Negatywne skutki działania na człowieka grzybów pleśniowych oraz

Polskie Stowarzyszenie
Mykologów Budownictwa
Negatywne skutki działania na człowieka grzybów pleśniowych oraz
wpływ na to zjawisko projektowania, wykonywania i eksploatacji
budynków
1. Wstęp
Grzyby mogą mieć w wpływ na stan techniczny budynku jak również na zdrowie
mieszkających lub pracujących w nim ludzi. O stopniu zagrożenia decyduje: stan budynku,
mikroklimat wewnątrz pomieszczeń, skład gatunkowy grzybów oraz intensywność i faza
rozwoju poszczególnych gatunków. Ekspozycja na czynniki biologiczne prowadzi do
wystąpienia wielu niekorzystnych skutków zdrowotnych. Z punku widzenia bezpieczeństwa i
higieny pracy, jak i zdrowia publicznego, czynniki te stanowią coraz częściej doceniany
problem społeczny. Tym bardziej, że obecność grzybów jest powszechna, a warunki
potrzebne do ich rozwoju w środowisku wewnątrzdomowym powszechnie występują.
Ustalenie metod diagnozowania w sferze oddziaływań biotycznych, jak również ustalenie
parametrów oceny zagrożenia jest konieczne.
Grzyby zawsze są zawsze obecne w powietrzu jak i na powierzchniach ścian
Naturalnych ich źródłem w pomieszczeniach jest środowisko zewnątrzdomowe, znacznie
rzadziej materiały budowlane lub inne materiały, z którymi struktury propagacyjne grzybów
dostają się do budynków. (rys.1.).
Rys. 1. Źródła pochodzenia i miejsca rozwoju grzybów
Do wnętrza budynku grzyby dostają się w formie fragmentów grzybni, zarodników lub
struktur przetrwalnikowych (rys. 2.).
Rys. 2. Struktury grzybów
2. Grzyby w powietrzu
Zazwyczaj poziom obecności mikroorganizmów w powietrzu określa się liczbą
jednostek tworzących kolonie - JTK, lub z angielskiego - CFU (colony forming units) w 1 m3
powietrza. Do analizy czystości mikrobiologicznego powietrza stosuje się metody oparte na
działaniu grawitacji oraz wymuszonego poboru powietrza (rys. 3.).
Rys.3. Metody pomiaru jednostek tworzących kolonie
2.1.Metoda sedymentacyjna polega na wyłożeniu w pomieszczeniu płytek z podłożem
hodowlanym najczęściej na 30-60 minut. Podłożem może być Tryptic Soy Agar (TSA),
Potarto Dextrose Agar (PDA), Pozywka Martina z różem bengalskim, podłoże Sabouraud lub
inne. Szalki inkubujemy, w zależności od podłoża, od 48 godzin do 14 dni w temperaturze od
22 do 37 st. C. Pomiar opiera się na założeniu, że w ciągu 5 minut na powierzchni równej 1
m2 osiada tyle drobnoustrojów ile znajduje się ich w 1 m3 powietrza w warunkach bezruchu.
Liczbę jtk obliczamy z wzoru:
JTK = liczba koloni wyrosłych na płytce / powierzchnia płytki w m2
x
(5 / czas sedymentacji w minutach (30-60))
Metodą sedymentacji nie można wykryć najdrobniejszych cząstek bioaerozolu, które
osiadają bardzo wolno lub nie ulegają sedymentacji (wyk. 1.).
Wykres 1. Czas opadania struktur mikrobiologicznych wg. Stokes’a i Wells’a
Z wykresu wynika, że cząsteczki o średnicy 1 µm i mniejszej nie podlegają
sedymentacji w czasie praktycznie możliwym do wykonania pomiarów. Dla wielu cząstek, o
małych rozmiarach, przedstawione zależności nie są prawdziwe, ponieważ szybkość ich
osadzania zależy od ładunku elektrostatycznego, wilgotności, ruchu powietrza i innych
czynników. Zaletą metody sedymentacyjnej jest prostota, szybkość i stosunkowo niski koszt
badania.
2.2. Metody polegające na separacji mikroorganizmów z powietrza
Metoda filtracyjna polega na przepuszczeniu powietrza przez filtr, na którym
zatrzymują się żywe i martwe struktury grzybów. Po pomiarze filtr jest nakładany na
powierzchnię agaru. Grzyby i baterie poddaje inkubacji i zlicza liczbę kolonii. Należy
pamiętać, że niewłaściwy wybór filtru lub wydłużenie ekspozycji może wpłynąć na
zmniejszenie żywotności niektórych mikroorganizmów wskutek ich wysuszenia.
Metoda zderzeniowa polega na przepuszczeniu powietrza przez drobne otwory.
Zarodniki i inne struktury propagacyjne uderzają o powierzchnię pożywki znajdującej się na
dostosowanej do miernika płytce Petriego lub płytce typu Rodac. Następnie pożywkę poddaje
się inkubacji i zlicza liczbę kolonii. Wadą tej metody jest możliwość zarastania pożywek w
przypadku silnego zanieczyszczenia powietrza, a także spadek żywotności drobnoustrojów
spowodowany nagłym uderzeniem mikroorganizmu o pożywkę. Zarastanie pożywki może
być wynikiem nieodpowiednio przygotowanego podłoża, np. występowania kropel na jej
powierzchni. Podczas pobierania próbek, podobnie jak w metodzie filtracyjnej, przy dłuższej
ekspozycji może dojść do wysychania podłoża.
3. Grzyby na powierzchni murów
Obecności grzybów na powierzchni murów można ocenić za pomocą obserwacji lub
metodami laboratoryjnymi. Ocena wizualna nie pozwala na identyfikacje do gatunku nawet w
przypadku dużego doświadczenia mykologa. W niektórych jednak przypadkach stwierdzenie
obecności grzybów jako taksonu pozwala na podjęcie działań zaradczych. Przy ocenie
wizualnej pomocne są lupa lub cyfrowy mikroskop świetlny. Baczną uwagę należy zwrócić
na wykwity soli, które są często mylone z koloniami grzybów.
3.1. Analiza mikologiczna z powierzchni 100 cm2
Badanie polega na wymazie, lub pobraniu materiału budowlanego (tynku lub muru) z
powierzchni 100 cm2. Pobrany materiał jest przenoszony do ściśle określonej objętości
roztworu soli fizjologicznej ew. 0,2 – 0,5 % wodnego roztworu agaru, po czym mieszanina
jest nanoszona na szalki Petriego z pożywką. Wyrastające kolonie są liczone i w miarę
potrzeby identyfikowane do gatunku. Znane miano zawiesiny pozwala obliczyć liczbę
jednostek tworzących kolonie mikroorganizmów na określonej powierzchni. Badanie to
można również wykonać, używając odciskowych płytek typu Rodac. Powierzchnia płytek
pokryta jest podłożem odżywczym, na którym bezpośrednio nastąpi wzrost grzybów. Po
inkubacji ocenia się stopień (powierzchnię) pokrycia płytki przez mikroorganizmy stosując
następujące kryteria (Zgodnie z HACCP (Hazardous Analytical Control Poinst), wg Draft
European Standard CEN/TC/243/WG2/1993):
Stopień ryzyka
Liczba kolonii/100 cm2
Niski
do 10
Średni
do 100
Wysoki
do 1000
Bardzo wysoki
> 1000
3.2. Metoda wielokrotnego poboru próbek
W tej metodzie próbki tynku lub muru pobiera się z wielu miejsc pomieszczenia. Liczba
i wielkość prób zależy od warunków panujących w budynku. Pobrany materiał rozdrabnia się
na 1-2 mm elementy i wykłada na szalkach Petriego. Wyrastające kolonie są identyfikowane
do gatunku. Zakłada się, że w przypadku badań powierzchniowych obecność grzybów
pleśniowych w 20 - 35 % próbek, wykładanych na podłoża mikrobiologiczne, jest typowa dla
budynków standardowo użytkowanych, bez wad konstrukcyjnych. Większa liczba kolonii
świadczy o wadach budynku.
4. Ocena uzyskanych wyników
Metoda sedymentacyjna może służyć jedynie do oszacowania prawdopodobnego
stężenia mikroorganizmów w miejscach o nieznacznym ruchu powietrza. W przypadku
pozostałych metod dokładność pomiaru nie jest również zbyt duża. Szczególnie dotyczy to
pomiarów prowadzonych w pomieszczeniach czystych, gdzie koncentracja zanieczyszczeń
jest niska.
Wykres. 2. Stężenia zanieczyszczeń mikrobiologicznych dokonanych w tych samych
warunkach środowiskowych przy użyciu kilku mierników. Na podstawie badań Reinmelera.
Dla uniknięcia dużych błędów pomiarowych należy stosować normę jakości ISO 14698
dotyczącą pobierania próbek zanieczyszczeń mikrobiologicznych powietrza i walidacji
mierników. Otrzymywanie prawidłowych wyników badań wymaga:
- oszacowania wielkości, zdolności do przeżycia i rodzaju zanieczyszczeń
mikrobiologicznych,
- oceny stopnia koncentracji mikroorganizmów,
- dobrania i przygotowania odpowiedniego podłoża,
- wybrania metody badawczej, urządzenia i miejsc pobierania próbek,
- dobrania czasu trwania poboru próbki,
- uwzględnienia warunków środowiska, występujących zakłóceń i ich wpływu na
badanie,
- oceny intensywności zaburzeń przepływu powietrza.
Aspirator do badań czystości mikrobiologicznej powietrza powinien charakteryzować
się:
- odpowiednią wydajnością ssania, zapewniającą pobór wystarczającej ilości
biologicznych zanieczyszczeń powietrza w przypadku ich małych stężeń,
- szybkością przepływu powietrza przez urządzenie zapewniającą osadzanie się
mikroorganizmów na pożywce;
- dużą dokładnością w wychwytywaniu mikroorganizmów;
- możliwością regulacji, umożliwiającą pobieranie różnych objętości powietrza;
- konstrukcją uniemożliwiającą zasysanie powietrza usuwanego z urządzenia;
- prostą obsługą i łatwością czyszczenia;
- odpornością na środki dezynfekcyjne;
- możliwością zdalnego uruchamiania.
Szczegółowe wymagania dotyczące metod kontroli czystości mikrobiologicznej
powietrza znajdują się w normie ISO 14698.
W odróżnieniu od większości czynników chemicznych i fizycznych, nie ma
powszechnie akceptowanych kryteriów oceny narażenia na czynniki biologiczne, jak również
ogólnie uznanych wartości normatywnych i zaleceń metodycznych. Wynika to z faktu, że:
– nie ma zadowalających danych określających relację pomiędzy czynnikiem
chorobotwórczym a skutkiem zdrowotnym wywołanym jego działaniem;
– wciąż niewystarczające są dane dotyczące liczebności najpowszechniej występujących
w środowisku grzybów
– nie ma standaryzacji metod pomiarowych.
Dopuszczalna obecność mikroorganizmów w powietrzu wewnątrz budynków, w
zależności od przeznaczenia, jak i poza budynkami waha się od kilku do kilku tysięcy jtk.
(tab. 1 i 2)
Tabela 1. Czystość mikrobiologiczna powietrza w pomieszczeniach szpitalnych
7,0 · 101 (dla bakterii i grzybów razem) i 0 (dla
paciorkowców) CFU/m3 – najwyższe
dopuszczalne stężenie w salach operacyjnych
neurochirurgicznych
2,5 · 102 (dla bakterii i grzybów razem) i 0 (dla
paciorkowców) CFU/m3 – najwyższe
dopuszczalne stężenie w salach operacyjnych
chirurgicznych
7,0 · 102 (dla bakterii i grzybów razem) i 0 (dla
paciorkowców) CFU/m3 – najwyższe
Zródło: Academy of Orthopedic Surgeons
dopuszczalne stężenie w salach zabiegowych i
opatrunkowych
Tabela 2. Ocena stopnia zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego grzybami (PN-89/Z04111/03)
Ogólna liczba grzybów w 1 m3 powietrza
atmosferycznego
Stopień zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego
do 3,0 · 103
powietrze niezanieczyszczone
od 3,0 · 103 do 5,0 · 103
przeciętnie czyste powietrze atmosferyczne,
zwłaszcza w okresie wczesnojesiennym i
późnojesiennym
zanieczyszczenie mogące negatywnie oddziaływać na
środowiska naturalne człowieka
zanieczyszczenie zagrażające środowisku naturalnemu
człowieka
od 5,0 · 103 do 1,0 · 104
powyżej 1,0 · 104
Wg American Industrial Hygiene Association (AIHA) przy obecności:
0 CFU/m3 – nie należy podejmować działań,
≥ 5,0 · 101 CFU/m3 – jeśli jednego gatunku, to należy zidentyfikować źródło,
≤ 1,5 · 102 ÷ 2,0 · 102 CFU/ m3 – jeśli wiele gatunków, nie należy podejmować działań,
≥ 2,0 · 102 CFU/ m3 – jeśli wiele gatunków, ostrożność nakazuje dalszą inspekcję,
≤ 4,0 · 102 ÷ 5,0 · 102 CFU/ m3 – jeśli głównie jest to Cladosporium i Alternaria, nie należy
podejmować działań,
≥ 5,0 · 102 CFU/ m3 – jeśli głównie jest to Cladosporium i Alternaria, należy znaleźć
przyczynę.
W wielu przypadkach ważne jest nie tylko liczba cząstek propagacyjnych grzybów jak
również ich skład gatunkowy. Dlatego w Polsce podjęto próbę podziału grzybów
powszechnie spotykanych w budynkach w zależności od stopnia ich zagrożenia dla zdrowia
człowieka (tab. 3.).
Tab. 3. Podział grzybów na grupy w zależności od stopnia ich zagrożenia dla zdrowia
człowieka
BSL – 1
Saprofity lub patogeny roślin.
Zakażenia powierzchowne,
nieinwazyjne, łagodne.
BSL – 2
Patogeny powodujące
powierzchowne zakażenia,
mające zdolność do
przeżywania w tkankach u
pacjentów.
BSL – 3
Patogeny potencjalnie zdolne do
wywołania ciężkich, głębokich
zakażeń u zdrowych ludzi.
Acremonium strictum
Alternaria alternata
Aspergillus candidus, A.
chevalieri, A. clavatus, A.
glaucus, A.nidulans
A. niger, A. ochraceus,
A.sydowii,
A. versicolor, Aureobasidium
pullulans,
Chaetomium globosum
Cladosporium herbarum
C. cladosporioides
Fusarium proliferatum,
F. sacchari
Geomyces pannorum
Mucor racemosus, M.
circinelloides, M. hiemalis
Penicillium chrysogenum
P. decumbens, P. expansum,
P. purpurogenum
Scopulariopsis fusca
Trichoderma viride
Stachybotris chartarum
Absidia corymbifera
Acremonium kiliense
Aspergillus flavus,
A. fumigatus, A.terreus,
Blastomyces dermatidis, B.
filamentous,
Fusarium oxysporum, F.
solani,
Scopulariopsis brevicaulis
Blastomyces dermatidis,
Cladophialophora araxii,
C. bantiana,
C.a devriesti,
Coccidioides immitis,
Cryptococcus neoforman,s
Histoplazma capsolatum-conidia
W ustawodawstwie europejskim, w dyrektywie 2000/54/EC, w zależności od zdolności
wywoływania zakażenia szkodliwe czynniki biologiczne podzielono na cztery grupy ryzyka:
grupa 1 – czynniki, które prawdopodobnie mogą być przyczyną chorób u ludzi;
grupa 2 – czynniki, które mogą wywoływać chorobę u ludzi i mogą być szkodliwe dla
pracowników; jest mało prawdopodobne, że występują powszechnie w środowisku;
istnieją skuteczne metody profilaktyki i leczenia; Aspergillus fumigatus
grupa 3 – czynniki mogące wywołać ciężki przebieg choroby u ludzi i ich obecność jest
poważnym zagrożeniem dla zdrowia pracowników; mogą występować powszechnie w
środowisku; istnieją skuteczne metody profilaktyki i leczenia;
grupa 4 – czynniki, które wywołują ciężki przebieg choroby u ludzi i są poważnym
zagrożeniem dla zdrowia pracowników; ich obecność w środowisku pracy wiąże się z
dużym ryzykiem; brak skutecznych metod profilaktyki i leczenia.