经过实验室测试的材料如何保护建筑不受霉菌影响

当被称为孢子的微小的自由漂浮的繁殖颗粒接触到水和几乎任何有机物质时,霉菌就会形成。孢子在这些简单的条件下可以停留24-48小时,然后迅速生长成肉眼可见的宏观结构。可见的霉菌往往伴随着恶臭,发霉的气味。

虽然霉菌和其他真菌在自然界的养分循环中发挥着重要作用,但当它们迁移到家庭和工作场所时,它们可能是一个真正的威胁。部分由于公众对室内霉菌问题的认识和关注,尤其是对儿童的关注,美国疾病控制与预防中心(CDC)委托进行了一项大型研究,以调查潮湿、霉菌和相关的不良健康后果之间的关系(1)。这一努力的成果是2004年发表的一篇全面的文献综述,题为《潮湿的室内空间与健康》。这项研究的总体目标是使科学界在共同语言下保持一致,并为改善研究和机构与公众之间的交流提供一套有用的指南。现在人们普遍认为,接触霉菌和其他微生物会导致一系列疾病;生理上的和心理上的。

由于霉菌在人类住所中扩散而引起的生理疾病,从轻微的眼睛或皮肤刺激到过敏、哮喘、中毒,以及免疫功能受损者的严重感染。2007年,美国国家科学院医学研究所(Institute of Medicine of the National Academy of Sciences)对这些文献进行了荟萃分析,以定量确定室内霉菌污染与不良健康影响之间的相关性。这份对33项研究的批判性综述得出结论,潮湿的室内霉菌孳生环境导致不良呼吸道和哮喘相关健康结果的可能性增加30-50%(正相关值为0.3 - 0.5)(2)。其他类似的分析也证实了这些发现(3,4),但到目前为止,还没有确定特定霉菌与其病理途径之间的因果关系。

人类接触霉菌也被认为是一系列负面神经相关健康问题的原因,包括谵妄、保持平衡困难、抑郁、疼痛综合征、痴呆、运动障碍和慢性疲劳综合征(5,6)。2007年发表的一项欧洲研究结果表明,室内潮湿与抑郁症之间存在一定的联系,老年人、女性和失业的受访者受到的影响更大(7)。这项研究很重要,因为它发现,与霉菌相关的抑郁症的结果至少在一定程度上是由个人无法控制他们的环境所介导的。就像蟑螂、白蚁、黄蜂、啮齿动物,甚至锈病的扩散一样,即使霉菌对人的身体健康的直接影响很小或根本不存在,但仅仅是不美观的霉菌就足以减少人类的福祉。

那么,解决不可避免接触霉菌的最佳方法是什么呢?根据美国环保署和美国疾病控制与预防中心的说法,减少霉菌对人类生活影响最直接的方法是控制局部的湿度或湿度,空气中的湿度,以及表面死亡或腐烂物质的数量。然而,这并不适用于家庭的所有设施或部分,因为不可能将水和有机物质从所有表面排除在外。这是因为一个简单的事实;我们所依赖的许多家居和建筑产品本身就能够维持真菌的生长。

众所周知,容易支持真菌生长的材料主要包括多孔表面,如服装、室内装潢、石膏板、纸制品和皮革。这些软质材料能够保持大量的水分,并为孢子提供丰富的表面积以建立可行的菌落。然而,无孔塑料、木材和复合材料也显示出了维持真菌的能力。我们孜孜不倦地开发创新产品和控制制造成本,这往往导致我们设计出易受真菌侵袭的先进材料。

在未被污染的表面上存在真菌是底层材料正在被分解的证据,这可能会导致结构完整性的丧失和材料失效。例如,真菌a . pullallans可以利用聚氯乙烯(PVC)工业制造中使用的增塑剂作为碳的唯一来源(8)。该研究表明,真菌对PVC的降解导致基质重量的显著损失,从而导致强度的损失。在最近的一项研究中,研究表明埋在含真菌的土壤中的聚氨酯涂层(Impranil)的分解会导致高达95%的抗拉强度损失(9)。

为了解决与霉菌和其他真菌相关的公共卫生和材料成本,许多公司现在都在设计能够抵抗真菌生长的先进材料,作为一种无论环境孢子数量或潮湿程度如何都能防止霉菌传播的手段。这道额外的防线需要在高度控制的实验室条件下对新产品进行广泛的测试。

目前有几种可用的标准方法来测试材料抵抗真菌侵袭的能力。最广泛使用的检测方法包括ATSM G21、ASTM D5590、ASTM D3273和AATCC 30标准。简而言之,这些方法可以分为两种测试范式;一种测量下的材料对真菌的抵抗力的方法有限的生长条件和其他能促进生长的条件最优增长。

在有限的生长条件下测试材料的真菌抗性的实验旨在确定材料本身是否可以用作碳的唯一来源。这是通过排除测试介质中的所有碳,同时提供氮和所有其他所需矿物质的来源来实现的。相反,在最佳生长条件下设计的实验旨在测试用抗真菌剂增强的材料。在最佳生长试验中,所有必需的营养物质都包含在试验培养基中。在最佳生长条件下测量真菌抗性为任何材料提供了最严格的测试条件。

虽然研究还不完整,但目前的知识基础表明,公众对霉菌扩散的担忧是有道理的,因为我们大部分时间都在室内度过,霉菌的存在会对心理健康产生负面影响。除了在免疫系统受损的个体中,它与身体疾病的联系仍然是推测的。各地的企业和业主在选择建筑和设施运营使用的材料时,越来越意识到这一点。今天,市场上有几种耐霉菌的材料,包括绝缘材料、木材、石膏板、油漆、胶带、灰泥、地毯、嵌缝、密封胶等。所有这些材料都经过严格的、高度控制的真菌耐药性调查。虽然我们无法控制偶然的漏水、洪水和其他导致潮湿的环境因素,但我们越来越有能力防止霉菌在室内的传播。

参考文献

  1. 潮湿的室内环境对人体健康的影响潮湿的室内空间和健康。”华盛顿特区:美国国家科学院出版社,2004年。
  2. W. J. Fisk, Q.雷-戈麦斯,M. J. Mendell:家庭湿度和霉菌对呼吸健康影响的meta分析,《室内空气》,17,284 - 296,2007。
  3. Mark J. Mendell, Anna G. Mirer, Kerry张,My Tong和Jeroen Douwes《湿气、霉菌和湿气相关制剂对呼吸道和过敏性健康的影响:流行病学证据综述》环境健康展望。, 119,748 - 756, 2011。
  4. William J Fisk, Ekaterina A Eliseeva, Mark J Mendell《居民潮湿、霉菌与呼吸道感染和支气管炎的关系:meta分析》,《环境卫生》9,72,2010。
  5. L.排空,“霉菌和真菌毒素暴露的神经和神经精神综合征特征”,《毒理学与工业健康》,25,577 - 581,2009。
  6. Brewer, Joseph H.等,“慢性疲劳综合征患者的真菌毒素检测”。毒素,5.4 605-617,2013。
  7. Edmond D. Shenassa, Constantine Daskalakis, Allison Liebhaber, Matthias Braubach和MaryJean Brown《家庭中的潮湿、霉菌和抑郁:霉菌相关疾病和对家庭的感知控制作为可能的抑郁途径的检查》,美国公共卫生杂志,10,1893-1899,2007。
  8. Jeremy S. Webb, Marianne Nixon, Ian M. Eastwood, Malcolm Greenhalgh, Geoffrey D. Robson, Pauline S. Handley“真菌定植和可塑聚氯乙烯的生物降解”应用。环绕。Microbiol。中国科学:地球科学,66,194-3200,2000。
  9. Lee Cosgrove, Paula L. McGeechan, Geoff D. Robson, Pauline S. Handley《土壤中聚酯聚氨酯降解与真菌群落的关系》。环绕。《微生物学》73,5817 -5824,2007