Abstract In Finland there is a food monitoring program which has found elevated dioxin and polychlorinated biphenyl concentrations in the muscle of semi-domesticated reindeer (Rangifer tarandus tarandus) calves. This led to further research on the concentrations of persistent organic pollutants in reindeer muscle, liver, and other internal organs. The research was further expanded on wild moose (Alces alces) muscle and liver. The main objective of this thesis is to increase knowledge of polychlorinated dibenzo-p-dioxin (PCDD), polychlorinated dibenzofuran (PCDF), polychlorinated biphenyl (PCB), and polybrominated diphenyl ether (PBDE) pollution levels in the Finnish terrestrial environment, and in semi-domesticated reindeer and wild moose in particular. The research gives information of exposure conditions in the reindeer’s food chain, as well as species differences and individual variation in accumulation and distribution of pollutants in reindeer and moose. Local differences between the contaminant concentrations were explored. Toxic equivalencies (TEQs) set by the World Health Organization (WHO) of PCDD/Fs and PCBs were calculated in order to assess the validity of selling reindeer and moose tissue. It was observed that there is a species-, individual-, and tissue-specific accumulation of dioxins, dioxin-like PCB, and PBDE compounds in reindeer and moose. Varying exposure conditions mainly explain the differences, although taking into account the age of an individual animal, its metabolic patterns have a role, too. Reindeer placenta and milk proved to be important factors in the transporting of compounds from hind to calf. The highest PCDD/F and PCB concentrations (as WHO-TEQs) were observed in reindeer calves in the study area in which animals are fed in natural pastures only. Despite the findings, it was concluded that it is safe to eat reindeer and moose meat since the concentrations of dioxins and dioxin-like PCBs in the muscle are relatively low, and because of the low fat content in these animals. Reindeer liver, for its part, had quite a lot of dioxin-like compounds that may compromise its safety as food, at least on a regular basis. The study shows that Finnish semi-domesticated reindeer and wild moose are good indicator species of POP contamination in a terrestrial environment, reindeer describing the situation in northern parts of the country especially. / Tiivistelmä Suomalaisessa ruokamonitorointitutkimuksessa löydettiin kohonneita dioksiinien ja polykloorattujen bifenyylien pitoisuuksia puolivillin poron vasojen lihaksista. Se johti lisätutkimuksiin pysyvien orgaanisten yhdisteiden pitoisuuksista poron lihaksessa, maksassa ja muissa sisäelimissä. Tutkimus laajeni koskemaan myös hirven (Alces alces) lihasta ja maksaa. Väitöskirjatyö lisää tietämystä polykloorattujen dibentso-p-dioksiinien (PCDD), polykloorattujen dibentsofuraanien (PCDF), polykloorattujen bifenyylien (PCB) ja polybromattujen difenyylieettereiden (PBDE) pitoisuuksista suomalaisessa maaympäristössä ja erityisesti porossa ja hirvessä. Tutkimus antaa tietoa yhdisteille altistumisesta sekä viitteitä lajien- ja yksilöiden välisistä eroavai¬suuksista yhdisteiden kertymisessä ja niiden jakaantumisessa eri kudosten välillä. Alueellista vaihtelua yhdisteiden pitoisuuksissa selvitettiin myös. Maailman terveysjärjestön (WHO) asettamia PCDD/F- ja PCB-yhdisteiden toksisuusekvivalenttiarvoja (TEQ) tarkasteltaessa pystyttiin arvioimaan kemiallista elintarvikekelpoisuutta suhteessa EU:n antamiin sallittuihin pitoisuuksiin. Työssä havaittiin laji-, yksilö-, ikä- ja kudosspesifistä dioksiinien, dioksiinienkaltaisten PCB- ja PBDE-yhdisteiden kerääntymistä porossa ja hirvessä. Tämä on todennäköisimmin seurausta vaihtelevasta altistumisesta yhdisteille, mutta myös lajien metabolisissa toiminnoissa yksilön eri ikäkausina voi olla eroavaisuuksia. Poron istukan ja maidon havaittiin olevan tärkeitä yhdisteiden kulkeutumisessa emolta sikiölle ja vasalle. Korkeimmat dioksiinien ja dioksiinien kaltaisten PCB-yhdisteiden konsentraatiot (WHO-TEQ-pitoisuuksina) havaittiin poron vasoilla tutkimusalueella, jossa eläimet olivat laiduntaneet ainoastaan luonnonlaitumilla. Huolimatta havaituista haitta-ainepitoisuuksista todettiin, että sekä luonnostaan vähärasvaisen poron että hirvenlihan syönti on turvallista suhteellisen alhaisten dioksiinien ja dioksiininkaltaisten PCB-yhdisteiden pitoisuuksien perusteella. Poron maksa puolestaan sisälsi melko korkeita dioksiinien kaltaisten yhdisteiden pitoisuuksia, mikä voi vaikuttaa sen turvalliseen käyttöön elintarvikkeena ainakin usein syötynä. Suomalainen puolivilli poro ja villi hirvi sopivat hyvin POP-kontaminoitumisen indikaattoreiksi maaympäristössä; poron erityisesti kuvaten tilannetta maan pohjoisosissa.

Environmental change is a fact in today’s society. Temperatures are increasing around the world. A reason for this is thought to be an increase in emissions of carbon dioxide and other hazardous substances.To reduce the load on the environment, it is important that each and every one of us works towards a greener planet. A simple and effective way to reduce the strain on the planet is by recycling. In this project, we have designed a product that will facilitate and streamline recycling.The product uses the microcontroller ATMega328P, whose task is to measure and inform about filling levels in recycling containers with the help of ultrasonic sensors. This data will then be transmitted with GPRS for further processing.The product has a transmitter and a receiver part. The transmitter part amplifies a PWM signal before it is transmitted. The ultrasonic waves reflect against an object before it gets picked up by the receiver part. The receiver part filters and amplifies the reflected signal which is then used to calculate the distance to the object. To make sure that it is the correct distance, the outdoor temperature is used for the calculations.It is a battery-powered product that is designed to withstand extreme temperatures and have a long battery life without allowing the price to be too high. The product is small, compact and discrete product because everything but the GPRS module sits on a 5x5 cm printed circuit board. The product is also cheap. The most expensive parts are the batteries. By making them easily exchangeable it allows for cheaper batteries to be used and therefore also makes the product as a whole cheaper.Through measurements of the needed data the product can streamline the logistics and management of recycling. The users of the product can through this gain an economical and environmental profit.KeywordsUltrasonic, sensor, low energy, battery, microcontroller, transistor amplifier, PCB, GPRS, sustainability, M2M, Internet of things. / Miljöförändringar är ett faktum i dagens samhälle. Det sker temperaturökningar runt om i världen. En anledning tros vara ett ökat utsläpp av koldioxid och andra miljöfarliga ämnen i naturen.För att minska belastningen på miljön är det viktigt att varje individ arbetar mot en grönare planet. Ett enkelt sätt att minska belastningen på planeten är genom att återvinna. I detta projekt har vi konstruerat en produkt som ska underlätta och effektivisera återvinning.Produkten använder mikrokontrollern ATMega328P, vars uppgift är att mäta och informera om fyllnadsnivåer i behållare med hjälp av ultraljudsensorer. Denna data sänds sedan ut med en GPRS-enhet för vidare behandling.I produkten finns en sändardel som förstärker en PWM-signal innan den sänds ut från produkten. Ultraljudsvågen reflekteras mot ett föremål och mottas sedan av mottagardelen i produkten, som sedan filtrerar och förstärker den reflekterade signalen. Produkten kan sedan beräkna avståndet till föremål genom en mätning och kalkylering av temperaturen på omgivningen och data från ultraljudsmätningen.Produkten är batteridriven och är anpassad för att tåla extrema temperaturer samt ha en lång batterilivslängd utan att priset rinner iväg. Produkten är liten, kompakt och diskret eftersom allt utom GPRS-modulen sitter på ett 5x5 cm kretskort. Produkten är också billig. Batterierna är de dyraste på produkten. Genom att göra batterierna utbytbara tillåter det för användande av billigare batterier, vilket också gör att produkten som helhet sjunker i pris.De noggranna mätningarna kan genom data som samlats in och distribuerats, effektivisera logistiken och hantering kring återvinning. Användarna av produkten kan genom detta tillhandahålla en ekonomisk och en miljömässig vinst.

Structural health monitoring (SHM) is damage detection strategy for aerospace, civiland mechanical infrastructure. This project tries to show that Lamb waves, that are being generated and sensed with piezoelectric transducers, can be used for damage detection in a SHM system. For these piezoelectric transducers to work, filtering and amplification circuits needs to be connected to them. This report include the design,simulation, assembly and testing of these circuits. Due to lack of time, it was not possible to generate and sense actual Lamb waves. The result of the thesis is thatsimulations and tests show that it is possible to generate and sense Lamb waves for damage detection in a SHM system / Structural health monitoring (SHM) är en skadedetekteringsstrategi för flyg-,civil- och mekanisk infrastruktur. Detta projekt försöker visa att Lambvågor, som genereras och avkänns med piezoelektriska givare, kan användas för skadedetektering i ett SHM-system. För att dessa piezoelektriska givare ska fungera krävs att filtrerings- och förstärkningskretsar är anslutna till dem. Denna rapport inkluderar design, simulering, montering och testning av dessa kretsar. På grund av tidsbrist var det inte möjligt att generera eller avkänna Lambvågor. Resultatet av examensarbetet är att simuleringar och tester visar att det är möjligt att generera och avkänna Lambvågor för skadedetektering i ett SHM-system.

Verktyg som analyserar och detekterar problem på ett trefasnät kan spara tid och minska energiförbrukningen för industrin. Dagens utbud av trefasloggers har antingen ett mycket högt pris eller begränsad funktionalitet. Det här examensarbetet undersökte huruvida en prototyp för en trefaslogger med transientdetektering kunde produceras och säljas för under 4000 SEK. Arbetet innebar i huvudsak elektronikutveckling. Utifrån funktionsundersökningar planerades hårdvaran och komponenter valdes, varpå fullständigt kretsschema och PCB-ritning utvecklades. Resultatet visade att en trefaslogger med transientdetektering kunde tillverkas och säljas för cirka 3300 SEK inkluderat 25% försäljningsmarginal. Arbetet utfördes hos Motion Control i Västerås på efterfrågan av ABB Robotics. / Tools that can analyse and detect problems on a three-phase grid can save time and decrease energy consumption in the industry. The range of products available on today’s market either comes with a steep price, or limited functionality. This thesis examined the possibility of developing and producing a three-phase logger with transient detection, that could be sold for less than 4000 SEK including sales margin. The work mainly consisted of hardware development. The choice of hardware emanated from function analyses, whereupon a complete schematic and PCB-design was developed. The result showed that a three-phase logger with transient detection could be produced and sold for approximately 3300 SEK, including a 25 % sales margin. The thesis was done at Motion Control in Västerås at the request of ABB Robotics.

This master thesis addresses the development of an automatic numerical tool for thermal analysis, focusing on thermal systems comprising a printed circuit board assembly and cooling case structure. The project, conducted in collaboration with Unibap, aims to enhance the design process of space computer modules by automating middle steps between design software and thermal analysis results. The numerical tool employs the lumped parameter method, implemented in Python, as an alternative to traditional finite element analysis to efficiently generate thermal results. Informed decisions can be made using the tool regarding case-cooling and the selection of components requiring cooling, thus optimizing manufacturing costs and design complexity. The project results in the successful development of the automatic numerical tool. A unique method to derive values for thermal resistance within the case structure is also utilized. Though experimental test results for verification are pending, the functionality of the tool is presented along with results from a thermal analysis where it is used.

KTH is funding a project whose goal is to send a satellite into space. This project is called MIST (Miniature Student Satellite) which is assembled by a team of students at KTH. On the satellite there are experiments that are invented by other teams, in two of those experiments a power supply is required. This thesis is a technical investigation on how to design the power supply to both of those experiments, which are called SiC and Piezo LEGS. Piezo LEGS will investigate how their nanosized motors will behave and function in a space environment. SiC will investigate how their silicone carbide transistors will be affected by the space environment. A team made of four other students was selected to produce SiC experiments and a PCB in which this work is included. A literature study was done to get a better understanding of how power supplies work and to know how to select a good power supply. When the power supplies were selected they were simulated to meet the requirements. The next step was to do a Printed Circuit Board(PCB) for the SiC experiment and Piezo LEGS to be able to test the power supplies functionality in the physical world. Both of the converters reached the required output and characteristics working on their respective PCB. More time is needed for long time testing and optimization on the PCB layouts. / MIST (Miniature Student Satellite) är ett av KTH subventionerat projekt vilket har som mål att skicka upp en satellit i rymden. Projektet kommer omfatta flera olika experiment. Piezo LEGS ska undersöka en motors funktionalitet i rymdmiljö. SiC ska undersöka hur Silicon carbide halvledare och transistorer påverkas av rymdmiljön. Båda experimenten kräver varsin strömförsörjning för att fungera. Detta projekt ska undersöka kraven på strömförsörjning samt testa prototypen av ett kretskort för densamma. Först genomfördes en förstudie av de två typer av regulatorer som vanligtvis används som strömförsörjning, den linjära regulatorn och switch-mode regulatorn för att förklara olika strömförsörjningsteknologier, samt ta reda på de olika miljökraven. Baserat på förstudiens resultat erhölls kunskap för hur tester ska tas fram för funktionalitet av regulatorerna så att de når kraven för MIST för att sedan kunna producera de båda regulatorerna. Målet är att resultatet av simuleringarna på strömförsörjningen ska stämma överens med utfallet av kretskorten som produceras. Mätningar genomfördes på prototyp kretskort som visade att simuleringarna var korrekta och gav strömförsörjningen rätt resultat på kretskorten. Några av funktionerna på regulatorerna hann ej testas på grund av tidsbrist och mycket framtida arbete kvarstår.

Rapporten beskriver ett examensarbete som har genomförts hos Scania R&D. Målet har varit att testa om det är möjligt att använda JTAG för kontroll av Ball Grid Array på komponenter som sitter på kretskort. Vanliga mätmetoder kan inte användas med mindre än att man separerar komponenten från kretskortet. Det som framkommer är att JTAG kan användas för att kontrollera Ball Grid Array samtidigt som kretskortet finns i ett så kallat temperaturchockskåp (som används för att testa hur utrustning och komponenter reagerar vid snabba temperaturändringar). Svårigheten består att den flatkabel som för över signaler mellan dator och kretskort är så lång att arrangemanget blir störningskänsligt. Detta kan lösas med en Extender som förstärker signalen så att kabeln kan vara längre än 0,5 meter. Resultat visar att JTAG kan användas med kretskort som befinner sig i temperaturchockskåpet. Målet har även varit att utveckla en kontrollmetod för att kontrollera att det kretskort som levereras till Scania uppfyller kraven i ISO 26262. För att kunna kontrollera om en leverantör uppfyller ISO 26262 behövs dokumentation som verifierar att produkten utvecklats i enlighet med ISO 26262. I ISO standarden finns det tolv delar som beskriver kraven på produkten. I rapporten har fokus lagts på delen som handlar om hårdvara. Ingen kontrollmetod har kunnat utvecklats då ISO standarden var mer omfattade än väntat.

Modern societies produce large quantities of municipal solid waste (MSW), which is commonly disposed of by incineration. This has several advantages: it reduces the waste’s volume and sterilizes it while also enabling energy recovery. However, MSW incineration has some notable disadvantages, the most widely debated of which is probably the production and release of persistent organic pollutants (POP) such as polychlorinated dibenzofurans (PCDF), dibenzo-p-dioxins (PCDD), biphenyls (PCB) and naphthalenes (PCN). Of the 210 PCDF and PCDD congeners, 17 are toxic, with hormone-disrupting and carcinogenic properties. Twelve of the 209 PCB congeners and at least 2 of the 75 PCN also exhibit such properties. These POP form in the post-combustion zones of MSW incineration plants and are removed from the flue gas using filtering devices that trap them in the fly ash This thesis concerns the formation and degradation of POP in processes related to MSW incineration. The first paper describes a case study in which PCDD were forming in filters designed to remove them from flue gases, causing emission-related issues in a full-scale MSW incineration plant. It was shown that the PCDD formation was probably due to chlorophenol condensation on the filters’ surfaces. The second paper describes the validation of a cooling probe designed to prevent POP formation during high temperature (>450 °C) flue gas sampling. The results obtained also confirmed that PCDF and PCDD formation takes place at temperatures below 600 °C. In the third paper, three different fly ashes were subjected to thermal treatment under an inert atmosphere in a rotary kiln and in sealed ampoules at 400 °C. The concentrations, degrees of chlorination and congener profiles of the POP in the treated ashes and emitted gases were compared to those for the untreated ashes. The trends observed for PCDF mirrored those for PCN, while the trends for PCDD closely resembled those for PCB. The PCDF congener profiles of the kiln ash were similar regardless of the initial ash composition, suggesting that the mechanisms of PCDF formation were similar in all cases. The fourth paper describes the surface characterization of the three fly ashes studied in paper three by SEM, EDX, XPS and XRD. In addition, the thermal desorption and subsequent degradation of POP from the ashes was studied at temperatures of 300-900 °C. The composition of the gases released as the temperature increased differed between the ashes and depended on their composition. Doping experiments using isotopically labelled PCDF and PCDD suggests that PCDD desorbed at lower temperatures than PCDF. This thesis examines several problems relating to POP formation during MSW incineration, from sampling to the ultimate fate of incineration residues. The results obtained illustrate the wide range of processes that contribute to thermal POP formation and degradation during and after MSW incineration. / Förbränning av hushållssopor är en vanlig metod för att hantera ett växande avfallsproblem. Metoden har flera fördelar, såsom minskning av volym och vikt, sterilisering och energiåtervinning. Sopförbränning har dock vissa nackdelar och det mest debatterade är sannolikt utsläpp av persistenta organiska föroreningar (POPs) som polyklorerad dibensofuran (PCDF), dibenso-p-dioxin (PCDD), bifenyl (PCB) och naftalen (PCN). Det finns totalt 210 PCDF- och PCDD- kongener, med mellan ett till åtta klor på kolskelettet, varav 17 är giftiga med hormonstörande och cancerframkallande egenskaper. Även tolv av totalt 209 PCB-kongener samt minst två av totalt 75 PCN-kongener uppvisar liknande egenskaper. Dessa klorerade organiska föroreningar bildas då rökgaserna kyls ner i sopförbränningsanläggningarna och avlägsnas från rökgaserna med hjälp av filter och hamnar i flygaskan. Denna avhandling handlar om bildning och nedbrytning av POPs i sopförbränningsrelaterade processer.   Den första artikeln är en fallstudie där PCDD bildas i filtren i en fullskalig sopförbränningsanläggning. Bildningen ledde till förhöjda halter organiska föroreningar i rökgaserna, vilket ledde till ökade utsläpp. Den funna bildningsvägen för PCDD i filtren befanns sannolikt bero på kondensation av klorfenoler på filterytorna. Den andra artikeln är en valideringsstudie av en kylprob avsedd att användas vid rökgasprovtagning vid hög temperatur (> 450 °C) för att undvika bildning av POPs under provtagningen. Studien bekräftade att majoriteten av PCDF- och PCDD- bildning i rökgaser från sopförbränning sker vid temperaturer under 600 °C. I den tredje artikeln berättas om behandling av tre olika flygaskor från olika sopförbränningsanläggningar. Askorna behandlades vid 400 °C i inert atmosfär i både en roterugn och i förseglade ampuller. De resulterande koncentrationerna, kloreringsgraderna och kongenprofilerna av de organiska föroreningarna jämfördes. Likheter hittades mellan PCDF och PCN, medan PCDD och PCB betedde sig på ett annat sätt. Studien fann också att PCDF kongenprofiler i aska som behandlats i roterugnen liknade varandra, oberoende av askornas sammansättning, vilket tyder på en liknande bildningsväg. För den fjärde artikeln, genomfördes ytkarakterisering (SEM, EDX, XPS och XRD) på de tre flygaskorna från artikel tre som sedan hettades upp från 30 °C till 900 °C i vacuum. Det som frigjordes på grund av uppvärmningen samt nedbrytningsprodukter från askorna studerades med hjälp av masspektrometri och infraröd spektroskopi. Studien fann att de gaser som frigjordes när temperaturen ökade skilde mellan askorna, beroende på deras sammansättning. Studien fann också att när aska dopad med isotopmärkt PCDF och PCDD utsattes för samma behandling, frigjordes PCDD vid lägre temperatur än PCDF. Denna avhandling berör flera aspekter av problematiken kring klorerade organiska föroreningar som bildas vid sopförbränning, från provtagning till hur man ska hantera flygaskan. Avhandlingen belyser även olika typer av bildning och nedbrytning av POPs i varma processer kopplade till sopförbränning.

<p>Persistent organic pollutants (POPs) is a group of chemicals that are toxic, undergo long-range transport and accumulate in biota. Due to their persistency the distribution and recirculation in the environment often continues for a long period of time. Thereby they appear virtually everywhere within the biosphere, and poses a toxic stress to living organisms. In this thesis, attempts are made to contribute to the understanding of factors that influence the distribution of POPs with focus on processes in the marine environment. The bioavailability and the spatial distribution are central topics for the environmental risk management of POPs. In order to study these topics, various field studies were undertaken. To determine the bioavailable fraction of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs), polychlorinated naphthalenes (PCNs), and polychlorinated biphenyls (PCBs) the aqueous dissolved phase were sampled and analysed. In the same samples, we also measured how much of these POPs were associated with suspended particles. Different models, which predicted the phase distribution of these POPs, were then evaluated. It was found that important water characteristics, which influenced the solid-water phase distribution of POPs, were particulate organic matter (POM), particulate soot (PSC), and dissolved organic matter (DOM). The bioavailable dissolved POP-phase in the water was lower when these sorbing phases were present. Furthermore, sediments were sampled and the spatial distribution of the POPs was examined. The results showed that the concentration of PCDD/Fs, and PCNs were better described using PSC- than using POM-content of the sediment. In parallel with these field studies, we synthesized knowledge of the processes affecting the distribution of POPs in a multimedia mass balance model. This model predicted concentrations of PCDD/Fs throughout our study area, the Grenlandsfjords in Norway, within factors of ten. This makes the model capable to validate the effect of suitable remedial actions in order to decrease the exposure of these POPs to biota in the Grenlandsfjords which was the aim of the project. Also, to evaluate the influence of eutrophication on the marine occurrence PCB data from the US Musselwatch and Benthic Surveillance Programs are examined in this thesis. The dry weight based concentrations of PCB in bivalves were found to correlate positively to the organic matter content of nearby sediments, and organic matter based concentrations of PCB in sediments were negatively correlated to the organic matter content of the sediment.</p>

The aim of this study was to investigate a potential impact of the old polychlorinated biphenyls (PCBs) dump on their occurrence in Bezdrevsky stream basin. Wastes, containing PCBs, were illegally stored in the area of ex-agrochemical factory in Lhenice village. Six localities were chosen for sampling by the method of integrative passive samplers SPMD, which provides more valuable information about contamination than commonly used grab samples. Passive samplers were exponated for 18 days in June 2017. The samples extraction was performed at the Laboratory of environmental chemistry and biochemistry (Faculty of fisheries and protection of waters), followed by clean up and preparation of these extracts for analysis with gas chromatograph coupled to tandem mass spectrometer (GC-MS/MS). Obtained data on PCBs amount in the samples were recalculated to their concentration in water. Concentration of seven indicator PCBs congeners (PCB 28 + 31, PCB 52, PCB 101, PCB 118, PCB 138, PCB 153 a PCB 180) was determined. These congeners are typical for technical PCBs mixtures which were produced in Czechoslovakia in the past. From their relative abundance, the potential source and an age of the contamination were estimated. Their total sum indicated significant exceedance of the limit only for the first locality, in the reservoir draining the dump area. There was found the concentration of 100 ng.l-1 of the 7 indicator PCBs sum. Concentrations at other localities complied with required limits and varied between hundredths to tenths of ng.l-1. In comparison with older data acquired from this area, the concentration at the first locality did not change, whereas PCBs concentration at the second and third locality downstream is currently lower than in past. Our data were compared to the latest data of PCBs concentrations in selected localities in CZ, which were received from Czech hydrometeorological intitute. From measured values can be stated, that the basin of Bezdrevsky stream and its fish pond system are not endangered by the presence of PCBs. Only two localities situated near the source of PCBs are comparable with localities in CZ which are influenced by the long term industry presence.