Plesni so del organskega življenjskega kroga in spore so prisotne povsod, tako v zraku kot na površinah materialov. Gradbenih materialov potemtakem ne moremo zaščititi pred možnimi kontaminacijami s sporami plesni, preprečimo lahko le njihovo kalitev in rast. V praksi imamo tri možnosti za preprečitev rasti plesni v prostorih. Lahko poskrbimo za ustrezno nizko relativno zračno vlažnost in temperaturo, materiale obdelamo z biocidi ali izberemo materiale, na katerih plesni ne morejo uspevati pod okoljskimi razmerami (Johansson, 2014).
Za ustrezno preprečitev rasti si pomagamo s podatki o plesnih in materialih. Na voljo imamo veliko standardiziranih laboratorijskih testnih metod, s katerimi lahko določimo odpornost materialov proti pojavu plesni pri visokih relativnih zračnih vlažnostih. Slabost teh metod je, da velikokrat odpovejo v razmerah, kjer je vlažnost v okolju nižja. Relativna zračna vlažnost (angl. 'relative humidity'; RH) in temperatura se razlikujeta v različnih predelih zgradb. Nekateri deli so bolj vlažni in topli, medtem ko so ostali hladni in suhi. Testi za preprečitev rasti plesni nam ne podajo informacij, kako se bo material obnašal v zgradbi, kjer okoljske razmere niso podobne tistim v laboratoriju. Poleg tega moramo upoštevati tudi, da so materiali različno odporni na rast plesni, nekateri so lahko ustrezen substrat za plesni že pri nizkih RH, ostali lahko preprečujejo rast plesni tudi pri visokih RH (Johansson, 2014).
V velikem številu študij so raziskovalci skušali določiti temperaturo in vlažnost, pri kateri se pojavi plesen na različnih gradbenih materialih. Nekateri materiali lahko zadržijo rast
plesni tudi pri visoki zračni vlažnosti, medtem ko pri nekaterih lahko plesni rastejo tudi pri 75 % vlažnosti. Z izrazom odpornost, opisujemo dovzetnost materialov na plesnenje.
Neodporni materiali so bolj dovzetni za plesnenje, med tem ko plesni na zelo odpornih materialih praviloma ne uspevajo. Razmerje med rastjo plesni na gradbenih materialih in različnimi dejavniki, kot so temperatura, vlažnost in čas, je kompleksno. Na tržišče ves čas prihajajo novi materiali, katerih lastnosti so neznane (Ritschkoff in sod., 2000; Nielsen in sod., 2004). V kolikor jih želimo uporabiti v bivanjskem okolju, je smiselno določiti njihovo dovzetnost na plesnenje.
Vodna aktivnost (angl. water activity; aw) gradbenega materiala je funkcija temperature in tipa materiala in je pomemben faktor za rast plesni. Vodno aktivnost si razložimo z vsebnostjo vlage. Ta določa, koliko vode se nahaja v določenem substratu. Vodna aktivnost je merilo, koliko celokupne količine vode je na voljo oziroma dostopne. Prosto vodo lahko dalje uporabijo različni mikroorganizmi (Mermelstein, 2009). Razmerje med vodno aktivnostjo in deležem vlage predstavljajo izoterme adsorpcije vlage. Substrati se namreč razlikujejo po kemični zgradbi, fizikalno–kemijskem stanju in fizični strukturi. Posledično ima vsak material različno adsorpcijsko izotermo (Decagon, 2011). Vodno aktivnost lahko pridobimo iz relativne zračne vlažnosti, ki jo delimo s 100. Les in drugi materiali pri določeni relativni zračni vlažnosti dosežejo ravnovesno vlažnost. Ravnovesna vlažnost lesa je stanje lesa, pri katerem les pri določeni temperaturi in določeni relativni vlažnosti zraka ne sprejema niti ne oddaja vlage (Nielsen in sod., 2004). Dalj časa kot se material nahaja pri aw
nad 0,75, večja je verjetnost, da bodo na njem skalile plesni (Viitanen in sod., 2009), upoštevati moramo tudi, da imajo različne plesni, različne aw preference (Grant in sod., 1989). Nekatere plesni lahko vzklijejo na materialu, ko aw znaša 0,78 (Nielsen, 2002), medtem ko nekatere lahko preživijo 3 tedne pri aw 0,45 (Park, 1982).
Poleg vodne aktivnosti na rast plesni vplivajo še druge razmere. Ti so sestavljeni iz različnih faktorjev: vlažnost substrata, temperatura, čas izpostavljenosti plesnim in lastnosti substrata (najbolj vplivata pH in hrapavost površine) (Sedlbauer, 2001; Adan in Samson, 2011). Rast plesni je direktno povezana s pH površine materiala in prisotnostjo atmosferskega kisika (Block, 1953; Theander in sod., 1993; Ritschkoff in sod., 2000). Relativna zračna vlažnost je med bolj raziskanimi parametri, ki vplivajo na rast plesni. Pri raziskovanih intervalih so raziskovalci določili, katera je najnižja relativna zračna vlažnosti kjer so plesni vzklile in rastle. V poskusih je raziskovan interval, kjer so izvajali opazovanja med 75 % in 95 % RH (Coppock in Cookson, 1951; Block, 1953; Pasanen in sod., 1992; Johansson in sod., 2005;
Gobakken in sod., 2010). Gradeci in sod. (2017) so na podlagi povzetka 14 ključnih člankov ugotovili, da so plesni praviloma začele rasti pri 75 % relativni zračni vlažnosti. Najnižja relativna zračna vlažnost, pri kateri so zabeležili rast, je bila 70 %, najvišja pa 85 %. Mejna RH pri ostalih navedbah je znašala okoli 80 %.
V opazovanjih je eden izmed odločujočih podatkov trenutek, ko plesen začne rasti na vzorcu.
Pri tem je potrebno definirati dva pojma: kritična relativna zračna vlažnost in kritična rast
plesni. Kritična relativna zračna vlažnost predstavlja relativno zračno vlažnost, pri kateri plesen doseže oceno rasti 2 (en vzorec ali povprečje vseh ponovitev, glede na lestvico v Preglednici 3). Kritična rast označuje čas inkubacije, ko posamezen vzorec, oziroma povprečje vzorcev doseže oceno rasti 2. Ko se na vzorcu pojavi kritična rast, pomeni, da je je plesen na vzorcu/vzorcih začela kaliti, začenjajo se pojavljati konidiofori. Kritično relativno zračno vlažnost določimo tako, da materiale izpostavimo klimam z različnimi vlažnostmi. Vzorce inkubiramo pri različnih nivojih, npr. 75 % RH, pri kateri se rast plesni ne pojavi in 80 % RH, pri kateri zabeležimo rast plesni. Kritična relativna zračna vlažnost je tako med 75 % in 80 % RH. Bližje, kot so si posamezni nivoji, ožji bo interval za določitev kritične relativne zračne vlažnosti. Pri tem je pomembno, da lahko zagotovimo ustrezne razmere med potekom poskusa (Johansson in sod., 2012).
V raziskavi Johansson in sod. (2012) ne poročajo o rasti plesni po dvanajstih tednih inkubacije beljave rdečega bora ali vezane plošče pri 75 % RH. Plesni so začele rasti po šestnajstem tednu na vezani plošči oziroma 31. tednu na beljavi bora. Kritična relativna zračna vlažnost se je zaradi podaljšanja poskusa znižala pod 75 % iz prej določenih 75 % in 80 % pri 22 °C. Zaradi podaljšanja poskusa je plesen imela dovolj časa za rast in je dosegla oceno 2 pri nižji RH, zato se je kritična RH ustrezno znižala. Pričakovano so plesni hitreje dosegle kritično rast pri višji relativni zračni vlažnosti kot pri nižji. Na iverni plošči inkubirani pri 22 °C je trajalo petkrat dlje, da so zabeležili kritično relativno zračno vlažnost pri 90 % kot pri 95 %. Pri enakih vlažnostih so podobne rezultate opazili tudi pri beljavi rdečega bora, ki je potrebovala trikrat več časa za dosego kritične relativne zračne vlažnosti pri 90 % RH, medtem ko pri vezani plošči niso opazili nobene razlike med pojavom plesnenja pri 90 % in 95 % RH. Iz tega lahko sklepamo, da je kritična rast pri posamezni RH odvisna od inherentnih lastnosti materiala.
Naslednji izmed raziskovanih parametrov je trajanje poskusa, saj mora biti obdobje dovolj dolgo, da lahko plesen vzkali in nadaljuje rast. Na nekaterih materialih lahko plesni potrebujejo tudi nekaj mesecev, da začnejo z rastjo (Viitanen in sod., 2009). Po nekaterih raziskavah naj bi bilo 100 dni ustrezna zgornja meja za sam poskus (Hofbauer in sod., 2008).
Kratka izpostavljenost materiala plesnim lahko nudi drugačne rezulate kot dolga izpostavljenost, zato je pri določanju odpornosti materialov proti plesnim vedno treba upoštevati tudi časovno komponento (Sedlbauer, 2001; Johansson in sod., 2012). Poskusi opisani v literaturi so trajali od nekaj deset dni do nekaj mesecev, npr. 32 dni (Block in sod., 1961), 37 dni (Mislivec in sod., 2018), 42 dni (Johansson in sod., 2013), 12 tednov (Johansson in sod., 2012), 4–7 mesecev (Nielsen in sod., 2004).
Pomemben pogoj za rast plesni so tudi že prej omenjene lastnosti substrata in dostopnost hranil (Sedlbauer, 2001; Viitanen in sod., 2009). Plesni na različnih materialih rastejo različno hitro (Ritschkoff in sod., 2000; Johansson in sod., 2012). Hranilne snovi so tako lahko odločilni faktor za rast plesni in njihov vpliv je povezan z lastnostmi materiala (Gradeci in sod., 2017). Beljava naj bi bila bolj podvržena rasti plesni kot jedrovina
(Theander in sod., 1993; Viitanen, 2001; Gobakken in Westin, 2008; Gobakken in Lebow, 2010). Glavni razlog bi lahko bila večja prisotnost hranilnih snovi v beljavi, ki se tekom procesa ojedritve pretvorijo v sekundarne metabolite, kar se odraža v višji koncentraciji toksičnih ekstraktivnih snovi v jedrovini (Frühwald in sod., 2008). Substrati imajo tudi različne sorpcijske lastnosti in posledično različno vlažnost. Vlažnost materialov je bistven dejavnik, ki vpliva na vzkalitev in rast plesni (Block, 1953). Na nekaterih substratih (npr.
mavčni plošči) so nutrienti že dostopni, na drugih (npr. steklu), je ogljikovih hidratov potrebnih za rast, zelo malo (Adan in Samson, 2011). Na teh substratih glavni vir hranil praviloma predstavlja prah in/ali razgradni produkti, ki se oprimejo površin.
Količina hranil in prisotnost vode sta dejavnika, ki sta odvisna od materiala, pri tem je pomembna tudi njuna dostopnost. Večina gradbenih materialov je visoko poroznih z grobo površino. Visoka poroznost jim daje možnost kapilarne absorpcije vode. V okolju z visoko relativno zračno vlažnostjo lahko porozni materiali postanejo zalogovniki vode za mikroorganizme in jim nudijo večjo površino za rast (Hoang in sod., 2010). Groba površina lahko pripomore k zadrževanju hranil, kot so na primer prah, cvetni prah in drugi.
Zmanjšanje grobosti površine mavčne plošče je vplivalo na hitrejšo rast plesni. Bolj kot je površina gladka, manj prostora imajo plesni za interakcijo in rast. Pri mavčni plošči so plesni prav tako počasneje rasle na manj poroznih ploščah, kar lahko pojasnimo z manjšo dostopnostjo hranil (Sehlstedt-Persson, 1995).
Rast in razvoj plesni se odvija pri različnih razmerah. Za ustrezno interpretacijo moramo za opazovanje uporabiti ustrezne naprave. Za rast plesni je stereo-mikroskopija odličen način za opazovanje in ocenjevanje. Determinacija rasti plesni je možna tudi z digitalnimi fotografijami, vendar ta metoda ni tako občutljiva kot mikroskopija, kljub temu nam omogoča primerjavo fotografij od začetka poskusa do konca (Nielsen, 2002).
Plesni rastejo na površini, toda pomembno je poudariti, da tudi, če raziskovalec ne opazi nobene spremembe s prostim očesom, je lahko vzorec vseeno popolnoma preraščen s plesnimi. V raziskavi, ki so jo opravili Johansson in sod. (2012) je več oseb opazovalo vzorce lesa, mavčnih plošč in ne-organskih plošč in rast plesni na njih. V diskusiji so poudarili, da je tako ocenjevanje subjektivno, saj različni opazovalci lahko drugače ocenijo preraščenost plesni na vzorcih. Za verodostojne rezultate so izbrali liho število ocenjevalcev. Prav tako so izobrazili opazovalce, da so dosegli karseda enotne ocene.
Pri opazovanju in ocenjevanju je karseda pomemben tudi aspekt ne uničujoče analize, saj je potrebno večkratno ocenjevanje. Opazovanje vidne rasti in analiza slik vzorcev lesa sta ustrezni metodi, ki ju lahko skupaj uporabimo v analizi (Frühwald in sod., 2008).
2.4.1 Rast plesni
Sedlbauer (2001) je določil 6 faz rasti plesni (Slika 4):
I: Začetna, lag faza rasti II: Faza pospeševanja rasti III: Logaritemska faza rasti IV: Faza zaustavljanja rasti V: Stacionarna faza rasti VI: Faza upada rasti
Slika 4: Shematski diagram rastne krivulje plesni (Kück in sod., 2009: 33).
Po vzkalitvi spor plesni, ki rastejo v notranjih prostorih, začnejo plesni z rastjo micelija in kolonizacijo substrata. V naravi lahko veliko plesni vstopi v rastline, insekte ali človeško tkivo s pomočjo posebnih organov in produkcijo encimov. Kljub temu plesni, ki rastejo v notranjih prostorih, večinoma omejijo rast na površino substrata (Adan in Samson, 2011).
2.4.2 Paste–test
Paste–test je poskus, pri katerem preverimo rast izbranih plesni na preizkušanih materialih.
Materiale zmeljemo v prah. S tem zmanjšamo vpliv strukture materiala na rast plesni. V
naslednjem koraku prah zmešamo s hranilnim gojiščem (50 % prahu glede na maso hranilnega gojišča) ter vodo, in na ta način zagotovimo nasičenost zdrobljenega materiala.
Gradbene materiale v prahu, hranilno gojišče, petrijevke in orodje smo avtoklavirali pol ure na 121 °C in 150 kPa. Paste–test nam tako lahko poda vpogled, kako kemijska zgradba materiala, združena iz vrednosti hranil in protiglivnih komponent, vpliva na dovzetnost materiala za rast plesni (Ligne in sod., 2020).