Mikroorganizmy, nieproszeni goście. Sposoby zwalczania wirusów, bakterii, grzybów i glonów

Artykuł archiwalny
Autor 
Piotr Michałowski, Grupa ATLAS
22.08.2008Komentarze (0)

Do drobnoustrojów w niekorzystny sposób oddziałujących na wyroby budowlane zaliczamy wirusy, bakterie, promieniowce, grzyby pleśniowe oraz jednokomórkowe drożdże i glony. Są one odpowiedzialne za korozję biologiczną, wywołującą niepożądane zmiany własności materiału, powodowane przez aktywność życiową organizmów.
 

ZACHODZĄ PROCESY ROZKŁADU

Do procesów rozkładu biologicznego zalicza się:

  • procesy mechaniczne – w których materiał ulega uszkodzeniu w wyniku bezpośredniego działania organizmów, np. uszkodzenia kabli elektrycznych przez owady lub gryzonie,
  • chemiczną asymilacyjną biodeteriorację – ma ona miejsce, gdy materiał jest degradowany z racji swej wartości odżywczej. Procesowi temu podlegają wyroby papiernicze, włókna i tkaniny, drewno i jego pochodne tworzywa sztuczne, powłoki i materiały malarskie, kleje i kity oraz produkty naftowe od paliw lotniczych po asfalty,
  • chemiczną dysymilacyjną biodeteriorację – występuje, gdy metabolity drobnoustrojów uszkadzają materiał powodując korozję, np. niszczenie metali, betonu, cegieł oraz zapraw murarskich,
  • obrastanie powierzchni materiałów przez organizmy żywe – np. obrastanie powierzchni kadłubów statków przez organizmy morskie

BAKTERIE
Bakterie to jedna z gromad królestwa bezjądrowych obejmująca organizmy jednokomórkowe o różnych kształtach (ziarenkowce, pałeczki, laseczki, przecinkowce i śrubowce). Składają się z łańcuszków luźno powiązanych komórek (paciorkowiec), nieregularnych skupień (gronkowiec) i regularnych prostopadłościanów (pakietowiec). W niesprzyjających warunkach tworzą formy przetrwalnikowe. Rozmnażają się wegetatywnie przez podział. Większość z nich jest cudzożywna, część zaś samożywna (chemoautotrofy i fotoautotrofy). Są wśród nich zarówno tlenowce, jak i beztlenowce. Bakterie mogą występować nawet w ekstremalnych warunkach środowiska (np. w gorących źródłach, na śniegu). Odgrywają ważną rolę w rozkładzie materii organicznej. Niektóre z nich pasożytują w człowieku, zwierzętach czy roślinach (bakterie chorobotwórcze).

W 1980 Międzynarodowy Komitet do Spraw Bakteriologii Systematycznej opublikował listę przyjętych nazw bakterii. Obejmuje ona 2500 gatunków, z czego szkodliwych dla człowieka jest ponad 100. W mikrobiologicznym rozkładzie i korozji materiałów technicznych ważną role odgrywa kilkadziesiąt gatunków bakterii, w tym bakterie redukujące siarczany, bakterie nitryfikacyjne, bakterie siarkowe i duża grupa bakterii rozkładających produkty naftowe.

Wymiary bakterii mieszczą się w granicach od 1 do kilku m. Okres wydania nowej generacji bakterii zależnie od gatunku może wynosić od 15 minut do kilku dni. Bakterie wymagają do wzrostu odpowiedniej temperatury, poziomu pH, określonej wilgotności środowiska i potencjału redoks oraz obecności określonych substancji pokarmowych. W porównaniu z organizmami wyższymi wykazują zdumiewającą zdolność przystosowania się zarówno do warunków fizycznych, jak i chemicznych środowiska, zaś w środowiskach skrajnie niekorzystnych pojawiają się jako pierwsze i wymierają jako ostatnie. Bakterie ze względu na wymagania temperaturowe dzieli się na:

  • psychrofilne (zimnolubne),
  • mezofilne (rosnące w średnich temperaturach),
  • termofilne (ciepłolubne).

Ze względu na wymagania odnośnie odczynu dzieli się na kwasolubne oraz zasadolubne. Bakterie, podobnie jak inne organizmy żywe, pobierają pokarm potrzebny im do wzrostu – wyraża się on przyrostem biomasy. Autotrofy są to organizmy, które pobierają w pokarmie jedynie utlenione związki węgla, takie jak kwas węglowy i dwutlenek węgla. Związki te podlegają redukcji – konieczna jest do tego energia. Może być nią energia świetlna lub chemiczna. Autotrofy wykorzystujące energię świetlną nazywa się fototrofami. Chemotrofy uzyskują energię w drodze reakcji oksyredukcyjnej

PROMIENIOWCE
Są to organizmy o ciele pałeczkowatym lub postaci długich, cienkich, rozgałęzionych nitek. Stanowią osobliwą grupę organizmów prokariotycznych ze względu na swoją morfologię. Mają zdolność do produkcji rozmaitych metabolitów, w tym antybiotyków, enzymów zewnątrzkomórkowych, pigmentów i związków terpenowych. Pod koniec lat 80. zwrócono szczególną uwagę na rolę promieniowców jako sprawców niektórych chorób zawodowych. Szczególnie atakują rolników, którzy zapadają na alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych.

GRZYBY
Grzyby to trzecie, obok roślin i zwierząt, podkrólestwo z królestwa organizmów jądrowych (eukaryota). W dawnych systemach traktowane jako jedna z grup roślin plechowych lub zarodnikowych. Dwie najważniejsze gromady podkrólestwa grzybów to śluzorośla (Myxomycota) i wytwarzające strzępkigrzyby właściwe (Eumycota). Grzyby obejmują 100 tys. gatunków roślin niemal wyłącznie lądowych, takich jak pleśnie, drożdże, wiele pasożytów roślinnych i zwierzęcych (mączniaki, rdze itp.) oraz grzyby kapeluszowe. Grzyby są organizmami cudzożywnymi, gdyż nie posiadają barwników asymilacyjnych, żyją jako pasożyty lub saprofity (roztocza), do normalnego rozwoju wymagają środowiska o dużej wilgotności. Ściany komórkowe grzybów są zbudowane zwykle z chityny, a nie z celulozy (tak jak u roślin). Ciało grzyba jest zwykle wielokomórkowe, z dobrze uformowanymi haploidalnymi jądrami, i składa się z nici zwanych strzępkami (u grzybów prostszych całe ciało jest jednym wielojądrowym komórczakiem). Strzępki tworzą system zwany grzybnią, przerastający podłoże, którym może być gleba, drewno, różne substancje organiczne lub wnętrze innych organizmów żywych (grzyby pasożytnicze). Niektóre grzyby wytwarzają owocniki, będące dużymi, czasem żywo zabarwionymi strukturami, często jadalnymi (grzyby kapeluszowe, grzyby jadalne). Rozwój grzybów odbywa się często zupełnie niedostrzegalnie. Bez środków pomocniczych, w postaci mikroskopu, nie można stwierdzić czy badana próbka ziemi zawiera elementy grzyba. Początkowo niezauważalne są również liczne infekcje grzybowe u roślin, ludzi i zwierząt, a także na różnych materiałach technicznych. Jako oznaki pasożytniczego rozwoju grzybów pojawiają się przebarwienia, naloty lub zapach stęchlizny. Najczęściej atakowane są tapety, włókna naturalne i syntetyczne. Grzyby cechuje duże zróżnicowanie wymagań temperaturowych. Są zdolne do przetrwania w warunkach poniżej 0°C, ale nie wykazują wzrostu. W temperaturach powyżej 60°C wzrost grzybów ulega zahamowaniu.
 

KATASTROFY MIKROBIOLOGICZNE
Drobnoustroje mogą pojawić się na materiałach budowlanych wskutek zakażenia samego produktu lub ekspansji na wbudowany materiał. Bardzo dobrym środowiskiem do rozwoju mikroorganizmów jest woda. W wielu wyrobach budowlanych służy ona jako współrozpuszczalnik. Wodne dyspersje polimerowe używane w farbach i tynkach również są podatne na atak drobnoustrojów. Pierwszą oznaką zakażenia jest utrata lepkości układu, nieprzyjemny zapach oraz zmiana koloru. Konieczne staje się zabezpieczanie wyrobów przed „nieproszonymi gośćmi”. Odbywa się ono w dwojaki sposób. Do wyrobu dodaje się środki bakteriobójcze, które zabezpieczają go w opakowaniu. Przez okres przydatności do użycia wyrobu drobnoustroje nie mają możliwości ataku. Po upływie tego okresu (najczęściej jest to 12 miesięcy w przypadku wyrobu opartego na dyspersjach polimerowych) skuteczność środków bakteriobójczych słabnie. Drugi rodzaj zabezpieczenia to dodatek środków chroniących wyrób wbudowany, czyli na przykład tynk lub farbę na elewacji. Użycie odpowiednich środków w pożądanej ilości zapewnia długotrwała ochronę nie zmienną w czasie. Niezbędna jest właściwa kultura pracy podczas użycia wyrobu. Narzędzia do mieszania oraz nakładania muszą być bezwzględnie czyste.

Głównym źródłem wilgoci potrzebnej do wzrostu grzybów w budynkach jest kondensacja pary wodnej. Powierzchniowa i wgłębna kondensacja pary wodnej może wystąpić na porowatych materiałach takich jak beton, cegła lub tynk, jeżeli ich temperatura jest zbliżona do punktu rosy. Proces gromadzenia się wilgoci powoduje wzrost grzybów, do którego nie dochodziłoby w normalnych warunkach. W latach 80. prowadzono badania liczby i gatunków grzybów występujących w różnych pomieszczeniach w budynkach mieszkalnych Londynu i środkowej Szkocji. Stwierdzono kilkukrotne przekroczenia średniego stężenia grzybów w powietrzu atmosferycznym wynoszącego 200 jednostek tworzących kolonie w 1 m3. Prawdziwą katastrofę mikrobiologiczną zanotowano w pewnej sypialni – tam norma została przekroczona 2250-krotnie. Bardzo dobrą pożywką dla drobnoustrojów jest kurz domowy. Przy podwyższonej wilgotności względnej powietrza stwarza on warunki dla rozwoju grzybów pleśniowych i grzybów niezarodnikujących oraz dla bakterii mezofilnych i dla promieniowców.

Grzyby są przyczyna wielu groźnych chorób. W 1986 w Chicago uległa zatruciu pięcioosobowa rodzina. Domownicy skarżyli się na szereg dolegliwości: objawy przeziębienia, bóle głowy, biegunki, bóle gardła, zmęczenie i złe samopoczucie. Hospitalizacja nie wykazywała przyczyny zmian chorobowych. Pobrane próbki powietrza wykazały obecność grzyba z gatunku Stachybotrys atra. Rodzina była wystawiona na długotrwałe działanie mikotoksyny. Dokładna inspekcja wykazała obecność grzyba w nieizolowanym kanale wentylacyjnym zimnego powietrza. Stwierdzono tam wzrost wilgotności, skrawki tkanin, włókna z dywanów oraz liczne kolonie grzyba Stachybotrys atra. W budynku napotkano wiele wycieków z instalacji wodno-kanalizacyjnej. W 1996 w Danii stwierdzono obecność grzyba z gatunku Stachybotrys chartarum w zawilgoconych płytach gipsowych.

W połowie lat 80. w budynku biurowym usytuowanym w Katowicach stwierdzono znaczne zagrzybienie. Wiele osób przebywających w tym budynku cierpiało na poważne dolegliwości. Obiekt położony jest na obszarze występowania szkód górniczych. Osiadanie terenu spowodowało naruszenie struktury obiektu. Przez szczeliny w ścianach zaczęła migrować woda i dochodziło do kondensacji pary wodnej. W próbkach pobranych z zagrzybionych tapet, tynków, powłok malarskich i drewna stwierdzono obecność gatunków grzybów Aspergillus versicolor, Penicillium chrysogenum i Acremonium strictum.

W latach 70. w Polsce bardzo popularne stały się wykładziny dywanowe wykonane z polichlorku winylu na podłożu z odpadów czesankowych lnu i tkaniny jutowej. Zawierały one znaczna ilość celulozy – materiału bardzo podatnego na atak mikroorganizmów. W trakcie oględzin lokali mieszkalnych stwierdzono silny zapach stęchlizny i podwyższoną wilgotność powietrza. W próbkach wykładziny pobranych z mieszkań stwierdzono 358 szczepów 20 rodzajów grzybów pleśniowych. Stwierdzono, że na ta katastrofę mikrobiologiczną złożyło się szereg przyczyn:

  • wykładziny klejono na niewysezonowane podłoże cementowe,
  • klej nakładano tylko na krawędzie tak, że na środku wykładziny powstała przestrzeń bardzo korzystna dla bytowania mikroorganizmów,
  • wykładziny magazynowano w wilgotnych, niewietrzonych pomieszczeniach,
  • w trakcie próby szczelności instalacji centralnego ogrzewania silnie zawilgocono wykładzinę

Przyczyną zagrzybienia może być niewłaściwie wykonane ocieplenie ścian lub jego brak. W budynku wielkopłytowym w Będzinie stwierdzono silnie spęcherzenie powłok malarskich i tynkowych. Towarzyszyło im wykraplanie pary wodnej i destrukcja mikrobiologiczna. Po rozwierceniu ściennych elementów betonowych stwierdzono, że przestrzeń między elementami betonowymi była pusta, pozbawiona izolacyjnej warstwy styropianu. W pomieszczeniach o wadliwych ścianach następowały znaczne spadki temperatury.

KOROZJA DREWNA BUDOWLANEGO
W ostatnich latach drewno przeżywa renesans w budownictwie. Spowodowane jest to rosnącym zainteresowaniem budynkami projektowanymi w lekkiej konstrukcji szkieletowej. Elementy drewniane coraz częściej stanowią dekoracyjne wykończenie elewacji i wnętrz budynków. Drewniane więźby dachowe budynków murowanych również nie tracą na popularności. Drewno ma właściwości higroskopijne, objawiają się one stopniowym wzrostem wilgotności, aż do poziomu pozwalającego na rozwój mikroorganizmów. Jest to proces powolny, ale powoduje przedwczesną utratę właściwości technicznych przez porażone elementy konstrukcji. Do rozwoju korozji mikrobiologicznej przyczynia się wilgoć techniczna wprowadzona do budynku w czasie prac murarsko-tynkarskich oraz wilgoć wprowadzona w trakcie eksploatacji budynku. Pozbawienie drewna właściwej wentylacji oraz niedostateczne jego zabezpieczenie powoduje szybszą degradację. Najistotniejsza jest jakość drewna budowlanego. Zgodnie z wymogami budowlanymi najwyższa dopuszczalna wilgotność drewna przeznaczonego do zabudowania nie może przekraczać 20%. Równocześnie wilgotność taka jest bardzo korzystna z punktu widzenia zabezpieczania drewna. Umożliwia ona kapilarne wnikanie preparatów zabezpieczających, poprzez połączone i uporządkowane komórki. Przy wyższej wilgotności, powyżej punktu nasycania włókien, proces kapilarnego wnikania zostaje znacznie spowolniony.

ZABEZPIECZANIE PODŁOŻY MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH
Do zabezpieczania podłoży budowlanych należy używać preparatów grzybobójczych, które mogą być stosowane zarówno do zabezpieczania przed degradującym działaniem mikroorganizmów, jak i świeżo wykonanych powierzchni mineralnych czy starych, uprzednio oczyszczonych. Taki preparat jest polecany do użycia na zewnętrznych i wewnętrznych elementach budowlanych, narażonych na intensywne działanie wilgoci np. elewacje budynków (w tym także elewacje wykonane w systemach ociepleń), ściany i podłogi w pralniach, piwnicach, łazienkach itp. Użycie preparatu na podłożach o innym charakterze niż mineralne powinno zostać poprzedzone przeprowadzeniem próby na fragmencie powierzchni.

Preparat grzybobójczy stosowany jako zabezpieczenie podłoża mineralnego wnika w jego strukturę, zapewniając długotrwały efekt działania i nie powodując przy tym powstawania plam na powierzchni (po wyschnięciu jest przezroczysty). Może być stosowany wewnątrz i na zewnątrz budynków. W czasie stosowania preparatu podłoże musi być suche. Przed przystąpieniem do prac bezwzględnie należy zlikwidować wszelkie przyczyny zawilgocenia podłoża, wynikające między innymi z nieszczelnych izolacji przeciwwilgociowych, wadliwych obróbek blacharskich oraz nieszczelnej instalacji wodno-kanalizacyjnej i odprowadzającej wodę opadową.

Usuwanie nalotów należy przeprowadzić poprzez szorowanie szczotką podłoża nasączonego preparatem. Po zakończeniu prac należy powierzchnię dokładnie spłukać czystą wodą. Na podłożach silnie skażonych mikrobiologicznie te czynności należy powtórzyć. Zabezpieczanie powierzchni mineralnych polega na nanoszeniu preparatu na czyste i suche podłoże wałkiem, pędzlem lub metodą natryskową. Konieczne jest dokładne pokrycie środkiem całej zabezpieczanej powierzchni.

 

Kategoria 
Tagi 
chemia
mikroorganizmy

Nasi partnerzy