Kon-0.4710Tekniikan ja teollisuuden historia, yleisosaLuento X

panu.nykanen@aalto.fi

Yhden tehtaan paikkakunnat

Sääksmäen Valkeakoski on tyypillinen paperitehdaspaikkakunta

Huomaa: koski tärkeä myös

- teollisuuden raakaveden saannin vuoksi

- voimantuotanto

Jo muinoin useita myllyjä käyttämään valjastettu koski

1872 tamperelainen (2.) apteekkari E. J. Granberg sai oikeuden tehtaan perustamiseen kosken partaalle

Tampereen 1. apteekkari oli G. A. Serlachius !

Valkeakoski

Apteekkareilla

1. pääomia

2. kemian osaamista

Valkeakosken tehdasta rakennettaessa tuli

kiista kimröökitehtaan kanssa maaoikeudesta

Tuotanto käynnistyi 1873

Raaka-aineena aluksi lumppu + hioke

1. Kone saksalainen Strobel

2. Kone englantilanen Georg Tidcombe & Son

Muutettiin osakeyhtiöksi 1873 Walkiakoski aktiebolag

Apteekkarimysteeri

1886 Walkiakoskelle sulfaattiselluloosatehdas

- Suomen ensimmäinen

- haju tuntui 40 kilometrin päähän tehtaalta

Jäteliemet suoraan vesistöön: kuituja, myrkkyjä

- usein rahanarvoista tavaraa!

Vesioikeudessa vesistöjen muuttumattomuuden periaate

- kieltää vesistöön tuomasta, heittämästä tai jättämästä jätteitä tai muuta … josta muuta vahinkoa seuraa…

Ympäristökysymykset esillä 1920-luvulta

Erityisesti 1960-luvun lopulta eteenpäin

- Lievestuoreen Liisa

Haju katosi pääosin 1980-luvulla

Näyttökysymys

Ympäristökysymys Ympäristöön ei kannatalaskea rahanarvoista tavaraa

SivutuoteteollisuusKuitu Oy - Säteri Oy

keinosilkki, Molotovin coctailit

1880-luvun lopulla yhdyskunta vaurastunut huomattavasti

- Gasthaus

- Schmausserin panimo

- paakari Wideniuksen puoti + 2 muuta paakaria

- suutari

- räätäli

- rapu-ukko

- teurastaja

- apteekki

- tehtaan lääkäri

- postikonttori

Asukkaita 1500 henkilöä

Perjantaisin toripäivä

Valkeakosken vaurastuminen 1880-lRiski: suhdanteidenaiheuttamat dramaattisetmuutokset koko alueenelinkeinoelämässä

Tehdaspaikkakunnan sosiaaliset kerrostumat

Ylin johto usein ruotsinkielinen

Sosiaalisten kerrostensekoittuminen

Kattava yhteiskunnallinen vastuu

Juuso Walden, viimeinen patruuna

Yhtyneiden toimitusjohtaja 1940 - 1969

Valkeakosken Haka

Emil Aaltonen

Aaltosen kenkätehdas, Lokomo

Emil Aaltosen säätiö

Carl Nottbeck, Finlayson

Wilhelm Nottbeck

Patruunat

Kivekäs, Heikinheimo, EA, Suolahti, Koskenniemi

Ympäristökysymys

Kun ympäristökysymykset 1960-luvulla nousivat kansalaisten jokapäiväiseen elämään vaikuttaviksi tekijöiksi, ympäristönsuojelusta poliittinen kysymys.

Ympäristön suojeluun alettiin puuttua lainsäädännön menetelmin eri puolilla teollistunutta maailmaa. Lainsäädäntö vaikutti nopeammin ja ankarammin kuin ympäristönsuojelu- ja kierrätysfilosofian leviäminen yhteiskunnassa.

Se, että teollisuus noudatti sille esitettyjä päästörajoitusvaatimuksia, edellytti yleensä selkeän ja näkyvän yhteyden löytymistä päästön ja saastumisen välillä. Ensimmäisiä suoraan ympäristönsuojeluun liittyviä päästöjen rajoitusprojekteja toteutettiin 1970 Botswanassa, jonne Outokumpu toimitti Kokkolassa käynnistetyn pyriittisulattoa vastaavan rikin talteenottolaitteiston. Maailmanpankin (rahoittaja) ehdottomana vaatimuksena oli se, ettei Kalaharin autiomaahan saanut päästää rikkiyhdisteitä.

1306 Edward I:n säädös

1800-luvun kuluessa teollinen toiminta ja asutuskeskittymien tuottamat päästöt muuttivat laajoilla alueilla ilman ja veden ihmistoiminnalle kelpaamattomiksi.

Teollisuuskaupunkien lähettyvillä ilma muuttui jo 1800-luvun puolivälin paikkeilla ajoittain myrkylliseksi hengittää.

Termi smog (smoke + fog) tuli käyttöön 1890-luvulla. Julkaistu 1905; Henry Antoine Des Voeux käytti termiä Lontoossa terveyskonferenssissa julkaisemassaan esitelmässä kuvatessaan hiilipölyn ja sumun aiheuttamaa läpinäkymätöntä saastepilveä.

Ilman saasteet

12 000 kuollutta

City of London Act 1954 ja Clean Air Acts 1956 ja 1968

Vrt. 1931 – pölymyrskyt keskilännessä

The Great Smog

Vesien suojelun alkusyynä oli yksinkertaisesti puhtaan veden loppuminen. Taajaan asutuilla alueilla vedestä muodostui rajoitettu luonnonvara viimeistään 1800-luvun alkupuolella

Puhtaan veden saatavuudesta muodostui ratkaiseva tekijä kaupunkien kehitykselle. Euroopan suurkaupunkien vesilaitosten ja jätevesijärjestelmien rakentamiskausi ajoittuu pääasiallisesti 1850- 1900

Suomessa 1890-1910 – jätevesiongelmat – juomavesiongelmat

Kehityksessä suuria alueellisia eroja

lainsäädäntö

veden saatavuus: puhtaan käyttöveden tarve kotitalouksissa, paloveden tarve, teollisuuden prosessiveden tarve

Viemärijärjestelmät kehittyivät usein eri lainalaisuuksien pohjalta

Erikoistuneita suunnittelutoimistoja ja yrityksiä

1872 Berlin-Anhaltinischen Maschinen-bau AG eli BAMAG

Veden loppuminen

Pohjoismaissa maa kuuluu pääasiassa kuninkaalle 1500-l jälkeen

Isojaon jälkeen perintötilat

Vesien käyttö vapaata – rantamatalaoikeus - kalastusoikeudet

Myllyoikeudet

Ongelmat

- asutuksen jätevedet

Vesijärvi - Porvoonjoki

- teollisuuden päästöt – selluloosateollisuus – nahkatehtaat – kaasulaitokset – pellava(öljy)teollisuus, sokeritehtaat jne.

Oikeudet ja ongelmat

Järvi oli kaunis ja kalaisa. 1900-luvun alkuvuosikymmeninä järven eteläpäässä oli havaittavissa rehevöitymistä. Syynä oli teollisuuden, erityisesti selluloosatehtaan, ja Lahden kaupungin jätevesien vaikutus. Pikku-Vesijärvi muuttui haisevaksi jätealtaaksi. 1910 Pikku-Vesijärven rantaan jätevedenpuhdistamo

Uusi puhdistamo 1931 Teivaalan rantaan. Vesijärven tila heikkeni nopeasti 1950-l:lla

Sinilevien massaesiintymät järven rehevimmillä osa-alueilla 1960-luvun alussa. Jätevesikuormituksen vaikutukset johtivat Enonselän alusveden täydelliseen happikatoon.

Kariniemen kallion sisään rakennettiin biologiskemiallinen puhdistamo ja jätevesille kaupungin alittava kalliotunneli Porvoonjokeen. Laitos käynnistettiin 1975

Lahden Vesijärvi

1860-luvun jälkeen metalliteollisuus kasvoi eksponentiaalisesti

Bessemermenetelmä, Thomas-Gilchrist -menetelmä

Elektrokemialliset valmistusmenetelmät: värimetallit

Kasvava energiantarve. Ongelmaa pyrittiin ratkaisemaan kierrättämällä prosessissa syntyviä palavia kaasuja prosessin lämmön lähteeksi tai käyttämällä näitä esimerkiksi kaasumoottoreiden polttoaineena

Autogeenistä sulatusta tutkittiin jo 1800-luvun lopulla. Menetelmän teoreettinen perusta tunnettiin jo vuosisadan vaihteessa

Asian siirtäminen käytännölliseksi insinööritaidoksi oli mahdollista kun termodynaamiset taulukkokirjat saatiin julkaistua. V.A. Vanyukov julkaisi periaatteen Tsvetnyje Metally -lehdessä vuonna 1930, ja T. E. Norman Eng. and Min. Journalissa vuonna 1936

Kanadassa ja Neuvostoliitossa tehtiin 1930-luvulla kokeita pienillä reaktoreilla

Metalliteollisuuden päästöt

Prosesseissa syntyvät myrkylliset kaasut ja pöly

- rikkiyhdisteet, arsenikki- ja lyijypitoiset päästöt.

Päästöt myrkyllisiä sekä tehtaiden työntekijöille, että ympäristölle. Viimeistään 1900-luvun alussa metalliteollisuuden ympäristössä vakavia ympäristöongelmia. Prosessikaasuissa myös erilaisia pienhiukkasia, jotka estivät palavan kaasun käytön moottoripolttoaineena.

Kysymykseen liittyi myös taloudellisia arvoja. Pienhiukkasten mukana päästöihin liittyi hienojakoista kuparia, sinkkiä ja muita arvokkaita metalleja.

Puhdistusteknologian kehittämiseen liittyi näin sekä ehkäisevä, että taloudelliseen hyötyyn tähtäävä motiivi.

Pasutusuunien kaasuista poistettavat rikkiyhdisteet oli kannattavaa ottaa talteen ja käyttää rikkihapon valmistukseen – rahanarvoista tavaraa.

Suodatinteknologia: mekaanisia ja sähkösuotimia.

Mekaanisten suodatinten perustyyppeihin kuuluvat savukanaviin liittyvät pölykammiot ja syklonilaitteistot, joissa painavammat partikkelit poistetaan savukaasuista keskipakoisvoiman vaikutuksesta. Lisäksi erittäin hienojakoista pölyä poistetaan suodatinteknologian avulla.

Sähkösuodattimilla paras suodatusteho. Sähkösuodattimessa kaasuissa olevat hiukkaset saavat negatiivisen varauksen, ja suodatinkammioon sijoitetut positiiviset elektrodit keräävät hiukkaset talteen.

Sähkösuodattimen idea oli selvitetty jo 1800-luvun alkupuolella. Amerikkalainen Frederick Cottrell kehitti siitä kaupallisen version 1907. Samaan aikaan esitteli Erwin Moeller oman sähkösuodattimensa kaupallisen version = Cottrell-suodatin tai Cottrell-Moeller -menetelmä.

Puhtaan luonnon ja huipputeollisuuden yhteenliittymä

Kansalliset teollisuuden tavoitteet

Päästötön teollisuus Eero Mäkinen:

”On itsestään selvää että, jos Outokummun tuotanto jo v. 1928 olisi ”ameriikkalaisella vauhdilla” heti paisutettu 600 000 tonniin malmia vuodessa, rakentamalla samalla valmiiksi sekä kuparitehdas, kuparielektrolyysi ja metallitehdas, olisi myöskin tuloksena ollut ”ameriikkalainen” luonnon raaka-aineiden säälimätön tuhlaaminen. Tällaisesta malmista olisi, kuten Amerikassa yhä vielä on asianlaita, otettu talteen vain kupari. Rikki olisi mennyt taivaalle ja savuvahinkoina maahan, rauta olisi mennyt hukkaan kuonassa. - - -”

Suomalainen ideologia

Itsesäätely

Syy: oma haitta, muiden haitta

Lainsäädäntö

Yleinen haitta

Ensimmäisiä säännönmukaisia toimia teollisuuden ympäristökysymysten ratkaisemiseksi olivat teollisuudelle asetetut päästöstandardit, joiden edelläkävijäksi muodostui saksalainen Deutsche Industrie-Norm DIN

DIN-järjestelmää määrittelevä organisaatio perustettiin joulukuussa 1917 nimellä Normenausschuss der Deutschen Industrie NADI. Organisaatio sai nykyisen nimen Deutsches Institut für Normung e.V. vuonna 1975

Varsinaisia ympäristönsuojeluun liittyviä standardeja ei saatu aikaan ennen 1950-lukua

Vuonna 1928 VDI perusti pölyntorjuntaan keskittyvän julkaisun Staubtechnik

Ympäristönsuojelu

Sodan vaikutukset: teknologiaa kehitettiin tehokkuuden tavoittein

Kivihiilen poltto lisääntyi

lyijytetraetyyli tuli tavanomaiseksi lisäaineeksi

moottoribensiinissä!

Toisen maailmansodan jälkeen teollisuuden ja asustuksen aiheuttamat

ympäristöongelmat kasvoivat kohtuuttomiin mittasuhteisiin

Jälleenrakentamisen vuosina ja kylmän sodan aikana asia edelleen

sivussa

1952 Lontoossa poikkeuksellinen smog. Maaperän ja vesien

saastuminen alkoi vaikuttaa tavanomaiseen elämään

Euroopassa. 1960-luvulla ”filmin pystyi kehittämään Main-joessa

kastelemalla”

Saastuminen ja sota

Kuparielektrolyysissä syntyvä erittäin rikas rikkidioksidikaasu soveltuu erinomaisesti muun muassa rikkihapon valmistukseen

Sodan vuoksi ei rikin talteenottoa – ei aikaa, rahaa välineitä

Sotakorvausvaatimukset aiheuttivat tarpeen kuparin tuotannon huomattavaksi lisäämiseksi. Mahdollisuutta rikkikaasujen talteen ottamisen järjestämiseen ollut materiaalien ja laitteiden puuttuessa

Rikkihappotehtaan käynnistäminen viivästyi usealla vuodella koska tehtaan koneita ei saatu toimitettua. Tuhot olivat järkyttävät

1947 ja 1954 tehtaalle saatiin tehokkaat rikin keräämiseen tarkoitetut laitteistot. 1954 Petersenin menetelmä. Ympäristövaurioiden korjaantumiseen kului vuosikymmeniä sen jälkeen kun rikkihappotehdas oli saatu toimimaan

Lintukoto Suomi: Harjavalta

1955 Staubtechnik-julkaisun liitteeksi uusi VDI:n ammattijulkaisu Reinhaltung der Luft.

Seuraavana vuonna ilmansuojelu esillä varsinaisena asiana Saksan liittopäivillä

VDI:n ilman laatua tarkkaileva työryhmä perustettiin 1957, ensimmäiset asiaa koskevat

standardit annettiin seuraavana vuonna.

VDI:n ympäristötekniikan kehittämisyksikkö perustettiin 1987. 1989 Aachenissa pidettyjen

Saksan insinööripäivien pääteemana oli Tekniikka ympäristön suojelijana

Melun torjuntaan keskittyvän työryhmän toiminta alkoi vuonna 1964.

Teollisuus pystyi noudattamaan annettuja standardeja kehittämällä prosessejaan ja

uudistamalla tuotantoteknologiaa vähitellen. Automaatio- ja systeemitekniikan

kehityksellä oli asiassa valtava merkitys.

Merkittäviä säästöjä, koska useat päästöt olivat rahanarvoista tavaraa.

Prosessien muuttaminen vaatimusten mukaan 1980-luvullaTeknillisten tieteiden akatemia TTA

järjesti ympäristökysymyksiin keskittyvän seminaarin jo tammikuussa 1972

Päästöttömän tuotannon ajatus

1968 perustetun Rooman klubin maailman talouden, väestön kasvun ja luonnonvarojen riittävyyttä pohtineen tutkijaryhmän esittämä ajatus maailman luonnonvarojen loppumisesta Limits to Growth -julkaisun yhteydessä kolmannen St. Gallen Symposiumin yhteydessä kesällä 1972. Tukholmassa 1972 ensimmäinen laaja YK:n ympäristöhuippukokousKomiteoissa kolme kokonaisuutta: 1. asuinympäristö, ympäristönsuojelun kasvatukselliset, tiedonvälitystä koskevat, yhteiskunnalliset ja kulttuurilliset kysymykset; 2. luonnonvarojen käyttö, kehitys ja ympäristö; 3. huomattavat kansainväliset saastumiseen liittyvät ja organisaatiokysymykset.Kokouksen tuloksena syntyi 350 perusasiakirjaa. Asiakirjojen laajuus oli kaikkiaan 12 000 sivua25-kohtainen ympäristöjulistus. Lausuma 21, joka korostaa valtioiden itsemääräämisoikeutta luonnonvaroihinsa ja niiden käyttöön mutta ne eivät saa aiheuttaa vahinkoa maan omalle tai muiden maiden elinympäristölleSeuraus YK:n ympäristöohjelma United Nations Environmental Program

Ympäristön huomioon ottamisessa ja kestävän kehityksen tuotannon rakentamisessa on kysymys kulttuurin muutoksesta, ei yksittäisistä tapahtumista

Monessa kehittyvässä maassa melu on perinteisesti ollut merkki elämästä ja aktiivisesta toiminnasta. Joissakin maissa teollisuuden prosessinsuunnittelijoilta on edellytetty 1980-luvulle asti tietyntasoisen äänitason saavuttamista

Toisaalta kysymys on myös teollisuudelta odotetusta positiivisesta vaikutuksesta yhteiskunnalliseen varallisuuteen ja teollisen toiminnan kilpailukyvyn säilyttämisestä

Näihin kysymyksiin ei ole voinut vaikuttaa muuten kuin lainsäädännöllä, koska kysymys on loppujen lopuksi myös investoitujen pääomien tuottavuudesta.

Sosiaalinen konstruktio

Oma roolinsa teollisuuden kasvojen pesussa oli myös tuotantolaitosten henkilökuntaan kohdistuvan työsuojelun kehityksellä

Ammattiliitot vaikuttivat voimakkaasti työympäristöjen muuttamiseen terveellisemmiksi ja turvallisemmiksi. Tähän asiaan vaikutettiin myös lainsäätäjän toimin – vrt työsuojelun alku 1800-luvulla

Ranskalainen Société Francaise des Mines de Bor oli ennen toista maailmansotaa tehnyt kokeita autogeenisellä kuparinrikastusmenetelmällä Jugoslaviassa

Saint Jacques -menetelmällä oli saatu lupaavia tuloksia, mutta laitteistot ja kaivos olivat jääneet Jugoslaviaan, eikä kokeita voitu jatkaa. Uuden menetelmän kehityshanke jäi Outokummun itsensä hoidettavaksi

Petri Bryk ja John Ryselin saivat vuonna 1946 Eero Mäkiseltä tehtäväkseen kehittää toimiva autogeenistä sulatusta hyödyntävä menetelmä

1930-luvulla Teknillisessä korkeakoulussa fysikaalista kemiaa opettanut Väinö Sihvonen

Aluksi suoritettujen epäonnisten kokeiden perusteella vuonna 1947 tehtiin patenttihakemus liekkisulatuksessa, jossa uutta oli erityisesti se, että sulatuksessa syntyvien kaasujen lämpösisältö otettiin talteen rekuperaattoriperiaatteella prosessi-ilman lämmittämiseksi

Teollinen tuotanto käynnistyi 1949 värimetallien valmistus puhdistui

Liekkisulatusmenetelmä