Grzyby mikroskopowe jako czynnik zagrażający trwałości papieru oraz zdrowiu pracowników w pomieszczeniach bibliotecznych i archiwalnych

Transkrypt

1 Grzyby mikroskopowe jako czynnik zagrażający trwałości papieru oraz zdrowiu pracowników w pomieszczeniach bibliotecznych i archiwalnych Microscopic Fungi as a Factor Threatening the Paper Durability and Health Risk for Workers in Libraries and Archives Rooms Justyna Skóra, Beata Gutarowska, Anna Koziróg Przedstawiono wyniki analiz ilości oraz rodzaju grzybów mikroskopowych obecnych w powietrzu pomieszczeń archiwalnych i bibliotecznych oraz na powierzchniach akt, książek i tektury opakowaniowej. Oceniono aktywność celulolityczną zdiagnozowanych grzybów, a także potencjalne zagrożenie zdrowotne dla pracowników. Wytypowano gatunki grzybów będące wskaźnikami mykologicznego zanieczyszczenia powietrza i wyrobów papierniczych w magazynach papieru. Słowa kluczowe: grzyby mikroskopowe, wyroby papiernicze, aktywność celulolityczna, zagrożenia zdrowotne dla personelu The results of analysis of the quantity and species of microscopic fungi present in the air of libraries, archives and on the files surfaces of books and cardboard packagings were presented. Cellulolytic activity of diagnosed fungi and the potential health risks for workers were assessed. Fungi species have been indicated, which are the indicators of fungal contamination of the air and paper products in warehouses. Keywords: microscopic fungi, paper products, cellulolytic activity, health risks for staff Wstęp Papier jest od wieków podłożem prawie wszystkich przekazów piśmiennych, ciągle nie do wyparcia przez kolejne wynalazki techniczne i technologiczne. Obecnie proces produkcyjny w niewielkim stopniu przypomina historyczną technologię wytwarzania papieru czerpanego sprzed kilkuset lat. Wprowadzane przez lata zmiany składu chemicznego masy papierowej oraz nowoczesne urządzenia do jego formowania uczyniły z papieru produkt tani i powszechnie stosowany, jednak o wyraźnie obniżonej w stosunku do pierwowzoru wytrzymałości, w tym również wytrzymałości na rozkład mikrobiologiczny. Niekorzystny wpływ mikroorganizmów ujawnia się już w procesie produkcyjnym w fabrykach mas celulozowych, papieru i tektury. Silny rozwój drobnoustrojów w papiernicy i wodzie obiegowej może być przyczyną zerwania wstęgi i związanego z tym przestoju w procesie produkcyjnym (1). Papier może bardzo szybko ulec rozkładowi mikrobiologicznemu, jeżeli magazynuje się go lub użytkuje w warunkach podwyż- szonej wilgotności powietrza i w pomieszczeniach zanieczyszczonych mikrobiologicznie. Straty ekonomiczne w wyrobach papierniczych mogą być poważne, jednakże jeszcze większe są straty kulturowe w przypadkach porażenia ważnych dokumentów i dzieł sztuki przez mikroorganizmy w księgozbiorach bibliotek, archiwów i muzeów (2). Współczesne technologie, wykorzystujące włókna drzewne, warunkują podatność papieru na biodegradację. Oprócz głównych składników, takich jak celuloza, hemicelulozy, lignina itp., do wyrobu papieru wprowadza się wiele innych substancji organicznych, które wzmagają ten niekorzystny proces, z punktu widzenia obiektów zabytkowych (3). Mogą to być środki zaklejające (kalafonia, parafina, klej zwierzęcy), środki wiążące (skrobia, kazeina, gumy roślinne, pochodne celulozy) oraz barwniki i inne wykorzystywane w technologiach substancje. Stanowią one dodatkowe źródło pożywienia dla mikroorganizmów. Na aktywność drobnoustrojów wpływa również sposób wykończenia arkuszy; chropowaty, źle klejony papier, łatwiej pochłania pył i znajdujące się w nim mikroorganizmy. Papier taki jest równocześnie higroskopijny, co stanowi podłoże bardziej sprzyjające rozwojowi mikroflory celulolitycznej niż dobrze klejony papier z równą, gładką powierzchnią. Atrament ma także ujemny wpływ na papier, gdyż zawiera sole żelaza i kwasy mineralne. Sole żelaza, poza bezpośrednim szkodliwym działaniem na papier, pobudzają wzrost mikroorganizmów celulolitycznych (4). Papier produkowany w fabrykach z zamkniętym obiegiem wody zawiera dużą ilość substancji rozpuszczalnych w wodzie, stanowiących również dodatkowe źródło pokarmu dla mikroorganizmów (1). Głównym składnikiem papieru, niektórych tkanin, a także drewna jest celuloza będąca podatnym na rozkład mikrobiologiczny materiałem węglowodanowym (4). Polimer ten jest rozkładany Mgr inż. J. Skóra, dr hab. B. Gutarowska, dr inż. A. Koziróg, Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 171/173, Łódź PRZEGLĄD PAPIERNICZY 67 GRUDZIEŃ

2 przez wiele drobnoustrojów wyposażonych w odpowiedni aparat enzymatyczny. Stwierdzono, że pod wpływem enzymów celulolitycznych obniża się stopień polimeryzacji celulozy, następuje naruszenie struktury włókna celulozowego oraz maleje jego wytrzymałość. W rezultacie włókno ulega częściowemu lub całkowitemu rozkładowi z wytworzeniem dwutlenku węgla i wody (4, 5). Z tego też względu papier należy do produktów charakteryzujących się bardzo małą odpornością na działanie bakterii, promieniowców i grzybów (6). Najłatwiej rozkładowi mikrobiologicznemu ulegają papiery otrzymane ze ścieru drzewnego i słomowej masy papierniczej, bardziej trwałe są te wyprodukowane ze szmat bawełnianych i lnianych (7). W wyniku braku klimatyzacji bądź nieprawidłowego kondycjonowania wytworów, ich właściwości użytkowe mogą znacznie odbiegać od parametrów zagwarantowanych przez producenta. Ostatecznym efektem będzie nieprawidłowe funkcjonowanie danego wyrobu: deformowanie się opakowań, problemy z przetwarzaniem papieru, skrócona żywotność wytworu itp. (5, 8). Jednym z głównych źródeł zakażenia książek i materiałów archiwalnych przez mikroorganizmy jest powietrze pomieszczeń magazynujących papier i jego wyroby. Powietrze jest środowiskiem, w którym drobnoustroje zawsze są obecne, pomimo iż nie stanowi właściwych warunków dla ich rozwoju. Mikroorganizmy występują tu najczęściej w postaci bioaerozolu, czyli układu zawierającego fazę rozpraszającą (powietrze) oraz fazę rozproszoną (drobne cząsteczki płynu lub kurzu, różnego pochodzenia). Powietrze zanieczyszczają mikroorganizmy pochodzące z gleby, wody, różnych powierzchni lub z żywych organizmów. Zawieszone w powietrzu drobnoustroje w łatwy sposób mogą przedostawać się na różne obiekty i rozpocząć tam swój aktywny rozwój (9-11). Wyroby papiernicze, mimo kontrolowanego i właściwego przechowywania, atakowane są przez drobnoustroje, które wydzielają do otoczenia produkty przemiany materii oraz enzymy prowadzące do rozkładu tych obiektów (12). Zanieczyszczenie mikrobiologiczne powietrza w pomieszczeniach archiwalnych może wynosić nawet 2,3x10 3 1x10 4 jtk/m 3 (13). Mikologiczne skażenie powietrza w pomieszczeniach archiwalnych i bibliotecznych jest spowodowane przez wiele gatunków grzybów z rodzaju: Aspergillus, Penicillium, Alternaria, Cladosporium, Mucor, Rhizopus, Trichoderma, Fusarium i innych (14). W biodeterioracji papieru najpierw uczestniczą grzyby z rodzaju Aspergillus, Penicillium oraz Mucor, które łatwo wykorzystują składniki papieru, a następnie uaktywniają się szczepy Chaetomium, Stachybotrys i Alternaria, hydrolizujące odporne włókna celulozy (7, 15). Z powietrza w magazynach bibliotecznych i archiwach izolowano liczne gatunki bakterii i grzybów, jednakże największą zdolność zasiedlania środowiska powierzchni papieru posiadają grzyby pleśniowe (13, 16). Wykazano, iż w okresie przechowywania i użytkowania wyrobów papierniczych w powietrzu o wilgotności względnej powyżej 70% może nastąpić deterioracja przede wszystkim przez grzyby, względnie promieniowce (1). Stwierdzono, iż szczególną aktywnością celulolityczną charakteryzują się pleśnie: Chaetomium, Myrothecium, Memnoniella, Stachybotrys, Curvularia, Trichocladium, Botryodiplodia, Acrothecium, Cephalosporium, Verticillium, Botryotrichum, Sepedonium, Trichothecium, Epicoccum, Alternaria, Stemphylium, Trichoderma, Penicillium i Aspergillus (6). Inną grupą mikroorganizmów biorących udział w biodeterioracji celulozy są bakterie. Ze względu na swoje wymagania środowiskowe i niewielkie uzdolnienia celulolityczne, bakterie odgrywają mniejszą rolę w biologicznym rozkładzie celulozy. Bakterie rozkładające celulozę należą głównie do rodzajów: Cytophaga, Sporocotophaga, Cellulomonas, Cellvibrio, Bacillus, Clostridium (17). W rozkładzie papieru materiałów archiwalnych nie można pominąć roli promieniowców. Zyska wyodrębnił ze zniszczonego papieru szereg szczepów promieniowców. W zależności od gatunku, zdolność do rozkładu celulozy poszczególnych szczepów promieniowców po 14 dniach wahała się w granicach 15,3-79,6% (1). Opisano kilka gatunków celulolitycznych m.in. Micromonospora chalcea, Microbispora bispora, Streptomyces cellulosae i Streptomyces sporangium. Zniszczenia mikrobiologiczne papieru mają charakter ubytków i zaplamień o różnorodnych kolorach i kształtach oraz nalotów pleśniowych. Wzrost mikroorganizmów następuje zazwyczaj na powierzchni papieru. Dopiero w późniejszym okresie strzępki grzybni wnikają do włókien papieru i zmiękczają je. W fazie rozkładu celulozy następuje wydzielanie wody i wytworzenie śluzu, co objawia się wyraźnymi zmianami własności papieru ma osłabioną strukturę, jest bibulasty i rozpulchniony. Procesom tym może towarzyszyć wydzielanie przykrych zapachów, a przede wszystkim występowanie przebarwień o różnym nasileniu i wielkości. Przebarwienia te zazwyczaj są wynikiem migracji barwnika z grzybni do papieru (18). Intensywność tych zjawisk zależy od warunków rozwoju grzybów (12). Jak wykazał Zyska, intensywność przebarwień zmienia się w zależności od ph papieru; niektóre grzyby, np. Aspergillus niger lub Penicillium frequentans, nie przebarwiają papieru (1). Drobnoustroje mogą doprowadzić do poważnych zniszczeń papieru, takich jak destrukcja puszysta, kamienienie książek i foxing (18). Foxing objawia się drobnymi, różnokształtnymi pomarańczowo-rudymi plamkami na powierzchni papieru (19). Uważa się, że foxing jest pochodzenia mikrobiologicznego, powodowanego przez mikroorganizmy sucholubne (20-22). Kamienienie książek dotyczy dużych fragmentów papieru, który uległ intensywnemu zawilgoceniu. Grzyby przerastają przez papier, tworząc bezpostaciową, pozbawioną budowy kartkowej masę. Towarzyszy temu zjawisku obecność śluzowatych, klejących substancji półproduktów rozkładu celulozy i śluz pochodzenia mikrobiologicznego (20). Skamieniałe książki są czarne, twarde oraz cieńsze od zdrowych książek. Wśród grzybów najczęściej odpowiedzialnych za kamienienie książek możemy wyróżnić: Chaetmium sp., Cladosporium sp., Penicillium sp. (19). Destrukcja puszysta papieru dotyczy książek (archiwaliów), które często były przechowywane na strychach i piwnicach, 756 PRZEGLĄD PAPIERNICZY 67 GRUDZIEŃ 2011

3 a także miały styczność z porażonym przez grzyby domowe drewnem. Objawy destrukcji postępują od brzegów kartek w głąb, powodując, że papier traci swoją strukturę, staje się bibulasty, puszysty, a blok książki pęcznieje, włókna celulozowe są postrzępione, poprzerastane przez strzępki grzybni. Wiele grzybów alergennych i toksynotwórczych stwarzać może poważne zagrożenie dla zdrowia pracowników i użytkowników archiwów i bibliotek. Zagrożenie zdrowotne wywołane nadmiernym stężeniem mikroorganizmów w powietrzu wewnętrznym występuje m.in. na skutek wdychania powietrza silnie zanieczyszczonego drobnoustrojami oraz w trakcie prac z zapleśniałym materiałem technicznym, np. podczas konserwacji i czyszczenia zbiorów archiwalnych, bibliotecznych. Szacuje się, że większość problemów zdrowotnych związanych z jakością powietrza wewnętrznego wiąże się z narażeniem na grzyby pleśniowe. Skutki takiego narażenia mogą mieć charakter bezpośrednich infekcji grzybic, chorób alergicznych powodowanych przez zarodniki grzybów (alergiczny nieżyt nosa, alergiczne zapalenie spojówek, alergiczna astma oskrzelowa) lub mikotoksykoz będących wynikiem szkodliwego działania substancji toksycznych produkowanych przez grzyby. Wiele grzybów występujących w powietrzu np. Aspergillus flavus, A. parasiticus, A. versicolor, Fusarium gramineum, Penicillium expansum, P. chrysogenum, Stachybotrys chartarum ma właściwości toksynotwórcze (4, 6, 23). Mikotoksyny mogą przedostawać się do organizmu człowieka drogą pokarmową, wziewną lub interdermalną, jednakże największa ich toksyczność jest obserwowana, jeśli dostaną się do organizmu przez układ oddechowy (15, 24). Mikotoksyny oraz lotne metabolity grzybów, takie jak etylooctan, butanol oraz krótkołańcuchowe alkohole i aldehydy są najprawdopodobniej odpowiedzialne za jednostkę chorobową zwaną zespołem chronicznego zmęczenia (ang. chronic fatigue syndrome). Jak podaje Zyska (25) w badaniach prowadzonych w klinice Tabela 1. Charakterystyka pomieszczeń archiwalnych i bibliotecznych Table 1. Charakteristics of the archives and libraries rooms Instytucja Biblioteka Archiwum nr 1 nr 2 nr 1 nr 2 Pracownia konserwacji Akademii Medycznej w Katowicach stwierdzono, że wśród 11 osób zatrudnionych w bibliotece, które w ciągu sześciu miesięcy miały styczność z zagrzybionym księgozbiorem, cztery osoby wykazały pozytywne odczyny alergenne wobec pleśni. Potwierdza to fakt, iż grzyby alergenne z powietrza i książek biblioteki odpowiedzialne były za wystąpienie alergii u tych osób. Wiszniewska (26) prowadziła podobne badania wśród 103 pracowników Muzeum Narodowego w Warszawie (konserwatorów zabytków, kustoszy, pracowników magazynowych, pracowników laboratorium mikrobiologicznego identyfikujących gatunki grzybów rozwijających się na obiektach muzealnych). Badani zgłaszali najczęściej: wodniste katary, łzawienie oczu, swędzące zmiany skórne, przewlekły kaszel i duszności. Nadwrażliwość na poszczególne gatunki pleśni stwierdzono u ponad 30% pracowników. Pomimo licznych, prowadzonych badań nie ma unormowań prawnych kwalifikujących pracę w archiwach i bibliotekach do rodzajów prac narażających pracowników na działanie szkodliwych czynników biologicznych oraz nie wytypowano wskaźników, mogących stanowić mierniki biologicznego zagrożenia na tych stanowiskach pracy. Cel badań Celem badań była ocena zanieczyszczenia grzybami strzępkowymi powietrza oraz wyrobów papierniczych w pomieszczeniach archiwalnych i bibliotecznych zmierzająca do wytypowania gatunków grzybów wskaźnikowych zagrażających trwałości papieru i zdrowia pracowników. Badania obejmowały oznaczenie ilości, rodzajów, a także aktywności celulolitycznej grzybów strzępkowych, w pomieszczeniach magazynujących akta, książki oraz tekturę opakowaniową. Uwzględniono korelacje między składem gatunkowym bioaerozolu grzybowego a gatunkami obecnymi na powierzchniach, a także zależność między składem gatunkowym a rodzajem zasiedlanego materiału. Dokonano klasyfikacji wyizolowanych grzybów ze względu na potencjalną szkodliwość dla pracowników. Ponadto zaproponowano dalsze kierunki badań. Obiekt badań Badania występowania grzybów strzępkowych w powietrzu oraz na powierzchniach książek i akt wykonano w Bibliotece i Archiwum Państwowym w Łodzi. Zanieczyszczenie mikologiczne tektur opakowaniowych badano w Zakładzie produkującym opakowania papierowe. Charakterystykę badanych pomieszczeń archiwalnych oraz bibliotecznych przedstawiono w tabeli 1. Powierzchnia [m 2 ] Badane pomieszczenie Temperatura [ C] Wilgotność powietrza wwp [%] 49, , , , Ilość i rodzaj przechowywanych zbiorów i inne dane 25 tys. książek popularno-naukowych (przechowywane na drewnianych półkach) 10 tys. książek popularno-naukowych, ok. 3 tys.czasopism (przechowywane na drewnianych półkach) Akta dawnych fabryk (przechowywane na metalowych półkach w kartonowych teczkach lub owinięte pergaminem) Akta sądowe, akta gettowskie (przechowywane na metalowych półkach w kartonowych teczkach lub owinięte pergaminem) Wyposażona w prasy, gilotynę, maszynę do uzupełniania ubytków, suszarkę oraz system do odkwaszania papieru Bookkeeper PRZEGLĄD PAPIERNICZY 67 GRUDZIEŃ

4 Metodyka badań Zanieczyszczenie mikrobiologiczne powietrza Zanieczyszczenie mikrobiologiczne powietrza oznaczano metodą zderzeniową za pomocą próbnika powietrza MAS 100 Eco (Merck, Germany). Próby powietrza pobierano na płytki Petriego z podłożem tryptozowo-sojowym z dodatkiem nystatyny (TSA) oraz brzeczką słodową z chloramfenikolem (MEA). Badania wykonano w 2 pomieszczeniach bibliotecznych oraz 3 archiwalnych, w 1-4 miejscach każdego z nich w 2 powtórzeniach. w bibliotece (powietrze, książka) oraz na powierzchni tektury opakowaniowej. Oznaczenie aktywności celulolitycznej przeprowadzono w teście płytkowym na pożywce M 0 zawierającej 1% celulozy. Płytki inkubowano w temperaturze 27 C przez 96 godziny, następnie zalewano płynem Lugola i odczytywano po 5 minutach średnice. Współczynnik aktywności celulolitycznej obliczono ze wzoru: Q = D/d Zanieczyszczenie mikrobiologiczne powierzchni Próby z badanych powierzchni zostały pobrane za pomocą płytek odciskowych typu Rodac firmy Merck z pożywką Sabourauda oraz z pożywką CASO. W przypadku wysokiej kontaminacji badanych powierzchni wykonano również wymazy metodą tradycyjną tamponową dla 5-9 rodzajów powierzchni w 2 powtórzeniach. Inkubację pobranych prób oraz wymazów prowadzono w temperaturze 30 C przez 3-5 dni, po czym zliczono wyrosłe kolonie. Wynik z uwzględnieniem objętości pobranego powietrza przeliczono na jednostki tworzące kolonie w 1 m 3 powietrza [jtk/ m 3 ]. Liczbę kolonii z płytek odciskowych oraz prób wymazów wyrażono w jtk/100 cm 2 badanej powierzchni. Identyfikacja grzybów Identyfikację grzybów prowadzono na podstawie obserwacji makro- i mikroskopowych w oparciu o klucze taksonomiczne (27, 28). Oznaczenie aktywności celulolitycznej grzybów Aktywność celulolityczną zbadano dla wszystkich szczepów wyizolowanych z archiwum (powietrze, akta) a także szczepów charakteryzujących się największą częstością występowania Tabela 2. Ogólna liczba grzybów w powietrzu magazynów papieru Table 2. Total fungi count in the air in paper stores Instytucja Biblioteka Archiwum pomieszczenie nr 1 nr 2 nr 1 nr 2 Pracownia konserwacji średnia w miejscu 1 nb nie badano Śr średnia; Min Max wartość najniższa i najwyższa; OS odchylenie standardowe Ogólna liczba grzybów w powietrzu magazynów papieru średnia w miejscu 2 średnia w miejscu 3 gdzie: Q strefa rozkładu celulozy (mm), D łączna średnica kolonii i strefy rozkładu (mm), D średnica kolonii (mm). Analizę aktywności celulolitycznej wykonano w 2 powtórzeniach dla każdego szczepu. Wyniki Badanie zanieczyszczenia mikologicznego powietrza wykonano w 1-4 miejscach pomieszczenia (w zależności od kubatury), w dwóch powtórzeniach. Stężenie bioaerozolu grzybowego w powietrzu w magazynach przechowujących wyroby papiernicze (archiwum, biblioteka) przedstawiono w tabeli 2. Analizę ilościową grzybów zasiedlających badane materiały wykonano dla 5-9 rodzajów powierzchni w 2 powtórzeniach. Tabela 3 zawiera zestawienie wyników analizy ilościowej zanieczyszczenia grzybami strzępkowymi powierzchni książek, akt i tektury opakowaniowej. Analiza ilościowa wykazała, że średnie zanieczyszczenie grzybami strzępkowymi powietrza w pomieszczeniach biblioteki wynosiło 5,0 x 10 1 jtk/m 3 i było wyższe niż w powietrzu magazynów archiwalnych (3,8 x 10 1 jtk/m 3 ). Przeprowadzone badania ilościowe wskazują na niską liczbę grzybów w powietrzu pomieszczeń magazynowych w bibliotece średnia w miejscu 4 Ogółem 3,3 x ,5 x ,3 x ,4 x ,5 x ,5 x 10 2 Nb Nb Śr: 5,0 x 10 1 Min: 2,0 x 10 1 Max: 4,0 x 10 2 OS: 1,3 x ,0 x ,0 x ,5 x ,0 x 10 1 Śr: 3,8 x ,7 x ,1 x 10 2 nb Nb 2,9 x 10 2 nb nb Nb Min: 2,0 x 10 1 Max: 1,6 x 10 2 OS: 1,2 x 10 2 i archiwum. Średnie stężenie mikroflory grzybowej w powietrzu pomieszczeń bibliotecznych i archiwalnych nie przekraczało wartości dopuszczalnej - 2,0x10 2 jtk/m 3 (29) dla pomieszczeń zamkniętych. W badanych obiektach parametry powietrza wewnętrznego są regularnie kontrolowane i utrzymywane na zalecanym poziomie (temperatura: C; wilgotność 27-53%). Pozwala to zapewnić dobry standard higieniczny powietrza w badanych pomieszczeniach. Analiza ilościowa zanieczyszczenia mikrobiologicznego prze- 758 PRZEGLĄD PAPIERNICZY 67 GRUDZIEŃ 2011

5 Tabela 3. Ogólna liczba grzybów na materiałach w magazynach papieru Table 3. Total fungi count on the materials in paper stores Badany materiał Papier archiwalny Książki Opakowania tekturowe Śr średnia; Min Max wartość najniższa i najwyższa; OS odchylenie standardowe Ogólna liczba grzybów na powierzchniach wyrobów papierowych [jtk/100cm 2 ] Śr: 2,5 x 10 2 Min: 5,0 x 10 0 Max: 8,8 x 10 2 OS: 4,2 x 10 2 Śr: 1,2 x 10 3 Min: 5,0 x 10 0 Max: 7,2 x 10 3 OS: 2,3 x 10 3 Śr: 1,7 x 10 1 Min: 6,0 x 10 0 Max: 4,0 x 10 1 OS: 1,3 x 10 1 Tabela 4. Gatunki pleśni obecne w magazynach papieru: w powietrzu i na papierze Table 4. Mould species present in paper stores: in the air and on paper Miejsce izolacji Powietrze powierzchnie Archiwum Biblioteka Papier archiwalny Książki Opakowania tekturowe Gatunek Średnia częstość izolacji [%] Penicillium carneum 28,6 Penicillium crustosum 21,4 Chrysonilia sitophila 21,4 Alternaria sp. 14,3 Aspergillus versicolor 14,3 Cladosporium herbarum 14,3 Penicillium digitatum 14,3 Penicillium italicum 14,3 Rhizopus nigricans 14,3 Alternaria alternata 7,1 Aspergillus fumigatus 7,1 Aspergillus niger 7,1 Botrytis sp. 7,1 Cladosporium macrocarpum 7,1 Aspergillus versicolor 58,3 Cladosporium herbarum 58,3 Cladosporium macrocarpum 58,3 Penicillium italicum 58,3 Penicillium carneum 50 Penicillium crustosum 33,3 Alternaria consortiale 16,7 Aspergillus niger 8,3 Botrytis sp. 8,3 Mucor globosus 8,3 Mucor sp. 8,3 Penicillium paneum 8,3 Paecilomyces variotii 44,4 Penicillium carneum 33,3 Penicillium crustosum 11,1 Rhodotorula sp. 11,1 Penicillium carneum 50 Paecilomyces variotii 44,4 Cladosporium herbarum 33,3 Penicillium crustosum 25 Mucor circinelloides 12,5 Penicillium digitatum 11,1 Alternaria alternata 66,7 Penicillium sp. 53,4 Trichoderma viride 53,3 Aureobasidium pullulans 35 Cladosporium cladosporioides 33,3 Humicola grisea 25 Penicillium expansum 25 Mucor racemosus 16,7 chowywanych materiałów papierowych wskazuje na wysoką liczbę grzybów na powierzchniach książek w bibliotece, kształtującą się na poziomie 1,2x10 3 jtk/100cm 2. Natomiast najniższą liczbę grzybów (średnio 1,7x10 1 jtk/100cm 2 ) stwierdzono na powierzchni tektur opakowaniowych. Tak ukształtowany poziom zanieczyszczenia powierzchni badanych materiałów może być wynikiem złożonego składu książek, które oprócz papierowych kartek mają oprawy i zawierają kleje i inne różnorodne chemicznie elementy. Należy także pamiętać o częstym użytkowaniu materiałów bibliotecznych przez ludzi, a tym samym o możliwości pozostawiania drobnoustrojów lub substancji pokarmowych dla drobnoustrojów na powierzchni książki. W tabeli 4 przedstawiono gatunki grzybów strzępkowych oraz częstość ich izolacji z powietrza i obiektów w magazynach papieru. Skład gatunkowy grzybów w powietrzu biblioteki i archiwum jest podobny. W obu rodzajach magazynów stwierdzono obecność pleśni z rodzaju: Penicillium (P.carneum, P. crustosum, P. italicum), Aspergillus (A. niger, A. versicolor), Cladosporium (C. herbarum, C. macrocarpum), Botrytis sp. W pomieszczeniach archiwalnych najczęściej występowały: Penicillium carneum (częstość izolacji: 28,6%), Penicillium crustosum (21,4%), Chrysonilia sitophila (21,4%). Z kolei z powietrza w bibliotece z wysoką częstością (>50%) izolowano gatunki: Aspergillus versicolor, Cladosporium herbarum, C. macrocarpum, Penicillium italicum, P. carneum. Wymienione gatunki można uznać za wskaźniki zanieczyszczenia mikrobiologicznego powietrza pomieszczeń archiwalnych i bibliotecznych (tabela 4). Na powierzchni akt najczęściej występowały pleśnie: Peacilomyces variotii (44,4%) oraz Penicillium carneum (33,3%). Zdiagnozowano również drożdże (Rhodotorula sp.) niewyizolowane na pozostałych badanych materiałach papierowych. Na powierzchniach książek w bibliotece najczęściej obecne były: Penicillium carneum (50%), Peacilomyces variotii (44,4%), a także Cladosporium herbarum (33,3%). Na tekturach opakowaniowych odnotowano największą częstość występowania grzybów: Alternaria alternata (66,7%), Penicillium sp. (53,4%), Trichoderma viride (53,3%). Gatunki należące do rodzajów: Penicillium, Alternaria, Cladosporium i Aspergillus obecne były zarówno w powietrzu, jak i na powierzchniach w badanych magazynach. Wykazano, iż skład gatunkowy grzybów bytujących na badanych materiałach jest różnorodny. Nie zależy on jedynie od rodzaju mikroorganizmów bytujących w powietrzu wewnętrznym, ale także od składu mikroflory przenoszonej przez ludzi (pracownicy, użytkownicy magazynów) oraz może być typowy dla powierzchni celulozowych (papier). Na podstawie uzyskanych wyników, za wskaźniki zanieczyszczenia mikrobiologicznego powierzchni papieru z uwagi na częstość występowania można przyjąć grzyby z rodzaju Penicillium. PRZEGLĄD PAPIERNICZY 67 GRUDZIEŃ

6 Rys. 1. Częstość występowania gatunków grzybów o różnej aktywności celulolitycznej w pomieszczeniach archiwum Fig. 1. Occurence frequency of the fungi of different cellulolytic activity in archives rooms Rys. 2. Ocena właściwości celulolitycznych wybranych gatunków grzybów wyizolowanych z powietrza i papieru w pomieszczeniach archiwalnych i bibliotecznych Fig. 2. Evaluation of the cellulolytic properties of the selected fungi species found in libraries and archives rooms Wyniki badań uzdolnień celulolitycznych grzybów strzępkowych w archiwum wskazują, iż zdecydowaną większość gatunków charakteryzuje niski współczynnik aktywności celulolitycznej w zakresie Q = 1-2, stanowią one ponad 60% wszystkich wyizolowanych grzybów (rys. 1). Grzyby o współczynniku aktywności celulolitycznej Q z przedziału 2-3 (podwyższone właściwości celulolityczne) stanowią łącznie 27% wszystkich wyizolowanych szczepów. Niewielki udział (7%) spośród wszystkich zdiagnozowanych gatunków stanowiły grzyby o wysokiej aktywności celulolitycznej (Q od 4 do 5 i powyżej 5). Przeprowadzona analiza właściwości celulolitycznych wskazuje na potencjalne zagrożenie ze strony grzybów dla materiałów gromadzonych w archiwum. Blisko 40% wyizolowanych gatunków charakteryzuje się podwyższoną zdolnością do rozkładu celulozy. Ponadto w sprzyjających warunkach temperaturowowilgotnościowych wszystkie obecne w pomieszczeniu grzyby mogą rozpocząć aktywny rozkład wyrobów papierniczych. Ocenę uzdolnień do rozkładu celulozy zawartej w papierze wybranych gatunków grzybów mikroskopowych wyizolowanych z powierzchni papieru oraz powietrza w pomieszczeniach archiwalnych i bibliotecznych przedstawiono na rysunku 2. Spośród badanych szczepów największymi uzdolnieniami celulolitycznymi odznaczały się grzyby Cladosporium cladosporoides oraz Aureobasidium pullulans, dla których wartość współczynnika aktywności celulolitycznej Q wynosiła odpowiednio 4,25 i 3,5. Podwyższone zdolności do rozkładu celulozy (Q>2) wykazano również dla Cladosporium herbarum i Aspergillus versicolor. Dla pozostałych analizowanych gatunków wartość tego współczynnika wahała się w granicach 1,67 1,75, co wskazuje na podobne uzdolnienia celulolityczne tych szczepów. Wśród wszystkich szczepów wyizolowanych z powietrza biblioteki oraz powierzchni książek i tektury opakowaniowej przeważają grzyby o podwyższonej i wysokiej aktywności celulolitycznej. Gatunki, które zostały wytypowane jako wskaźnikowe, mają niższą aktywność celulolityczną, jednakże to ich obecność, jako dominantów w badanym środowisku, przemawia za zagrożeniem aktywnym rozkładem papieru. Nieprzestrzeganie zalecanych parametrów przechowywania książek w bibliotece i tektury w magazynach może spowodować łatwe i szybkie zagrzybienie tych wyrobów. Klasyfikację grzybów wyizolowanych z powietrza magazynów papieru oraz powierzchni wyrobów papierniczych uwzględniającą ich szkodliwość dla zdrowia pracowników i użytkowników miejsc, w których przechowywane są archiwalia, książki itp., zamieszczono w tabeli 5. Za podstawę oceny szkodliwości dla zdrowia przyjęto Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dn (Dz.U.2005, Nr 81, Tabela 5. Poziom zagrożenia zdrowotnego grzybów wyizolowanych z magazynów papieru Table 5. Health hazard level of the fungi found in paper stores Gatunek Grupa szkodliwych czynników biologicznych* Poziom zagrożenia zdrowotnego gatunku (BSL)** Alternaria sp. 1 1 Alternaria alternata 1 1 Alternaria consortiale 1 0 Aspergillus fumigatus 2 2 Aspergillus niger 1 1 Aspergillus versicolor 1 1 Aureobasidium pullulans 1 1 Botrytis sp. 1 1 Chrysonilia sitophila 1 1 Cladosporium cladosporoides 1 1 Cladosporium herbarium 1 1 Cladosporium macrocarpum 1 0 Humicola grisea 1 0 Mucor circinelloides 1 1 Mucor globosus 1 0 Mucor racemosus 1 1 Mucor sp. 1 0 Paecilomyces variotii 1 2 Penicillium carneum 1 1 Penicillium crustosum 1 1 Penicillium digitatum 1 0 Penicillium expansum 1 1 Penicillium italicum 1 1 Penicillium paneum 1 1 Penicillium sp. 1 1 Rhizopus nigricans 1 0 Rhodotorula sp. 1 nd Trichoderma viride 1 1 nd nie dotyczy * Klasyfikacja wg Rozporządzenia Ministra Zdrowia z dn (Dz.U.2005, Nr 81, poz.716 ze zmianami: Dz.U.2008, Nr 48, poz.288) w sprawie szkodliwych czynników biologicznych dla zdrowia w środowisku pracy oraz ochrony zdrowia pracowników zawodowo narażonych na te czynniki, ** Klasyfikacja wg listy sporządzonej przez European Confederation of Medical Mycology 760 PRZEGLĄD PAPIERNICZY 67 GRUDZIEŃ 2011

7 poz.716 ze zmianami: Dz.U.2008, Nr 48, poz.288) (30) w sprawie szkodliwych czynników biologicznych dla zdrowia w środowisku pracy oraz ochrony zdrowia pracowników zawodowo narażonych na te czynniki. Uwzględniono również klasyfikację biobezpieczeństwa European Confederation of Medical Mycology (ECMM). Zgodnie z wykazem szkodliwych czynników biologicznych wyizolowane z magazynów wyrobów papierniczych grzyby należą do pierwszej grupy zagrożenia zdrowotnego. Jest więc mało prawdopodobne, aby mogły wywołać choroby u ludzi i praktycznie nie stanowią zagrożenia dla pracowników. Na podstawie klasyfikacji ECMM wytypowano 2 gatunki o najwyższym spotykanym u grzybów wskaźniku zagrożenia BSL-2: Aspergillus fumigatus, którego występowanie stwierdzono w powietrzu w archiwum oraz Paeciliomyces variotii występujący na aktach i książkach zarówno w Archiwum, jak i bibliotece. Są to gatunki zajmujące nisze ekologiczne bezkręgowców, ale z relatywnie dużą zdolnością do przeżycia w tkankach kręgowców; u pacjentów z ciężkimi zaburzeniami odporności mogą wywoływać głębokie zakażenia. Pozostałe zdiagnozowane grzyby powszechnie występują w środowisku naturalnym, wykorzystując produkty martwych zwierząt. Wywoływane przez nie zakażenia są powierzchowne, nieinwazyjne lub łagodne. Podsumowanie Przeprowadzona w pomieszczeniach Archiwum i Biblioteki analiza ilościowa zanieczyszczenia mikrobiologicznego wskazała, że stężenie aerozolu grzybowego nie przekracza zalecanej wartości literaturowej (2,0x10 2 jtk/m 3 ). Podobnie liczba grzybów izolowanych na powierzchniach świadczy o braku aktywnego ich rozwoju i niskim zanieczyszczeniu mikrobiologicznym badanych wyrobów papierniczych. Analiza częstości izolacji poszczególnych szczepów w powietrzu pomieszczeń archiwalnych i bibliotecznych, pozwoliła wytypować gatunki grzybów (Aspergillus versicolor, Cladosporium herbarum, C. macrocarpum, Penicillium italicum, P. carneum), które mogą pełnić rolę wskaźników mikrobiologicznego zanieczyszczenia tego typu obiektów. W odniesieniu do wyrobów papierniczych (akt, książek, tektury) wytypowano grzyby z rodzaju Penicillium sp. Ocena aktywności celulolitycznej grzybów izolowanych z powietrza i powierzchni badanych obiektów wskazuje na znaczny udział (ok. 40%) gatunków o podwyższonych i dużych zdolnościach do rozkładu celulozy (papieru). Stanowi to zagrożenie dla wyrobów papierniczych w przypadku podwyższonej wilgotności i/lub zmian temperatury w pomieszczeniach do przechowywania papieru. Wśród grzybów strzępkowych izolowanych w badanych pomieszczeniach stwierdzono obecność zarówno niegroźnych dla człowieka saprofitów m.in.: Mucor globosus, Penicilium digitatum; gatunków potencjalnie alergennych i toksynotwórczych np. Alternaria alternata, Aspergillus versicolor, Cladosporium cladosporioides, C. herbarum, jak i grzybów chorobotwórczych: Aspergillus fumigatus, Paecilomyces variotii. Na uwagę zasługuje fakt, iż gatunek Paecilomyces variotii izolowano z częstością wynoszącą aż 44,4% (powierzchnia książki) i stanowić on może realne zagrożenie zdrowotne dla personelu i użytkowników biblioteki. Występujący w powietrzu pomieszczeń archiwalnych Aspergillus fumigatus, izolowany był z niską, wynoszącą 7,1% częstością i dlatego mało prawdopodobne, aby wywoływał dolegliwości zdrowotne u przebywających w archiwum ludzi. Ochronę zgromadzonych wyrobów papierniczych przed rozkładem mikrobiologicznym oraz bezpieczeństwo pracowników i użytkowników archiwum i biblioteki przed narażeniem zdrowotnym ze strony nadmiernie rozwijających się grzybów mikroskopowych uzyskano dzięki zachowaniu dobrych warunków higienicznych oraz stałemu kontrolowaniu odpowiednich parametrów mikroklimatycznych w tych pomieszczeniach. Zaprezentowane i omówione wyniki mają jedynie charakter badań wstępnych, podkreślających potrzebę monitoringu zanieczyszczenia mikologicznego zarówno powietrza, jak i materiałów w pomieszczeniach magazynujących papier, oraz dalszych analiz wpływu grzybów strzępkowych na trwałość papieru i zdrowie pracowników. Niezwykle istotne wydaje się wytypowanie wskaźników, czyli gatunków grzybów, których obecność lub określona ilość pozwoli na szybką ocenę realnego zagrożenia biodegradacją papieru, jak również ocenę szkodliwości dla zdrowia ludzi przebywających w tego typu pomieszczeniach. Zaprezentowane wyniki wskazują także na konieczność prowadzenia badań lekarskich pracowników potencjalnie narażonych na oddziaływanie szkodliwych czynników biologicznych na stanowiskach pracy w archiwach i bibliotekach. Badania realizowane były w ramach projektu nr III.B.03 nt. Opracowanie zasad oceny i profilaktyki zagrożeń powodowanych przez szkodliwe czynniki biologiczne w środowisku pracy przy wykorzystaniu wskaźników zanieczyszczenia mikrobiologicznego w ramach programu wieloletniego Poprawa bezpieczeństwa i warunków pracy II etap, okres realizacji: lata , koordynowanego przez Centralny Instytut Ochrony Pracy Państwowy Instytut Badawczy. Przedstawione badania wykonano również w ramach projektu UMŁ na lata Ochrona przed mikrobiologiczną biodeterioracją obiektów muzealnych, archiwalnych i bibliotecznych. Literatura 1. Zyska B.: Mikrobiologiczna korozja materiałów, Wyd. Naukowo- Techniczne, Warszawa Zotti M., Ferronib A., Calvini P.: Microfungal biodeterioration of historic paper: Preliminary FTIR and microbiological analyses, International Biodeterioration & Biodegradation 62, (2008). 3. Reis-Menezes A.A., Gambale W., Giudice M.C., Shirakawa M.A.: Accelerated testing of mold growth on traditional and recycled book paper, International Biodeterioration & Biodegradation 65, (2011). 4. Szostak-Kot J.: Biodeterioracja obiektów zabytkowych. Aspekty mikrobiologiczne w konserwacji, V Konferencja Naukowa Rozkład i Korozja Mikrobiologiczna Materiałów Technicznych, materiały konferencyjne, s , Łódź PRZEGLĄD PAPIERNICZY 67 GRUDZIEŃ

8 5. Olejnik K., Wysocka-Robak A.: Wpływ wilgotności powietrza na właściwości wytrzymałościowe wybranych wytworów papierniczych, Przegl. Papiern. 61, 2, (2005). 6. Woźniak M., Tymińska A.: Mikrobiologiczne aspekty konserwacji starodruków, III Konferencja Naukowa Rozkład i Korozja Mikrobiologiczna Materiałów Technicznych, materiały konferencyjne, s , Łódź Stobińska H., Zyska B.: Mikrobiologia Materiałów, Papier produkcja, wytwory papiernicze, materiały w zbiorach bibliotecznych, Wyd. Politechniki Łódzkiej, Łódź Weise U.: Characterization and Mechanisms of Changes In Wood Pulp Fibers Caused by Water Removal, Dr. Thesis, Chemical Technology Series, No. 249 ed. Espoo, The Finnish Academy of Technology, Finland Maggi O., Persiani A.M., Gallo F., Valenti P., Pasquariello G., Sclocchi M.C., Scorrano M.: Airborne fungal spores in dust present in archives: proposal for a detection method, new for archival materials, Aerobiologia 16: , Kluwer Academic Publishers Netherlands Neves E.R., Schäfer S., Phillips A., Canejo J., Macedo M.F.: Antifungal effect of different methyl and propyl paraben mixtures on the treatment of paper biodeterioration, International Biodeterioration & Biodegradation 63, (2009). 11. Guiameta P., Borrego S., Lavin P., Perdomod I., Saraviac S.: Biofouling and biodeterioration in materials stored at the Historical Archive of the Museum of La Plata, Argentine and at the National Archive of the Republic of Cuba, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 85, (2011). 12. Borrego S., Guiamet P., Gómez de Saravia S., Batistini P., Garcia M., Lavin P, Perdomoa I.: The quality of air at archives and the biodeterioration of photographs, International Biodeterioration & Biodegradation 64, (2010). 13. Libudzisz Z, Kowal K, Żakowska Z.: Mikrobiologia techniczna, Mikroorganizmy i środowiska ich występowania, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa Piotrowska M., Zielińska-Jankiewicz K., Kozajda A., Gutarowska B.: Zanieczyszczenie powietrza grzybami strzępkowymi w archiwach i bibliotekach, Ochrona przed korozją 9, (2006). 15. Syguła-Cholewińska J.: Czystość mikrobiologiczna powietrza w archiwum akademii ekonomicznej w Krakowie, Problemy jakości powietrza wewnętrznego w Polsce. Wydawnictwo Instytutu Ogrzewnictwa i Wentylacji Politechniki Warszawskiej, Warszawa Gutarowska B.: Przegląd metod oceny zanieczyszczenia mikrobiologicznego powietrza, Problemy jakości powietrza wewnętrznego w Polsce. Wydawnictwo Instytutu Ogrzewnictwa i Wentylacji Politechniki Warszawskiej, Warszawa Karbowska-Berent J., Górny R.L., Strzelczyk A.B., Wlazło A.: Airborne and dust borne microorganisms in selected Polish libraries and archives, Building and Environment 46, (2011). 18. Helbig A., Gutarowska B.: Ocena zanieczyszczenia pleśniami pomieszczeń w Oddziałach w Żywcu i Oświęcimiu Archiwum Państwowego w Katowicach, Notes Konserwatorski, nr 13, s , Wyd. Biblioteki Narodowej, Warszawa, Strzelczyk A., Karbowska-Berent J.: Drobnoustroje i owady niszczące zabytki i ich zwalczanie, Wyd. Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń Zyska B, Żakowska Z.: Mikrobiologia materiałów, Wyd. Politechniki Łódzkiej, Łódź Strzelczyk A., Zykubek K.: Ocena zniszczeń mechanicznych i mikrobiologicznych zbiorów z lat , przechowywanych w czterech polskich placówkach bibliotecznych i archiwalnych, Notes Konserwatorski nr 13 s , Wyd. Biblioteki Narodowej, Warszawa Zotti M., Ferroni A., Calvini P.: Mycological and FTIR analysis of biotic foxing on paper substrates, International Biodeterioration & Biodegradation 65, (2011). 23. Szostak Kot J.: Zagrożenia mikrobiologiczne związane z powietrzem pomieszczeń, w: Innowacyjność w kształtowaniu jakości wyrobów i usług, (red.) J. Żuchowski, s Wyd. Politechniki Radomskiej, Radom Kokosińska I.: Grzyby w powietrzu pomieszczeń a zagrożenie zdrowotne. Problemy jakości powietrza wewnętrznego w Polsce. Wydawnictwo Instytutu Ogrzewnictwa i Wentylacji Politechniki Warszawskiej, Warszawa Zyska B., Zagrożenia biologiczne w budynku, Wyd. Arkady, Warszawa Wiszniewska M., Walusiak J., Pannenko I., Draniak M., Kowalczyk M., Pałczyński C.: Pleśnie alergen obecny w środowisku pracy muzealników, Ochrona przed korozją 9, (2006). 27. Samson R.A., Hoekstra E.S., Frisvad J.C.: Introduction to food-borne fungi ; Baarn: Centraalbureau voor Schimmenuturees, Frisvad J.C., Samson R.A.: Polyphasic taxonomy of Penicillium subgenus Penicillium. A guide to identification of food and airborne tarverticialle Penicillia and their mycotoxines, in: Studies in mycology 49, 1, 174 (2004). 29. Górny R.L.: Biologiczne czynniki szkodliwe: normy, zalecenia i propozycje wartości dopuszczalnych, Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy 3, (2004). 30. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dn (Dz.U.2005, Nr 81, poz.716 ze zmianami: Dz.U.2008, Nr 48, poz.288) w sprawie szkodliwych czynników biologicznych dla zdrowia w środowisku pracy oraz ochrony zdrowia pracowników zawodowo narażonych na te czynniki. Prace naukowo-badawcze publikowane w naszym miesięczniku recenzują: Prof. dr hab. Andrzej Barański (UJ), prof. dr hab. Svitlana Havenko, dr hab. inż. Georgij Petriaszwili (IMiP PW), prof. dr hab. inż. Kazimierz Przybysz (IPiP PŁ), dr hab. Yuriy Pyr yev, prof. nzw. PW, dr hab. Ewa Sikorska (UE w Poznaniu), dr inż. Krzysztof Stępień (IPiP PŁ), dr hab. inż. Włodzimierz Szewczyk, prof. nzw. PŁ, prof. dr hab. Petro Topolnytskyy, dr hab. inż. Bogusława Waliszewska (ICTD, UP w Poznaniu), dr Andrzej Walkowski (IBPR-S Warszawa, oddz. w Poznaniu), dr hab. inż. Zofia Żakowska, prof. PŁ (ITFiM PŁ) Wszystkim Państwu Członkom Rady Naukowej i Programowej, Recenzentom, Współpracownikom serdecznie dziękujemy za dotychczasową, efektywną pracę nad doskonaleniem treści publikowanych w Przeglądzie Papierniczym. Z okazji pięknych Świąt Bożego Narodzenia składamy serdeczne życzenia: zdrowia, radości, miłej atmosfery i rodzinnego ciepła. Oby nadchodzący 2012 rok okazał się dla Państwa szczęśliwy, przyniósł satysfakcję zawodową i osobistą oraz zadowolenie ze współpracy z naszym czasopismem. 762 PRZEGLĄD PAPIERNICZY 67 GRUDZIEŃ 2011