И.В. Стручкова, В.Ф. Смирнов

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Микроскопические грибы на цементе и бетоне

в зданиях г. Н. Новгорода

В современном домостроении чрезвычайно широко используются цементно-бетонные изделия. Развитие на них микроскопических грибов в большинстве случаев приводит и к негативному изменению эксплуатационных характеристик этих материалов, и к ухудшению общего санитарно-гигиенического состояния по­мещений. Так, известно, что микромицеты способны вызывать микогенные аллергии, микозы, микотоксикозы, вероятность возникновения которых значительно возрастает, если человек находится в среде с повышенным содержанием этих микроорганизмов. То есть микроскопические грибы способны существенно ухудшать качество среды обитания человека.

Бетон, как и природный камень – субстраты, в принципе трудно колонизи­руемые гетеротрофными микроорганизмами. Развитие грибов на таких субстратах возможно только за счет наличия органического вещества в составе материала или на его поверхности в виде внешних загрязнений, примесей в сырье для производ­ства материала, органических добавок, вводимых в бетон при его изготовлении.

Нами было показано, что микромицеты на цементе и бетоне развиваются не менее чем в 75% пораженных плесневыми грибами зданий г. Н. Новгорода (Стручкова, 2004). Для защиты от микодеструкторов и дальнейшего проектирования биостойких бетон­ных композиций необходимо знать, какие виды грибов наиболее часто поражают бетоны внутри зданий. Поэтому целью данной работы являлось установление видового состава сообществ микромице­тов, развивающихся на каменных строительных материалах (цементе и цементных бетонах) на примере ряда зданий Нижнего Новгорода и оценка возможности негативного влияния микобиоты на качество среды обитания человека.

Изучение видового со­става сопровождали определением частоты встречаемости, которую выражали как % зданий, где вид обнаружен на цементе и/или бетоне.

С цемента и бетона мы выделили в чистую культуру 340 изолятов грибов, от­носящихся к 28 видам из 11 родов 4 семейств 3 порядков 2 классов (табл. 1). За исключением 2 видов р. Mucor (кл. Zygomycetes), на бетоне и цементе обследованных зданий присутствуют лишь гифомицеты. Преобладают представители сем. Moniliaceae, а внутри этого семей­ства - родов Penicillium и Aspergillus.

    Таблица 1

Таксономическая характеристика микромицетов, выделенных

с цементно-бетонных материалов

Класс

Порядок

Семейство

Род

Кол-во видов

 

Hyphomycetes

 

Hyphomycetales

 

Moniliaceae

Aspergillus

7

Botryosporium

1

Paecilomyces

1

Penicillium

10

Trichoderma

1

 

Dematiaceae

Alternaria

1

Cladosporium

2

Dicoccum

1

Stachybotrys

1

Tuberculariales

Tuberculariaceae

Fusarium

1

Zygomycetes

Mucorales

Mucoraceae

Mucor

2

 

Значительно чаще других на цементе и бетоне обнаруживались Alternaria alternata (с частотой встречаемости 58%) и Aspergillus niger (42%) – хорошо известные контаминанты промышленных материалов, с максимальной частотой встречавшиеся также и в воз­духе зданий с повреждениями цемента и бетона.

Таблица 2

Таксономическая характеристика микромицетов, выделенных из воздуха

в зданиях с наличием и отсутствием биоповреждений цемента и бетона

Класс

Порядок

Семейство

Род

Кол-во видов в зданиях

С повреж-дениями

Без повреждений

Hyphomycetes

Hyphomycetales

Moniliaceae

Aspergillus

15

12

Botryosporium

1

0

Botrytis

2

2

Chrysosporium

1

1

Paecilomyces

2

1

Penicillium

22

13

Sporotrichum

4

1

Trichoderma

1

1

Trichosporiella

1

0

Verticillium

1

0

Dematiaceae

Alternaria

1

1

Botryotrichum

1

0

Cladosporium

5

4

Dicoccum

1

0

Stachybotrys

1

1

Tubercula-riales

Tubercula-riaceae

Fusarium

3

3

Zygomycetes

Mucorales

Mucoraceae

Mucor

4

4

Способность колонизировать ка­мень у A. alternata связывают с активным синтезом меланинов – пигментов с доказанной защитной функцией в отношении различных экстремальных факто­ров внешней среды, а также со способностью формировать хламидоспоры, помогающие пережить периоды низкой влажности и от­сутствия питательных веществ (Diakumaku et al., 1995). Частое выделение с каменных субстратов Aspergillus niger объясняют нали­чием у этого гриба широкого спектра ферментов, позволяющих быстро адаптироваться к изменениям условий существования (Биоповреждения, 1987). Оба вида способны ухудшать эксплуатационные характеристики цемента и бетона, хотя для A. alternata механизм этого воздействия в основ­ном состоит в “расклинивающем” действии гиф и изменении цвета каменной по­верхности, а для A. niger – в химическом разрушении материала под действием органических кислот (Биоповреждения, 1987; Gorbushina et al., 1993; Diakumaku et al., 1995).

Для здоровья человека опасны, по различным литературным данным, не менее 10 из 28 выделенных с каменных строительных материалов видов микромицетов: Alternaria alternata, Aspergillus flavus, A. niger, A. versicolor, Cladosporium herbarum, Mucor circinelloides, Paecilomyces variotii, Penicillium citreoviride, P. puberulum, Stachybotrys chartarum (Кашкин и др., 1979;  Hoog, Guarro, 1996; Антонов и др., 1998).

По сравнению с микобиотой воздуха зданий без биоповреждений бетона, в домах с такими повреждениями частота встречаемости опасных для человека видов возрастает. По сравнению с микобиотой воздуха всех обследованных зданий в домах с биоповреждениями количество опасных для человека видов возрастает на цементе и бетоне до 36%, а видов, способных повреждать камень с 30% до 48% в воздухе и 46% - на бетоне. Сообщества микромицетов, формирующиеся на цементе и бетоне, состоят из небольшого числа видов и значительно отличаются по видовому составу в разных зданиях, в том числе – и в зданиях одного типа. Наиболее часто встречаются в домах с повреждениями каменных материалов виды: Alter-naria alternata, Penicillium puberulum, Aspergillus niger. Контаминантом цемента и бетона, приуроченным к зданиям с биоповреждениями камня может быть признан P. puberulum. Штаммы видов грибов, обнару­женных на цементе и бетоне в наибольшем количестве зданий, в дальней­шем использовались нашей лабораторией при изучении устойчивости компонентов бетонов к воздейст­вию микроскопических грибов.

 По сравнению с микобиотой воздуха всех обследованных зданий, в зданиях с повреждениями каменных материалов и на камне, и в воздухе возрастает доля видов сем. Dematiaceae, а также видов, представляющих опасность для здоровья человека и способных разрушать каменные материалы.

 

Литература:

1.     Антонов В. Б., Медведева Т. В., Соболев А. В. Микогенные аллергии // Аллергология. 1998. № 2. – http://www.mmm.spb.ru/Allergology/1998/2/ Art6.php

2.     Биоповреждения / под ред. В. Д. Ильичева. М: Высшая школа, 1987. 352 с.

3.     Кашкин П. Н., Хохряков М. К., Кашкин А. П. Определитель патогенных, токсигенных и вредных для человека грибов. Л.: Медицина, 1979. 272с.

4.     Стручкова И.В. Экологические аспекты биоповреждений микромицетами строительных материалов гражданских зданий в условиях городской среды (на примере г. Нижнего Новгорода). Дисс.. канд. биол. н. 2004. 152 с.

5.     Diakumaku E., Gorbushina A. A., Krumbein W. E., Panina L., Soukharjevski S. Black fungi in marble and limestones – an aesthetical, chemical and physical problem for the conservation of monuments // The science of the Total Environment. 1995. V. 167. P. 295 – 304.

6.     Gorbushina A. A., Krumbein W. E., Hammann C. H., Panina L., Soukharjevski S., Wollenzien U. On the role of black fungi in colour change and biodeterioration of antique marbles // Geomicrobiological J. 1993. № 11. P. 205 – 221.

7.     Hoog de G. S., Guarro J. Atlas of clinical fungi. Centraalbureau voor Schimmelcultures. Baarn and Delft. The Neterlands. Universitat Rovira i Virgili. Reus, Spain. 1996. 720 p.