Vesitutkimus
Laitoksen vesitutkimus tukee siihen liittyvää UEF: n strategista kehittyvää tutkimusaluetta. Vesitutkimuksen julkaisutuotanto on merkittävää ja se käsittää vesiekologian, suurten järvien tutkimuksen, akvaattisen ekotoksikologian, akvaattisen fysiologian, vesikemian, samoin kuin ympäristöinformatiikan ja vesien mallinnuksen alueet. Esimerkiksi vesiympäristössä tapahtuvasta ihmisen toiminnasta johtuvien ongelmien ymmärtäminen ja ratkaiseminen ovat keskeisiä haasteita, koska monet ympäristöongelmat huipentuvat vesijärjestelmissä ja organismeissa. Vesiympäristöjen ekologinen tila ja puhtaiden vesivarojen riittävyys ovat vaarassa maailmanlaajuisesti ja paikallisesti esimerkiksi kaivos- ja teollisuustoiminnasta sekä yhdyskuntajätteiden kuormituksesta johtuen. Vesiekosysteemien kestävä ja kattava hallinta edellyttää vesibiologian perusteellista ymmärtämistä sekä siihen liittyvien tutkimusalueiden korkeatasoista soveltamista ja integroitua kehittämistä.
Laitoksen vesitutkimus keskittyy vesiympäristön ja vesieliöiden perusbiologiaan, vesikemiaan sekä veteen liittyviin turvallisuusnäkökohtiin. Monien hankkeiden tavoitteena on ymmärtää vesiekosysteemien ympäristöongelmia ja tarjota tietoa näiden ongelmien ratkaisuun tarvittavan tekniikan kehittämiselle.
Aerosolitutkimus
Laitoksen aerosolitutkimus kuuluu UEF: in kansainvälisen huippututkimuksen alueeseen ”Aerosolit, ilmastonmuutos ja ihmisen terveys”. Ilmansaastetutkimuksen ainutlaatuinen piirre on ilmansaastetutkimukset ja terveyteen liittyvät toksikologiset tutkimukset yhdistävä monitieteellinen lähestymistapa. Siinä yhdistyvät pien- ja nanohiukkasten fysikaalis-kemiallinen sekä toksikologinen karakterisointi. Tavoitteena on kokonaisvaltainen ymmärrys haitallisia terveysvaikutuksia aktivoivista syytekijöistä. Pienhiukkas- ja aerosolitekniikan sekä inhalaatiotoksikologian tutkimusryhmien yhteistyö muodostaa tämän tutkimuksen ytimen laitoksella. Tiivissä yhteistyössä Sovelletun fysiikan laitoksen aerosolitutkimusryhmien kanssa Kuopion kampuksella on käytettävissä huipputekninen infrastruktuuri sekä laajat kansalliset ja kansainväliset yhteistyöverkostot. Näiden lisäksi funktionaalisten materiaalien synteesin pilottilaitteistoja sekä työ- ja sisäympäristöjä hyödyntävä puhtaan teknologian sovelluksiin liittyvä aerosolitutkimus tukee tätä tutkimusalaa bioaerosolitutkimuksen ja testaustoimintojen kehittämisessä
Ympäristönmuutoksen biologia
Ympäristömuutoksen biologian tutkimusalue kokoaa yhteen kasviekofysiologian ja -ekologian, ympäristöekologian ja kasvibiotekniikan, biogeokemian, eläinekologian ja sosiaalisten hyönteisten ympäristöbiologian (kuuluu UEFin Metsät, globaalimuutos ja biotalous -kärkitutkimusalueeseen sekä yhteen UEFin määrittelemistä neljästä globaalista haasteesta).
Nopeasti muuttuva ympäristö on yksi vaikeimmista tämän ajan globaaleista haasteista. Se vaikuttaa ihmisiin, kasveihin ja eläimiin solutasolta ekosysteemitasolle, etenkin pohjoisissa ekosysteemeissä. Tämä tutkimusalue keskittyy globaalin muutoksen vaikutuksiin boreaalisten ja arktisten ekosysteemien toiminnassa, erityisesti puiden sopeutumismekanismeissa, hiili- ja ravintoaineiden dynamiikassa, kasvien ja maaperän välisiin vuorovaikutuksiin sekä ekosysteemien sopeutumiseen ympäristöstressiin. Tähän sisältyy kasvihuonekaasujen ja muiden tärkeiden kaasujen dynamiikka, biosfäärin ja atmosfäärin palautemekanismit ja ilmaston palautemekanismien mallintaminen.
Kummankin kampuksen huipputasoinen infrastruktuuri mahdollistaa maan ekosysteemeihin liittyvien akuuttien ympäristöongelmien monitieteellisen tutkimuksen. Kasveja voidaan altistaa globaaleille ympäristön stressitekijöille (lämpeneminen, kuivuus, lisääntynyt UV-säteily, kohonneet otsonitasot) luonnollisissa avokenttäolosuhteissa. Näitä täydentävät kasvien kasvatuskammiot, joissa on säädettävät lämpötila-, valo-, kosteus- ja CO2-olosuhteet. Analyysilaitteistoon kuuluu täysin varustellut laboratoriot kasvikemian ja metabolian analysoimiseen, erityiset kaasuvirtauslaitteet (mm. eddykovarianssi CO2: lle ja N2O: lle), IR- massaspektrometri ja uusi spektrikuvantamislaboratorio.
Biogeokemian tutkimus kuuluu pohjoismaiseen huippuosaamiskeskukseen (DEFROST) yhteistyössä Suomen Akatemian ilmakehätieteiden huippuyksikön (AFCoE) kanssa.
Säteily ja kemialliset riskit
Säteily- ja kemikaalitutkimusta tehdään useassa laitoksen tutkimusryhmässä. Tutkimus on monitieteellistä ja sisältää erilaisia lähestymistapoja ympäristö- ja työperäisen altistumisen arvioimiseksi (mittaukset, mallinnus) sekä kokeellisia ja epidemiologisia tutkimuksia ihmisille ja muille organismeille aiheutuvien haittojen arvioimiseksi. Se kattaa vaikutukset sekä ekosysteemeihin että terveyteen.
Syöpään liittyvä tutkimuksemme on osa ”Translationaalista syöpätutkimusta”, joka on yksi UEF: n strategiassa määritellyistä kehittyneistä, vahvoista tutkimusalueista. Laitoksellamme toimii yksi maailman johtavista ionittoman säteilyn (sähkömagneettiset kentät) terveysvaikutuksia selvittävistä tutkimusryhmistä. Ionisoivan säteilyn tutkimus on keskittynyt radioekologiaan ja ”uusiin” radiobiologisiin ilmiöihin, erityisesti indusoituun genomiseen epävakauteen. Kemikaalitutkimusta tehdään useissa laitoksen tutkimusryhmissä, ja se kattaa ympäristön pilaantumisen ja kunnostamisen, ihmisten altistumisen, terveysvaikutusten arvioinnin, sekä ekotoksikologian ja vaikutukset villieläimiin. Tärkeä uusi infrastruktuuri on yhteinen säteilybiologian laboratorio Kuopion yliopistollisen sairaalan syöpäkeskuksen kanssa. Se mahdollistaa johtavan kansallisen aseman sekä ympäristöterveyteen liittyvässä että sädehoitoon liittyvässä säteilybiologisessa tutkimuksessa.