GRZYBY STRZ PKOWE W OBIEKTACH BUDOWLANYCH

ECOLOGICAL CHEMISTRY AND ENGINEERING S T. 14, Nr S4 2007 Małgorzata NABRDALIK GRZYBY STRZ PKOWE W OBIEKTACH BUDOWLANYCH MOULDS IN BUILDINGS Streszczenie: Przedstawiono wyniki bada nad wyst powaniem strz pkowych w obiektach budowlanych. Zanieczyszczenie powietrza wewn trznego wahało si na poziomie 10 2 10 3 jtk/m 3. Stwierdzono znaczne zagrzybienie przegród budowlanych. strz pkowych kształtowała si na poziomie 10 4 10 11 jtk/100 cm 2. Zaobserwowano, i w pomieszczeniach obj tych czynnym procesem ple nienia wyst puje dominacja jednego lub dwu gatunków. W powietrzu wewn trznym oraz na powierzchni przegród najwi kszy odsetek wyizolowanych stanowiły grzyby z rodzajów Cladosporium, Aspergillus i Penicillium. W ród nich wyodr bniono gatunki potencjalnie toksynotwórcze (Aspergillus ochraceus, Cladosporium cladosporioides, Penicillium chrysogenum, Penicillium notatum). Słowa kluczowe: biodeterioracja, grzyby ple niowe, Cladosporium, Penicillium, Aspergillus Zagro enia biologiczne w obiektach budowlanych wynikaj głównie z obecno ci mikroorganizmów - bakterii i. Jednak w ostatnich latach na pierwsze miejsce w procesach biokorozji wysun ły si grzyby strz pkowe, potocznie zwane ple niami. Zjawisko wywołane rozwojem ple niowych okre la si mianem biodeterioracji ple niowej. Jest to rodzaj korozji biologicznej, która powoduje obni enie wła ciwo ci u ytkowych obiektu budowlanego w wyniku sumowania si dwóch niekorzystnych procesów: mikotoksycznego ska enia rodowiska oraz biodegradacji materiałów budowlanych. Wyst powanie i rozwój ple niowych w budynkach powoduje nie tylko biodeterioracj materiałów budowlanych, ale przede wszystkim stanowi ogromne zagro enie dla zdrowia ludzi i zwierz t w nich przebywaj cych. Z licznych doniesie w literaturze [1-3] wiadomo, e s one przyczyn wielu chorób. Cz z nich działa uczulaj co na osoby z prawidłow odporno ci. Reakcj na taki kontakt w najłagodniejszej formie jest migrena, infekcja dróg oddechowych, nie yt przewodu pokarmowego, zapalenie błon luzowych oczu i nosa. Natomiast u osób z obni on odporno ci mog powodowa uszkodzenie układu nerwowego, w troby, nerek lub zmiany prowadz ce do chorób Katedra Biotechnologii i Biologii Molekularnej, Uniwersytet Opolski, ul. kard. B. Kominka 4, 45-035 Opole, tel. 077 40 16 056, e-mail: mnabrdalik@uni.opole.pl

490 Małgorzata Nabrdalik nowotworowych. Ponadto grzyby ple niowe maj specyficzne wła ciwo ci biologiczne i uzdolnienia biochemiczne do produkcji wielu toksycznych metabolitów, a do jednych z najgro niejszych niew tpliwie nale mikotoksyny (alfatoksyny, ochratoksyny, gliotoksyny, trichotecyny). Zwi zki te jako wtórne metabolity, gromadzone w zarodnikach ple niowych, s wydalane do rodowiska i odznaczaj si ró nokierunkowym działaniem, m.in. mutagennym i rakotwórczym. Organizm człowieka pozostaje wobec nich bezbronny, bowiem zwi zki te nie wykazuj cech antygenowych. Podj te badania miały na celu poznania składu mikrobiocenotycznego ple niowych w obiektach budowlanych, a nast pnie stwierdzenie, czy wyizolowane grzyby s gro ne dla zdrowia ludzkiego. Materiał i metody Badania nad wyst powaniem ple niowych w obiektach budowlanych przeprowadzono na terenie miasta Opole. Do bada wybrano budynki, w których zaobserwowano oznaki biodeterioracji ple niowej na powierzchni przegród. Przeprowadzono zarówno ocen mikologiczn powietrza wewn trznego, jak i pora onych elementów. Pobrano w sumie 40 próbek powietrza wewn trznego i wymazów z przegród budowlanych. Badania mikoflory powietrza wykonano metod sedymentacyjn Kocha, stosuj c 15-minutowy czas ekspozycji płytek Petriego z podło em Sabourauda. Po ekspozycji płytki z posiewami umieszczono w termostacie w temperaturze 25 o C na okres 7 dni. Wyniki podano jako rednie warto ci jednostek tworz cych kolonie w 1 m 3 powietrza (jtk/m 3 ) według wzoru Omeli skiego (w modyfikacji Gogoberidze): 4 5a 10 = πr t X 2 w którym: X - liczba ple niowych w 1 m 3 powietrza, a - rednia liczba kolonii na powierzchni podło a, r - promie płytki Petriego [cm], t - czas ekspozycji płytki [min]. Stopie zagrzybienia wewn trznych przegród budowlanych okre lono metod wymazów, stosuj c szablon o wymiarach 50 50 mm. Z miejsc z widocznym makroskopowym wzrostem ple niowych pobrano wymazy. Sporz dzono odpowiednie dziesi ciokrotne rozcie czenia i wykonano posiew na podło e Sabourauda. Podło a inkubowano w temperaturze 25 o C przez 7 dni. Wyniki podano jako rednie warto ci jednostek tworz cych kolonie w przeliczeniu na 100 cm 2 powierzchni (jtk/100 cm 2 ). Identyfikacj wyizolowanych z powietrza i powierzchni przegród ple niowych przeprowadzono na podstawie obserwacji makro- i mikroskopowych.

Grzyby strz pkowe w obiektach budowlanych 491 Wyniki bada W przeprowadzonych badaniach mikologicznych 40 pomieszcze mieszkalnych i u yteczno ci publicznej wykazano zró nicowanie w ilo ci i rodzaju wyizolowanych ple niowych. Wyniki analizy mikologicznej powietrza przedstawiono w tabeli 1. Uzyskana metod sedymentacyjn liczba w powietrzu wahała si w granicach od 1,82 10 2 do 1,28 10 4 jtk/m 3 (tab. 1). Wyniki bada wskazuj na wysoki stopie zanieczyszczenia grzybami ple niowymi oraz aktywny ich rozwój na powierzchni przegród. rednie zanieczyszczenie przegród grzybami ple niowymi zawiera tabela 2. Liczba na powierzchni przegród wahała si od 7,93 10 4 do 1,06 10 11 jtk/100 cm 2. Ilo ciowa ocena ska enia mikologicznego powietrza wewn trznego Tabela 1 [jtk/m 3 ] [jtk/m 3 ] [jtk/m 3 ] [jtk/m 3 ] 1 1,82 10 2 11 5,07 10 2 21 10,48 10 2 31 1,10 10 3 2 2,51 10 2 12 6,29 10 2 22 4,20 10 2 32 1,02 10 3 3 22,35 10 2 13 7,86 10 2 23 5,35 10 2 33 1,19 10 3 4 15,30 10 2 14 9,61 10 2 24 4,45 10 2 34 1,11 10 3 5 4,17 10 3 15 2,61 10 2 25 12,87 10 3 35 1,65 10 3 6 2,81 10 3 16 4,98 10 2 26 12,60 10 3 36 1,41 10 3 7 3,49 10 2 17 4,72 10 2 27 29,12 10 3 37 7,60 10 2 8 2,73 10 2 18 8,65 10 2 28 3,70 10 3 38 5,24 10 2 9 1,85 10 3 19 9,70 10 2 29 3,20 10 3 39 4,89 10 2 10 2,40 10 3 20 4,01 10 2 30 2,10 10 3 40 5,65 10 3 Ilo ciowa ocena ska enia mikologicznego powierzchni przegród budowlanych Tabela 2

492 Małgorzata Nabrdalik [jtk/100 cm 2 ] [jtk/100 cm 2 ] [jtk/100 cm 2 ] [jtk/100 cm 2 ] 1 7,21 10 9 11 2,33 10 7 21 8,94 10 8 31 5,00 10 9 2 2,36 10 9 12 7,93 10 4 22 8,00 10 8 32 8,73 10 5 3 3,07 10 6 13 3,40 10 6 23 3,46 10 6 33 2,16 10 6 4 6,66 10 6 14 3,94 10 8 24 1,48 10 10 34 3,00 10 6 5 2,94 10 8 15 9,4 10 6 25 3,67 10 9 35 4,07 10 5 6 6,26 10 7 16 1,02 10 7 26 14,40 10 8 36 5,07 10 7 7 4,2 10 10 17 3,80 10 7 27 1,26 10 9 37 6,73 10 5 8 1,06 10 11 18 5,20 10 7 28 4,67 10 9 38 4,54 10 6 9 8,0 10 4 19 50,14 10 7 29 1,6 10 10 39 9,67 10 6 10 1,0 10 5 20 6,40 10 7 30 4,40 10 8 40 6,25 10 8 We wszystkich pomieszczeniach wyodr bniono 41 gatunków ple niowych nale cych do 13 rodzajów. W wi kszo ci analizowanych pomieszcze wyst powały grzyby z rodzajów: Cladosporium (41,48%), Aspergillus (23,12%) i Penicillium (18,52%), które stanowiły mikoflor dominuj c. Rzadziej izolowano grzyby z rodzajów Acremonium oraz Alternaria. Najmniejszy odsetek stanowiły grzyby z rodzajów: Trichothecium, Mucor, Paecilomyces, Stachybotrys, Trichoderma i Monilia (tab. 3). Skład jako ciowy mikoflory przegród pokrywał si cz ciowo z mikoflor powietrza. Zaobserwowano jednak mniejsze zró nicowanie gatunkowe. We wszystkich próbkach z powierzchni przegród wyizolowano 29 gatunków nale cych do 11 rodzajów. Wyniki bada pokazuj, e zdecydowanie dominuj c mikoflor powierzchniow, podobnie jak w analizowanym powietrzu, stanowiły grzyby nale ce do rodzajów: Cladosporium (66,78%), Aspergillus (12,79%) i Penicillium (9,89%). Na przykładzie tabeli 3 wyra nie wida, i w przypadku przegród budowlanych mamy do czynienia z jednym, zdecydowanie przewa aj cym rodzajem ple ni z rodzaju Cladosporium. Ponadto na powierzchni badanych przegród stwierdzono obecno z rodzajów: Phoma, Mortierella, Scopulariopsis oraz Mucor, których nie zaobserwowano w powietrzu wewn trznym (tab. 3). Tabela 3 redni udział procentowy ple niowych w powietrzu wewn trznym oraz na powierzchni przegród

Grzyby strz pkowe w obiektach budowlanych 493 Rodzaj Powietrze wewn trzne Powierzchnia przegród Udział procentowy [%] Udział procentowy [%] Acremonium 6,06 6,58 Alternaria 8,68 3,53 Aspergillus 23,12 12,79 Botrytis 0,03 - Cladosporium 41,48 66,78 Fusarium 1,18 - Monilia 0,02 - Mortierella - 0,05 Mucor 0,27 0,01 Paecilomyces 0,18 - Penicillium 18,52 9,89 Phoma - 0,17 Scopulariopsis - 0,08 Stachybotrys 0,13 0,10 Trichoderma 0,04 0,02 Trichothecium 0,29 - W kolejnym etapie bada sklasyfikowano gatunki ple niowych, wyizolowane zarówno z powietrza, jak i powierzchni przegród, zgodnie z klasyfikacj wprowadzon przez European Confederation of Medical Mycology [4]. Klasyfikacja ta zawiera list potencjalnie patogennych dla człowieka i zwierz t. Wprowadzono 3 klasy (BSL - biosafety level) zagro enia przez poszczególne gatunki, a mianowicie: BSL 1 - saprofity lub patogeny ro lin wyst puj ce w niszach ekologicznych niekr gowców lub grzyby utylizuj ce produkty nie ywych zwierz t. Zaka enia s koincydalne, powierzchniowe, nieinwazyjne lub łagodne. BSL 2 - gatunki zajmuj ce głównie nisze ekologiczne niekr gowców, ale z relatywnie du zdolno ci do prze ycia w tkankach kr gowców. U pacjentów z ci kimi zaburzeniami odporno ci mog wywoływa gł bokie, oportunistyczne zaka enia. Patogeny powoduj ce równie powierzchniowe zaka enia zaliczono tak e do tej grupy. BSL 3 - patogeny potencjalnie zdolne do wywoływania ci kich, gł bokich zaka e grzybicznych u ogólnie zdrowych osób. Wi kszo wyizolowanych gatunków nale y do klasy BSL 1. Z klasy BSL 2 wyizolowano w powietrzu wewn trznym 3 gatunki: Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus i Fusarium oxysporum, natomiast na powierzchni przegród wyst powały 2 gatunki z klasy BSL 2, a mianowicie Aspergillus flavus i Aspergillus fumigatus. W powietrzu wewn trznym pomieszcze stwierdzono 18 gatunków nieumieszczonych na li cie okre laj cej BSL. Był to: Acremonium murorum, Alternaria chartarum, Aspergillus amstelodami, Cladosporium macrocarpum, Mucor spinosus, Paecilomyces farinosus, Stachybotrys chartarum oraz Trichothecium roseum. W obr bie rodzaju Penicillium jako BSL 0 oznaczono 8 gatunków: P. notatum, P. waksmanii, P. digitatum,

494 Małgorzata Nabrdalik P. lanosum, P. meleagrinum, P. frequentans, P. granulatum i P. viridicatum. Jednak tylko 7 z nich nie wytwarza adnych toksyn (tab. 4). Rodzaj ple niowych w powietrzu wewn trznym oraz na powierzchni przegród Tabela 4 Rodzaj Acremonium Alternaria Aspergillus Powietrze wewn trzne Gatunek A.murorum (0) A.strictum (*1) A.tenuissim (*1) A.chartarum (0) A.consortiale (0) A.flavus (*2) A.versicolor (*1) A.candidus (*1) A.ustus (*1) A.amstelodami (*0) A.repens (*0) A.nidulans (*1) A.ochraceus (*1) A.niger (*1) A.fumigatus (*2) A.clavatus (*1) Udział procentowy [%] 3,08 2,98 6,79 0,98 0,91 5,59 4,80 4,44 2,48 2,13 1,96 1,14 0,30 0,15 0,08 0,05 Powierzchnia przegród Gatunek A.murorum (0) A.strictum (*1) A.tenuissima (*1) A.chartarum (0) A.flavus (*2) A.candidus (*1) A.ustus (*1) A.nidulans (*1) A.versicolor (*1) A.ochraceus (*1) A.amstelodami (*0) A.niger (*1) A.fumigatus (*2) Udział procentowy [%] Botrytis B.sp. 0,03 - - Cladosporium C.cladosporioides (*1) C.sphaerospermum (*1) C.herbarum (*1) C.macrocarpum (*0) 30,37 5,23 3,61 2,27 C.cladosporioides (*1) C.sphaerospermum (*1) C.macrocarpum (*0) C.herbarum (*1) C.resinae (0) Fusarium F.oxysporum (*2) 1,18 - - Monilia M.sp. 0,02 - - 4,16 2,42 3,05 0,48 4,93 2,73 1,53 1,48 1,38 0,66 0,04 0,03 0,01 43,71 14,56 5,16 3,30 0,05

Grzyby strz pkowe w obiektach budowlanych 495 Mortierella - - M.sp. 0,05 Mucor M.spinosus (*0) 0,27 M.racemosus(*1) 0,01 Paecilomyces P.farinosus (0) 0,18 - - Penicillium P.notatum (*0) P.chrysogenum (*1) P.cyclopium (*1) P.expansum (*1) P.waksmanii (0) P.digitatum (0) P.lanosum (*0) P.citrinum (*1) P.meleagrinum (*0) P.frequentans (0) P.granulatum (*0) P.viridicatum (*0) P.sp. 9,33 3,48 1,70 1,11 0,86 0,84 0,70 0,16 0,13 0,12 0,06 0,02 0,01 P.notatum (*0) P.chrysogenum (*1) P.cyclopium (*1) P.expansum (*1) P.waksmanii (0) 7,43 1,11 0,53 0,43 0,39 Phoma - - P. violacea (0) 0,17 Scopulariopsis - - S.sp. 0,08 Stachybotrys S.chartarum (*0) 0,13 S.chartarum (*0) 0,10 Trichoderma T.viride (*1) 0,04 T.viride (*1) 0,02 Trichothecium T.roseum (*0) 0,29 - - - grzyby toksynotwórcze 0, 1, 2, 3 - kryteria BSL (wska nik zagro enia wzgl dem ludzi i zwierz t zaproponowane przez European Confederation of Medical Mycology 1996) Natomiast na powierzchni przegród budowlanych zdiagnozowano 8 gatunków okre - lonych jako BSL-0. Podobnie jak w przypadku powietrza, były to: Acremonium murorum, Aspergillus chartarum, Aspergillus amstelodami, Cladosporium macrocarpum, Cladosporium resinae, Penicillium notatum, Penicillium waksmanii i Stachybotrys chartarum, a dodatkowo Phoma violacea. Tylko 5 z nich nie wykazuje wła ciwo ci toksynotwórczych (tab. 4). Podsumowanie i wnioski Z przeprowadzonych bada mo na wysun nast puj ce wnioski: 1. Du e ska enie mikologiczne powietrza wewn trznego rz du 10 2 10 3 jtk/m 3 wskazuje na czynny proces ple nienia zachodz cy w badanych pomieszczeniach oraz na potrzeb przeprowadzenia dokładnych bada taksonomicznych. 2. Uzyskane wyniki zanieczyszczenia mikologicznego powierzchni przegród przekraczaj ce warto 10 6 jtk/100 cm 2 wiadcz o bardzo aktywnym rozwoju wyizolowanych ple niowych. 3. W pomieszczeniach obj tych czynnym procesem ple nienia wyst puje dominacja jednego lub dwu gatunków. W powietrzu wewn trznym oraz na powierzchni przegród najwi kszy odsetek wyizolowanych stanowiły grzyby z rodzaju Cladosporium, Aspergillus i Penicillium. 4. Obecno na powierzchni przegród Aspergillus flavus i Aspergillus fumigatus oraz dodatkowo w powietrzu Fusarium oxysporum, gatunków zakwalifikowanych do

496 Małgorzata Nabrdalik klasy BSL 2, stwarza realne zagro enia dla zdrowia osób przebywaj cych w tych pomieszczeniach. Istnieje zasadno prowadzenia bada taksonomicznych mikoflory wyst puj cej na powierzchni przegród budowlanych w aspekcie szkodliwo ci dla ludzi oraz prowadzenia bada zanieczyszczenia powietrza tymi mikroorganizmami. 5. Przedstawione w niniejszej pracy wyniki wykazuj, e zastosowana metoda sedymentacyjna oraz metoda wymazów, z u yciem podło a Sabourauda, pozwala na dokładne okre lenie liczby oraz składu gatunkowego ple niowych wyst puj cych w obiektach budowlanych. Zastosowane metody hodowlane s mo liwe do wykonania w ka dym laboratorium mikrobiologicznym i nie wymagaj u ycia dodatkowej specjalistycznej aparatury. Literatura [1] Barabasz W. i Ja kowska M.: Aspekty zdrowotno-toksykologiczne wyst powania ple niowych w budynkach mieszkalnych i inwentarskich. II Konferencja Naukowa Rozkład i korozja mikrobiologiczna materiałów technicznych, Łód 2001, 98-108. [2] Nabrdalik M. i Latała A.: Wyst powanie strz pkowych w obiektach budowlanych. Roczn. PZH, 2003, 54(1), 119-128. [3] Piontek M.: Grzyby ple niowe i ocena zagro enia mikotoksycznego w budownictwie mieszkaniowym. Wyd. Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 2004. [4] Lista poszczególnych gatunków z okre leniem BSL. Mikol. Lekar., 1998, 5(3), 193-196. MOULDS IN BUILDINGS Summary: The results of research on occurrence of fungi in buildings are presented. Contamination of indoor air ranged from 10 2 to 10 3 cfu/m 3 and significant mould infection was stated on dividing walls. General count of filamentous fungi was up at the level of 10 4 10 11 cfu/100 cm 2. It was also observed that one or two species of fungi were dominant in the rooms where active process of mould contamination took place. In the indoor air as well as on the surface of the walls the highest percentage of isolated fungi was represented by species the of: Cladosporium, Aspergillus and Penicillium, among which potentially toxinogenic species were present (Aspergillus ochraceus, Cladosporium cladosporioides, Penicillium chrysogenum, Penicillium notatum). Keywords: biodeterioration, moulds, Cladosporium, Penicillium, Aspergillus