsortsiumi koostatud piiriüleses keskkonnamõjude hindamise aruandes jõuti aga järeldusele, et see temaatika ei ole problemaatiline (Nord Stream..., 2009a). Nord Streami projekti keskkonnamõjude seisukohalt on ühtlasi oluliseks faktoriks toitainete üleküllus Läänemeres, mis põhjustab vetikate vohamist, mille tagajärjel hapnikutase merekeskkonnas väheneb (Rothwell & Stephens, 2010). Eutrofeerumine on Läänemere süvakihtides, kus hapnikusisaldus on paiguti olematu, põhjustanud nn kõrbestumist (Fitzmaurice, 1992). Nord Streami projekti keskkonnamõjude hindamisel tuleb Läänemere eutrofeerumise protsessiga eriliselt arvestada, sest projekti pinnasetööde tagajärjel merepõhjast merevee pindmistesse kihtidesse kerkiv sete põhjustab reostusohtu (Elken et al., 2011). Nimelt vabanevad torujuhtme paigaldamisel setetest sinna akumuleerunud toitained, nagu lämmastik ja fosfor (WWF, 2009; Nord Streami vaie..., 2010; Elken et al., 2011). Piiriülene keskkonnamõju hindamise aruanne jättis aga hindamata mitmed olulised mõjurid, nagu merepõhjast 5 cm sügavusse ja sügavamale settinud ühendid, mis on merepõhjas tehtavate pinnasetööde tõttu täiendavaks reostusohuks. (Norén, 2009; Review..., 2009). Gaasitoru paigaldamisega kaasnenud pinnasetööde tõttu pindmistesse veekihtidesse kerkinud sete siiski olulist reostusohtu Läänemeres ei põhjustanud (Hanski et al., 2011; Elken et al., 2011).


Alexander Lott

193

Läänemerre heidetud keemiarelvad Nord Streami projekti taustal Läänemerre heidetud tavarelvastuse kõrval ladustati mahakantud laevades merepõhja suurtes kogustes Saksamaa poolt Teises maailmasõjas kasutamata jäänud keemiarelvi (Granbom, 1994; Stock, 1996; Surikov, 1999; Karm, 2008). Hinnanguliselt 230 000 tonni (sisaldab nii keemilise ühendi kui ka keemiarelva kesta kaalu) Läänemerre ja Kattegati heidetud keemiarelvade kaks ladustuspaika asuvad Nord Streami gaasijuhtme vahetus läheduses (Granbom, 1994; Krohn, 1994; Stock & Lohs 1997). Need Bornholmist idas ja Gotlandist kagus asuvad ladustamispaigad sisaldavad umbes 55 000 tonni keemiarelvastust (ibid.). Küsitavusi tekitab 1992. a avalikustatud Nõukogude Liidu dokument, mille kohaselt heideti 356 872 tonni Nõukogude Liidu keemiarelvastust Läänemerre perioodil 1946-1976 (Granbom, 1994). Riikidel on seejuures Keemiarelvade Keelustamise Konventsiooni art. 3 lg. 2 ja art. 4 lg. 17 alusel kohustus hävitada ainult pärast 1984. a merre heidetud keemiarelvad (Krutzsch, Trapp, 1994). See dokument osutas ladustamispaikadele Soome lahes Nord Streami gaasitrassi lähistel (Granbom, 1994). Venemaa seda infot siiski kinnitanud ei ole (ibid.). Lisaks kahtlustatakse Venemaad 1990. aastate alguses Nõukogude tuumajäätmete ja keemiarelvade ladustamises Liepaja mereväebaasist Lätis Rootsi majandusvetesse Gotlandi piirkonnas (AFP, 2010; The Local, 2010). Piiriüleses keskkonnamõjude hindamise aruandes need Nõukogude ja Vene mereväe poolt väidetavalt Läänemerre visatud keemiarelvad ei kajastu. Keemiarelvade konteinerite korrodeerumisel (Fitzmaurice, 2010) lekib merekeskkonda arvukalt keemilisi ühendeid. Enamik keemilisi agente muutuvad väliskeskkonnaga kokkupuutel kahjutuks, kuid mõned jäävad siiski aktiivseks (Krutzsch & Trapp, 1994; Stock, 1996; Surikov, 1999). Viimastest on nii ökosüsteemile kui ka inimesele kõige ohtlikum sinepigaas (Granbom, 1994). Sinepigaasi leke merekeskkonda tipneb seejuures umbes 125 aastat pärast Läänemerre heitmist ehk ligikaudu 60 aasta pärast (ibid.). Korrodeerumise täpset kiirust ei ole küll võimalik hinnata, kuid kalurite kätte sattunud keemiarelvade kestad on valdavalt olnud täielikult korrodeerunud. Arvatakse, et konteinerite korrodeerumist mõjutab enim voolukiirus (ibid.); mõõtmistulemused vähemalt Soome lahes on aga viidanud suurele hoovuskiirusele (Elken et al., 2011). Bornholmi ja Gotlandi saare lähedastest Saksamaa keemiarelvade ladustuspaikadest satub merekeskkonda igal aastal vastavalt umbes 256 ja 24 tonni keemilisi ühendeid (ibid.). Nende pikaajalistest mõjudest on vähe teada (Krohn, 1994; Granbom, 1994). Arvatakse, et suurtes kogustes keemiliste ühendite lekkimine Läänemerre on ebatõenäoline (Fitzmaurice, 2010), kui lagunemisohtlikke konteinereid


194

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

merepõhjast pinnale ei hakata tõstma (de Vries, 1999). Samas leitakse, et keemiliste ühendite lekkimine eutrofeeruvasse ja antropogeense reostusega merekeskkonda koormab Läänemere ökosüsteemi vähemalt järgmise aastasaja jooksul (Granbom, 1994). Läänemere keskkonna kriitilisest olukorrast tulenevalt kujuneb Nord Streamist lähtuv reostusoht selle ökosüsteemi toimimisele arvestatavaks ohuallikaks (Fitzmaurice, 1992).

Nord Streami piiriülene keskkonnamõju hinnangu aruanne rahvusvahelise keskkonnaõiguse printsiipide taustal Eelneva analüüsi põhjal võib järeldada, et Nord Streami projektiga kaasnevad mitmed ohutegurid Läänemere ökosüsteemile. Nord Streami piiriüleses keskkonnamõjude hindamise aruandes on need tegurid jäänud kohati tähelepanuta või pälvinud seda ebapiisavalt, mis on vastuolus rahvusvahelise keskkonnaõiguse üldtunnustatud ettevaatusprintsiibi (Kachel, 2008; The MOX..., 2001) ja ökosüsteemipõhise lähenemise nõuetega (Lagoni, 2003; Vinogradov, 2009). Sel põhjusel on ühtlasi küsitav, kas aruanne oli koostatud „tähelepanelikult ja hoolikalt” (Southern..., 1999), mis on vajalik „vältimaks tõsist kahju” ja „ära hoidmaks edasist olukorra halvenemist” (ibid. §-d 77, 80) Läänemere ökosüsteemis. Ühtlasi võis see tingida 1992. aasta Helsingi konventsiooni art. 3 lg. 2 riive, mis sätestab ettevaatusprintsiibi kohalduvuse konventsiooni osapooltele. Helsingi konventsiooni art. 3 lg. 1 ja art. 15 sätestavad riikide kohustuse kaitsta Läänemerd, mis moodustab ühe maailma suurtest mereökosüsteemidest (Rothwell & Stephens, 2010). Nimetatud sätete alusel kohustuvad riigid säilitama sealseid looduslikke asualasid ja bioloogilist mitmekesisust ning hoidma ökoloogilist tasakaalu. Lisaks peavad Läänemere rannikuriigid ÜRO mereõiguse konventsiooni art. 123 kohaselt tegema koostööd merekeskkonna kaitseks ja säilitamiseks ning tagama konventsioonis sätestatud õiguste ja kohustuste kohaldamise. Viimasest tulenevalt kohustuvad rannikuriigid ÜRO mereõiguse konventsiooni art. 194 lg. 5 alusel rakendama vajalikke ennetavaid meetmeid, et kaitsta ja säilitada Läänemere tundlikku ökosüsteemi, mis 2004. aastal märgiti Rahvusvahelise Mereorganisatsiooni assamblee poolt eriti tundlikuks merepiirkonnaks. Torujuhtme projektile alternatiivse võimaluse, maapealse gaasijuhtme sobivuse ja tõhususe analüüs piiriüleses keskkonnamõju hindamise aruandes olnuks kooskõlas konventsiooni eesmärgiga ning Läänemere rannikuriikide konventsiooniga võetud kohustustega. 1994. aasta Euroopa energiaharta lepingu art. 19 lg. 1 alusel kohustuvad riigid ettevaatusabinõusid järgides püüdma ära hoida või minimeerida keskkonna saastumist. Nord Streami gaasijuhtme keskkonnasäästlikum


Alexander Lott

195

maapealne alternatiiv läbi Läti, Leedu ja Poola olnuks distantsi poolest sama pikk (Soome..., 2006) ning majanduslikult soodsam kui veealune gaasijuhe (Tarasov, 2011; Whist, 2008; Norén, 2009). Maapealne gaasijuhe olnuks majandusliku tasuvuse ja keskkonnaalaste kaalutluste poolest seega enam kooskõlas säästva arengu põhimõttega (Gabcikovo-Nagymaros..., 1997; Kachel, 2008). Viimasest tulenevalt tulnuks torujuhtme maapealset projekti käsitleda kui „mõistlikku alternatiivi” 1991. aasta piiriülese keskkonnamõju hindamise konventsiooni (Espoo konventsioon) Lisa II(b) tähenduses. Tõlgendades Espoo konventsiooni art. 6 lg-t 1 ja 2 kitsalt, ei ole keskkonda säästvaima projekti kasuks otsustamine range kohustus. Samas siiski kohustuvad riigid projektile nõusoleku andmisel arvesse võtma piiriülese keskkonnamõjude hindamise aruande tulemusi. Läänemerre rajatava Nord Streami gaasijuhtme keskkonnamõjude hindamise aruande puuduseks oli gaasijuhtme maapealse alternatiivi sobivuse ja tõhususe analüüsi tegemata jätmine (Nord Stream..., 2009b; WWF, 2009). Kuna projektile nõusoleku andmise otsustusprotsessis oli oluliseks mõjuriks nimetatud aruanne, lähtuski peamine vastuseis gaasijuhtmele Espoo konventsiooni sekretariaadist (Koivurova & Pölönen, 2009; Ühinenud..., 2009). TULEMUSED Nord Streami konsortsiumi teostatud piiriülene keskkonnamõju hindamise aruanne viitas Espoo konventsiooni Lisa II(b) kontekstis projekti mõistlike alternatiivsete variantide hindamise ja kaalumise vajalikkusele. Nord Streami projekti puhul on alternatiivide sobilikkuse hindamine üheks eelduseks projektile avaliku heakskiidu pälvimisel. Autor on seisukohal, et otsustamaks projekti alternatiivvariandi mõistlikkuse üle Espoo konventsiooni Lisa II(b) tähenduses, tuleb kaaluda selle tasuvust, lähtudes ökosüsteemipõhistest kaalutlustest, ettevaatusprintsiibist ning säästva arengu põhimõttest. Arvestades Läänemere tundlikku ökosüsteemi, tulnuks piiriüleses keskkonnamõju hindamise aruandes nende kriteeriumide alusel kaaluda maapealse Nord Streami gaasijuhtme alternatiivi.


196

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

KIRJANDUS AFP. 2010. Ex-navy chief denies Russia dumped nuclear waste in Baltic Sea; http:// www.google.com/hostednews/afp/article/ALeqM5hr2sG8mLcZhqtHSiBYuuVaNcJxcw Alexandersson G. 1982. The Baltic Straits. Dordrecht, The Netherlands: Martinus Nijhoff. Anonüümne, 2009. Symposium: The Nord Stream Pipeline: Legal, Economic and Environmental Issues. German Yearbook of International Law 52: 231-232. Detjan M. 2006. The Western European PSSA-Testing a unique international concept to protect imperilled marine ecosystems. Marine Policy 30: 442-453. de Vries JG. 1999. Confinement of wrecked ships and CW cargo. In: Duursma, E.K. (ed.). Dumped Chemical Weapons in the Sea: Options. Groningen, The Netherlands: Drukkerij van Denderen BV. Ehlers P. 2002. Marine Environment Protection – the Baltic Sea Example. In: Ehlers P, Mann-Borgese E, Wolfrum R, eds. Marine Issues: From Scientific, Political and Legal Perspective. Hague, The Netherlands: Kluwer Law International. Elken J, Lips U. 2011. Nord Streami gaasijuhtme rajamise mõju-uuring Soome lahe merekeskkonnale. Lõpparuanne: TTÜ Meresüsteemide Instituut, TÜ Eesti Mereinstituut. Fact Sheet: The Nord Stream Pipeline Project. 2011a; http://www.nord-stream.com Fact Sheet: Nord Stream Financing. 2011b; http://www.nord-stream.com Fitzmaurice M. 1992. International Legal Problems of the Environmental Protection of the Baltic Sea. Dordrecht, The Netherlands: Martinus Nijhoff. Fitzmaurice M. 2010. Hazardous Substances and the Baltic Sea. In: Caron DC, Scheiber HN, eds. The Oceans in the Nuclear Age: Legacies and Risks. Leiden, The Netherlands: Martinus Nijhoff. Gabcikovo-Nagymaros Project (Ungari v Slovakkia). 1997. ICJ Rep 7. Granbom PO. 1994. Dumped Chemical Ammunition in the Baltic: A Rejoinder. Security Dialogue 25: 105-110. Götz R. 2009. The Nord Stream Pipeline: The Energy Policy Background. German Yearbook of International Law 52: 233-240. Hanski A, Piispanen A, Bijker R. 2011. Nord Stream Gas Pipeline Construction and Operation in the Finnish EEZ: Transboundary Monitoring 2010 Estonia; http://www.nord-stream.com Kachel MJ. 2008. Particularly Sensitive Sea Areas: The IMO’s Role in Protecting Vulnerable Marine Areas. Berlin, Germany: Springer.


Alexander Lott

197

Karm E. 2008. Environment and Energy: The Baltic Sea Gas Pipeline. Journal of Baltic Studies 39: 99-121. Kern K, Joas M, Jahn D. 2008. Governing a Common Sea: Comparative Patterns for Sustainable Development. In: Joas M, Jahn D, Kern K., eds. Governing a Common Sea: Environmental Policies in the Baltic Sea Region. Oxford, UK: Earthscan. Klumbyte S. 2005. Environment Protection: Pipelines. In: Karpen U, ed. Maritime Safety – Current Problems of Use of the Baltic Sea. Baden-Baden, Germany: Nomos. Koivurova T, Pölönen I. 2009. Transboundary Environmental Impact Assessment in the Case of the Baltic Sea Gas Pipeline. German Yearbook of International Law 52: 293-326. Krohn AW. 1994. The Challenge of Dumped Chemical Ammunition in the Baltic Sea. Security Dialogue 25: 93-103. Krutzsch W, Trapp R. 1994. A Commentary on the Chemical Weapons Convention. Dordrecht, The Netherlands: Martinus Nijhoff. Lagoni R. 2003. Marine Protected Areas in the Exclusive Economic Zone. In: Kirchner A, ed. International Marine Environmental Law: Institutions, Implementation and Innovations. Hague, The Netherlands: Kluwer Law International. Lagoni R. 2005. Marine Environmental Protection and Scientific Research in the Baltic Sea Area – an Appraisal. In: Karpen U, ed. Maritime Safety – Current Problems of Use of the Baltic Sea. Baden-Baden, Germany: Nomos. Lindén O, Chircop A, Pourzanjani M, Schröder J-U, Raaymakers S. 2007. PSSA in the Baltic Sea: present situation and future possibilities, Malmö, Sweden: World Maritime University. Lott A. 2011. Marine Environmental Protection and Transboundary Pipeline Projects: A Case Study of the Nord Stream Pipeline. Merkourios: Journal of European and International Law 27: 55-67. Nord Streami vaie Vaasa halduskohtusse.2010. Lõuna-Soome regionaalameti otsus nr 4/2010/4. Nord Stream Espoo Report: Non-Technical Summary, 2009a; http://www.nordstream.com Nord Stream Espoo Report, 2009b ; http://www.nord-stream.com Norén G. 2009. CCB Statement on the Nord Stream Gas Pipeline ESPOO EIA report and Proposals for requirements to mitigate environmental impact of the gas pipeline. Report: Coalition Clean Baltic. Review of the transboundary EIA of the Nord Stream gas pipeline. 2009. Ministry of the Environment of Estonia. Rothwell D, Stephens T. 2010. The International Law of the Sea. Oxford, UK: Hart Publishing.


198

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Soome kaubandus- ja tööstusministeeriumi avaldus nr. 32/880. 2006. Southern Bluefin Tuna Cases (Uus-Meremaa v Jaapan; Austraalia v Jaapan). 1999. ITLOS Report 1999. Stock T. 1996. Sea-Dumped Chemical Weapons and the Chemical Weapons Convention. In: Kaffka AV, ed. Sea-Dumped Chemical Weapons: Aspects, Problems and Solutions. Hague, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers. Stock T, Lohs K, eds. 1997. The Challenge of Old Chemical Munitions and Toxic Armament Wastes. Oxford, UK: Oxford University Press. Surikov BT. 1999. History. In: Duursma EK, ed. Dumped Chemical Weapons in the Sea: Options. Groningen, The Netherlands: Drukkerij van Denderen BV. Tarasov JDA. 2011. The Making of Empires: Russia’s gas-exporting pipelines v Nabucco. Journal of World Energy Law and Business 4: 77-87. The Local. 2010. Russian nuclear waste dumped off Sweden; http://www.thelocal. se/24776/20100204/ The MOX Plant (Suurbritannia v Iirimaa). 2001. ITLOS Reports 2001. Vinogradov S. 2009. Challenges of Nord Stream: Streamlining International Legal Frameworks and Regimes for Submarine Pipelines. German Yearbook of International Law 52: 241-292. Ühinenud Rahvaste Organisatsiooni dokument ECE/MP.EIA/WG.1/2009/4. 2009; http://www.unece.org/fileadmin/DAM/env/documents/2009/eia/wg.1/ece.mp.eia. wg.1.2009.4.e.pdf Whist BS. 2008. Nord Stream: Not Just a Pipeline – An analysis of the political debates in the Baltic Sea region regarding the planned gas pipeline from Russia to Germany. Report: Fridtjof Nansen Institute. WWF. 2009. Baltic Ecoregion Programme: Position statement on the Nord Stream Gas Pipeline ESPOO EIA Report. Report: World Wildlife Fund.


KESKKONNAMÕJUDE HINDAMISE ROLL DETAILPLANEERIMISES: MAAOMAVALITSUSTE PERSPEKTIIV Lauri Lihtmaa

SEOS SÄÄSTVA ARENGUGA Jätkusuutlikkus12 on inimese suurim avalik huvi, mida otseselt ei pruugita tajuda, kuid mis on inimesele omane ning mille kõige olulisemaks tunnuseks on soov saada järglasi. Just järeltulevatele põlvedele mõeldes on Bruntlandi komisjon 1987. aastal jätkusuutlikku arengut defineerinud. Ei ole muidugi täpselt teada, millised on tulevaste põlvkondade vajadused, kuid neid võib aimata inimeste põhivajadustest lähtuvalt. Võib eeldada, et ka tulevikus vajatakse tervet ja elujõulist keskkonda – looduslikku, majanduslikku ja sotsiaalset. Kuna neid keskkondi kujundatakse teadlikult (või ka juhuslikult) ruumilise planeerimise kaudu, on ruumiline planeerimine otseselt seotud jätkusuutliku arengu tagamisega. Ruumilise planeerimise ülesandeks on arengut juhtida sobivas suunas, mille määrab avalik huvi ning mida püütakse sõnastada poliitilisel ja kodanikuühiskonna tasandil. Ruumiline planeerimine on kompleksne – st planeerijatel tuleb samaaegselt luua uut väärtust ja arvestada muutuste võimaliku mõjuga. Komplekssusega paremaks toimetulemiseks on Euroopas direktiivide tasemel kokku lepitud, et enne otsust tuleb kaasnevat mõju hinnata ja alternatiive kaaluda, korraldades keskkonnamõjude hindamisi. Järgnevas artiklis on arutletud keskkonnamõjude hindamise rolli üle detailplaneeringute koostamisel.

12 Nüüd ja edaspidi kasutan säästva arengu termini asemel vaid jätkusuutliku arengu terminit, mis minu veendumuste kohaselt on täpsem ning peegeldab Bruntlandi komisjoni teeside sisu adekvaatsemalt.


200

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

SISUKOKKUVÕTE Eesti Vabariigis on kohaliku omavalituse pädevuses mitte algatada planeeringu keskkonnamõju strateegilise hindamise menetlust, kui leitakse, et planeeringuga taotletaval tegevusel puudub oluline keskkonnamõju seaduse tähenduses. Selle otsuse tulemusena ei toimu planeerimisprotsessiga paralleelset spetsiaalselt mõjude leevendamiseks ettenähtud menetlust. Samas on ilmne, et ka neil planeeringutel, mille mõju ei liigitata oluliseks ning mille mõju leevendamiseks eraldi menetlust ei toimu, on kindel ja selge mõju ruumis. Jätkusuutliku arengu tagamiseks peab tegevusega kaasnev negatiivne mõju olema minimaalne. Seega tekib probleem, kuidas kohalikul tasandil leevendatakse keskkonnamõju detailplaneeringutes ilma sellega spetsiaalselt tegelemata. Järgnevalt on arutletud selle üle, millisena kohalike omavalitsuste spetsialistid tajuvad keskkonna strateegilise hindamise rolli detailplaneerimises ja kuidas omavalitused jätkusuutlikkusega praktikas tegelevad. Avastuslikku uurimisstrateegiat silmas pidades on uurimisküsimuse lahendamiseks valitud kvalitatiivne metoodika. Intervjuud tehti kolmes Tartumaa omavalitsuses planeeringu- ja keskkonnaspetsialistidega. Tulemused näitavad, et keskkonnamõjude hindamisse suhtutakse kriitiliselt. Spetsialistid on veendunud, et mõjude ennetamiseks ja leevendamiseks ei ole detailplaneeringute koostamisel otstarbekas kasutada keskkonnamõjude strateegilist hindamist. Keskkonnamõjude eelhindamise kohustusse suhtutakse detailplaneeringute puhul formaalselt ning seda ei peeta vajalikuks korraldada. Kohalikul omavalitusel ei ole välja kujunenud selgeid jätkusuutlikkuse mõõtmise töövahendeid ning jätkusuutlikkuse kontseptsioon on spetsialistide jaoks ähmane ja raskelt määratletav mõiste. SISSEJUHATUS Jätkusuutliku arengu tagamiseks vastu võetud keskkonnamõjude hindamise direktiiv (85/337/EMÜ) on üks olulisemaid õigusakte, mis peaks tagama jätkusuutliku arengu Euroopa Liidus. Nimetatud direktiivi täiendab keskkonnamõjude strateegilise hindamise direktiiv (2001/42/EÜ). Eesti Vabariigis reguleerib keskkonnamõjude hindamist keskkonnamõju hindamise ja keskkonnajuhtimissüsteemi seadus (RT I 2005, 15, 87). Neis õigusaktides on keskkonna all mõeldud nii loodus-, majandus kui ka sotsiaalkeskkonda. Keskkonnamõjude hindamise olemuseks on toetada otsustusprotsessi osapooli erapooletu hinnangu ning alternatiivsete lahenduste sünteesimisega selleks, et taotletav tegevus oleks realiseerimisel minimaalse negatiivse mõjuga.


Lauri Lihtmaa

201

Keskkonnamõjude hindamisele (KMH13) pühendatud teadustöödes on keskendutud erinevatele teemadele: näiteks on uuritud KMH mõjusust (Pölönen et al. 2011), KMH panust otsustusprotsessi (Runhaar & Driessen, 2007), KMH aruannete kvaliteeti (Peterson, 2010b), hindamise meetodeid (Runhaar, 2009), kumulatiivsete mõjude hindamist (Cooper, 2011). Kui omavalituse üldplaneeringu puhul on keskkonnamõjude strateegilise hindamise (KSH) menetlus kohustuslik, siis detailplaneeringu (DP) puhul on otsus KSH-d mitte algatada omavalituse seadusest tulenev kaalutlusõigus14. Selle otsuse tegemiseks on omavalitsus kohustatud koostama mõju eelhinnangu. Kui eelhindamise tulemusena ei ole taotletaval tegevusel olulist mõju, ei pea mõjusid eraldi hindama. Hiljuti avaldatud uuringu (Heinma & Põder 2010) tulemusena ei leitud tõendeid, et Eesti omavalitsuste otsused algatamisest loobuda oleks olnud väärad. Samas ei käsitlenud see uurimus spetsiaalselt DP tasandil tehtud KSH algatamisest loobumise otsuseid. Kuigi detailplaneeringuga taotletaval tegevusel ei pruugi olla seaduse mõistes olulist keskkonnamõju, on ilmne, et kindel ja selge mõju on igal tegevusel. Seega üks probleem seisneb selles, kuidas kohalikul tasandil ka see nn mitteoluline mõju oleks minimaalne ning taotletav tegevus panustaks parimal viisil jätkusuutlikku arengusse. Seda probleemi võib käsitleda kui kumulatiivse mõju hindamist, kuid loobudes KSH algatamisest, ei toimu ka kumulatiivse mõju hindamist detailplaneeringus. Eestis on ehitusprojekti tasandil kehtestatud keskkonnamõjude ennetamiseks ja leevendamiseks meetrilised nõuded – näiteks hoonete puhul energiatõhususe miinimumnõuded. Lisaks on mitmes arenenud riigis kasutusel hoonepõhised negatiivse keskkonnamõju ennetamise töövahendid15, mille suurenevat tähtsust planeerimise valdkonnas on viimasel ajal esile tõstetud (Retzlaff, 2010). Ka planeeringu tasandil on viimastel aastatel mitmeid meetrilisi reitingusüsteeme arendatud (Myhr & Johansson, 2008). Projekti tasandil on ka teatud juhtudel kohustus rakendada mõjude hindamist. Detailplaneeringute puhul aga ei ole Eestis kohustuslikuna ette nähtud ei meetrilist standardit ega ka mõjude kontekstipõhist leevendusprotsessi. Muidugi, omavalitusele on jäetud kaalutlusõigus algatada KSH iga detailplaneeringu puhul. Nii erialastel koosolekutel, seminaridel kui ka eravestlustes on selgunud, et seda võimalust ei soovita kasutada. 13 KMH lühend tähistab siin ja edaspidi üldmõistet (mitte projektipõhist tegevusloa mõjude hindamist). 14 V.a Keskkonnamõju hindamise ja keskkonnajuhtimissüsteemi seaduse § 6 lõikes 1 esitatud juhtudel. 15 Nt Ühendkuningriigis BREEAM, Ameerika Ühendriikides LEED jne.


202

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Üldplaneeringu ja projekti tasandil on otsustusprotsessi kvaliteeti soodustavad lisaprotsessid kasutusele võetud selleks, et suurendada jätkusuutliku tulemuse saavutamise tõenäosust. See tähendab, et ei saa jääda lootma planeerija, omavalituse, projekteerija kutse-eetikale või võimele integreerida iseseisvalt jätkusuutliku arengu kontseptsioon otsusesse. Kirjanduses võib leida viiteid, et planeerimist toetavate protsesside (nt KMH) eesmärgiks on panustada jätkusuutlikku arengusse (Nooteboom, 2007). Ka DP korral peaks lõpplahendus olema parem, kui otsustamise protsessis oleks kasutusel üks või mitu lisaprotsessi, töövahendit, standardit või menetlust. Näiteks Ühendkuningriigis on kasutusel lisaks KSH-le ka jätkusuutlikkuse hindamine (sustainability appraisal), mille eesmärgiks on tuua mõjude hindamise fookusesse rohkem majanduslikke ja sotsiaalseid aspekte (Cooper, 2011). Eestis sellist protsessi seaduse tasandil määratud ei ole, seega tuleb kasutada KSH võimalusi. Eelnevast lähtuvalt on uurimistöö eesmärgiks saada aimu, millist rolli võib täita detailplaneeringute koostamisel KSH, arvestades jätkusuutliku arengu edendamist. Uuring piiritleti detailplaneeringutega, mille puhul omavalitus peab mõju olulisust kaaluma. Eesmärgi täitmiseks on püstitatud kolm uurimisküsimust. • Milline on omavalitsuse spetsialisti üldine hoiak keskkonnamõjude strateegilise hindamise suhtes? • Millisena tajub omavalitsuse spetsialist KSH funktsiooni detailplaneeringute koostamisel? • Kuidas omavalitsuses käsitletakse jätkusuutlikkuse kontseptsiooni detailplaneeringute koostamisel? Peterson (2004) on oma artiklis kirjeldanud planeerimise huvipoolte hoiakuid KSH-sse. Nimetatud artiklist ja käesolevast uurimistööst võib leida huvipoolte hoiakute uurimises sarnase taotluse, kuid käesolevas töös keskendutakse detailplaneeringu tasandile. Seetõttu ei saa neid töid tulemuste suhtes omavahel tähenduslikult seostada. METOODIKA JA MATERJALID Kuna autoril ei õnnestunud uurimisprobleemi kohta leida piisavalt tähenduslikku kirjandust eelkõige detailplaneeringuid puudutava KSH kohta, on uurimisprobleem halvasti struktureeritav. See tähendab, et uurimisküsimused on esialgsed. Sellises olukorras on soovitatud probleemile lähenemiseks valida avastuslik uurimisstrateegia (Ghauri & Gronhaug, 2004). See seisneb


Lauri Lihtmaa

203

uurimisprobleemiga seotud tahkude avastamises ja kirjeldamises. Avastuslik uurimisviis on sarnane eeluuringuga, mille baasil püütakse probleemi paremini mõista, et järgnevates uuringutes olulisemaid uurimisküsimusi püstitada. Uurimuse sisuliseks eesmärgiks oli mõista jätksuutlikkuse käsitluste põhimõtteid kohalikul tasandil ning aru saada, millist rolli võib omavalituse töötaja hinnangul täita KSH detailplaneeringute koostamisel. Autori peamiseks taotluseks oli saada probleemist parem ülevaade ning uuringu tulemusi kasutades ette valmistada põhjalikum uurimiskava. Eelnevat arvestades oli otstarbekas leida uurimisküsimustele vastused, kasutades kvalitatiivset uurimisviisi. Andmete kogumise meetodiks valiti ekspertintervjuu, mis kuulub poolstruktureeritud intervjuude rühma. Intervjuu valiti vahetu ja paindliku meetodi tõttu, mis täidab hästi avastusliku uurimisstrateegia ülesannet. Ekspertintervjuu valiti seepärast, et andmeid oli vaja koguda teatud rühma esindajatelt. Kuna ekspertintervjuu peab olema vähemalt osaliselt juhitud, koostas autor intervjuu struktuuri, mis lähtuvalt uurimisküsimustest koosnes kolmest osast. Intervjuu kavandamisel lähtus autor kvalitatiivse uurimisviisi metoodilises juhendis (Laherand, 2008) kirjeldatud juhistest ja nõuetest. Intervjuu esimeses osas anti vastajale võimalus kirjeldada senise kogemuse baasil oma hoiakut KSH suhtes. Vastavalt heale praktikale esitas autor esmalt peamiselt avatud küsimusi, et vastajat suunata, kuid mitte juhtida. Juhtivad ja konkreetsemad küsimused käsitlesid KSH tulemuslikkust, usaldusväärsust ja mõjusust ning need esitati esimese osa lõpus. Intervjuus pöörati tähelepanu ka omavalituse otsustuspõhimõtetele KSH algatamise kaalutlemisel ja eelhinnangute koostamisel. Intervjuu teine osa oli spetsiifilisem ning selle eesmärgiks oli saada aimu KSH rollist detailplaneeringute koostamisel. Seda osa alustati samuti avatud küsimusega ning liiguti intervjuu kulgedes suletumate küsimuste suunas. Autori peamiseks taotluseks oli saada ülevaade KSH sisulisest panusest otsustusprotsessi just seoses DP-ga. Kuna keskkonnamõjude hindamise laiemaks eesmärgiks on soodustada jätkusuutlikku arengut, keskendus autor intervjuu kolmandas osas jätkusuutliku arengu kontseptsiooni mõistetavusele ja rakendamisele omavalitsuses. Peamiselt avatud küsimustega püüti välja selgitada, millisena intervjueeritavad tajuvad jätkusuutliku arengu kontseptsiooni ja mis ulatuses nad sellele ruumiplaneeringutes tähelepanu pööravad. Intervjuud tegi autor isiklikult kolmes Tartumaa omavalitsuses 2011. aasta oktoobris. Valimisse kaasati Tähtvere, Ülenurme ja Tartu vald. Valiku põhjuseks oli asjaolu, et aastatel 2004–2007 on neis valdades valglinnastumise tõttu olnud suur surve nii väikestele kui ka mitmesaja hektari suurustele arendustele. Omavalitused sattusid suhteliselt lühikese ajaga keerulisse olukorda


204

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

ning nüüd on põhjust saadud kogemust uurida. Ka teistes Eesti tõmbekeskustes on olnud mainitud aastail kinnisvara arenduses sarnane olukord. Tartu linnaga piirnevad omavalitused valiti uurimiseks seetõttu, et need alad on autorile varasemast tuttavad. See aitas autoril intervjuude käigus kergemini luua ruumilisi seoseid praktiliste näidetega, mida intervjueeritavad esitasid. Intervjueeritavateks valiti täistööajaga planeeringute- ja keskkonnaspetsialistid, kes töökohustuste tõttu keskkonnamõjude hindamisega vahetult kokku puutuvad ja kellel oli vähemalt kaheaastane töökogemus selles omavalitsuses. Need kriteeriumid peaksid tagama intervjueeritavate piisava erialase asjatundlikkuse ja kohalike olude tundmise. Kuna omavalitsused on väikesed, osutus igas omavalituses sobivaks intervjueeritavaks vaid üks töötaja. Intervjuu aeg ja teema lepiti kokku e-kirja teel. E-kirjas tutvustas autor lühidalt intervjuu teemat ja eesmärki, et motiveerida intervjueeritavat uuringus osalema. Teemat täpsemalt avavaid materjale intervjueeritavale ette ei saadetud. Intervjuud kestsid kaks kuni kolm tundi ning toimusid omavalistuse spetsialisti kabinetis. Intervjueeritavad andsid suulise nõusoleku intervjuu salvestada ning kasutada seda uurimuslikel eesmärkidel. Lepiti kokku, et uurimisaruandes otseseid tsitaate autor ei esita. Konfidentsiaalsuse huvides on artiklis edaspidi kasutatud valdade eristamiseks varjunimesid Vald 1, Vald 2 ja Vald 3. Intervjuude analüüsimiseks rakendas autor osalist transkribeerimist, mis tähendab, et igast intervjuust kirjutati välja vaid uurimisküsimustega seotud ütlused. Täielikust transkribeerimisest loobuti, kuna tegemist oli ekspertintervjuuga, millel oli erialalise teabe kogumise fookus ning intervjueeritav isik ei olnud uurimisobjektiks. Ka hoiakute uurimisel oli oluliseks pigem intervjueeritava info. Ütluste edastamise nüansse (kõikide sõnade täpne järjekord, kõnekeel, rõhuasetused, kehakeel jms) ei pidanud autor oluliseks välja tuua ning tulemustega siduda. Pärast ütluste väljakirjutamist võrreldi kolme intervjuu tulemusi intervjuu osade kaupa, eristati oluline ühisosa ja erinevused ning sünteesiti intervjuude peamised tulemused. Lähtuvalt kasutatud metoodikast on uuringul selged piirangud üldistamises. On ilmne, et uuringu tulemused ei ole ülekantavad kõikidele omavalitsustele. Uuritud kolm juhtumit on esiteks valitud vaid maaomavalitsuste hulgast. Linnas, mis oma olemuselt on tihedam ja suurima avaliku huviga, on need probleemid tõenäoliselt oma ulatuselt ja sügavuselt teistsugused. Lisaks on linnas suurema haldusvõimekuse tõttu ka suurem ametnike spetsialiseeritus, mis lubab oletada ka suuremat sisulist põhjalikkust oma valdkonnas. Teiseks ei ole valim piisav Eesti kohta laiaulatuslike järelduste tegemiseks.


Lauri Lihtmaa

205

TULEMUSED KOV spetsialistide üldine hoiak KSH suhtes KSH menetluse suhtes olid kõik uuritud omavalitsused sarnastel – kriitilistel – seisukohtadel. Rõhutati KSH menetluse liigset bürokraatlikkust, mis ületab ka põhitegevuse (planeerimise) menetluslikud nõuded. Vallas 2 leiti, et nende üldplaneeringu koostamisel ei olnud KSH protsessist sisulist kasu. Valla spetsialist oli veendunud, et nad oleksid jõudnud samaväärsele tulemusele ka ilma KSH-ta. Üks osa kriitikast puudutas eksperti, kelle peamiseks puuduseks nimetati valdkondlikku piiratust, tingituna õpitud erialast ja harjumusest omal moel KSH-d koostada. Spetsialistid muidugi nentisid, et eksperdilt ei saa eeldada kogu keskkonnaga seotud komplekssuse tundmist. Eraldi toodi välja, et nii KSH kui ka planeering, mida finantseerib arendusest huvitatud isik, on mitmel juhul olnud kallutatud arendaja huvidest lähtuvalt. Omavalitusel on seadusest tulenev õigus ja kohustus kaaluda teatud juhtudel KSH algatamist ka detailplaneeringute puhul, mis ei ole KSH kohustusega. Kaalumise põhjendamiseks tuleb koostada keskkonnamõjude eelhinnang. See seadusest tulenev nõue on visalt praktikasse juurdumas ning sellele nõudele antakse ka erinevaid tõlgendusi. Vald 2 teeb KSH algatamise kaalutlusotsuse DP algatamisel alati, sõltumata DP eesmärgist. Vald 1 järgib seadust täpsemalt ning teeb kaalutlusotsuse vaid nõutud juhul. Vald 3 on enamikul juhtudel loobunud ka kaalutlusotsuse tegemisest. Seda tehakse vaid juhul, kui võib eeldada, et planeeritava objekti suhtes on suur avalik huvi. Kaalutlusotsuse aluseks olevaid eelhinnanguid on koostatud vähe ning nende kohustuslikkust tõlgendatakse valdades erinevalt. Sisuliselt peab eelhinnang koosnema samadest hindamisvaldkondadest, mida kasutatakse KSH puhul. Sellise komplekssusega toimetulekuks ei pruugi igas omavalitsuses kompetentsi olla. Vallas 2 mõjude eelhinnanguid ei koostata, vaid piirdutakse KSH-st loobumise otsuses lakoonilise põhjendusega. Vald 3 on vaid üksikud eelhinnangud tellinud ekspertidelt. Vald 1 koostab kõik eelhinnangud oma jõududega. Valla 1 ja Valla 2 spetsialistid pidasid eelhinnangut pigem formaalseks ega osanud sellele muid kasutusvõimalusi leida. Sisuliselt on eelhinnang väga sarnane omavalituse planeeringu lähteseisukohtadega, kuid seda seost intervjuul välja ei toodud. Puudub ülevaade, mis ulatuses väliskonsultandidplaneerijad on eelhinnanguid oma töös kasutanud. Siin eristub Vald 3, kus tellitud eelhinnanguid on planeerimisel sisuliselt kasutatud. KSH menetlust peeti planeeringu koostamisel dubleerivaks tegevuseks, sest planeeringul endal on sisuliselt sama eesmärk – tasakaalustada huve ja edendada jätkusuutlikku arengut.


206

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

Keskkonnamõjude strateegiline hindamine detailplaneeringute koostamisel Intervjuude teise osa eesmärgiks oli saada aimu, millisena tajub omavalitsuse spetsialist KSH funktsiooni detailplaneeringute koostamisel. Kuigi kõik spetsialistid nõustusid, et igal planeeringul on selge ja kindel mõju ruumis, ei peetud selle mõjuga spetsiaalselt tegelemist tähtsaks ülesandeks kahes omavalituses. Vald 3 eristus siin teistest: probleemi tajuti ja peeti oluliseks ning valla planeerimispraktikas tegeleti sellega teadlikult ja aktiivselt. Mõjudega arvestamine oli nende jaoks planeerimisprotsessi loomulik osa. Seda tegevust nimetati „eelhinnanguks“, mis tundus olevat alternatiivne tegevus KSH formaalsele menetlusele. See toimus vallas sisemise ressursi arvelt ning sellel tegevusel puudus KSH-le omane menetluslik avalikustamine erinevates arengufaasides. Vallas 1 oldi veendunud, et üldplaneeringu KSH peaks teoreetiliselt kogu maakasutusega seotud mõjusid piisavalt leevendama ja kui DP koostatakse üldplaneeringu kohaselt (st üldplaneeringut ei muudeta), siis puudub vajadus detailplaneeringu tasandil KSH-d korraldada. Samas tõdeti, et praktikas ei ole nende üldplaneering sellisel tasemel. Vallas 3 oldi vastupidisel arvamusel ning mõjudega tegelemist peeti vajalikuks DP tasandil. KSH korraldamist detailplaneeringutes ei peetud vajalikuks, sest 1) ei usuta selle menetluse võimesse detailplaneeringut sisuliselt arendada ja 2) KSH menetlusprotsess on DP tasanadi jaoks liiga bürokraatlik. Viimane tähendab, et seadusejärgse menetluse korraldamisega kaasnevad tegevused käivad väikesele omavalitusele üle jõu ning KSH korraldamisega nõutud tegevused ei ole vastavuses sellest protsessist saadava tulemusega. Kokkuvõtvalt olid kõik intervjueeritavad ühel meelel, et KSH ei ole sobilik töövahend detailplaneerimises. Jätkusuutlikkuse kontseptsioon ja planeerimise praktika Intervjuu kolmanda osa eesmärgiks oli mõista, kuidas omavalitsuses käsitletakse jätkusuutlikkuse kontseptsiooni detailplaneeringute koostamisel. Intervjuu käigus selgus, et omavalitsuse spetsialistid tajuvad jätkusuutlikkusena peamiselt arvestamist loodusliku keskkonnaga. Sotsiaalne ja majanduslik aspekt on mõistetav vaid üksikutes detailides, kuid see ei moodusta terviklikku arusaama. Uuritud omavalitsustes ei hinnatud spetsiaalselt jätkusuutlikkust detailplaneeringu vastuvõtmisel. Detailplaneeringu vastuvõtmise sisuline protseduur oli erinev, kuid selle protsessi detaile ei ole täpselt kirjalikult fikseeritud üheski omavalitsuses. Vallas 1 vaatab esitatud planeeringu üle esmalt planeeringute spetsialist ja seejärel arutatakse seda kolleegidega vahetult kohapeal.


Lauri Lihtmaa

207

Lisaks vaatab enne vastuvõtmist planeeringu üle ka vallavolikogu maakomisjon. Sarnane lähenemine on ka Vallas 3. Vallas 2 on planeeringu vastuvõtmisel sisuliseks ülevaatajaks ainult üks spetsialist. Planeeringu sisuliseks hindamiseks selle vastuvõtmisel ei ole tingimusi kehtestatud, pigem lähtutakse väljakujunenud kogemusest ja spetsialisti intuitsioonist. Kõige otsesemaks ja formaliseeritumaks töövahendiks planeeringu hindamisel on selle kõrvutamine lähteseisukohtadega. ARUTELU Selle artikli lähtepunktiks oli asjaolu, et igal planeeringul on kindel ja selge keskkonnamõju ruumis. Keskkonna all on silmas peetud laiemat mõistet, mis kätkeb endas nii sotsiaalset, majanduslikku kui ka looduslikku mõõdet. Avalikuks huviks on, et ruumi arendamisega kaasnev mõju oleks kindlasti positiivne ja võimalik negatiivne mõju oleks minimaalne. Üheks väheseks formaliseeritud protsessiks negatiivseid mõjusid planeeringu koostamisel ennetada on kasutada keskkonnamõju strateegilist hindamist. Varasematest uuringutest ei leidnud autor piisavalt tähenduslikku käsitlust KSH ja detailplaneeringute seostest. Seetõttu püstitati eesmärk saada aimu, millist rolli võib KSH täita detailplaneeringute koostamisel, arvestades jätkusuutlikku arengut. Uuring piiritleti detailplaneeringutega, mille puhul omavalitus peab mõju olulisust kaaluma. Eesmärgi täitmiseks püüti leida kvalitatiivsel lähenemisel vastused kolmele uurimisküsimusele. Kokkuvõtvalt võib välja tuua kolm põhimõttelist tulemit: 1) omavalitus on KSH suhtes kriitiliselt meelestatud; 2) KSH-d ei kasutata ning ei peeta otstarbekaks kasutada detailplaneerimises; 3) detailplaneerimise tasandil ei tegeleta kohalikus omavalituses spetsiaalselt jätkusuutlikkusega. Kui esimene ja kolmas vastus on üsna lihtsalt mõistetavad, siis teine tulem vajab lähemat selgitamist. KSH ebaotstarbekaks pidamist võib käsitleda kahel viisil. Esiteks võib olla olukord, kus mõjude hindamist ei algatata, sest eelhinnangu tulemusena ei leita olulist mõju. See võib tähendada, et mõju tõesti ei ole või omavalitus seda ei näe. Viimasele mõttekäigule pakub kinnitust käesolev uurimus, kus selgub, et omavalituse spetsialist võib olla veendunud, et eelhinnangut vajavas DP-s ei saagi olla olulist keskkonnamõju. Näiteks on loobutud KSH algatamisest 700 hetktari suurusel arendusalal, millel suure tõenäosusega võib olla oluline keskkonnamõju. Sellise hoiaku baasil koostatud eelhinnangud on formaalsed, mitte sisulised. Teine dimensioon seisneb selles, et omavalitus mõistab, et keskkonnamõju on olemas, kuid KSH-d ei algata, sest puudub usk KSH panusesse ning KSH


208

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

korraldamise mahukus käib väikesel omavalitusel (erinevate töödega killustunud spetsialistil) üle jõu. KSH ebaotstarbekusele võib leida kinnitust ka Petersoni (2010a) koostatud küsitlusest, kus enamik keskkonnamõju hindamise osalisi (sh ka omavalitsused ise) nõustusid väitega, et omavalitsus ei tähtsusta KSH-d ja projektipõhist KMH-d kui abivahendit otsustusprotsessis. Tuleb rõhutada, et nimetatud uuring ei piirnenud ainult detailplaneeringu tasandiga. See asjaolu näitab, et rahulolematus keskkonnamõjude hindamise otstarbekusega on laiem ning hõlmab ka teisi tasandeid ja mõjude hindamise liike. Kolme omavalitsuse näitel ei saa teha üldistust teiste Eesti omavalituste kohta. Lisaks piirab tulemuste üldistamist ainult maaomavalitsuste käsitlemine. Suuremates omavalitsustes (eriti linnades) on jätkusuutlikkusega tõenäoliselt tulnud rohkem tegeleda ning seetõttu võidakse seda mõista teisiti kui uuritud valdades. Saadud tulemuste põhjal võib püstitada kaks uurimisküsimust, millega tuleks edaspidi tegeleda. Esiteks, mis on need põhjused, miks KSH-d ei peeta otstarbekaks töövahendiks (ei tähtsustata) detailplaneeringutes. Teiseks, millisel arvamusel on Eestis teised omavalitused, eksperdid, planeerijad, projekteerijad ja vastavad ametkonnad KSH otstarbekusest ja funktsioonist detailplaneeringute koostamisel.

KIRJANDUS Cooper LM. 2011. CEA in policies and plans: UK case studies. Environmental Impact Assessment Review 31(5): 465-480. Ghauri P, Gronhaug K. 2004. Äriuuringute meetodid. Praktilisi näpunäiteid. Teine editeering, Tallinn: Külim. Heinma K, Põder T. 2010. Effectiveness of Environmental Impact Assessment system in Estonia. Environmental Impact Assessment Review 30(4): 272-277. Laherand, M. 2008. Kvalitatiivne uurimisviis. Tartu: Sulesepp OÜ. Myhr U, Johansson R. 2008. EcoEffect for outdoor environments; the process of tool development. Environmental Impact Assessment Review 28(7): 439-454. Nooteboom S. 2007. Impact assessment procedures for sustainable development: A complexity theory perspective. Environmental Impact Assessment Review 27(7): 645-665.


Lauri Lihtmaa

209

Peterson K. 2010a. Keskkonnamõju hindamise praktika ja asjaosaliste ootused 2010, Tallinn: Säästva Eesti Instituudi väljaanne nr 12. Peterson K. 2010b. Quality of environmental impact statements and variability of scrutiny by reviewers. Environmental Impact Assessment Review 30(3): 169-176. Peterson K. 2004. The role and value of strategic environmental assessment in Estonia: stakeholders’ perspectives. Impact Assessment and Project Appraisal 22(2): 159-165. Pölönen I, Hokkanen P, Jalava K. 2011. The effectiveness of the Finnish EIA system — What works, what doesn’t, and what could be improved? Environmental Impact Assessment Review 31(2): 120-128. Retzlaff RC. 2010. Green Buildings and Building Assessment Systems: A New Area of Interest for Planners. Journal of Planning Literature 24(1): 3-21. Runhaar H. 2009. Putting SEA in context: A discourse perspective on how SEA contributes to decision-making. Environmental Impact Assessment Review 29(3): 200-209. Runhaar H, Driessen PPJ. 2007. What makes strategic environmental assessment successful environmental assessment? The role of context in the contribution of SEA to decision-making. Impact Assessment and Project Appraisal 25(1): 2-14.


210

SELECTED SUMMARIES


211

COMMUNICATION BETWEEN FAMILY MEMBERS AS THE BACKBONE OF A SUSTAINABLE SOCIETY Virge Tamme New media is considered to be a natural environment for the present day youth. Different web platforms allow the young to keep in touch with their peers especially through different social media platforms. Compared to the youth, however, the members of older generations, the ones who have not had a chance to grow up in a society full of technological innovations, are often not as skilled and enthusiastic new media users. Nevertheless, in order to understand the mindset of the young, to stay in touch with each other across the distance, and by doing so diminish this growing generational gap, more and more parents and grandparents have started to engage in new media environments. The findings of the present study indicate that families make daily use of various social media platforms in order to communicate with each other. Furthermore, one of the main reasons why the respondents of this study had started making use of the new media was the growing need to feel part of the community. The importance of the aspect of belonging was especially evident in case of the older members of the family who were motivated to use social media in order to keep in touch with the everyday lives of their children and grandchildren. The youngest members of the family were usually the ones who had introduced the idea of communicating through social media to their family as well as taught the older members of the family how to adjust on these environments. Although some of my young interviewees did not mind sharing the same platforms with their parents and grandparents, others were reluctant in accepting oneâ&#x20AC;&#x2122;s parents as online friends. The findings of the study suggest that communication through various new media environments has become a standard procedure in the everyday communication habits of the families in the sample. These online environments help to unite the family members from different generations and hence have become a crucial place for sharing universal values and beliefs all of which in the name of maintaining the sustainable society.


212

WOODCHIP FUNGI Laura Pärtel Sawdust and mulch used in landscaping were considered as fungal habitat. Various researches reflect the fact that these fungi are less studied in their natural habitat and their origin is unclear. It must be noted that sawdust and mulch are good to colonize due to extra free nutrition. Secondly, the areas are regularly managed. It is noticed that areas with regular disturbance hold more abundant fungal community than areas that are not regularly managed. Agrocybe spp. and Stropharia aurantiaca are the few invasive species that mostly grow on mulch and sawdust. Fieldwork took place in 2010 in Kolgaküla. The site was surveyed on a biweekly basis from May to October. The sawdust-covered trail, where the fungi were recorded and selectively collected, was divided into different parts according to the age and thickness of sawdust. The collected fungi were identified. Throughout the world fungi growing on mulch and sawdust are considered invasive, but no alien species occurred in Kolgaküla. Sawdust and mulch can support diverse fungal communities and unusual species, but in Kolgaküla the fungal community was rather poor. A few saprotrophic fungi were also found on the trail. This means that the Kolgaküla sawdust trail, while somewhat viable, is not the best habitat for the saprotrophic fungi. Also, invasive species are unlikely to find. Further more, locally-produced sawdust also inhibits the growth of invasive species. It is concluded that this subject need yet further study in Estonia and this thesis gives various possibilities for future research.

RELATIONSHIP BETWEEN EOSINOPHILOPOETIC ACTIVITY AND DEVELOPMENT OF ALLERGY DURING INFANCY Mari-Anne Härma Allergic disorders are common worldwide and their frequency is still increasing especially among the children. Childhood allergy usually starts with AD which is associated with later development of asthma. The major feature of allergic disorders, tissue inflammation, is associated with increased number of eosinophils. The tissue-accumulation of eosinophils is associated with various cytokines including haematopoietic growth factors, which play a role in differentiation of eosinophil progenitors. Current study investigated cytokines associated with differentiation of eosinophil progenitors in order to understand the mechanisms beneath the eosinophilopoietic activity in allergy.


213 The study group consisted of 24-month old children, divided into two groups, healthy and AD subjects, from whom peripheral blood samples were collected. The material was processed and cultured in growth medium in presence of various cytokines for 25 days. Differentiated eosinophils were counted and data were analyzed. Our study revealed that SCF has the ability to support eosinophil differentiation in healthy condition and it is inhibited in case of allergy. Our data forwards SCF as an important factor regulating eosinophilopoiesis in health conditions and implies that down-regulation of SCF-related eosinophilopoietic responses may be important in allergy manifestation in the childhood that warrants further investigation. Our study has also pointed out that SCF in combination with SDF-1/IL-3/GM-CSF had the most potent stimulating abilities in healthy conditions and were superior to the combination of IL-5/IL-3/GM-CSF which is currently regarded as the most effective growth factor combination for eosinophil differentiation.

TEXTILES IN ESTONIAN`S WARDROBES IN 2011 Miina Leesment This research was necessary phase for master`s project. Master degree project is figuring out resource based and sustainable design solutions in order to create textiles for garment application in local circumstances (by using its own natural resources, working force and creative capabilities). In order to understand the potential target user`s group needs in their living environment there was an inquiry created. It was carried out by using virtual questionnaire. It was completed by 83 people. From this inquiry important results clarified: which garments were most used and which materials they consisted of. This allows making further conclusions about their characteristics and function adequacy. User inquiry was also rich with information about consumer behavior on taking care of textile objects and on managing textile object after its life. Reuse of clothing is working quite well: many people give their old clothes to their close friends and family members and also to people with small income. People are often starting the new cycle for the old clothing objects by selling their own items. From the inquiry replies occurred that many people also valuate highly materials that have natural origin and which are environmental friendly. The answers left an impression that users associate sustainability and natural origin. Natural origin is unfortunately not the only answer for sustainable textiles. Paradoxically conventional cotton is most used. It has natural origin, but if the end product supplier is not transparent many human health and environmental damaging aspects may occur during various textile manufacturing processes. The more transparent the lifecycle of textile object is, the more sufficiently it is possible to evaluate impact towards the environment.


214 User inquiry also affirmed the assertion that local user`s textile objects are relevant to the local requirements but still in small material variations and are mostly based on either cultivated textile fibres like cotton or non-renewable resources like oil originated polyester for example.

IS THERE A PLACE FOR SUSTAINABLE DEVELOPMENT IN “KALEVIPOEG”? Heidy Meriste Sustainable development and the most important Estonian epic tale „Kalevipoeg“, often regarded as a cornerstone of our nation, come from very different historical backgrounds. At first, it might seem meaningless to speak about sustainable development in the context of “Kalevipoeg”, a piece of literature written more than hundred years ago and talking about time even further away. However, a close reading has proven that actually we can detect there reasonableness in handling of resources and wellbeing of future generations as exactly the same things valued in sustainable development nowadays, proving that old wisdom has not lost its value when dealing with modern problems.

TRENDS IN GAS AND AEROSOL CONCENTRATIONS IN THE UK Riinu Ots This study analyses the annual average concentrations of gases (NH3, HNO3 and SO2) and aerosols (NH4+, NO3-, SO42-) over the United Kingdom for 2000-2010. Emission inventories of SO2, NOx and NH3 were scaled in accordance to NAEI reports. A statistical Lagrangian atmospheric transport model FRAME was used to generate annual average maps of concentrations for aforementioned substances at a 5x5 km resolution. The model was compared to measurements from the UK Acid Gases and Aerosols Monitoring Network. Additionally, the monthly measurement data was analysed to find linear trends and relative decreases for these years. The study showed good correlations between model runs and measurements and significant downward trends in gas and aerosol concentrations for most of the substances in most of the stations.


215

CROSS-BORDER OFFENCES AND ESTONIAN ENVIRONMENTAL CRIMINAL LAW Mattias J천gi The article examines the question if Estonian environmental criminal law makes it possible to punish persons who commit offences against environment outside Estonia. There are two main types of such offences: offences which damage environment in general but not particularly in Estonia and offences against environment which cause consequences at least partially in Estonia. In the first case the Penal Code of Estonia is applicable if the act is a criminal offence in the first degree and if such act causes damage to the environment. According to the Penal Code, criminal offence in the first degree is an offence for which the Code prescribes imprisonment for a term of more than five years. The nomenclature of offences which correspond to these criteria is unclear because no offence in the chapter of offences against environment in the Penal Code is a criminal offence in the first degree. In the case in which offences against environment committed outside Estonia cause at least partially consequences in Estonia, the Penal Code of Estonia is applicable because the Penal Code deems an act to be committed at the place where the consequence which constitutes a necessary element of the offence occurred. The work finds that there is no practical evidence that somebody has been punished under Estonian criminal law for damaging the environment outside Estonia. However, when this need arises, it is too late to improve the Penal Code. Thus, the article concludes that the list of offences which are punishable in Estonia even if their consequences do not damage the environment of Estonia should be clarified because the criterion of causing damage to the environment is too vague.

THE POTENTIAL OF FALL LEAVES AS BIOFUEL Marta Kinnunen Current paper introduces different biofuels used in Estonia and compares them with the theoretical usage of fall leaves as biofuel. The paper also gives a short overview of biofuel trends in the world. The paper is divided into two: a literature overview, as well as a small experimental part to get the burning characteristics of the leaves.


216 The author finds this paper important, because the usage of biofuels increases fast. In 2008 in Estonia renewables held 2,1 % of total electricity consumption, by 2009 it has increased to 6,2 %. Calculations show that the biomass energy potential in the whole world is approximately 2178 EJ. However, 50 EJ of biomass energy is used worldwide every year. Currently, in Estonia, peat and wood is used in different combustion systems. However, by the law, the peat mining in Estonia cannot be increased. On the one hand, it is good for the environment, but on the other hand the existing peat quantities would not meet the demands soon. More alternative ways to produce energy is needed. In this paper, the caloric value of leaves, as well as the fuel moisture and ash content was found. However, the experiments were preliminary and the subject should be researched more thoroughly in the future. There is potential for the research and the possibility to burn all collected fall leaves. What is more, one can add up to 10 % of poorly researched biomass to existing fuel, like wood or peat, in theory leaves and park waste would fall into that category. The caloric value of absolute dry leaves is 20,64 kJ/g. The problem may be with the high moisture of leaves, which can be even more than 35,65 %, depending of the weather while collecting the leaves. Moreover, the absolute ash content of leaves reached up to 9,93 %. It may cause problems or more frequent cleaning while burning in combustion systems. In conclusion, there is a theoretical possibility to use fall leaves as biofuel, however further research is needed.

FEASIBILITY STUDY OF WAVE ENERGETICS INDUSTRY Georgi Karhu

The goal of this feasibility study was to get adequate overview of the wave energetics industry from the angle of investor and developer. To get the answer, my attention was focused on the specific key elements like usable technology and analyze of perspective wave energy market, future of worldâ&#x20AC;&#x2122;s energy politics and wave energy converter realization conception. I find on the basis of analyze that investing and dealing with wave energetics pays off only at areas that are located next to wave energy rich environments (e.g. South-America, South-Africa and New Zealand south coasts). The price and complexity level of the usable technology deserves high attention. Big risks are involved with conflicts of owners (local municipals) and active users (fishermen, surfers) of the coastal waters. Wave energy is one of the most greenest energy resources in the world. The domination of fossil fuels with cheap price level and high heat value set high standards on the wave energy converterâ&#x20AC;&#x2122;s net value and efficiency. In addition, there is felt very strong competitiveness among the raising popularity of waste energy, and bio-, wind- and solarenergy.


217

ORGANICALLY GROWN HIGHBUSH BLUEBERRY (VACCINIUM CORYMBOSUM L.) QUALITY DEPENDING ON A GENOTYPE Kaia Kask The aim of the present work was to find out physical and chemical parameters for evaluating fruit’s quality on different highbush blueberry cultivars, what where grown organically. The hypothesis for the work was that highbush blueberry’s genetical properties are affecting fruits quality when grown organically. The experiment was carried out at five years old plantation Biomari Company (Tartu county, Rõngu munitcipality) where highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.) shrubs are growing under organic farming conditions. Six highbush blueberry cultivars were tested: ´Bluecrop`, ´Bluegold`, ´Duke`, ´Goldtraube`, ´Patriot`, ´Spartan`. During the experiment external and internal colour (inside of a berry), berry’s height, diameter, mass were measured and berry’s shape index was evaluated. For chemical composition dry mass, soluble solids, organic acids, ascorbic acid, phenolic and anthocyanins content were measured. Single berry’s mass was 1,7-3,0 g and the diameter 15-19,1 mm. Experiment concluded that cultivar ´Spartan` had the highest dry mass content and organic acids were higher in ´Bluegold` berries. ´Spartan` had higher ascorbic acid content. Berry’s outer shell colour was lighter in cultivar ´Bluecrop` and inner colour was darker in cultivar ´Duke`. Cultivar ´Spartan` had higher phenolic content and more anthocyanins can be found in ´Bluegold´ berries. Growing organically cultivars ´Bluegold´, ´Bluecrop` and ´Spartan` can give berries, that have more high qualities.

INTESTINAL LACTOFLORA IN ALLERGIC AND NONALLERGIC INFANTS Anna Tisler Development of intestinal microflora is a complex process that begins at birth and lasts about two years. The normal intestinal lactoflora protects against the establishment of various potentially harmful pathogens. Reduced microbial stimulation during infancy and early childhood has been associated with the increasing prevalence of asthma and allergy in children. The aim of this study was to compare the development of intestinal lactoflora in allergic and healthy infants applying molecular methods (sequencing, AP-PCR). Intestinal lactobacilli strains (n=126) originated from fecal samples of 15 healthy and 17 allergic infants. Six species were found: L. casei, L. paracasei, L. fermentum, L. gasseri, L. rhamnosus ja L. plantarum, the most frequent were L. casei


218 (49%), L. rhamnosus (29%) and L. fermentum (10%). Only 3 species were found during the first week of life, each timeline increased the species variety. The most stable species was L. casei. AP-PCR analysis enabled to reveal the persistence of the same strains throughout the time periods. The study revealed some differences between the groups â&#x20AC;&#x201C; healthy infants had less L. rhamnosus than allergic children (p=0.036). Predominant species in allergic children were L. casei and L. rhamnosus, and in nonallergic children L. casei and L. gasseri. However, further prospective studies are needed to clarify the role of gut microbiota in development of immune system and prevention of allergic diseases. In conclusion, the present study gives a good overview of the differences and dynamics of intestinal lactoflora in allergic and healthy infants during first 6 months of life. The results of the present study show also the individuality of their lactoflora.

PARASITE ENERGY OF RESIDENTIAL HOUSES Jaan Niitsoo In residential houses there are many appliances that consume energy even after they are turned off. This consumed energy which does not serve primary purpose of device is called stand-by energy or parasite energy. Aim of this article was to investigate the amount and the characteristics of that parasite energy. Measurements were done at one average household. Results showed remarkable active and reactive power consumption when appliances were switched stand-by or off. Remaining stand-by active and reactive powers were 16,3% and 49,5% respectively and for off regime 5,3% and 13,6%. Simple cost calculations were done to see the economic value of the parasite energy. With some generalizations and today´s prices the cost of parasite energy consumed in residential homes in Estonia was estimated about 25 billion euros per annum. At the end some ideas for mitigation were discussed.


219

DECOMPOSITION OF BIODEGRADABLE BAGS UNDER DIFFERENT ENVIRONMENTAL CONDITIONS OF VERMICOMPOSTERS Jane Peda Intensity of decomposition process depends on several factors. The intensity of growth of microbial community is affected by the temperature, soil humidity, level of pH, amount of oxygen etc. The more appropriate the environmental conditions are for the decomposers, the faster their biomass increases and the quicker is the decomposition process. The purpose was to describe the decomposition of biodegradable bags under different environmental conditions of vermicomposters. Vermicomposting is a simple, environmentally friendly alternative for dealing with biodegradable waste. It uses earthworms and microorganisms to turn organic wastes into high quality compost. Bioplastics can be biobased, biodegradable, or both. Biodegradable plastic bags that can be classified in several different ways (according to the way they degrade and according to the materials they are produced from) are also bioplastics, that can be reused by using vermicomposting. The intensity of the decomposition of biodegradable plastic bags varies among vermicomposters with different environmental conditions. The loss of mass in 40 days was found to be the largest in vermicomposter in which feeding and moisturising with Vermicomposting Tea, was used. In 70 days the loss of mass was found to be the largest in vermicomposter in which water was used for moisturising. Under the period of 40 days the loss of mass was the smallest when feeding and moisturising with water was implemented and, under the period of 70 days the loss of mass was found to be the smallest in vermicomposter which feeding and moisturising with Vermicomposting Tea was used. The general activity of microbial community was found to be the highest in 70 days in vermicomposter in which feeding and moisturising with Vermicomposting Tea was used. In addition, the highest level of soil microbial biomass determined by substrate induced respiration (SIR) became apparent in that vermicomposter. The general activity of microbial community was the lowest in 70 days in vermicomposter where moisturising with water was used and soil microbial biomass determined by substrate induced respiration (SIR) was the lowest in vermicomposter where Vermicomposting Tea was used for moisturising. The results clearly demonstrate that the intensity of the degradation of bioplastic bags is affected by environmental conditions. Several factors (soil humidity, pH-level, amount of oxygen) are important, but according to the findings, it can be concluded that bioplastic bags decay the fastest when the environmental conditions are propitious (optimal level of soil moisturising and pH, sufficient amount of oxygen, high activity of microbial community).


220

EFFECT OF POLYDOPAMINE ON BIOLOGICAL MEMBRANE MODELS IN CAPILLARY ELECTROCHROMATOGRAPHY Kaia-Liisa Habicht The aim of this study was to estimate if polydopamine can be used as an adhesive layer in the preparation of biological stationary phases in OT-CEC. The influence of coating time, coating solution freshness, temperature, capillary diameter, dopamine hydrochloride concentration and repetition times on the polydopamine layer was studied. The performance of the polydopamine coating was monitored by measuring EOF in coated capillaries. After polydopamine coating the second layer material (cell membrane solutions, mitochondria, lipids) was inserted into the capillary and the performance of these double-coated capillaries was compared with capillaries containing biological material directly attached to the wall. The results showed that polydopamine can be used as an adhesive layer for attaching biological material on capillary wall and therefore the performance of the double-coated capillary is better (compared with capillaries which had biological material directly attached to the wall). The optimum coating time for polydopamine is 5 hours with fresh 6 mg/ml dopamine solution at 25째C. The thickness of the polydopamine coating did not have marked impact on the secondary coating. Experiments with test analytes showed that double-coated capillaries can be used to study membrane-drug interactions.

ANALYSIS OF THE SUPER-EXPONENTIAL GROWTH OF WORLD POPULATION AND ECONOMY Piret Avila Empirical data suggests that the human population has grown super-exponentially for the past 2000 years. The super-exponential growth is the property of dynamical systems exhibiting endogenous nonlinear positive feedback. Based on the wide range of empirical evidence on global and local scale, we assume a strong correlation between the dynamics of population growth and the human technological innovations. A mathematical model has been devised to describe the dynamics of super-exponentially growing population with stochastic fluctuations. These fluctuations can be of environmental origin or can arise from the inherent fluctuations within the demographics. The


221 noise has been assumed to act on the growth rate multiplicatively and is assumed to be Gaussian white noise à la Stratonovich. An analysis of the stochastic superexponential growth model is presented. The exact analytical formulae for the conditional probability density of the population size and the first and second moments of population size are presented. We have also calculated the probability density of the population’s lifetime, and the higher moments of the population size, as well as the population’s prospective lifetime. Interpretations of the results are discussed.

INTERACTIONS BETWEEN WATER RELATIONS AND ECOPHYSIOLOGICAL PARAMETERS IN WOODY SPECIES Gristin Rohula My aim was to study nocturnal and diurnal water relations and gas exchange in 20 tree and shrub species from different habits to investigate interactions between water relations and ecophysiological parameters. We found strong relationship between nocturnal and daily stomatal conductance and transpiration rate. Night-time stomatal conductance and transpiration rate occured in all investigated species. The previous assumption of stomatal closure during the night is not correct. The intensity of the net-photosynthesis and the concentration of leaf nitrogen were closely related to the daily and nocturnal transpiration rate. The nocturnal water loss increased the net-photosynthesis and supported rapid growth. The highest night-time stomatal conductance and transpiration had occured in dwarf birch and in silver birch. These species are fast-growing, light-requiring, as to soil nutrient and as to water content unassuming. It also seems that nocturnal water loss is a species-specific characteristic. Nocturnal transpiration can be adaptive strategy.


222

THEREâ&#x20AC;&#x2122;S LITTLE IN COMMON BETWEEN COMPACT FLUORESCENT LIGHT BULB AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT Tarmo Koppel As within the Estonian society, so as within other European countries, a discussion is rising, whether banning incandescent light bulbs by the EU was indeed a right move. The aim of this article is to give an overview of the problematic aspects of compact fluorescent light bulbs (CFL). In the course of the article, the author will present arguments in light of which one should prefer other lighting technologies instead of CFLs. The article is not only about theoretical reasoning but also presents test measurements, conducted by the author that will support his claims. The author sets a quest for the search for suitable successor for the yet banned incandescent light bulbs. The framework presented in this article helps the author to determine two best alternatives for the imposed compact fluorescent light bulb: they are 1) halogen light bulb and 2) LED-bulb. The article expresses positive notes, making a contribution to the future technological developments in LED-technology. The author concludes that for the time being the best available lighting solution is halogen light bulb.

THE IMPACTS OF THE NORD STREAM GAS PIPELINE ON THE BALTIC SEA IN VIEW OF SUSTAINABLE DEVELOPMENT Aleksander Lott The Nord Stream transboundary submarine pipeline, significant for its impact on the European Unionâ&#x20AC;&#x2122;s energy policy, has been a heavily debated issue in the Baltic Sea region during the past decade. This is partly due to the concerns over the effects that the pipeline might have on the Baltic Sea as a particularly sensitive large marine ecosystem. In this manuscript the author focuses on the issue from the viewpoint of the United Nations Convention on the Law of the Sea legal framework and some of its related treaties. It illustrates a polemical topic arising in international environmental law, i.e. the obligation to consider alternatives in the course of an Environmental Impact Assessment. The precedential transboundary EIA conducted by the Nord Stream consortium demonstrated the importance of including all reasonable alternatives, as provided in


223 Appendix II(b) to the Espoo Convention, in the assessment in order to safeguard an indisputable acceptance to a proposed project. The present author maintains that in determining whether a particular alternative should be considered as reasonable and subject to Appendix II(b) of the Espoo Convention, the alternativeâ&#x20AC;&#x2122;s cost-effectiveness, the ecosystem approach, the precautionary principle and the principle of sustainable development may be regarded as the principal indicators. Based on these criteria and taking into account the sensitiveness of the Baltic Sea marine environment the landbased alternative of the Nord Stream submarine pipeline should have been included in the transboundary EIA documentation. In broader terms, this manuscript presents an explanatory study of matters mostly related to sustainable development, the precautionary principle and the ecosystem approach.

ENVIRONMENTAL IMPACT ASSESSMENT IN DETAIL PLANNING: SOME INSIGHTS FORM RURAL MUNICIPALITIES Lauri Lihtmaa According to the law, local governments can abandon the environmental impact assessment (EIA) if the screening shows that the requested action has no significant environmental impact. As a result, there will not be a parallel process of strategic environmental assessment (SEA) within the decision making to mitigate the effects of the realization of the spatial plan. However, it is obvious that even those spatial plans that are not classified as having a significant impact, have firm and clear impact. To ensure the sustainable development, the negative impact of the planned activities should be minimal. Thus, there is a problem of how to mitigate the impact at the local level without specifically assessing the environmental impact. This article is a discussion about the purpose of the SEA in preparing local plans (detail plans). Keeping the exploratory research strategy in mind, the qualitative research methodology is chosen. Semi-structured expert-interviews were conducted in the three municipalities of Tartu County with planning and environmental specialists. The results show that the specialists of the local authority were critical about the overall process of EIA and were convinced that the SEA process is not suitable to be used for the level of detail planning. Therefore, the initiation of the SEA in practice is generally abandoned. It follows that the screening of SEA is treated as a formal obligation and it is not considered necessary to carry it out. Local governments have not developed clear sustainability measurement tools for planning. As the results show, mostly due to the complexity of the concept of sustainability, it remains vague for the specialists to define and implement it in the planning practice.


TalveAkadeemia 2012


SUURTOETAJAD

KIK

KESKKONNAINVESTEERINGUTE KESKUS

TOETAJAD

KORRALDAVAD ORGANISATSIOONID

KORRALDAVAD ÜLIKOOLID


226

TalveAkadeemia kogumik 10/2012

TalveAkadeemia kogumik 10/2012 | WinterAcademy Scientific Article, publication 10/2012  

TalveAkadeemia teaduslike lühiartiklite konkursile esitati sel aastal 24 tööd neljas valdkonnas: loodusteadused ja tehnika, bio- ja keskkonn...

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you