Analýza účinnosti likvidace biotických škůdců pomocí mikrovlnného záření
Na Ústav pozemního stavitelství VUT v Brně se neustále obrací jak laická, tak odborná veřejnost s žádostmi o rady v oblasti likvidací biotických škůdců ve stavebních objektech. S ohledem na tuto skutečnost bylo rozhodnuto, že se na fakultě stavební VUT v Brně budeme podrobně daným problémem zabývat společně s Mikrobiologickým ústavem.
1 ÚVOD
Na Ústav pozemního stavitelství VUT v Brně se neustále obrací jak laická, tak odborná veřejnost s žádostmi o rady v oblasti likvidací biotických škůdců ve stavebních objektech. S ohledem na tuto skutečnost bylo rozhodnuto, že se na fakultě stavební VUT v Brně budeme podrobně daným problémem zabývat.
Jelikož Fakulta stavební dosud nedisponuje zařízením mikrobiologické laboratoře, bala rozvinuta spolupracovat s firmou IFCOR-99, s.r.o. s Mikrobiologickou laboratoří s paní RNDr. Danou Hanulákovou. Paní doktorka prováděla a stále provází rozbory a kultivace plísní na daných zkušebních a odebraných vzorcích. Dále provádí rozbory mikrovlnami ozářených vzorků.
Je nezbytné říci, že v prvopočátku se budeme v rámci prováděných experimentů věnovat zejména mikroorganismům, tedy plísním a houbám.
2 VYTIPOVÁNÍ ZÁKLADNÍCH DRUHŮ PLÍSNÍ PRO JEJICH NÁSLEDNOU LIKVIDACI
Jelikož je zmíněných biotických škůdců velmi rozsáhlé množství, bylo nezbytné přistoupit k eliminaci těchto činitelů. Pro tento účel bylo na základě zjednodušených stavebně-technických průzkumů odebráno značné množství vzorků napadených stavebních konstrukcí, ať již dřevěných nebo zděných. Vzorky byly vyhodnoceny, tedy byly stanoveny jednotlivé druhy biotických škůdců v daných konstrukcích. Následně byly stanoveny procentuelní podíly v zastoupení jednotlivých plísní. Tyto byly následně podrobeny analýze a byl stanoven nejčastěji se vyskytující druh. Dané druhy pak jsou podrobovány dalšímu výzkumu.
Stanovení jednotlivých vzorků plísní předcházel výběr míst pro odběr daných vzorků. Vytipování proběhlo na základě odebraných vzorků v jednotlivých konstrukcích či objektech:
odběry plísní z napadených objektů
- sklepní prostory,
- prostory bytů,
- prostory bytů oblasti oken,
- prostory bytů oblasti koupelen.
Z výše popsaných míst byly odebrány vzorky plísní do sterilních platových ampulí.
Na základě mikrobiologického rozboru byly určeny nejčastěji se vyskytující mikroorganismy:
- Aspergillus versicolor,
- Cladosporium cladosporioides,
- Penicillium chrysogenum Stachybotrys chartarum,
- Penicillium brevicompactum.
3 KULTIVACE VYBRANÝCH DRUHŮ PLÍSNÍ
Výše uvedené odebrané vzorky byly naočkovány na živné kultivační půd a byly vypěstovány. Velmi zjednodušený postup kultivace je uveden zde:
- kultivace v termostatu při 25°C,
- kultivační půdy
- sladinový agar s chloramfetaminem,
- CDA (Czapek-Dox agar) s 20% sacharózy.
Pro potlačení růstu nežádoucích bakterií bylo nezbytné k odebraných vzorkům přidat antibiotika, čímž by mělo být zajištěno vypěstování plísní bez nežádoucích bakterií.
4 POSTUP PROVEDENÍ EXPERIMENTŮ
Vypěstované kultivary jednotlivých plísní byly provedeny na skleněných miskách. Právě na těchto miskách se provedly první experimentální analýzy aplikace EMW záření pro likvidaci vypěstovaných kultivarů.
Likvidace vždy probíhala tak, že byl kultivar jednoho druhu plísně rozdělen na několik částí, z nichž několik kultivarů bylo ponecháno bez vystavení EMW záření, aby bylo možné kontrolovat životaschopnost těchto vzorků. Zbylé vzorky byly ozařovány.
4.1 Vzorky pro vystavení EMW záření:
- skleněné misky,
- očkované krychle z vápennocementové omítky,
- očkované trámečky z CPP,
- skutečné napadené stěny - naočkované,
- napadené "in situ".
4.2 Způsob EMW likvidace:
- užití trychtýřové antény,
- užití EMW záření s nastavením výkonu od 0-1200W,
- aplikace EMW záření v různých časových intervalech,
- využití cyklického EMW ozařování.
V současné době je ukončováno ozařování vzorků na skleněných miskách, které však dosahuje až překvapivě dobrých výsledků s poměrně vysokým procentem úspěšnosti likvidace těchto mikroorganismů.
Vzhledem k tomu, že v reálných situacích však je plíseň navázána na strukturu omítky, bylo rozhodnuto, že se musí připravit vzorky omítky, na něž bude kultivar plísní naočkován a vzorky pak budou podrobeny EMW záření.
Je nezbytné říci, že v současné době jsou čerstvě vytvořeny jednotlivé omítkové krychle, které je nezbytné nechat přibližně jeden měsíc zrát. Až poté bude na vzorky naočkován kultivar jednotlivých plísní a následně vzorky vystaveny EMW záření.
Dále by bylo vhodné stanovit možnosti likvidace plísní také přímo z cihelného zdiva. Pro toto řešení jsme se rozhodli vyrobit trámečky z CPP, na které budou následně jednotlivé kultivary aplikovány. Vzorky cihelného střepu budou provedeny jednak ze současných cihelných střepů, ale také ze straších cihel, kdy byly užívány poněkud pórovitější cihelné střepy.
Pro potvrzení účinnosti likvidace biotických škůdců EMW záření jsou prováděny také experimenty "in situ" na reálním zdivu. zde se však vyskytují směsné kultury jednotlivých mikroorganismů, což pro porovnání s výsledky laboratorními není příliš ideální, zde jsme aplikovali EMW záření především na čisté kultury.
Experimenty jsou prováděny ve třech objektech, a sice:
- prostory Fakulty stavební,
- byt v obci Zastávka,
- řadový rodinný dům v Brně na ulici Wurmova,
- bytový dům v Brně na ulici Jeřábkova.
Pro další postup a snazší porovnatelnost výsledků s laboratorními bylo rozhodnuto, že další experimenty na reálním zdivu budou prováděny následovně:
- kultivace plísní na nenapadené zdivo,
- EMW ozáření,
- Vyhodnocení výsledků experimentů.
4.3 Dosud získané výsledky experimentů
Co se týče současných výsledků experimentů, bylo zjištěno, že EMW záření bylo úspěšné při likvidaci plísní u čtyř z pěti vybraných kultur. Doposud se nepodařilo zahubit Ulocladium consortiale. Pro její likvidaci bude vyzkoušeno EMW záření s vyšším výkonem zářiče.
5 PŘEDPOKLÁDANÉ ZÁVĚRY
Vzhledem k počáteční fázi prováděných experimentů nejsou zatím známy přesné výsledky experimentů. O konkrétních závěrech vás budeme informovat na dalších konferencích. Lze však předem říci, jaké závěry jemožné od daných experimentů očekávat a kam směřujeme:
- stanovení intenzity EMW záření pro úspěšnou likvidaci běžných druhů plísní;
- stanovení nutné doby ozařování a výkon EMW záření pro úspěšnou likvidaci plísní,
- podání návrhu na vytvoření ověřené technologie pro likvidaci biotických škůdců prostřednictvím EMW záření.
Tento článek vznikl za podpory GAČR P104/10/P388 "Experimentální analýza účinnosti mikrovlnného záření při likvidaci biologických činitelů způsobujících korozi stavebních materiálů".
Literatura
[1] Disertační práce SANACE VLHKÉHO ZDIVA STAVEB "Využití tyčové antény při mikrovlnném vysoušení, autor Karel Šuhajda, Brno 2006
[2] ŠUHAJDA, K..; NOVOTNÝ, M.; ŠKRAMLIK, J.; Monitoring of Effectivity of Microwave Desiccation by Means of rod plug-in Antenna, článek v The e-Journal of Nondestructive Testing, ISSN 1435-4934, Journal & Exhibition of non destructive Testing, Kirchwald, Germany, 2008
[3] ŠKRAMLIK, J.; NOVOTNÝ, M.: ŠUHAJDA, K.; Měření vlhkosti stavebních materiálů absorbční mikrovlnnou metodou mikrovlnnou metodou, článek v Stavební obzor, ISSN 1210-4027, ČVUT Praha, VUT Brno, Praha, 2008.
[4] http://www.mikrobiologie.cz/
[5] Němec M., Horáková D.: Základy mikrobiologie, Brno 1993
[6] http://www.microwaveglass.com - Microwave glass Technology Company
The paper results about the possibilities of microwave radiation efficiency used for the disposal of biological agents causing corrosion of building materiále. The drying process used on the building structures with use of microwave radiation is fast and effective Metod applied on drying procedure of building structures. Microwave radiation causes an inelastic oscillation of polar molecules of water, which inflict rapid heating of the molecules and also decrease the amount of free water. The idea of the drying process will be used on a disposal of biological agents which causes a corrosion of building materials. On behalf of material damage the biological agents (mainly the fungi) causes also the pollution of interior climate. The spats of fungi are evaporated along the infected area and inhaled by people. This experiments can cause a serious damage to men’s health. The evaluation of the disposal of negative agents will be held in this project. This should be a key feature for improving a quality of interior climate in affected areas.