Istotny wpływ na trwałość obiektów budowlanych mają destrukcyjnie działające czynniki biologiczne a zwłaszcza grzyby pleśniowe. Z ekonomicznego punktu widzenia, ich rozwój i negatywne oddziaływania przyczyniają się do ponoszenia określonych kosztów związanych z utrzymaniem wymaganych właściwości i estetyki.
Wczesna informacja o rozwoju grzybów pozwala na zmniejszenie kosztów ich niszczenia i poprawia trwałość budowli.
Dotychczas stosowane procedury i środki ochronne bądź zwalczające korozję biologiczną nie zapewniają pełnej skuteczności.
Zazwyczaj w ocenie skażenia i zniszczeń spowodowanych grzybami pleśniowymi są rutynowo realizowane kolejne etapy postępowania, a mianowicie:
1) W zakresie oceny stanu technicznego obiektu takie jak: opis obiektu, inwentaryzacja z uwzględnieniem braków, usterek, uszkodzeń, objawy korozji, rodzaje czynników korodujących, identyfikacja czynników agresywnych, ustalenie rodzaju zniszczeń i stopnia zniszczenia obiektu, stan konstrukcji i elementów budynku.
2) W zakresie oceny przyczyn powodujących uszkodzenia należy podać wszystkie zjawiska, które były powodem obecnego stanu, źródło pojawienia się czynników korozyjnych oraz zdiagnozować uwarunkowania sprzyjające rozwojowi czynników destrukcyjnych;
3) W zakresie ustalenia wniosków i zaleceń końcowych wymienić należy określenie sposobów naprawy, wzmocnienia i zabezpieczenia obiektu w zależności od przyczyn, rodzajów zasięgu i stopnia zniszczenia obiektu.
4) Przy opracowywaniu sposobów naprawy należy uwzględnić fakt, iż obiekty budowlane zostały wzniesione przy użyciu wielu różnych materiałów, a więc w przypadku oddziaływań korozyjnych grzybów pleśniowych poszczególne elementy będą w różnym stopniu zniszczone i równocześnie każdy z nich trzeba naprawić wg sposobu właściwego dla danego materiału, z którego został wykonany. Zatem podstawową czynnością, którą należy wykonać jest określenie:
a) gatunku grzyba – każdy gatunek ma inną siłę niszczenia, inne warunki rozwoju i inaczej reaguje na różne środki ,,impregnacyjne”,
b) intensywności procesów rozwojowych grzybów – czy jest to proces aktywny czy zahamowany.
Opracowana poszerzona metodyka badawcza wpisuje się w wyżej wymienione etapy począwszy od diagnostyki po zalecenia związane z naprawą.
Jak pokazują badania prowadzone przez różne ośrodki naukowe [Gutarowska, Smok 2006; Gutarowska, Cichocka 2010, Koziróg, Żakowska 2011], wielość dostępnych i stosowanych metod nie przekłada się na wiarygodność i porównywalność uzyskiwanych wyników.
W dotychczas stosowanych metodach badawczych jednym z głównych wskaźników obecności zasiedlającej grzybów jest zawartość ergosterolu. Oznaczane ergosterolu jest najczęściej wykorzystywanym sposobem spośród metod stosowanych dla oceny stopnia rozwoju grzybów na podłożach stałych. Metody te stosowali z dobrym skutkiem m.in.
Gutarowska B, Smok A., Headley J.V, Peru K.M., Verma B., Robarts R.D., Sun i inni, Nielsen K.F., Madsen J. [Nielsen, Madsen 2000; Headley i inni 2002; Sun i inni 2005;
Gutarowska, Smok 2006] Wyniki niniejszej pracy potwierdzają, że ergosterol jest identyfikowany w przypadku grzybów martwych, a więc również po przeprowadzanych procesach dezynfekcji z wykorzystaniem związków chemicznych. Takie wyniki w swoich badaniach uzyskiwali m. innymi Gutarowska B., Cichocka A., Koziróg A., Żakowska Z., Nielsen K.F., , Madsen J.O, Piotrowska M. [Gutarowska 1999; Nielsen, Madsen 2000; Gutarowska, Cichocka 2010; Koziróg, Żakowska 2011; Piotrowska, Żakowska 2011]. Komórki grzybni są nieaktywne, ale nadal pozostają w nich struktury błoniaste bogate w ergosterol, co tłumaczy jego wysoką zawartość w martwej grzybni.
Reasumując samo oznaczenie zawartości ergosterolu nie informuje o rzeczywistym stanie zagrzybienia powierzchni.
Dotychczas nie były stosowane jako miernik grzybiczego skażenia materiałów, pomiary natężenia bioluminescencji emitowanej przez same grzyby pleśniowe bez użycia wzmacniaczy chemoluminescencyjnych [Rifai 1969; Shitandi, Kihumbu 2000; Greer, Szalay 2002]. Te dodawane substancje mogą emitować światło również w wyniku reakcji chemicznej nie związanej z metabolizmem grzyba. Metody z zastosowaniem urządzeń, do których wkłada się próbki (np. chemiluminometr) są metodami mierzącymi stężenie substancji emitowanych w materiale wydzielonym z próbki, w trakcie metabolizmu
grzyba. Wynik znacząco zależy od sposobu wydzielania materiału z próbki [Calleja, Reynolds 1970; Tworko i inni 2007].
Stosowana w rozprawie metoda jest wolna od tej wady. Poza tym potraktowanie próbki substancją luminescencyjną powoduje jej częściowe niszczenie. Zastosowana metoda jest metodą nieniszczącą, pozwala na dalsze śledzenie rozwoju grzyba na próbce i ustalenie jego lokalizacji oraz cech morfologicznych [Górski i inni 2011; Łowińska- Kluge i inni 2011; Łowińska – Kluge 2012; Horbik i inni 2013]. Jest to szczególnie ważne przy ustalaniu skuteczności stosowanych procedur naprawczych. Badania nad możliwością stosowania tej metody do pomiarów skażenia grzybiczego i określania skuteczności środków niszczących prowadzili Łowińska-Kluge A. i Górski Z. [sprawozdania z badań 2012].
Wykorzystując zjawisko bioluminescencji m. innymi Górski Z., Floryszak-Wieczorek J. i Arasimowicz-Jelonek M., Łowińska- Kluge [Floryszak – Wieczorek i inni 2011;
Łowińska-Kluge, Górski 2012] określali zmiany zachodzące w fizjologii roślin uprawnych zmienionych chorobotwórczo na skutek działania grzybów pleśni.
Zastosowanie w rozprawie, tak jak w badaniach korozji chemicznej zewnętrznej i wewnętrznej materiałów, badań mikroskopowych SEM oraz bezwzorcowej mikroanalizy rentgenowskiej EDS pozwala na określenie skutków i mechanizmów działania grzybów na poszczególne rodzaje materiałów oraz stopnia ich zniszczenia [Łowińska-Kluge i inni 1994; Łowińska-Kluge 1997; Łowińska-Kluge i inni 2000; Łowińska-Kluge, Błaszczyński 2012], co ułatwia opracowanie skutecznych procedur naprawczych.
Łowińska – Kluge A. i inni w oparciu o wyniki badań rentgenowskich, mikroskopowych SEM, mikroanaliz bezwzorcowych EDS, analizy chemiczne składów i pomiary odczynu pH (traktowane łącznie) określali zmiany związane z zachodzącymi procesami korozyjnymi [Łowińska-Kluge i inni 2004; Łowińska – Kluge, Jóźwiak 2006;
Błaszczyński , Łowińska-Kluge 2007; Łowińska-Kluge, Słowek 2010; Błaszczyński, Łowińska-Kluge 2012] w różnych materiałach budowlanych, w tym w kompozytach cementowych i materiałach ceramicznych.
Zestawienie dotychczas stosowanych sposobów diagnozowania z opracowaną w pracy metodyką daje przewagę tej ostatniej w zakresie:
- pomiary zawartości ergosterolu, obserwacje mikroskopowe i pomiary bioluminescencji traktowane łącznie pozwalają na określenie stopnia rozwoju grzyba,
- pomiary odczynu pH, obserwacje mikroskopowe i bezwzorcowa mikroanaliza
rentgenowska EDS traktowane łącznie pozwala na ocenę stopnia zniszczenia materiału budowlanego,
- czasu (szybsze zdiagnozowanie) poprzez stworzenie możliwości utworzenia wzorców pozwalających na jednoznaczne rozpoznanie obecności i rodzaju grzybów pleśniowych (badania mikroskopowe SEM – minikatalogi - załączniki p. 9),
- wchodzące w skład poszerzonej metodyki badania pozwalają na określenie na jaką głębokość materiał jest skażony,
- skuteczności stosowanych procedur i środków zabezpieczająco-naprawczych ( pomiary bioluminescencji p. 6.2, mikroanaliza bezwzorcowa EDS p. 6.3.2).
Pomiary bioluminescencji umożliwiają ocenę średniego grzybiczego skażenia materiałów oraz pozwalają na ustalenie formy występowania grzybów (forma aktywna, forma utajona, forma zniszczona – p.6.3.2) W decydujący sposób wpływa to na dobór właściwego środka grzybobójczego oraz precyzyjne określenie obszaru prowadzenia prac naprawczych (p.6.7).
W oparciu o uzyskane wyniki badań - mikroskopowych SEM (p.6.2), pomiary zawartości ergosterolu (p.6.2), pomiary natężenia emitowanej luminescencji (p.6.2 i p.6.7), pomiary odczynu pH materiału (p.6.3.1) wraz z wynikami mikroanalizy rentgenowskiej EDS (p.6.3.2) w kontekście różnych materiałów i grzybów - możliwe jest opracowanie systemu eksperckiego (rys.7.1) pozwalającego na wybór najwłaściwszej z możliwych dostępnych metod i środków naprawczo – zabezpieczających (p. 8).
Rys.7.1. Blok decyzyjny systemu eksperckiego
Elementami bloku decyzyjnego są cechy i wartości wybranych parametrów, pochodzące z bazy danych zmiennych, wprowadzonych do systemu w formie wyników pomiarów. Do systemu można wprowadzić szereg informacji. Do kluczowych należą:
rodzaj grzyba, rodzaj materiału, zawartość ergosterolu, obrazy mikroskopowe, natężenie emitowanej luminescencji, zmiany odczynu pH, mikroanalizy rentgenowskie EDS. W założeniu system można rozbudować o kolejne cechy, które zostaną uznane za kluczowe, by ocenić zarówno skażenie obiektów budowlanych, czynniki doprowadzające do skażenia oraz stopień i sposób zniszczenia. Zadaniem bloku decyzyjnego jest wybór najlepszej procedury zabezpieczająco – naprawczej.
Natężenie
Na szczególne podkreślenie zasługuje to, że przeprowadzone badania potwierdziły słuszność przyjętych założeń (tez pracy), a także stwarzają realne możliwości zastosowania uzyskanych wyników w praktyce.