什么是墻體霉菌?

墻體霉菌是指在適宜的溫度和濕度下,利用墻體膚層(通常指膩子層和面漆層)中可利用的碳源、氮源,以菌群的方式寄生于墻體表面,并且進行大量繁殖的真菌群落,通常呈現出黑毛、綠毛、紅毛、黃毛等形態。


墻體霉菌的形態和氣味

墻體如果發霉,就會在墻上長出霉菌,這些墻體霉菌有的在墻面形成黑斑,一塊一塊的,有的長的比較茂盛,一大片一大片的,甚至可以蔓延至整個墻面。生長出霉菌的墻面氣味比較刺鼻,產生一種類似于饅頭發霉所產生的“捂包味兒”,這種味道其實是空氣中彌漫著墻體霉菌所釋放的孢子的味道。墻體霉菌的成分比較復雜,大部分都有毒性,長期吸入這些孢子對人體健康十分不利。


墻體霉菌的生存條件

霉菌屬于真菌,不是細菌,其營養體是多細胞結構的絲狀體,因此把絲狀真菌統稱為霉菌。在自然界中,霉菌通常都是以菌絲進行生長,以孢子進行繁殖。霉菌的生命活動與營養物質、溫度、濕度、氧氣、PH值等因素密切相關。霉菌喜偏酸性環境,好氧,最適宜的生長溫度在25℃– 35℃之間,在相對濕度90%–100%條件下生長良好,相對濕度降至80%–85%,霉菌生長變得緩慢甚至停滯。只要有可利用的碳源、氮源等營養物質,并且溫度合適,相對濕度大,供氧充足,霉菌就會大量生長,滋生的霉菌最終會對產品造成不同程度的危害。只要控制與霉菌生命活動有關的任何一個因素,霉菌的生長就會受到極大的抑制,產品也就不會受到霉菌腐蝕和破壞。


墻體霉菌產生的原理

1.霉菌的繁殖過程

據研究報道顯示,地球上存在150萬種真菌,其中65000種已經被識別。盡管各類真菌都不相同,但存在于建筑中的菌類都有相似的生命周期。真菌的典型生命周期分為四個階段(如圖2所示):芽孢的產生、萌芽期、菌絲長成期、繁殖期。


在萌發期,沉積在建筑表面的芽孢處于休眠狀態,一直到它們吸收到足夠的濕氣和營養液后,便開始發育成長。如果建筑基體不能提供足夠的水分和營養物質,這些芽孢將不會成長。因此,控制霉菌的生長應在芽孢發育之前,對環境做良好控制。一旦芽孢開始發育,很快就產生短管狀的微生物,這叫做菌絲。在下一階段菌絲的頂端開始生長,并產生很多分枝。菌絲得到濕氣變得越來越粗壯,大量的菌絲和大量枝杈集中到一塊就形成了“菌絲體”。在這個階段,霉菌繼續代謝,并保留了足夠生長所需的水分,這時,它們已經不需要從周圍環境攝入太多水分。由于它們都是從底部向上分枝,當菌絲的上部被切除后,它們能夠重新成長。到最后階段,菌類發育成生殖個體,繁殖新芽孢。


2.霉菌生長的條件

芽孢在室內外空氣中總是存在的,其含量的多少與季節及室外空氣狀況相關。此外,霉菌的生長擴散,需要良好的周邊環境,包括:能夠附著的建筑表面,氧氣,合適的溫度,營養物質,濕氣或自由水。此外,pH值,日光,表面粗糙度,生物體的相互作用,暴露時間等都能影響霉菌的生長 。圖3歸納了促進霉菌生長的四個主要條件。


①合適的溫度條件。霉菌可以在0℃~40℃的溫度范同內生長,而22℃~35℃被認為是霉菌生長的最佳溫度 。大多數建筑(特別是空調類建筑)通常正好處于這個溫度范圍里。

②必須有水分存在。Grifint在1981指出,霉菌主要吸收溶解在液體中營養物。因此,建筑圍護材料中的由于結露所提供的液態水分比其周圍空氣中的所含的水蒸氣,對霉菌的生長更起作用 。墻體中的水分一般由于建筑建造過程中帶入,建成后,又因雨水和地下水滲入墻內。此外,空氣中的水蒸氣通過材料擴散或空氣滲透進入墻體。當某一處溫度低于露點溫度時,濕氣從蒸汽態冷凝成液態并積聚下來。國際能源署(IEA)推薦以材料中的相對濕度80%,作為預防霉菌生長的臨界濕含量,后來ASHRAE引用了該標準。有關建筑墻體的濕遷移問題,國內外近半世紀來都展開了研究,并取得了一些初步成績 。

③要有足夠的營養供給。每種建筑材料中都含有不同程度上的營養物質。Sedlbauer(2001)根據不同建材能提供霉菌生長的營養物水平,將建材分為四個等級。即使是那些不能直接提供營養物的建材(如金屬、塑料制品等),由于其積累的灰塵可能含有各種微生物代謝物,動植物的殘骸,以及一些脂肪性毛屑,而為霉菌生長提供營養物。現已有很多關于霉菌對無機類建筑材料侵蝕的報告。

④暴露時間問題。弄清楚霉菌生長所需的時間是個非常復雜的事情:生長需時取決于溫度、周邊相對濕度、材料的含濕量、日夜交替、空氣流動、環境波動、材質、材質表面特性及其周圍的雜質。 當環境溫度在5℃~5O℃,相對濕度總是在80%以上,數周或數月通常就能引發霉菌生長。


3.霉菌生長情況的危險程度的等級劃分

在建筑物理學領域,霉菌生長情況的危險程度,通常按可視與不可視劃分。Viitanent(2000)提出七等級霉菌生長指數,Sedlbauert(2003)則采用六個等級區分霉菌生長的劇烈程度,如表1所示。其中,霉菌生長指數可與前面介紹的霉菌生長周期相對應。

表1 霉菌生長指數及劇烈度
霉菌生長指數 鑒定標準 霉菌生長劇烈度 表現特征
0 不生長(芽孢處于休眠狀態) 0 未發現任何霉菌
1 用顯微鏡能看到少許霉菌(菌絲形成初期) 1 只能用顯微鏡觀察到有霉菌存在
2 用顯微鏡能明顯看到霉菌的存在(霉菌覆蓋率超過10%) 2 肉眼可見霉菌存在
3 肉眼能看到少許霉菌(有新的芽孢繁殖) 3 可明顯看見霉菌存在
4 肉眼可以清楚地看到霉菌(肉眼可見霉菌覆蓋率超過10%) 4 大量霉菌存在
5 大量的可見霉菌出現(肉眼可見霉菌覆蓋率超過50%) 5 霉菌密集,覆蓋面大
6 大量密集的霉菌出現(霉菌覆蓋率超過100%)


墻體霉菌的種類

墻體霉菌的種類繁多,如根霉,黑曲菌,青霉,支頂孢屬菌,交鏈孢屬菌等等。日本曾對多地內裝修材料取樣調查結果,得出典型霉菌菌種特征,如表2所示。其中,有的有致癌性,有的可以引起皮膚病,有的可以引起哮喘,且放出強烈臭味而危及人體。

表2 代表性霉菌及其特征

種 類

特 征

芽枝霉屬菌(Cladosprium)

呈綠色、褐色,生活力旺盛。可見于瓷磚接縫、嵌縫、聚氯乙烯塑料壁紙、涂裝面、粘結面、纖維壁紙面等處。可引起哮喘、皮膚病并放出強烈臭味

支頂孢屬菌(Acremonium)

淡茶色霉菌,可見于聚氯乙烯塑料壁紙、瓷磚接縫、砂漿、橡膠等內

青霉屬菌(Penicillium)

一般稱為青霉,呈青、淡紫、黃綠等顏色。常見于聚氯乙烯塑料壁紙、粘結劑、環氧樹脂、氨基甲酸乙酯涂飾面等處

木霉屬菌(Tricoderma)

綠色霉菌。常見于砂漿、氨基甲酸乙酯、涂飾面、環氧樹脂中

交鏈孢屬菌(Altenaria)

灰黑、綠黑色霉菌。常見于砂漿、氨基甲酸乙酯、涂飾面、聚氯乙烯塑料壁紙等處。可使涂膜、塑料變質

曲霉屬菌(Aspergillus)

有黑霉菌、工程霉菌等。在工程霉菌群中,有著名的曲霉菌,它有發霉性毒素

金霉屬菌

(AureobasidiumPullualans)

在釀造廠附近常見的霉菌。像黑煙附著那樣,使霉變部位變得漆黑。可見于聚氯乙烯塑料壁紙、涂飾面、瓷磚接縫等處


墻體霉菌的危害

長時間待在受墻體霉菌污染的室內環境中,人們會表現出不適感,癥狀最多的是頭痛、胸悶、鼻炎、咽頭炎、易疲勞、煩躁、皮膚過敏反應等。微生物能夠釋放易揮發性有機物質(Microbial Volatile Organic Compounds,mVOCs),有刺激性氣味、刺鼻、刺眼流淚,mVOCs還會導致鼻出血、誘發氣喘和嚴重的哮喘等。

墻體霉菌可導致墻面凹凸不平,膚層腐蝕,裝飾層脫落,起泡,同時建筑材料變軟、粉化,保溫材料性能降低。可見,霉菌的存在影響建筑美觀的同時,損壞建筑結構,對建筑的使用年限造成嚴重威脅。


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