Rola efektu mikrofalowego w procesie sterylizacji ograniczającej zagrożenie związane ze skażonymi mikrobiologicznie materiałami budowlanymi

Technika mikrofalowa jest bezinwazyjną metodą osuszania i pozbawiania materiałów budowlanych mikrobiologicznych zanieczyszczeń. Metoda ta daje możliwość ich inaktywacji nie tylko na powierzchni materiałów, ale i wewnątrz. Celem projektu było określenie najbardziej wydajnych parametrów promieniowania mikrofalowego, PM (tj. najefektywniej pozbawiających cząstki mikroorganizmów zarówno ich żywotności, jak i właściwości toksycznych), które powinno być stosowane w urządzeniach służących do nieinwazyjnego oczyszczania budynków (np. po katastrofach środowiskowych typu powódź czy zalanie), by proces ten był skuteczny biologicznie i efektywny ekonomicznie.

Badania pokazały, że wpływ na przeżywalność i cytotoksyczność spor ma zarówno efekt termiczny, jak i efekt mikrofalowy promieniowania, przy czym w odniesieniu do skażonych materiałów budowlanych (m.in. tapety papierowej, listwy z drewna sosnowego, płyty gipsowo-kartonowej, tynku gipsowego, cegły pełnej, betonu cementowego czy kamienia budowlanego, np. granitu) efekt mikrofalowy ma większe znaczenie i jest obserwowany częściej niż efekt termiczny. Stwierdzono, że nie ma jednolitego schematu w zakresie doboru najbardziej efektywnych parametrów PM w celu usunięcia mikrobiologicznych skażeń. Zatem, aby zabieg oczyszczania poszczególnych elementów konstrukcyjnych lub wykończeniowych skażonego mikrobiologicznie budynku był efektywny, należy w pierwszej kolejności precyzyjnie jakościowo scharakteryzować drobnoustroje odpowiedzialne za wystąpienie korozji mikrobiologicznej, a dopiero po tak przeprowadzonym „rozpoznaniu” wykonać zabieg oczyszczania mikrofalowego, stosując parametry gęstości mocy i czasu ekspozycji na promieniowanie dobrane do gatunkowej przynależności drobnoustroju dominującego wśród mikrobioty odpowiedzialnej za biodeteriorację oczyszczanego elementu.

Przed przystąpieniem do zabiegu mikrofalowego oczyszczania trzeba również określić stan uwodnienia spor, np. przez pomiar aktywności wodnej, a_w, lub wilgotności względnej powietrza. Jest to warunek konieczny prawidłowego i skutecznego wykonania zabiegu dekontaminacji PM. W przypadku drobnoustrojów należących do tzw. pierwszo- i drugorzędowych kolonizatorów wnętrz (tj. mikroorganizmów kserofilnych o a_w < 0,85 i a_w = 0,85-90, czyli odpowiednio o małych i średnich wymaganiach wilgotnościowych), najbardziej efektywne parametry PM (czas działania i gęstość mocy), istotnie zmniejszające przeżywalność i cytotoksyczność ich spor, to: dla grzybów Cladosporium cladosporioides i Aspergillus versicolor − 60 min i 60 mW/cm² (z wyjątkiem cytotoksyczności spor A. versicolor rosnących na cegle, betonie i kamieniu, dla których 30-minutowa ekspozycja oraz gęstość mocy 10 mW/cm² i 60 mW/cm² są bardziej efektywne); dla Penicillium brevicompactum − 60 min oraz 10 mW/cm² i 60mW/cm² w przypadku przeżywalności oraz 5 min i 30 min oraz 60 mW/cm² w przypadku cytotoksyczności spor. W odniesieniu do tzw. trzeciorzędowych kolonizatorów wnętrz (tj. hydrofilnych drobnoustrojów o a_w > 0,90, czyli dużych wymaganiach wilgotnościowych, np. promieniowców), sytuacja nie jest tak jednoznaczna. Ekspozycja bakterii Streptomyces albus na PM o gęstości mocy 10 mW/cm² i 60 mW/cm² trwająca 5 min lub 60 min z reguły zmniejsza przeżywalność i cytotoksyczność ich spor (zwłaszcza mokrych); ekspozycja na PM, bez względu na jego parametry, spor rosnących na drewnie, płycie gipsowo-kartonowej i tynku gipsowym zwiększa ich przeżywalność i cytotoksyczność, niezależnie od ich uwodnienia. Przeżywalność i cytotoksyczność spor Thermoactinomyces vulgaris istotnie zmniejsza się pod wpływem 60-minutowej ekspozycji na PM o gęstości mocy 10 mW/cm² i 60 mW/cm².

Właściwie przeprowadzone „oczyszczanie” za pomocą PM pomaga efektywnie chronić zdrowie, powstrzymując mikrobiologiczną kontaminację materiałów budowlanych i niszcząc czynnik mikrobiologiczny odpowiedzialny za jej wywołanie. Niektóre mikroorganizmy, tj. termofilne promieniowce (np. T. vulgaris) lub grzyby pleśniowe (np. P. brevicompactum), pod wpływem PM mogą stać się bardziej ekspansywne, a reakcja na PM może manifestować się m.in. wzrostem cytotoksyczności ich spor. Zjawisko to powinno być brane pod uwagę w sytuacji, gdy zwalczanie korozji biologicznej z użyciem PM poprzedza bezpośrednio działania remediacyjne prowadzone w obrębie skażonego mikrobiologicznie budynku.

W ramach realizacji projektu opracowano: a) broszurę pt. Usuwanie zanieczyszczeń mikrobiologicznych z budynków. Poradnik dla producentów i użytkowników urządzeń mikrofalowych oraz osób zatrudnionych w budownictwie, w której omówiono przyczyny powstawania korozji mikrobiologicznej budynków, najczęściej obserwowane objawy biokorozji oraz sposoby identyfikacji i oceny zagrożeń mikrobiologicznych w budynkach, sposoby zapobiegania powstawaniu biokorozji i metody jej zwalczania (z uwzględnieniem techniki mikrofalowej), sposoby ograniczania narażenia zawodowego na szkodliwe czynniki mikrobiologiczne osób zatrudnionych w budownictwie, sposoby postępowania ze skażonymi mikrobiologicznie materiałami usuniętymi z budynku, a także listę kontrolną i algorytm działań sprawdzających efektywność przeprowadzonych czynności likwidujących tego rodzaju zanieczyszczenia; b) broszurę pt. Ryzyko zawodowe w budownictwie powodowane przez szkodliwe czynniki mikrobiologiczne, w której przedstawiono krótką charakterystykę szkodliwych czynników mikrobiologicznych, opisano skutki zdrowotne wynikające z narażenia na nie, przyczyny biokorozji materiałów budowlanych i wykończeniowych nimi powodowane, scharakteryzowano ryzyko zawodowe pracowników sektora budownictwa wynikające z tego rodzaju narażenia, metody jego oceny, rozwiązania techniczne, organizacyjne i higieniczne ograniczające to narażenie wraz z zasadami ich doboru i profilaktyki; c) materiały informacyjne do wprowadzenia na stronę internetową CIOP-PIB stanowiące syntetyczny opis zagadnień związanych z oceną ryzyka zawodowego dla pracujących w sektorze budownictwa, ze szczególnym uwzględnieniem techniki mikrofalowej, jako skutecznego sposobu usuwania skażeń mikrobiologicznych z materiałów budowlanych i wykończeniowych; d) materiały szkoleniowe przeznaczone dla pracowników firm prowadzących prace remontowo-budowlane, służb technicznych nadzorujących te prace, firm zajmujących się zabezpieczaniem i usuwaniem zniszczeń wodnych i biokorozji z budynków, służb odpowiedzialnych za bezpieczeństwo i higienę pracy, inspekcji sanitarnej, zapoznające z bieżącym stanem prawnym dotyczącym ochrony zdrowia pracowników narażonych na oddziaływanie szkodliwych czynników mikrobiologicznych przy pracach remontowo-budowlanych, przyczynami biokorozji materiałów oraz skutkami zdrowotnymi i ryzykiem zawodowym wynikającym z tego rodzaju narażenia, metodami jego oceny, rozwiązaniami technicznymi, organizacyjnymi i higienicznymi ograniczającymi to narażenie wraz z zasadami ich doboru i profilaktyki.

Grzyb pleśniowy Cladosporium cladosporioides	Bakteria (promieniowiec) Thermoactinomyces vulgaris

Projekt III.B.06. Przeżywalność spor przed ekspozycją na promieniowanie mikrofalowe i po ekspozycji

Wszystkie przygotowane materiały zweryfikowano w czasie otwartego seminarium i pilotażowego szkolenia.

Zgodnie z planem realizacji projektu opublikowano 3 artykuły w czasopismach naukowych o zasięgu krajowym i międzynarodowym, kolejny artykuł zgłoszono do publikacji, wydano drukiem 2 broszury. Wyniki realizacji projektu przedstawiono na 3 międzynarodowych konferencjach krajowych.

Grzyb pleśniowy Aspergillus versicolor	Bakteria (promieniowiec) Streptomyces albus
Stężenia spor: ¨ 103, n 104, n 105	Stężenia spor: ¨ 105, n 106, n 107

Projekt III.B.06. Cytotoksyczność spor przed ekspozycją na promieniowanie mikrofalowe i po ekspozycji