Home: mikrobit, sienet ja bakteerit

Mitä on home rakennuksissa?

Nykykäsityksen mukaan mikrobit ja niiden aineenvaihduntatuotteita pidetään ehkäpä merkittävimpänä sisäilmaston laatutekijöiden heikentäjänä puhuttaessa sisäilman epäpuhtauksista. Rakenteissa ja sisäilmassa esiintyvillä mikrobeilla tarkoitetaan lähinnä home-, hiiva- ja lahottajasieniä sekä bakteereja. Sieniin kuuluvat mikrobit, kuten homeet ja hiivat, voivat tuottaa rihmaston kappaleita ja ne lisääntyvät itiöiden avulla. Jotkut homeet voivat tuottaa jopa toksisia aineenvaihduntatuotteita (mykotoksiinit). Hiivat ovat sen sijaan sieniä, mutta niiden esiintyminen on tavanomaisempaa elintarvikkeissa tai rakennuksissa hyvin kosteissa olosuhteissa, kuten märkätilat.

Bakteereista puhuttaessa tunnetuin tämän päivän ”pahis” lienee aktinobakteeri tai aktinomykeetti, josta käytetään myös nimitystä sädesieni, vaikka kyseessä ei olekaan sieni vaan bakteeri. Lahottajasieniä voi myös esiintyä rakenteissa, joissa on erittäin ankarat kosteusolosuhteet ja rakennuksissa tällainen voi ilmetä esim. puumateriaalien lahovaurioina. Tyypillisimmin lahovaurioita esiintyy julkisivun ja lähellä maanpintaa olevissa puumateriaaleissa, jos niitä ei ole suojattu riittävästi kosteudelta. Joskus homeen kehittymistä ei pystytä silmällä havaitsemaan, mutta toisinaan silmin havaittavia merkkejä voidaan havaita aina sisäpinnoissakin.

Miten home syntyy rakenteissa?

Rakennusosien kastuminen, jatkuva kosteus tai kuivumisen pitkittyminen voivat aiheuttaa kosteusvaurioita. Pitkään liian kosteina pysyvissä rakennusosissa voi alkaa kasvaa hometta ja lahottajasieniä, hiivoja sekä bakteereita, joita yhteisesti nimitetään mikrobeiksi. Kosteusvaurion eteneminen mikrobivaurioksi riippuu siitä, kuinka kauan mikrobikasvulle otolliset olosuhteet vallitsevat, sekä kastuneiden materiaalien ominaisuuksista, kuten homehtumisherkkyys. Oli kyseessä mikä tahansa mikrobiperäinen epäpuhtaus, olennaista on se, että niiden kehittymistä säätelee suureksi osaksi lämpö ja kosteus, joista tärkein on kosteus.

Lisäksi oleellisia tekijöitä ovat materiaalit ja kasvualustat, sekä kasvuolosuhteen vaikutusaika. Liiallinen kosteus voi olla pitkäaikaista rasitusta, kuten monissa ns. riskirakenteissa tai äkillistä, kuten vesivahingon sattuessa. Toisaalta äkillisessä kastumisessakin voi esiintyä pitkäaikaista kosteuden vaikutusta, jos rakenne tai materiaali ei pääse kuivumaan tietyissä aikaraameissa. Tällainen tilanne voi olla esim. hetkellinen ja ainutkertainen vuoto rakenteeseen, jossa on tiiviit rakennusmateriaalit ympärillä.

Homeet voivat kasvaa, kun suhteellinen kosteus on jatkuvasti yli 75 RH-% ja lämpötila on noin +5…55 °C. Aktinomykeettien, eli sädesienten, sekä muiden bakteerien kasvu on mahdollista, kun suhteellinen kosteus on yli 90…95 RH-%. Mikrobien kasvunopeus riippuu voimakkaasti lämpötilasta. Optimaaliset kasvuolosuhteet, joissa kasvu on nopeinta, ovat +20…30 °C ja >95 RH-%. Vuoto- tai kondenssivedellä kapillaarisesti kastuneessa rakenteessa mikrobikasvu on yleensä nopeampaa kuin pelkän vesihöyryn kostuttamassa rakenteessa.

Suotuisissa olosuhteissa kasvu voi käynnistyä herkillä materiaaleilla muutaman päivän tai viikon aikana. Alle 0 °C:n lämpötilassa mikrobit eivät kasva tai kasvu on marginaalisen hidasta. Rakenteen kuivuessa tai lämpötilan laskiessa pakkasen puolelle tai noustessa liian korkeaksi mikrobikasvusto menee lepotilaan. Suuri osa rakennuksissa kasvavista mikrobeista tuottaa itiöitä, jotka pysyvät mikrobikasvun kannalta epäedullisissa olosuhteissa pitkään elinkykyisinä. Kasvu käynnistyy uudelleen olosuhteiden palautuessa kasvun mahdollistavalle tasolle.

Rakennusmateriaalien homehtumisherkkyys vaihtelee riippuen materiaalin sisältämistä orgaanisista aineista ja mikrobien käyttämistä ravinteista sekä materiaalin huokoisuudesta ja pH:sta (happamuus ja emäksisyys). Myös materiaalin kosteuskäyttäytyminen (erityisesti kapilaarisuus ja hygroskooppisuus) vaikuttaa mikrobikasvustojen kehittymiseen ja laajuuteen. Materiaalit voidaan jakaa herkkyyden mukaan neljään luokkaan:

Luokan HHL1 rakennustuotteet ovat hyvin herkästi homehtuvia, ja niihin voi kasvaa suotuisissa olosuhteissa runsas mikrobikasvusto normaalissa sisälämpötilassa muutamassa viikossa. Luokan HHL2 rakennustuotteet ovat herkkiä, niissä kasvu käynnistyy ja etenee jonkin verran hitaammin kuin luokan HHL1 materiaaleissa. Luokan HHL3 tuotteet ovat kohtalaisen herkkiä, ja näkyvän mikrobikasvuston kehittyminen kestää niillä suotuisissa olosuhteissa joitain kuukausia. Niissä tapahtuva mikrobikasvu ei ole välttämättä silmälle näkyvää, vaan kasvu voi jäädä tasolle, joka voidaan havaita vain mikroskoopilla tai laboratorioanalyysein. Luokan HHL4 tuotteet ovat kestäviä, ja niihin mikrobikasvustojen kehittyminen kestää vuosia, eivätkä kasvustot tyypillisesti ole silmin havaittavissa. Homeen kehittymistä voidaan laskennallisesti arvioida esim. VTT:n ja TTY:n yhdessä kehittämän laskentamallin avulla https://research.tuni.fi/rakennusfysiikka/suomalainen-homemalli/.

Milloin home rakenteissa tarkoittaa mikrobivauriota?

Sosiaali- ja terveysministeriön asetuksessa (STMa 545/2015) ja sen soveltamisohjeeseen (Asumisterveysasetuksen soveltamisohje Osa IV, Valvira, 2016) on määritelty tulkintaohjeet mikrobikasvun toimenpiderajan ylittymisestä. Toimenpiderajan ylittymisenä pidetään aistinvaraisesti tai mikrobianalyysillä todettua mikrobikasvua rakenteen sisäpinnalla, sisäpuolisessa rakenteessa, lämmöneristeessä tai muussa rakennusosassa, jos sisätiloissa oleva voi sille altistua.

Lisäksi tiedetään, että maaperässä on luonnollisesti mikrobikasvun edellytyksille suotuisat olosuhteet, jolloin maaperäyhteyttä sisäilmaan ei saisi esiintyä. Etenkin rakennusjätteiden vaurioituminen alapohjan alapuolisessa tuuletustilassa tai maanvastaisen alapohjan rakennuspohjassa, lisäävät maaperäyhteyden haitallisia vaikutuksia etenkin, kun rakennusaikaisissa jätteissä on tapahtunut runsasta homeen kehittymistä. Mikrobivaurioituneiden rakennusmateriaalien sisäilmayhteyttä voidaan tutkia esim. merkkiainetutkimuksin, joista on kirjoitettu Merkkiainetutkimukset-osiossa.

Mikäli aistinvaraisin keinoin ei voida todeta hometta tai vauriota, mutta kuitenkin epäillään rakennuksessa olevan kosteus- / mikrobivaurioita, voidaan asiaa tutkia laboratoriokokein. Tyypillisimmin käytetyt laboratoriokokeet ovat suoraviljely- ja laimennossarjamenetelmä, jotka ovat akkreditoituja eli nk. laatuvarmistettuja menetelmiä. Lisäksi akkreditoituja menetelmiä ovat esim. qPCR, joka perustuu näytteessä olevan DNA:n analyysiin tai pintasivelynäytteet, jotka tutkitaan saman kaltaisesti kuin materiaalinäytteet laimennossarjaa hyödyntäen. On olemassa myös joitakin muita menetelmiä, kuten mikrobien sisäilmaan aiheuttavaa toksisuutta mittaavat menetelmät (esim. Mycometer), mutta tällä hetkellä viranomaisohjeistukset eivät ole vielä todenneet kaikkia mittausmenetelmiä validoiduiksi eli ns. laatuvarmistetuiksi.

Mikrobitutkimuksia voi tehdä muutamilla eri menetelmillä, mutta tässä tekstiosiossa keskitytään lähinnä materiaalinäytteen suoraviljelyyn ja laimennossarjaan, sillä nykyohjeistuksen mukaan mikrobikasvu todetaan ensisijaisesti rakennusmateriaalista mikrobien kasvatukseen perustuvalla laimennossarja- tai suoraviljelymenetelmällä ja mikroskopoimalla tehdyllä analyysillä.

Suoraviljelymenetelmällä voidaan todeta materiaalissa olevan viite vauriosta, kun havaitaan runsaasti (+++) tai erittäin runsaasti (++++) elinkykyisiä sieni-itiöitä tai aktinomykeettejä. Lisäksi materiaalissa voidaan todeta olevan lievä viite vauriosta, jos mikrobipitoisuudet ovat niukat tai kohtalaiset, mutta lajistossa on useampi kosteusvaurioindikaattori. Edellä mainitut + -merkit tarkoittavat karkeaa arviota sieni-itiöpitoisuuksista alla olevan taulukon mukaisesti.

Laimennossarjalla tehdyt laboratorioanalyysit ovat kvantitatiivisessa määrityksessä tarkempia kuin suoraviljelyllä saadut tulokset. Menetelmässä materiaalinäytettä laimennetaan denaturoidulla vedellä, jonka jälkeen näytettä kasvatetaan elatusalustoilla. Kasvatuksen jälkeen elinkykyiset mikrobilajit tunnistetaan mikroskopoinnin ja morfologian perusteella kuten suoraviljelyssäkin, mutta niiden määrällinen tulkinta moninkertaistetaan laimennuksen suhteen. Mikrobitutkimusten tulosten perusteella arvioidaan, onko tutkitussa materiaalissa epätavanomaiseen mikrobikasvustoon viittaavia määriä (pmy/g) tai lajeja alla esitetyn taulukon mukaisesti.

Lisäksi laimennossarjamenetelmässä tulkitaan samaan tapaan, kuin suoraviljelyssäkin useampien kosteusvaurioindikaattorien (tietyt mikrobilajit) merkitystä vaurio. Useat indikaattorimikrobit, tai yksipuolinen ja dominoiva indikaattorimikrobin määrä, voivat tarkoittaa näytteessä esiintyvän viitteitä vauriosta, vaikka kokonaismäärä olisi alle 10 000 pmy/g.

Nykyään enenemässä määrin kiinnitetään huomiota mikrobilajistoon, eikä tuijoteta vain mikrobipitoisuutta. Etenkin sellaiselle rakenneosalle, jossa ei tyypillisesti pitäisi esiintyä tiettyjä mikrobilajeja (kosteusvaurioindikaattoreja), tulisi herkemmin tehdä tulkintaa lajin perusteella. Sen sijaan lähellä ulkoilmaa vasten olevilla ulkovaipparakenteen osilla tiedetään esiintyvän runsaammin mm. ulkoilmalle tyypillisiä Penicilliumia ja Cladosporiumia. Kosteusvaurioindikaattoreiksi luokitellaan sellaisia mikrobilajeja, joiden esiintyminen nykykäsityksen mukaan on tyypillistä kosteus- ja mikrobivaurioituneissa materiaaleissa. Eri laboratorioilla saattaa olla oman tietokantansa perusteella ns. indikaattorilistoillaan sellaisia lajeja, joita ei jollakin toisella laboratoriolla ole, mutta pääosin ollaan yksimielisiä tärkeimpien indikaattorimikrobien merkityksestä.

Asumisterveysasetuksen soveltamisohjeessa on listattu tärkeimmät indikaattorimikrobit, jotka ovat: Acremonium, aktinomykeetit, Aspergillus fumigatus, Aspergillus ochraceus, Aspergillus penicillioides, Aspergillus restrictus, Aspergillus sydowii, Aspergillus terreus, Aspergillus ustus, Aspergillus versicolor, Chaetomium, Eurotium, Exophiala, Fusarium, Geomyces, Oidiodendron, Paecilomyces, Phialophora sensu lato, Scopulariopsis, Sporobolomyces, Sphaeropsidales, Stachybotrys, Trichoderma, Tritirachium, Engyodontium, Ulocladium, Wallemia.

Mikrobitutkimuksin arvioitua epätyypillistä mikrobikasvua ei kuitenkaan aina voida tulkita yksinomaan edellä mainittujen tulkintaohjeiden perusteella. Rakennetyyppi, rakennuksen ikä tai materiaalin sijainti voivat vaikuttaa siihen, tulkitaanko jokin mikrobikasvusto epätavanomaiseksi. Esimerkiksi vesikaton yläpohjan eristeet saattavat olla jatkuvasti ulkoilmaan yhteydessä, jolloin mm. Cladosporium ja Penicillium ovat korostuneita ja usein ainoita näytteestä tunnistettuja lajeja, mutta niiden yksipuolinen esiintyminen ei välttämättä viittaa vaurioon materiaalissa. Tällaisissa tilanteissa olennaista on se, että kuntotutkija ymmärtää, kuinka tulkita tutkimustuloksia.