Pastaruoju metu nevengiama pabrėžti, kad keičiasi valstybių saugumo pobūdis ir grėsmių specifika – dažnai ir išsamiai kalbama apie tradicinių, karinių grėsmių reikšmės sumažėjimą ir naujo tipo grėsmių atsiradimą. Dar visai neseniai ryšys tarp energetikos ir užsienio bei saugumo politikos nebuvo nei toks akivaizdus, nei taip stipriai akcentuojamas. Tačiau per pastaruosius kelerius metus tarptautinė situacija dėl energijos apsirūpinimo smarkiai pasikeitė. Garantuotas energetinių išteklių tiekimas stabiliomis kainomis tapo rimta tarptautinių santykių problema. Europos Sąjungos priklausomybė nuo Rusijos energijos šaltinių ypač padidėjo. Jau šiuo metu apie 40 procentų dujų ir apie trečdalį naftos daugelis ES �����alių gauna iš Rusijos, kitos, sakykim, Lenkija ar Baltijos valstybės, – dar daugiau. Lietuva jau ir šiandien yra per daug priklausoma nuo Rusijos energetinių išteklių, o kai bus uždaryta Ignalinos atominė elektrinė, priklausomybė nuo išorinių šaltinių - o tai reiškia, nuo Rusijos - dar padidės. Rusijai ir Vokietijai Baltijos jūros dugnu nutiesus Šiaurės Europos dujotiekį, Lietuva taps dar labiau izoliuota Europos „energetinė sala”. ES nesugeba suformuoti vieningos ES energetinės politikos Rusijos atžvilgiu, nes dauguma ES narių vis dar yra linkusios palaikyti joms palankų dvišalį dialogą su Rusija, neretai neatsižvelgdamos į kaimyninių valstybių ar ES interesus plačiąja prasme. Dėl to atskirų ES valstybių energetinė priklausomybė nuo Rusijos yra linkusi didėti. Tuo pačiu... [toliau žr. visą tekstą] / Energy security is, at its essence, an issue of national security. Due to the power that energy-producing states have relative to transit and consumer countries, energy security must be understood in terms of geopolitics. The gas cutoff to Ukraine on January 1, 2006 is often called a “wake-up moment” for Europe, in other words, the point at which Europeans became aware of their over-dependence on Russian gas. Recognizing the risk, that East and Central Europe countries will have difficulty resisting Russian political and economic pressure, US Vice President Dick Cheney underlined on May 4 at the 2006 Vilnius Conference that “No legitimate interest is served when oil and gas become tools of intimidation or blackmail, either by supply manipulation or attempts to monopolize transportation.” That said, and while countries ranging from Central Asia to the Baltic Sea want to diversify their sources away from Russia, to date, there is still no coherent energy security policy in Europe or the US. Despite some recent efforts, a real common energy strategy of the European Union is still in the making. Every single EU-member has therefore opted for bilateral policies towards energy exporters in order to tackle mounting energy demands at a time when global hydrocarbon resources are slowly but steadily being depleted. Europe is wedged between energy producers in the North Sea, North Africa and the Middle East, but Russia has come to be one of the most interesting exporters of energy to... [to full text]

This thesis presents a comparison of conventional agriculture and Ecological Recycling Agriculture (ERA) in terms of their environmental and socio-economic effects. Environmental effects include greenhouse gas emissions and energy use but the focus is on leakage of nutrients. Socio-economic effects include production, costs and benefits at macro, firm and household levels. The comparison is made at regional (Baltic Sea), national (Swedish) and local (Järna community/Södertälje municipality) levels. At regional level the main challenge is to transform agricultural production in an environmentally friendly direction and reduce nutrient loads while sustaining food production. At national level the challenges are to shift the product mix towards more vegetables and less meat, and to address the geographical division of animal and crop production. At local level the challenge is to achieve sustainable rural development in environmental, economic and social terms. Results: at regional level the empirical findings were scaled up to calculate three scenarios. A scenario where the agriculture sectors of Poland and the Baltic States transform in such a way that their structure and use of resources resembles the Swedish average resulted in a 58% increase of nitrogen and an 18% increase in phosphorus surplus from agriculture and increased food production. Two other scenarios where agriculture in the entire Baltic Sea area converts to ERA resulted in reductions of 47-61% in nitrogen surplus from agriculture and eliminated the phosphorus surplus. In these scenarios food production decreased or remained stable depending on the strategy chosen. At national level, the environmental effects of different production methods, transport and different food baskets were compared. A household survey was performed to construct an alternative food profile. This food basket was high in vegetables, low in meat and high in locally produced organic food compared to the average Swedish food profile. It was also 24% more expensive. Food basket content was found to be as important as production methods in reducing the environmental effects. Localized production and processing was less important. At local level, a network of entrepreneurs engaged in the production, processing and distribution of organic food was studied. Semi-structured interviews were used to assess the network, which was found to be a resilient self-organized network characterized by economic stability and social capital. A high share of locally produced and consumed food was coupled with social and economic sustainability. This was facilitated by well-functioning cooperation within the network and between entrepreneurs, consumers and the municipality. EU expansion can be seen as a window of opportunity for governance of the Baltic Sea and the agriculture sector. A new agricultural regime with large-scale ERA production would result in several environmental gains. Sustainable governance of the Baltic Sea as agreed on in HELCOM cannot be achieved while simultaneously maximizing agricultural production in the surrounding countries. Agricultural production bears large external costs. There is substantial willingness to pay for an improved Baltic Sea environment among the public: this justifies environmentally sound farming practices. The contracting parties of HELCOM, including the Swedish government, have both environmental and economic incentives to use this window of opportunity before it closes. This thesis is the result of a collaboration between Mälardalen University and Stockholm Resilience Centre at Stockholm University. Both universities contributed with supervision and financial support at different stages of the research process. / I den här avhandlingen jämförs konventionellt jordbruk med ekologiskt kretsloppsjordbruk. Jämförelsen görs med avseende på miljöeffekter och socio-ekonomisk påverkan. Av miljöeffekterna är fokus på läckage av växtnäring men utsläpp av växthusgaser samt energianvändning studeras också. Till de socio-ekonomiska effekterna räknas effekter på produktionsvolym samt kostnader och nyttor på såväl samhälls- som företags- och hushållsnivå. Jämförelsen görs på regional (Östersjöområdet), nationell (Sverige) och lokal (Järna/Södertälje kommun) nivå. På regional nivå är den stora utmaningen att omvandla jordbruksproduktionen i miljövänlig riktning och att minska närsaltsbelastningen samtidigt som produktionen hålls uppe. På nationell nivå är en utmaning att ändra produktionssammansättningen mot mer grönsaker och mindre kött samt att minska den geografiska uppdelningen av djurhållning och spannmål. På lokal nivå är utmaningen att uppnå en hållbar landsbygdsutveckling ur miljömässigt såväl som ekonomiskt och socialt perspektiv. Resultat: på regional nivå beräknas miljöpåverkan och påverkan på livsmedelsproduktion i tre olika scenarier. Enligt ett scenario omvandlar Polen och de baltiska staterna sina jordbrukssektorer efter samma struktur och resursanvändning som ett genomsnittligt svenskt jordbruk. Det resulterar i att överskottet av kväve och fosfor i jordbruket ökar med 58% respektive 18% samtidigt som livsmedelsproduktionen ökar. Två andra scenarier där jordbruket i hela Östersjöregionen ställer om till ekologiskt kretsloppsjordbruk resulterar i reduktion av kväveöverskottet från jordbruket med 47-61% samt att fosforöverskottet elimineras. I de här scenarierna skulle livsmedelsproduktionen minska eller vara i princip oförändrad beroende på vilken strategi som väljs. På nationell nivå jämförs miljöpåverkan av olika produktionsmetoder, av transporter samt av olika matkassar. En hushållsstudie genomfördes i en grupp miljömedvetna konsumenter för att konstruera en alternativ matkasse. Matkassen innehöll en stor andel grönsaker, en liten andel kött och mycket lokalt och ekologiskt producerad mat jämfört med en genomsnittlig svensk matkasse. Den var även 24% dyrare i inköp. Det visade sig att miljöbelastningen påverkades väl så mycket av matkassens innehåll som av produktionsmetod. Lokal produktion och förädling var inte lika betydelsefullt. På lokal nivå studerades ett nätverk av entreprenörer engagerade i produktion, förädling och distribution av ekologiska livsmedel. Semistrukturerade intervjuer användes för att studera nätverket. Ett resilient, självorganiserande nätverk karaktäriserat av ekonomisk stabilitet och socialt kapital observerades. En hög andel av lokalt producerad och konsumerad mat samt ett väl fungerande samarbete i nätverket av entreprenörer och mellan entreprenörer, konsumenter och kommunen bidrog till ekonomisk hållbarhet. EU:s utvidgning innebär en möjlighet till förändrad förvaltning av Östersjön och jordbrukssektorn. En omställning i stor skala till ekologiskt kretsloppsjordbruk skulle leda till miljöförbättringar. En hållbar förvaltning av Östersjön, något som överenskommits inom ramen för HELCOM, kan inte uppnås samtidigt som jordbruksproduktionen maximeras i länderna runt Östersjön. Jordbruket orsakar betydande externa kostnader. Betalningsviljan för en förbättrad Östersjömiljö är stor vilket motiverar investeringar i ett miljövänligare, hållbart jordbruk. Medlemmarna i HELCOM, däribland Sveriges regering, har såväl ekonomiska som miljömässiga incitament att utnyttja möjligheten som Polens och de baltiska staternas EU-inträde innebär. Den här avhandlingen är ett samarbetsprojekt mellan Mälardalens högskola och Stockholm Resilience Centre vid Stockholms universitet. Båda lärosätena bidrog med handledning och finansiering under avhandlingsprojeket.

Summary of dissertation explains the object and tasks of the research, outlines its sources and methods, reveals academic novelty and practical importance of the study, lists the main theses of the dissertation and elaborates on the conclusions and proposals. / Disertacijos santraukoje nurodomas tyrimo objektas, tikslas ir uždaviniai, apžvelgiami tyrimo šaltiniai, atskleidžiamas darbo mokslinis naujumas ir praktinė reikšmė, nurodomi pagrindiniai disertacijos teiginiai, pateikiamos išvados ir pasiūlymai.

The main subject of the present research is the geological development of the south-eastern Baltic Sea in Holocene (11000 – 0 calendar years before the present) and prediction of its development in the future (0-1000 calendar years after the present). The present is calendar years 2000AD. The working area is estimated between longitude 18ºE - 21º30’E and latitude between 54ºN - 56º30’N including the onshore and offshore of Lithuania. The quantitative and qualitative geological information and the geological interpretation allowed the 4D modeling of the south-eastern Baltic Sea. Detailed comparison of the influence of isostatic and eustatic components has made it possible to distinguish between these two factors and to create the isostatic intensity models. Last investigations of the global sea level rise (IPCC 2001, 2007) and the model of the recent tectonic activity in the region were used for creation of the prognosis scenarios of relief development in the future. The 4D models created in this dissertation are very well understandable for specialists and for wider readership not engaged in scientific research. The results presented in the dissertation can be useful also by archaeologists and biologists. The results of the model show all the drawbacks of geological material collected so far and outline new perspectives for marine geologists, i.e. demonstrate what works should be done in the future to get more precise results. / Pagrindinis tyrimų tikslas buvo atkurti pietrytinės Baltijos jūros raidą holocene (11000 – 0 kalendorinių metų iki dabar) ir atlikti jūros raidos prognozę iki 1000 metų nuo dabar. Tirtasis regionas apima Lietuvos teritoriją (tiek atviroje jūroje, tiek sausumoje), jo koordinatės yra 18ºE - 21º30’E rytų ilgumos ir 54ºN - 56º30‘N šiaurės platumos. Kokybinė ir kiekybinė geologinė informacija bei jos geologinė interpretacija leido sukurti pietrytinės Baltijos jūros raidos 4D modelius. Detalus kiekybinis eustatinių bei izostatinių vandens lygio pokyčių palyginimas leido atskirti šiuos faktorius bei nustatyti izostatinio komponento intensyvumą holoceno metu. Kiekybiškai įvertinus tektoninius judesius ir vandens lygio pokyčius buvo atlikta pietrytinės Baltijos jūros raidos prognozė. Erdviniai 4 D modeliai pateikti šiame darbe yra lengvai suprantami ne tik specialistams, tačiau ir plačiai visuomenei. Disertacijoje pateikti modeliai gali būti naudingi archeologams bei biologams, tuo pačiu geologams parodydami esančių duomenų trūkumus bei nubrėžiantys naujas perspektyvas tyrimams, kurie turėtų būti atlikti norint gauti kiek galima detalesnius rezultatus.

The main subject of the present research is the geological development of the south-eastern Baltic Sea in Holocene (11000 – 0 calendar years before the present) and prediction of its development in the future (0-1000 calendar years after the present). The present is calendar years 2000AD. The working area is estimated between longitude 18ºE - 21º30’E and latitude between 54ºN - 56º30’N including the onshore and offshore of Lithuania. The quantitative and qualitative geological information and the geological interpretation allowed the 4D modeling of the south-eastern Baltic Sea. Detailed comparison of the influence of isostatic and eustatic components has made it possible to distinguish between these two factors and to create the isostatic intensity models. Last investigations of the global sea level rise (IPCC 2001, 2007) and the model of the recent tectonic activity in the region were used for creation of the prognosis scenarios of relief development in the future. The 4D models created in this dissertation are very well understandable for specialists and for wider readership not engaged in scientific research. The results presented in the dissertation can be useful also by archaeologists and biologists. The results of the model show all the drawbacks of geological material collected so far and outline new perspectives for marine geologists, i.e. demonstrate what works should be done in the future to get more precise results. / Pagrindinis tyrimų tikslas buvo atkurti pietrytinės Baltijos jūros raidą holocene (11000 – 0 kalendorinių metų iki dabar) ir atlikti jūros raidos prognozę iki 1000 metų nuo dabar. Tirtasis regionas apima Lietuvos teritoriją (tiek atviroje jūroje, tiek sausumoje), jo koordinatės yra 18ºE - 21º30’E rytų ilgumos ir 54ºN - 56º30‘N šiaurės platumos. Kokybinė ir kiekybinė geologinė informacija bei jos geologinė interpretacija leido sukurti pietrytinės Baltijos jūros raidos 4D modelius. Detalus kiekybinis eustatinių bei izostatinių vandens lygio pokyčių palyginimas leido atskirti šiuos faktorius bei nustatyti izostatinio komponento intensyvumą holoceno metu. Kiekybiškai įvertinus tektoninius judesius ir vandens lygio pokyčius buvo atlikta pietrytinės Baltijos jūros raidos prognozė. Erdviniai 4 D modeliai pateikti šiame darbe yra lengvai suprantami ne tik specialistams, tačiau ir plačiai visuomenei. Disertacijoje pateikti modeliai gali būti naudingi archeologams bei biologams, tuo pačiu geologams parodydami esančių duomenų trūkumus bei nubrėžiantys naujas perspektyvas tyrimams, kurie turėtų būti atlikti norint gauti kiek galima detalesnius rezultatus.

Pirmininkavimas Europos Sąjungos (ES) Tarybai yra vienas iš būdų įgyvendinti bendrą ES politiką, bet valstybės narės siekia pasinaudoti šia pareigybe sprendžiant savo šaliai ar regionui aktualius klausimus. Besiplėtojantys ekonominiai, politiniai ir kultūriniai ryšiai Baltijos jūros regione gali atskleisti bendrus kaimyninių valstybių prioritetus formuojant ES Tarybos darbotvarkę. Šiame tyrime Baltijos jūros regionu laikomos Danija, Švedija, Suomija ir Lietuva. Šiaurės valstybės (Suomija, Švedija, Danija) ir Lietuva turi gana skirtingus socialinio ir ekonominio vystymosi modelius, todėl tai gali reikšti, jog jų regioniniai ryšiai gali būti ne tokie stiprūs kaip ryšiai su kitomis ES valstybėmis. Tai gali turėti įtakos valstybių laikysenai pirmininkaujant ES Tarybai. Šiame tyrime siekiama patvirtinti arba paneigti hipotezę, kad Baltijos jūros regiono valstybės pirmininkaudamos ES Tarybai sureikšmina vienus ir tuos pačius regionui svarbius klausimus. Tiriami Baltijos regiono valstybių paskutiniai pirmininkavimai (Suomijos 2006 m., Švedijos 2009 m., Danija pirmininkauja šiuo metu, 2012 m., o Lietuva pirmininkaus 2013 m. antrojoje pusėje). Pasirinktos energetikos, aplinkosaugos ir susisiekimo, sritys, kaip pagrindinės probleminės sferos skatinančios regioninį bendradarbiavimą. Remiantis šiomis politikos sritimis siekiama išsiaiškinti pirmininkavimo prioritetų ir regionalizmo ryšį bei išanalizuoti valstybių keliamų prioritetų bendrumus ir skirtumus. / The Presidency of the Council of the EU can be conceived as the one of tools implementing common policy of the EU. Member states try to profit this position meeting the issues relevant for their own country or region. Evolving economic, political and cultural relations in the Baltic Sea region may reveal a number of priorities of neighboring countries in shaping the agenda of the Council of the EU. In this research the Baltic Sea region means Denmark, Sweden, Finland and Lithuania. Nordic countries (Finland, Sweden, Denmark) and Lithuania have quite different social and economic development models, and this may cause that their regional ties may not be as strong as the relationship with other EU countries. This can affect the attitude of the country in presidency of the EU. This investigation aims to confirm or refute the hypothesis that the Baltic Sea region states chairing the EU Council at the central room put the same and one of the most important regional issues. It is analyzing the most recent presidencies of the Baltic Sea region states (Finland in 2006, Sweden in 2009, Denmark is chairing currently, 2012, and Lithuania will hold presidency in the second half of 2013). Particular policy areas are chosen, precisely energy, environment and transport, as the main problems leading to regional cooperation. Based on these policies the aim is to find the link between the presidency priorities and regionalism and to describe the commonalities and differences of it.

The populations of Atlantic cod (Gadus morhua) in the Baltic Sea has been heavily exploited for decades, with fishing mortalities close to, and for several occasions, even above one. The larger part of the spawning stock biomass is consequently being removed each year. The issue of fisheries induced evolution (FIE) has been gaining attention from researchers lately. The selection pressure driving this evolution is powered by a connection between high mortality rates and heritable traits. The fishing in the Baltic Sea is mainly performed with size selective gear that can impose selection on traits like size-at-age or size-at-maturity. In this review I show how FIE may affect the Baltic cod towards decreased size-at-age/maturity and how size selective fishing on stocks at low levels can increase the inherent instability of the population as well as deprave the Baltic Sea of ecosystemic services from cod.

Kransalger är en viktig nyckelart i Östersjön. De förökar sig med hjälp av oosporer och denna studie har syftat till att urskilja morfologisk differentiering mellan oosporer inom och mellan individer och populationer. Främst ställde jag mig frågan huruvida skillnader och likheter i morfologi kan associeras med skillnader mellan olika geografiska avstånd och habitat samt i vilken mån oosporer kan återföras till korrekt population och individ. Kransalger av arten Chara aspera har insamlats på lokaler i östra Svealand och elliptiska Fouriertransformationer har använts för att med hjälp av vågfunktioner beskriva oosporernas konturer. Parametrarna i vågfunktioner har sedan använts för statistiska analyser. Resultaten visade att de olika populationerna kunde separeras morfologiskt när oosporernas populationstillhörighet varit känd för analysen. Däremot var det svårare att separera individer från varandra men det fungerade bra i den population där flest oosporer insamlats. Då oosporernas identitet varit okänd för analysen återfördes endast hälften av dem till rätt population. Det gick inte att återföra okända oosporer till individer. De tre populationerna från bräckt vatten grupperades tillsammans i diskriminantanalysen, skilda från de två sötvattenpopulationerna som i sin tur var tydligt skilda från varandra. En spridning mellan de olika populationerna i brackvatten är trolig. Däremot är en spridning mellan populationerna i sött vatten inte sannolik. Det finns inte heller något som talar för en spridning mellan habitaten. Slutligen kan jag konstatera att det finns tillräckligt mycket information att hämta i oosporerna morfologi för att mäta relativa skillnader mellan individer och grupper liksom för att skatta variabilitet. / Charophytes are an important key species in the Baltic Sea. They reproduce by using oospores and this study aims at distinguish morphological differentiation between oospores within and between individuals and populations. Mainly I asked myself the question whether the differences and similarities in morphology could be associated with differences between geographic distance and habitat, and to what extent oospores could be reassigned to the correct population and individual. Charophytes of the genus Chara aspera were collected in eastern Svealand and harmonics from elliptic Fourier transforms have been used to describe the contours of the oospores. The parameters of the harmonics were then used for statistical analyses. The results showed that the different populations could be separated morphologically when the population affiliation of the oospores has been known to the analysis. It was difficult to separate individuals from each other, but it worked well in the population in which most oospores were collected. When the identity of the oospores was unknown to the analysis only half of them were returned to the correct population, and it did not work to reassign unknown oospores to individuals. The three populations from brackish water grouped together in the discriminant analysis, separated from the two freshwater populations, which, in turn, were clearly distinct from one another. Dispersal between the different populations in brackish water is likely. However, dispersal between the populations in fresh water is not likely. There is nothing to indicate dispersal between brackish and freshwater habitats. I can conclude that there is enough information in the morphology of the oospores to measure relative differences between individuals and groups, as well as to estimate variability.

Perfluoroalkyl substances (PFASs) are man-made chemicals. Their unique properties make them beneficial for a wide range of industrial and consumer product applications, such as in aqueous film forming foam (AFFF), durable water repellent clothing, hydraulic oils and food packaging materials. Perfluoroalkyl acids (PFAAs), a class of PFASs, are highly persistent in the environment, and long chain PFAAs are bioaccumulative and toxic. International regulation and voluntary actions by the industry have been implemented and led to a recent reduction of primary emissions of PFAAs to the environment. However, point sources such as AFFF training sites as well as diffuse sources continue to contaminate water bodies, soil and biota. Reducing environmental pollution with PFAAs has therefore become a regulatory priority. Designing successful measures to reduce the PFAA contamination requires an understanding of the sources, transport and fate of PFAAs in the environment. Four scientific publications are included in this PhD thesis, which aimed at increasing the holistic understanding of the fate of PFAAs in aquatic systems. This was achieved by chemical trace analysis combined with mass balance modeling. The following topics were covered: Dispersion and fate of PFAAs from an AFFF-impacted site (Paper I), recirculation of PFAAs in the aquatic environment with focus on waste water treatment plants (WWTPs, Paper II), mass balance of PFAAs in the Baltic Sea (Paper III) and transport and fate of PFAAs in two pristine boreal stream catchments (Paper IV). Results from Paper I showed that AFFF-impacted sites at a former military airfield, which was abandoned for more than 30 years, continue to be point sources of PFAAs to recipients. The sum of PFAAs in the ground water and surface waters ranged from 740 to 51000 ng L-1 and &lt;0.5 to 79 ng L-1, respectively. PFOS in muscle tissue of European perch from a nearby lake ranged from 77 to 370 ng g-1 wet weight, representing among the highest values reported worldwide for fish muscle. In Paper II the relative importance of environmental recirculation of PFAAs versus new releases from the technosphere was investigated for PFAAs in WWTP influents. It was shown that tap water can be an important source of PFAAs to WWTPs in areas with elevated environmental levels. This needs to be taken into account when calculating emissions via WWTP effluents. PFAA mass balances over the WWTPs suggested that PFHxA and PFOA were formed from precursor compounds within the plants. Assembled PFAA mass balances for the Baltic Sea (Paper III) showed that river inflow and atmospheric deposition were the dominant input pathways, while wastewater treatment plant (WWTP) effluents discharging directly into the Baltic Sea made a minor contribution. The inputs of PFAAs were estimated to be higher than the outputs, suggesting a current increase of the PFAA inventory in the Baltic Sea. Also the mass balance study of PFAAs in two remote stream catchments presented in Paper IV revealed that inputs dominated over outputs for both catchments, indicating that a considerable portion of the PFAAs deposited from the atmosphere is retained in soil or in deep ground water and may be released to surface and marine water environments in the future / Perfluoralkilne tvari (PFASs) su umjetne kemikalije. Zbog svojih jedinstvenih svojstava široko su primjenjive u industriji i izradi proizvoda krajnje potrošnje kao što su pjena za gašenje požara (AFFF), vodootporna odjeća, hidraulična ulja i pakiranja za hranu. Perfluoralkilna kiselina (PFAAs) iz skupine perfluoralkilnih tvari iznimno je dugotrajna u okolišu, a dugolančane PFAAs su bioakumulativne i otrovne. Poduzeta međunarodna regulativa i dobrovoljne akcije vodile su nedavno smanjenoj primarnoj emisiji PFAAs u okoliš. Unatoč tome, primarni izvori, kao što su mjesta na kojima se provode treninzi za gašenje požara i difuzni izvori i dalje zagađuju vode, tlo i biotu. Zbog toga, smanjenje onečišćenja okoliša izazvanog PFAAs predstavlja regulatorni prioritet. Stvaranje uspješnih mjera kojima bi se smanjilo onečišćenje izazvano PFAAs zahtjeva razumijevanje izvora, prijenosa i sudbine tih tvari u okolišu. U ovaj doktorat uključena su četiri znanstvena članka kojima je cilj povećati sveukupno razumijevanje sudbine PFAAs u vodenim sustavima. To je postignuto kemijskom analizom elemenata u tragovima u kombinaciji s modeliranjem masene ravnoteže. Obrađene su sljedeće teme: Širenje i sudbina PFAAs na područjima zahvaćenim AFFF (Članak I), ponovna cirkulacija PFAAs u vodenom okolišu s naglaskom na postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda (Članak II), masena ravnoteža PFAAs u Baltičkom moru (Članak III) te prijenos i sudbina PFAAs u dva udaljena sjeverna vodena toka (Članak IV).   Rezultati iz Članka I pokazali su da su područja zahvaćena AFFF na bivšem vojnom aerodromu napuštenom prije 30 godina i dalje je glavni izvor PFAA zagadenja okolisa. Zbroj PFAAs u podzemnim i površinskim vodama kreće se u rasponu od 740 do 51000 ng L-1 i &lt;0.5 do 79 ng L-1. PFOS u mišićnom tkivu grgeča iz obližnjeg jezera kreće se od 77 do 370 ng g-1 mokre težine, predstavljajući jednu od najviših vrijednosti u svijetu za riblje mišiće. Članak II istražuje relativnu važnost ponovne cirkulacije PFAAs imajući na umu novu emisiju PFAAs iz tehnosfere u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda. Cirkulacija/kruženje u okolišu može se pojaviti kada PFAAs iz sustava pitke voda (rijeka, bunara i jezera) odlaze u otpadne vode. Prikazano je kako voda iz slavine može biti važan izvor PFAAs sustavima za pročišćavanje otpadnih voda u područjima s povišenim razinama zaštite okoliša. To se treba uzeti u obzir pri računanju emisije putem strojeva koji se koriste za pročišćenje otpadnih voda. Masena ravnoteža PFAA u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda upućuje na to da su PFHxA i PFOA stvoreni kao prethodni spojevi unutar postrojenja. Prikupljene masene ravnoteže PFAA za Baltičko more (Članak III) pokazale su da su pritoke rijeka i atmosfersko taloženje dominantni ulazni putovi, dok postrojenja za pročišćenje otpadnih voda pridonose tek u manjoj mjeri. Ulaz PFAAs je procijenjen višim od izlaza, što objašnjava trenutno povećanje sadržaja PFAA u Baltičkom moru. Masena ravnoteža PFAAs u dva udaljena riječna toka predstavljena u Članku IV otkriva da ulaz dominira nad izlazom za oba riječna toka, što upućuje na značajan udio PFAAs koji je iz atmosfere zadržan u tlu ili podzemnim vodama te može biti ispušten u područja površinskih voda i mora. / Perfluorerade alkylsyror (PFAA) är kemikalier som är producerade av människan. Deras unika egenskaper gör att de kan användas i många olika industriella applikationer. PFAAs används i brandsläckningsskum, vattenavvisande kläder, hydrauliska oljor och matförpackningar. PFAAs har visat sig vara persistenta i miljön, och långkedjiga PFAA-homologer har visat sig vara bioackumulerbara samt ha en toxisk verkan. Reglering på internationell nivå tillsammans med initiativ från industrin har lett till minskning av direkta utsläpp. Punktkällor som brandövningsplatser samt andra diffusa källor fortsätter att förorena omgivande vattendrag, jordlager och fauna. Den utbredda föroreningen av PFAAs har därför blivit prioriterad för reglering. För att förstå utsläppen av PFAAs i miljön, hur de transporteras samt deras öde i miljön, är det viktigt att utföra studier som belyser dessa områden.   Denna doktorsavhandling inkluderar fyra vetenskapliga publikationer. Syftet med de underliggande studierna var att öka den holistiska förståelsen av PFAAs rörelse i akvatiska system. Studierna gjordes genom att kombinera kemiska analysmetoder med modellering. Följande  studier genomfördes; Transport och spridning av PFAAs från en brandövningsplats (Paper I), recyklering av PFAAs i den akvatiska miljön med fokus på vattenreningsverk (Paper II), massbalans av PFAAs i Östersjön (Paper III), transport och öde av PFAAs i två pristina vattendrag (Paper IV).   Resultat från (Paper I) visade att brandövningsplatser vid en flygplats som inte har varit i bruk i mer än 30 år, fortfarande är punktkällor av PFAAs till omgivande vattendrag. Summan av PFAAs koncentrationer i grundvattnet och ytvattnet sträckte sig från 740 till 51000 ng L-1 och &lt;0.5 till 79 ng L-1 i respektive vattendrag. Koncentrationen av PFOS i muskelvävnad från  aborre i en av sjöarna var 77 till 370 ng g-1 våtvikt. Dessa värden representerar några av de högsta uppmätta koncentrationerna i världen. I Paper II testades betydelsen av PFAAs från recirkulering i miljön i jämförelse med nya utsläpp från teknosfären. Recirkulering av PFAAs i miljön kan förekomma då PFAAs i inkommande vatten till reningsverk kommer från dricksvatten. Denna studie visar att dricksvatten kan vara en påtaglig källa av PFAAs till vattenreningsverk i områden med förhöjda halter av PFAAs i miljön. Detta måste tas hänsyn till när man beräknar emissioner med utgående vatten från vattenreningsverk. Massbalanser av PFAAs i reningsverken visar att PFHxA och PFOA bildades av prekursorämnen i vattenreningsverken. I Paper III beräknades massbalanserna av PFAAs i Östersjön, beräkningarna visar att floder och atmosfärisk nedebörd var de viktigaste källorna medan utsläppen från vattenreningsverk var markant lägre. Importen av PFAAs estimerades vara högre än exporten, varför vi tror att PFAAs mängden I Östersjön kommer att öka över tid. Vidare gjordes en mass balans av PFAAs i två avlägsna avrinningsområden (Paper IV). Resultaten visar att importen av PFAAs dominerar över exporten från båda avrinningsområdena. Detta indikerar att en stor del av PFAAs som kommer ner via nederbörd kommer att ansamlas i jorden eller i grundvattnet. Dessa PFAAs kan vid senare tillfälle komma att släppas ut till floder som rinner ut i marina vatten. / <p>At the time of the doctoral defense, the following paper was unpublished and had a status as follows: Paper 2: Manuscript.</p><p> </p>

The ocean is the most extended biome present on our planet. Recent decades have seen a dramatic increase in the number and gravity of threats impacting the ocean, including discharge of pollutants, cultural eutrophication and spread of alien species. It is essential therefore to understand how different impacts may affect the marine realm, its life forms and biogeochemical cycles. The marine nitrogen cycle is of particular importance because nitrogen is the limiting factor in the ocean and a better understanding of its reaction mechanisms and regulation is indispensable. Furthermore, new nitrogen pathways have continuously been described. The scope of this project was to better constrain cause-effect mechanisms of microbially mediated nitrogen pathways, and how these can be affected by biotic and abiotic factors. This thesis demonstrates that meiofauna, the most abundant animal group inhabiting the world’s seafloors, considerably alters nitrogen cycling by enhancing nitrogen loss from the system. In contrast, larger fauna such as the polychaete Marenzelleria spp. enhance nitrogen retention, when they invade eutrophic Baltic Sea sediments. Sediment anoxia, caused by nutrient excess, has negative consequences for ecosystem processes such as nitrogen removal because it stops nitrification, which in turn limits both denitrification and anammox. This was the case of Himmerfjärden and Byfjord, two estuarine systems affected by anthropogenic activities, such as treated sewage discharges. When Byfjord was artificially oxygenated, nitrate reduction mechanisms started just one month after pumping. However, the balance between denitrification and nitrate ammonification did not favor either nitrogen removal or its retention. Anoxia is also present in aggregates of the filamentous cyanobacteria Nodularia spumigena. This thesis shows that even in fully oxic waters, millimetric aggregates can host anaerobic nitrogen processes, with clear implications for the pelagic compartment. While the thesis contributed to our knowledge on marine nitrogen cycling, more data need to be collected and experiments performed in order to understand key processes and regulation mechanisms of element cycles in the ocean. In this way, stakeholders may follow and take decisions in order to limit the continuous flow of human metabolites and impacts on the marine environment. / <p>At the time of the doctoral defense, the following paper was unpublished and had a status as follows: Paper 2: Manuscript.</p>