Proces niszczenia materiałów budowlanych przez mikroorganizmy prowadzi do degradacji tynków, powłok malarskich, spoiw i uszczelniaczy oraz opartych na drewnie kompozytów. Nie mniejszym problemem jest utrzymanie właściwej jakości powietrza wdychanego wewnątrz budynków. Stosowanie biobójczych dodatków ma na celu zahamowanie rozwoju drobnoustrojów poprzez zakłócenie ich procesów życiowych. Zaostrzone wymagania legislacyjne przyczyniły się do wyeliminowania z rynku niebezpiecznych biocydów.

Niemalże wszystkie materiały budowlane nie zawierające w swoim składzie biobójczych dodatków są narażone na atak mikroorganizmów, które w sprzyjających dla siebie warunkach (odpowiednia temperatura oraz podwyższony poziom wilgoci) wykazują zdolność do szybkiego namnażania się. Kolonizując poszczególne elementy konstrukcji budowlanych, określone gatunki mikroorganizmów wykorzystują organiczne komponenty powłok malarskich, zapraw murarskich, czy spoiw jako źródło niezbędnych do życia składników pokarmowych. Rodzaj atakującego mikroorganizmu jest uzależniony od wielu czynników, w tym dostępności właściwych środków odżywczych, względnej wilgotności powietrza oraz składu zarówno powłoki ochronnej, jak i podłoża. Grzyby pleśniowe najlepiej rozwijają się w zakwaszonym środowisku, podczas gdy glony preferują alkaliczne wartości pH i szybciej atakują porowate powierzchnie (np. tynki szlachetne, cegły, cement). Niezbędnym czynnikiem do wegetacji glonów jest ponadto światło słoneczne. Kolonie glonów występują na ciągle zawilgoconych powierzchniach, manifestując zazwyczaj swoją obecność w postaci zielonkawych lub niebiesko-zielonych wykwitów. Wykazują także zdolność do okluzji wody, która zamarzając, może być przyczyną pęknięć i utraty przyczepności zewnętrznych warstw ścian i dachów.
Widocznym objawem niszczącej działalności grzybów jest natomiast zmiana pierwotnego koloru powłoki malarskiej, jak i obecność ciemnego nalotu, czasami błędnie postrzeganego jako miejscowe zabrudzenie. Poza obniżeniem walorów estetycznych muru, grzyby pleśniowe przenikają w głąb powłoki, tworząc pęcherze i powodując pękanie wymalowania i utratę jego spoistości. Mogą ponadto rozwijać się pod powierzchnią suchej farby fasadowej, przez co tynk, jak i powłoka malarska tracą przyczepność do ściany. Stosowane obecnie farby fasadowe są najczęściej kolonizowane przez takie gatunki grzybów, jak Alternaria, Aureobasidium (Pullaria) pullulans, Fusarium oraz Cladosporium. Zewnętrzne powłoki malarskie oraz materiały izolacyjne mogą być również atakowane przez szczepy bakterii należących do rodzaju Pseudomonas.

Zagrożenie ze strony grzybów pleśniowych jest równie poważnym problemem w wewnętrznych pomieszczeniach budynków, w których istnieje ciągłe lub czasowe zawilgocenie. Są to zwłaszcza łazienki i pomieszczenia kuchenne, gdzie obecne w powietrzu zarodniki Aspergillus i Penicillium znajdują korzystne warunki do rozwoju (względna wilgotność powietrza powyżej 85% i temperatura w granicach 24–28°C). Miejsca szczególnie wilgotne są natomiast kolonizowane przez szczepy z gatunku Stachybotrys oraz Chaetomium. Oprócz pojawiających się pojedynczych, niezbyt dużych lub rozległych skupisk tych mikroorganizmów, grzyby pleśniowe wydzielają wtórne metabolity w postaci związków organicznych o wysokiej lotności (mieszanina alkoholi, ketonów i innych niskocząsteczkowych substancji) o charakterystycznym zapachu stęchlizny. Szczególnie ostry zapach wykazuje geosmina, należąca do grupy cyklicznych alkoholi. W walce o przetrwanie w obecności konkurujących ze sobą mikroorganizmów o pierwotne źródło węgla, grzyby pleśniowe wytwarzają szkodliwe dla zdrowia ludzkiego mikotoksyny, wydzielane do otoczenia wraz z zarodnikami i strzępkami grzybni. Są one jedną z przyczyn pojawiania się stanów alergicznych u ludzi oraz ataków astmy.
Współczesne energooszczędne budownictwo ograniczyło do niezbędnego minimum naturalną wentylację, zmniejszając tym samym możliwość efektywnego usuwania nadmiaru wilgoci z budynków mieszkalnych i biurowych w krótkim okresie czasu. Miejscowe zawilgocenie powierzchni powstaje także wskutek usterek budowlanych – nieszczelna instalacja wodno-kanalizacyjna, roszenie pary wodnej na szczelnej stolarce okiennej, czy wilgotne i przemarzające przegrody budowlane. Idealną pożywką dla grzybów pleśniowych są wykorzystywane obecnie niektóre materiały budowlane. Należą do nich m.in. płyty gipsowo-kartonowe oraz kompozyty, w skład których wchodzą rozdrobnione włókna celulozowe.
Obserwowana od dłuższego czasu tendencja do zmniejszania emisji lotnych związków organicznych spowodowała znaczne ograniczenie rozpuszczalników w składzie farb dekoracyjnych na korzyść wodorozcieńczalnych formulacji. Oparte na wodzie receptury są jednak szczególnie podatne na niekorzystne działanie bakterii i w mniejszym stopniu na atak grzybów i drożdży. Źródłem mikrobiologicznego skażenia końcowych produktów malarskich może być stosowana do ich produkcji woda przemysłowa, wykorzystywane surowce (np. polimerowe komponenty, wypełniacze, zagęstniki, pigmenty) oraz zanieczyszczone linie produkcyjne. Niekontrolowany środkami biobójczymi rozwój mikroorganizmów może prowadzić do zmiany zabarwienia i wartości pH formulacji, spadku jej lepkości, rozwarstwienia i sedymentacji, powstawania gazowych substancji odpowiedzialnych za deformację opakowania oraz do utraty właściwości użytkowych produktu. O ile obecność organicznych rozpuszczalników w recepturach farb dekoracyjnych hamuje rozwój drobnoustrojów, to stosowane w budownictwie systemy wodne wymagają stosowania biobójczych dodatków.

Optymalny biocyd powinien spełniać szereg wymagań, wykazując następujące właściwości:

• wysoka efektywność w eliminowaniu w szerokim zakresie pH wielu różnych szczepów mikroorganizmów,
• brak nieprzyjemnego zapachu,
• stabilność chemiczna i termiczna,
• długoterminowa ochrona produktu, wydłużająca czas jego przydatności do użycia,
• kompatybilność ze wszystkimi składnikami formulacji,
• synergiczne współdziałanie z innymi składnikami aktywnymi biobójczego preparatu,
• odporność na wyługowanie wodą po wyschnięciu powłoki malarskiej,
• brak zdolności do przyspieszania procesu starzenia suchych powłok.

Dostępne obecnie na rynku środki biobójcze zawierają najczęściej mieszaninę aktywnych składników, która nie dopuszcza zarówno do namnażania się bakterii w wodnej formulacji farb dekoracyjnych (tzw. konserwanty „in-can”), jak i hamuje rozwój grzybów i glonów na suchych powłokach malarskich. Właściwie dobrane składniki pozwalają nie tylko poszerzyć spektrum biobójczej aktywności, lecz również obniżyć ilość wprowadzanego do farby biocydu, wykorzystując synergię w działaniu poszczególnych składników aktywnych.

Biobójcze dodatki pod legislacyjną lupą
Mając na uwadze ochronę zdrowia ludzkiego przed ekspozycją na niebezpieczne środki biobójcze oraz ograniczenia ich emisji do środowiska naturalnego, w maju 2000 r. weszła w życie w Unii Europejskiej nowa dyrektywa 98/8/EC Biocidal Products Directive (BPD). W czasie obowiązującego wówczas dziesięcioletniego okresu przejściowego, producenci i importerzy biocydów mieli za zadanie dostosować swoją ofertę rynkową do nakreślonych w dyrektywie wymogów legislacyjnych i przeprowadzić ponowną rejestrację znajdujących się w obrocie handlowym preparatów. Rozpoczęty w 2003 r. proces oceny wykorzystywanych dotychczas formulacji nie został jednak zakończony w przewidywanym terminie, co uniemożliwiło wypracowanie zharmonizowanych przepisów. Stąd też, w lutym br. Komisja Europejska przedłużyła okres przejściowy na kolejne trzy lata.
Niezależnie od dyrektywy PBD, inna unijna dyrektywa (European Dangerous Substances Directive) obliguje producentów do umieszczania na etykietach informacji dotyczących zawartości niebezpiecznych substancji w poszczególnych produktach.Zgodnie z obowiązującymi przepisami, jeden z najczęściej wykorzystywanych konserwantów „in-can” – mieszanina CMIT/MIT (5-chloro-2-metylo-4-izotiazolin-3-on i 2-metylo-4-izotiazolin-3-on) musi być uwidoczniona na etykiecie, jeżeli jej stężenie przekracza 15 ppm.

CAŁY ARTYKUŁ ZNAJDĄ PAŃSTWO W NR 6/2011 "CHEMII I BIZNESU". ZAPRASZAMY.