METSÄNTUTKIMUSLAITOKSEN TIEDONANTOJA 81 METSÄTEKNOLOGIAN TUTKIMUSOSASTO METSÄTYÖTIETEEN TUTKIMUSSUUNTA MARKETTA PELLIKKA HOMEPÖLYALTISTUS POLTTOHAKKEEN KÄSITTELYN YHTEYDESSÄ 2 ESIPUHE Tutkimus, jonka ensimmäisen vuoden tuloksia selostetaan tässä julkaisussa on tehty Kuopion korkeakoulun ekologisen ympäristöhygienian laitoksella yhteistyössä Metsäntutkimus laitoksen kanssa. Työ kuuluu kiinteänä osana Metsäntutki muslaitoksen Pera-projektin A-osaan, jonka tavoitteena on markkinakelvottoman pien- ja jätepuureservimme saattaminen energiakäyttöön. Haluan esittää lämpimät kiitokset Kuopion korkeakoulun ekologisen ympäristöhygienian professorille Lauri Kärenlam melle varsinkin työn kirjoitusvaiheessa saamistani neuvoista ja ohjauksesta. Ekologisen ympäristöhygienian laitoksella työskentelevää tutkijaa, FK Marjut Kotimaata kiitän koko työn ajan kestäneestä kärsivällisestä ohjauksesta sekä käy tännön työssä että eteen tulleiden ongelmien ratkaisuja poh dittaessa. FK Mirja Mustosta kiitän neuvoista ja laborantti Mirja Korhosta näytteenottoon liittyvistä esivalmisteluista. Kiitos kuuluu myös Metsäntutkimuslaitoksen metsätekno logian tutkimusosaston väelle, ja siellä erityisesti profes sori Pentti Hakkilalle neuvoista ja ohjauksesta ja MMK Juha Nurmelle avartavista keskusteluista ja hakkeen varastointiin liittyvistä käytännön järjestelyistä. Työnjohtaja Tapio Ne valaista kiitän aineiston keruuseen liittyvistä järjeste lyistä ja rva Aune Rytköstä työn puhtaaksikirjoituksesta. 3 SISÄLLYSLUETTELO 1. JOHDANTO 5 2. KIRJALLISUUSKATSAUS 7 2.1. Sienet ja sädesienet 7 2.2. Homepölykeuhko 10 2.3. Home- ja sädesienet maataloudessa .... 12 2.4. Home- ja sädesienet sahoilla 14 2.5. Suuret puunjalostustehtaiden hakevarastot 15 2.6. Polttohakkeen varastointitutkimukset . 17 3. MATERIAALIT JA MENETELMÄT 20 3.1. Näytteenottopaikat ja näytteenottojen ajankohdat 20 3.2. Sieni-itiöiden määritys 25 3.2.1. Andersen-keräin 26 3.2.2. Casella-keräin 29 3.3. Tilastolliset menetelmät 31 4. TULOKSET 3 2 4.1. Mitattujen itiötiheyksien jakaumat ... 32 4.2. Andersen-keräykset 37 4.2.1. Kokonaisitiötiheydet 37 4.2.2. Termofiiliset sädesienet 37 4.2.3. Termofiiliset sienet 38 4.2.4. Termotoleranttiset sienet 38 4.2.5. Mesofiiliset sienet 39 4.2.6. Mikrobiflooran vaihtelut varas- 4 toinnin aikana 47 4.3. Casella-keräykset 51 4.4. Näytteenottomenetelmien vertailua .... 51 4.5. Varastointiajan vaikutus 54 4.6. Lehtien vaikutus 54 4.7. Rasikuivatuksen vaikutus 55 4.8. Palakoon vaikutus 56 4.9. Hakkeen kosteuden vaikutus 64 4.10. Ympäristöolojen vaikutus 64 5. TULOSTEN TARKASTELU 64 5.1. Näytteenottomenetelmien vertailua .... 64 5.2. Hakkeen homehtumiseen vaikuttavia tekijöitä 65 5.3. Itiöiden tiheys ja laatu 67 TIIVISTELMÄ 70 KIRJALLISUUSLUETTELO 72 5 1. JOHDANTO Öljyn hinnankorotukset ovat lisänneet kiinnostusta ko timaisiin polttoaineisiin. Suomessa perinteisesti käytetty kotimainen lämpöenergian lähde on puu nalikoiden tai hakkeen muodossa. Puun käyttöä edistää mm. sen tasainen jakautu minen yli maan. Parlamentaarisen energiapoliittisen neuvoston valmiste lema ehdotus hyväksyttiin 15.3.1979 maamme viralliseksi energiapoliittiseksi ohjelmaksi (Suomen energiapoliittinen ohjelma ja siihen liittyvä taustamuistio 1979). Sen mukaan aktiivisen enrgiapolitiikan tavoitteiksi on asetettu ener gian säästäminen ja kotimaisen energian käytön lisääminen. Tavoitteiden toteutuessa tulisi kotimaisen energian käyttö lisääntymään vuoteen 1990 mennessä 34 - 40 prosenttiin koko naiskulutuksesta. Vastaava luku oli vuonna 1977 28 pro senttia (Energiatilastot 1980) . Puuperäisten polttoaineiden osuus pyritään ohjelman mu kaan kohottamaan 17 - 20 prosenttiin primaarienergian koko naiskulutuksesta. Vuonna 1977 puuperäisten polttoaineiden osuus kokonaiskulutuksesta oli 14 prosenttia ja vuoteen 1980 mennessä se oli kohonnut jo 17 prosenttiin (Energiatilastot 1980) . Puun energiakäytön oletetaan tulevaisuudessa lisään tyvän, suureksi osaksi polttohakkeen muodossa. Hakkeen käytön yhteydessä on ilmennyt homepölyongelmia. Kostea or gaaninen aines, kuten varastoitu hake, tarjoaa suotuisat 6 kasvuolosuhteet erilaisille pieneliöille. Haketta käsitel täessä siinä olevat pieneliöt leviävät työntekijän hengitys vyöhykkeelle. Keuhkoissa itiöt saattavat aiheuttaa aller gisen reaktion, josta voi olla seurauksena homepölykeuhko sairaus . Homepölykeuhkosairautta on tavattu Suomessa maanvilje lijäväestön lisäksi mm. puunjalostusteollisuuden työnteki jöissä (Haahtela et ai. 1979, Terho et ai. 1979). Tällöin altistuslähteenä on ollut homeinen puutavara, ja altistu minen on tapahtunut joko sahatun puutavaran tasauksen tai puun haketuksen yhteydessä. Ruotsissa sahatyöntekijöillä esiintyvä homepölykeuhkosairaus tunnetaan nimellä tasaamo tauti (Bäck ja Göransson 1977). Suomessa ei ole kuvattu yhtään homepölykeuhkotapausta, joka olisi aiheutunut polttohakkeen käsittelystä. Ruotsissa on tavattu ainakin yksi tapaus (Lundgren ja Rosenhall 1979). Tämä tutkimus muodostaa osan Metsäntutkimuslaitoksen PERA-projektiin kuuluvasta kuivumis- ja säilymistutkimuk sesta. Osatutkimuksen tarkoituksena on tutkia homepölyal tistusta hakkeen käsittelyn yhteydessä ja sitä kautta löytää mahdollisimman käyttökelpoinen hakkeen hankinta- ja varas tointimenetelmä pientalouksissa, lähinnä maatiloilla käytet tävälle polttohakkeelle. Työn tarkoituksena oli selvittää home- ja sädesieni itiöiden määrää ja siihen vaikuttavia tekijöitä erilaisia hakkeita käsiteltäessä. Työssä tarkastellaan lähinnä sev 7 raavien muuttujien vaikutusta home- ja sädesieni-itiöiden määrään ja laatuun: - hakkeen tekoajankohta - varastointiaika - puun lehtien mukanaolo - rasikuivatus - hakkeen palakoko - hakkeen kosteus - ympäristö-olot 2. KIRJALLISUUSKATSAUS 2.1. Sienet ja sädesienet Sienet ovat lehtivihreättömiä, toisenvaraisia organis meja ja sen vuoksi esiintyvät aina joko saprofyytteinä tai parasiitteina (Jensen ja Salisbury 1972). Sienirihmasto muodostuu solujen jakaantuessa yhteen suuntaan ja se saattaa haaroittua. Useimmat sienet kasvat tavat sopivalla kasvualustalla silminnähtävän sienirihmaston eli myseelin. Myseelin koko ei ole rajoitettu, vaan se pystyy kasvamaan niin kauan kuin ravintoa on jäljellä. Osa sienistä, hiivat, kasvavat yksisoluisina. Solun jakaantu essa uusi solu irtoaa, eikä jää rihmaston jatkoksi kuten muilla sienillä. Sienten luokittelu on monimutkaista, mutta eräiden luo kittelujen mukaan varsinaiset sienet, Eumycophyta, jaetaan 8 neljään luokkaan suvullisen lisääntymisen ja muiden ominai suuksien perusteella (Jensen ja Salisbury 1972) . 1. Phycomycetes eli leväsienet - väliseinätön rihmasto - lisääntyvät suvuttomasti ns. sporangiosporien avulla, tunnetaan myös suvullista lisääntymistä - esimerkkisukuja Rhizopus ja Mucor 2. Ascomycetes eli kotelosienet - rihmasto väliseinällinen - suvullinen lisääntyminen koteloitiöiden eli askosporien avulla - esimerkkisukuja Aspergillus ja Penicillium 3. Basidiomycetes eli kantasienet - rihmasto väliseinällinen - suvullinen lisääntyminen kantaitiöiden eli basidiospo rien avulla - esimerkiksi useimmat makrosienet 4. Fungi Imperfekti eli epätäydelliset sienet - rihmasto väliseinällinen - suvullista lisääntymistä ei tunneta - esimerkkisukuja Cladosporium ja Trichoderma Sädesienet luokitellaan kuuluviksi yleensä gram-posi tiivisiin bakteereihin (Sykes ja Skinner 1973) . Niillä on rihmasto kuten sienillä, mutta se on huomattavasti ohuempi. Itiöt ovat pieniä, joten ne pystyvät tunkeutumaan hengitys teissä keuhkorakkuloihin saakka ja aiheuttamaan siellä al lergisen reaktion, homepölykeuhkon (Sykes ja Skinner 1973). 9 Sädesieniin kuuluu mm. seuraavia sukuja: Actinomyces , Streptomyces, Thermoactinomyces ja Micropolyspora. Sienet ja sädesienet tunnistetaan mm. kasvuston ulko näön ja mikroskooppisen morfologian perusteella. Itiöiden muoto ja itiöitä kannattavat rakenteet ovat tärkeitä mikros kooppisessa tunnistamisessa. Mikrobien kasvulle on olemassa minimi-, maksimi- ja op timilämpötila. Kasvulämpötilan mukaan mikrobit voidaan jakaa termofiilisiin, termotolerantteihin ja mesofiilisiin lajeihin. Cooney ja Emerson (1964) ovat luokitelleet termo fiiliset sienet sellaisiksi, joiden kasvulle maksimilämpö tila on 50° C tai enemmän, ja minimilämpötila 20° C. Termo toleranttiset sienet kasvavat 50°C:ssa, mutta myös lämpöti lassa, joka on alle 20° c. Suurelle osalle sieniä optimi lämpötila on kuitenkin 20 - 30° c, vaikka ne kasvavatkin lämpötilavälillä 5 - 40° C. Tällaisia sieniä kutsutaan me sofiilisiksi sieniksi. Tätä samaa lämpötilarajojen mukaista luokitusta voidaan käyttää myös sädesieniin. Homeita esiintyy yleisesti kosteissa paikoissa, mutta ne tulevat toimeen myös suhteellisen kuivassa. Kasvuoptimi kosteuden suhteen vaihtelee eri sienisuvuilla. Lundström (1980) on esittänyt puussa kasvavien homesienten kasvuvaati muksista kosteuden suhteen seuraavaa: - Itiöt voivat itää korkeassa ilmankosteudessa. Vapaa vesi ei ole välttämätön. - Suhteellinen kosteus 20 - 150 % on sopiva kasvuun ja itiönmuodostukseen. Ovat enemmän riippuvaisia ilman 10 kosteudesta kuin puun suhteellisesta kosteudesta. - Itiöt kestävät kuivia kausia. Homeet sietävät myös hyvin erilaisia pH-arvoja, mutta yleensä lievästi hapan ympäristö on edullisin. pH-rajat ovat 2-9. Homesienet ovat aerobisia, joten ne tarvitsevat kasvaakseen happea. Hakevarastossa sienten kasvua rajoittavat lähinnä kos teus ja lämpötila. 2.2. Homepölykeuhko Homepölykeuhko on allergisiin alveoliitteihin kuuluva sairaus. Allergeeneina ovat tavallisesti erilaiset orgaa niset pölyt, tavallisesti homepöly. Kirjallisuudessa on ku vattu useita erinimisiä alveoliitteja, joiden ainoana erona on erilainen allergeeni (Pepys 1969). Meidän oloissamme yleisin ja tällä hetkellä tärkein al veoliitti on maanviljelijäväestössä esiintyvä homepöly keuhko, joka aiheutuu homeisen materiaalin, kuten heinän tai viljan käsittelystä. Vuonna 1981 Suomessa rekisteröitiin kaikkiaan 89 allergista alveoliittitapausta. Näistä suurin osa ilmeni maatalouden piirissä (Vääränen ja Vasama 1982). Muita Suomessa kuvattuja alveoliitteja on aiheutunut huo nosti puhdistetussa ilmankostuttimessa kasvavasta homeesta (Assendelf et ai. 1977), homeisen sahatavaran käsittelystä (Terho et ai. 1979) ja homeisen puutavaran hakettamisesta (Haahtela et ai. 1979). Linnunpölykeuhkon nimellä tunne 11 taan linnuista ja niiden ulosteista irtoavan pölyn aiheut tama alveoliitti (Stenius et ai. 1975). Tyypillisimmät taudin oireet ovat hengenahdistus, kuume ja yskä (Terho 1978 ja Alanko 1968). Homepölykeuhkossa voi daan erottaa kaksi eri tyyppiä, hiipien alkava taudinkuva sekä akuutti muoto. Akuutissa muodossa oireet ilmenevät tyypillisimmillään 4-8 tunnin kuluttua altistuksesta. Suomen oloissa tavallisin sairauden muoto on kuitenkin ilman selviä akuutteja kohtauksia alkava hiipivä muoto (Terho 1978). Tällöin tavallisimmat oireet ovat vähitellen pahe neva hengenahdistus, kuiva yskä ja laihtuminen (Terho 1981). Hidas alku saattaa liittyä vähäisempään, mutta pitkään jat kuneeseen allergeenialtistukseen (Pepys 1969). Hiipivä muoto on vaikeammin tunnistettavissa ja se saattaa edetä pitkälle ennen kuin se diagnosoidaan. Diagnosointi tehdään yleensä kliinisen taudinkuvan, röntgenkuvan, keuhkofunktiotutkimuksen ja serologisten löy dösten perusteella (Terho 1981). Serologisten tutkimusten perusteella voidaan varmistaa ainoastaan altistuminen tie tylle mikro-organismille. Seerumista löytyvät antigeenispe sifiset vasta-aineet ovat merkkinä altistumisesta tutkitulle antigeenille ja ovat apuna identifioitaessa taudin aiheut taj ia. Englantilaisten tutkimusten mukaan maanviljelijäväestön homepölykeuhkon aiheuttajia ovat termofiiliset sädesienet Micropolyspora faeni ja Thermoactinomyces vulgaris (Pepys 1969) . Eräässä kotimaisessa tutkimuksessa todettiin, että 12 suomalaiset maanviljelijät ovat useimmin altistuneet Thermoactinomyces vulgar ikselle ja Aspergillus glaucus-ryhmän homesienille kuin Micropolyspora faenille (Terho 1979) . Edelliset tulokset on saatu maataloudessa ilmenneiden homepölykeuhkotapausten perusteella, ja altistuminen on ta pahtunut lähinnä heinän ja viljan käsittelyn yhteydessä. Hakkeen mikrobifloora on erilainen kuin heinän tai viljan, joten hakkeen käyttäjien altistuminen ja antigeenispesi fisten vasta-aineiden laatu ja määrä saattavat olla eri laiset kuin edellä on mainittu. 2.3. Home- ja sädesienet maataloudessa Maataloudessa homepölyaltistuksen kannalta ongelmal lisia materiaaleja ovat heinä, vilja, oljet (kuivikkeet), AIV-rehu ja joillakin tiloilla myös polttohake. Pitoi suuksia on määritetty Andersen-keräimellä, ja pölyisimmiksi työvaiheiksi on todettu heinän käsittely ja viljan jauhatus (Kotimaa et ai. 1978, Puhakka 1978). Kuopion ympäristön maatiloilla on tehty tutkimus, jossa vertailtiin itiötiheyksiä eri tiloilla. "Homepölykeuhkoti -6 —3 loilta" mitattiin ilman itiötiheyksiä 1-10 (10 x m ) ja verrokkitiloilta, joissa homepölykeuhkotapauksia ei oltu todettu 0,01-1 m - "*) (Kotimaa 1982, suullinen tiedo nanto) . Tavallisimmat sienisuvut ovat Aspergillus, Cladosporium 13 ja Penicillium. Termofiilisistä sädesienistä yleisin on Thermoactinomyces vulgaris (Kotimaa et ai. 1981). Kokonaisitiötiheyksien on todettu olevan selvästi suu rempia heinävarastoissa kuin navetoissa. Erilaisista heinän varastointimuodoista on todettu, että paaliheinän käsittelyn yhteydessä irtoaa ilmaan enemmän itiöitä kuin irtoheinän kä sittelyn yhteydessä (Kotimaa et ai. 1981). Heinän ammoni akkikäsittelyllä on pystytty alentamaan ilmaan irtoavien itiöiden määrää (Puhakka 1978). Tutkimusaineisto tosin oli hyvin pieni, joten tulosta voidaan pitää ainoastaan suuntaa antavana. Eräässä tutkimuksessa on verrattu viljan eri varastoin timuotoja. Tutkimuksen kohteena olivat viljan kylmäilmakui vaus, lämminilmakuivaus, propionihappokäsittely ja murskaus (Mustonen 1981). Ilman itiötiheydet vaihtelivat viljan 6 —3 siirron yhteydessä välillä 0,1 - 1 (10 x m )• Tavalli simmat suvut olivat Cladosporium ja Penicillium. Propioni hapolla säilöttyä viljaa käsiteltäessä todettiin itiöal tistus kaikkein pienimmäksi. Kylmäilmakuivattua viljaa kä siteltäessä esiintyi enemmän termofiilisiä sädesieniä ja termotoleranttisia sieniä kuin muilla menetelmillä säilöttyä viljaa käsiteltäessä (Mustonen 1981). AIV-rehun käsittelyn yhteydessä on mitattu ilman itiö tiheyksiä 0,01-0,1 (10 6 x m ■*) . Ylivoimaisesti yleisin sienilaji on Aspergillus umbrosus. Tämä laji on yleinen myös heinässä (Mustonen et ai. 1981). 14 2.4. Home- ja sädesienet sahoilla Sahojen ilmasta on mitattu Andersen-keräimellä itiöti -6 —3 heyksiä 0,001 - 0,1 (10 xm - ) riippuen mittauspaikasta ja sahasta (Kotimaa 1982, suullinen tiedonanto). Yleisimmät lajit ovat termotoleranttiset sienet Aspergillus fumigatus, Paecilomyces variotii ja Rhizopus rhizopodiformis (Lundström ja Henningson 1981). Lehtipuinen lauta näyttää homehtuvan pahemmin kuin ha vupuinen. Kuusi puolestaan säilyy paremmin kuin mänty (Lundström ja Henningson 1981). Kuivaamon olosuhteet suosivat termofiilisten ja termo toleranttisten sienten kasvua ja lisääntymistä. On esi tetty, että sahattu puutavara infektoituisi sahauksen jäl keen tapahtuvan varastoinnin aikana (Lundström ja Henningson 1981). Lisäksi infektoitumista tapahtuu myös sahattavan puun alkuvarastoinnissa. On todettu, että vedessä varastoi dusta puusta sahattu lautatavara homehtuu pahemmin kuin maalla varastoidusta puusta sahattu. Lautatavaran taaplauk sessa käytetyt rimat ovat usein mikro-organismien saastut tamia ja aiheuttavat kuivatuksen aikana puutavaran saastu mista (Lundström 1981). Homeitiöiden synnyn estämisessä olisi tärkeää estää in fektoituminen. Kuivaamon poistoilma ei saa joutua kosketuk siin varastoitavan puumateriaalin kanssa, ja kuivatuksen tu lisi tapahtua mahdollisimman nopeasti sahauksen jälkeen (Lundström 1981). Tuuletuskanavat ja kuivaamon katto ja 15 seinät tulee asianmukaisesti ja riittävän usein puhdistaa. Rimojen välityksellä tapahtuvaa saastumista voidaan pie nentää käsittelemällä rimat fungisidisillä kemikaaleilla (Trämykologi). 2.5. Suuret puunjalostustehtaiden hakevarastot Ulkomailla on tehty useita tutkimuksia varastohakkeen sisältämistä mikro-organismeista, mutta tällöin tutkimuksen kohteena ovat olleet lähinnä mikrobitoiminnasta aiheutuvat taloudelliset menetykset, kuten massan saantotappiot, lu juuden aleneminen ja värin muutokset, eivätkä niinkään työn tekijän terveydelliset ongelmat (Bergman ja Nilsson 1979, Tansey 1971, Smith ja Ofosu-Asiedu 1972, Greaves 1975). Yhteistä näille tutkimuksille on ollut suuri hakeva raston koko. Eräässä ruotsalaisessa tutkimuksessa varaston koko oli pohjalla 24 x 27 m, päällä 12 x 15 m, ja korkeus 6 m. Varastointi kesti 4 kuukautta marraskuun alusta maalis kuun alkuun. Tutkimuksessa hakekasan lämpötila nousi nope asti aina 65 - 69° C saakka. Varaston keskellä lämpötila pysyi korkeana varastoinnin loppuun saakka. Reunoilla läm pötila alkoi hitaasti laskea parin varastointikuukauden jäl keen (Bergman ja Nilsson 1979). Samantyyppisiä lämpötilan vaihteluja on todettu myös muissa tutkimuksissa (Smith. ja Ofosu-Asiedu 1972, Greaves 1975). Lämpötilan nousun oletetaan aiheutuvan puun elävien solujen toiminnasta, puussa tapahtuvista kemiallisista reak tioista ja sienten ja bakteerien mikrobiologisesta aktivi 16 teetista (Smith ja Ofosu-Asiedu 1972). Lämpötilan kohotessa hakevaraston keskellä mesofiiliset sienet korvautuvat nope asti termotoleranttisilla ja termofiilisillä sienillä (Smith ja Ofosu-Asiedu 1972). Tämä on sikäli tärkeää, että useimmat tunnetut tai epäillyt homepölykeuhkoa aiheuttavat mikrobit ovat termofiilisiä tai termotoleranttisia (Pepys 1969, Terho 1981). Myös heinäpaaleissa on todettu vastaavanlaisia lämpö tilan vaihteluja. Alunperin heinissä oleva mesofiilinen mikrobifloora korvautuu lämpötilan kohotessa termofiilisillä lajeilla siten, että mesofiiliset lajit joko kuolevat tai jäävät henkiin ainoastaan paalin ulommaisissa osissa. Ter mofiiliset sienet säilyttävät elinkykynsä 55 - 60°C:een saakkka. Tätäkin korkeammissa lämpötiloissa termofiiliset sädesienet ja bakteerit tulevat vallitseviksi mikrobeiksi. Huipun jälkeen lämpötila alkaa jälleen laskea ja termofii liset sienet saavat vallan. Kun lämpötila laskee alle 35 °C:een, korkean lämpötilan kestäneet mesofiilisten sienten itiöt alkavat muodostaa kasvustoja (Hudson 1972). Vastaava mikrobiflooran vaihtelu tapahtunee lämpötilavaihtelujen myötä myös hakkeessa. Useimmissa tutkimuksissa sieniä on tutkittu inkuboi malla hakepaloja halutulla elatusalustalla halutussa lämpö tilassa. Menetelmä soveltuu hyvin sienten kvalitatiiviseen määritykseen ja tutkimuskohteiden keskinäiseen vertailuun, mutta se ei tietenkään anna tietoa haketta käsiteltäessä il massa olevista itiötiheyksistä. Tavallisimmin löydettyjä lajeja ja sukuja ovat Aspergillus fumigatus, Allescheria 17 terrestr is , Humicola lanuginosa ja Penicilliuni spp. (Bergman ja Nilsson 1979). Smithin ja Ofosu-Asiedun (1972) mukaan sieni-itiöiden määrään ja laatuun vaikuttaa eniten lämpötila. Sen sijaan hakkeen pH ja kosteus eivät korreloi alustalla kasvavien sienten määrään. Kyseisessä tutkimuksessa sienten kokonais määrä lisääntyi 4 - 6:n ensimmäisen varastointikuukauden ajan, minkä jälkeen kasvu hidastui. Itiömäärän kasvun ta saantumisen epäiltiin johtuneen ulkoilman alhaisesta lämpö tilasta, joka ei vähentänyt sieni-itiöiden määrää mutta esti niiden lisääntymisen. 2.6. Polttohakkeen varastointitutkimukset Aivan viime vuosina on pohjoismaissa tehty useita polt tohakkeen varastointitutkimuksia. Tarkoituksena on ollut tutkia hakkeessa varastoinnin aikana tapahtuvia muutoksia kuten kosteutta, lämpöarvoa ja sienikasvun määrää sekä näihin vaikuttavia tekijöitä. Vuosina 1979 - 1980 ruotsalaiset tutkijat mittasivat pientalouksien hakevarastoista sieni-itiöpitoisuuksia ja pi toisuuksiin vaikuttavia tekijöitä (Thörnqvist ja Lundström 1979) . Tutkimuksessa käytettiin petrimaljamenetelmää, joka soveltuu hyvin kvalitatiiviseen määritykseen ja tutkimuskoh teiden keskinäiseen vertailuun mutta ei anna tietoa abso luuttisista itiömääristä. Tutkimuksessa löydettyjä sienila jeja ja -sukuja olivat mm. Aspergillus fumigatus, Aspergillus niger, Paecilomyces variotii, Penicillium spp. 18 ja Trichoderma spp. Samoja lajeja on löydetty myös myöhem missä pohjoismaisissa tutkimuksissa. Varastointiajan jatkuessa sieni-itiöiden määrä li sääntyi aina puoleen vuoteen saakka, minkä jälkeen tapahtui pientä vähenemistä. Suuri lehtien, neulasten ja oksien osuus hakkeessa lisäsi sieni-itiöiden määrää. Erillinen, hyvin tuuletettu varasto oli parempi kuin ahdas, tunkkainen kellarivarasto (Thörnqvist ja Lundström 1979). Kuivan hak keen käsittely aiheutti yllättäen suuremman ilman itiöti heyden kuin kostea. Tämän oletettiin johtuvan hakkeen liian hitaasta kuivumisesta ja pitemmästä varastointiajasta. Hak keen kuivuessa hitaasti ehtii mikrobiologinen prosessi alkaa ja kuivuneesta hakkeesta irtoavat itiöt paremmin kuin koste asta (Strömquist et ai. 1980). Lisäksi on todettu, että vaikka sienet viihtyvätkin kosteassa, voi itse kasvualusta olla hyvinkin kuiva; riittää kunhan ympäröivän ilman suh teellinen kosteus on tarpeeksi korkea (Thörnqvist ja Lundström 1979). Eräässä rakokeräimellä (= slit sampler) tehdyssä tutki muksessa (Strömquist et ai. 1980) mitattiin hakevaraston ilmasta itiötiheyksiä 6-2000 x m riippuen siitä liikuteltiinko haketta vai ei. Samassa tutkimuksessa todet tiin myös, että rasikuivatuksella ei pystytä alentamaan ho mepölyaltistusta merkittävästi. Keinokuivatuksen tulisi ta pahtua hyvin nopeasti ollakseen tehokas. Viime vuosina Ruotsissa on tehty tutkimuksia, joissa sieni-itiöiden määrää on tutkittu ravistelemalla haketta ve 19 dessä ja tekemällä jatkotutkimukset saadusta suspensiosta. Laskukammiomenetelmällä pystytään määrittämään sekä elävien että kuolleiden itiöiden määrä. Maljahajoitusmenetelmällä saadaan selville elävien itiöiden määrä (Carlström et ai. 1981) . Maljahajoitus- ja laskukammiomenetelmillä tutkittiin hakevaraston katon ja ilmavan alustan merkitystä sienten 3 kasvulle. Tutkittavien varastojen koko oli 55 m ja varas tointiaika 7 kuukautta. Varastoinnin jälkeen elävien iti öiden pitoisuus oli n. - lO 11" (kg -1 kuivapainoa) ja kokonaisitiöpitoisuus n. - 10 12 (kg -1 kuiva painoa) . Elävien itiöiden osuus kasvoi varastoinnin aikana. Itiömäärät vaihtelivat suuresti varaston eri osisssa. Tämän oletettiin johtuvan lämpötila- ja kosteusvaihteluista. Al haisin itiöpitoisuus todettiin kuivassa ja kuumassa hakeva raston osassa ja korkeimmat pitoisuudet viileässä ja kui vassa osassa. Tutkimuksessa ei tosin määritetty termofii lisiä sukuja, mikä saattaa vaikuttaa tulokseen. Katolla ja ilmavalla alustalla ei todettu olevan merkittävää vaikutusta itiömääriin (Thörnqvist 1982). Ruotsissa on tutkittu myös keinokuivatuksen vaikutusta hakkeen kuivumiseen ja syntyvään sienifloocaan. Tutkittavan 3 varaston koko oli 50 m . Kuivatus tapahtui aurinkopaneelien avulla lämmitetyllä ilmalla 8 vrk:n ajan. Tämän jälkeen ha ketta varastoitiin ulkovarastossa 15 viikon ajan. Sienten määritys tapahtui laskukammio- ja maljahajoitusmenetelmillä. O Elävien itiöiden määrä oli varastoinnin jälkeen 1 x 10 (kg kuivapainoa) ja kokonaispitoisuus 2 x (kg 20 kuivapainoa) (Thörnqvist 1982). Suomessa Työtehoseura on tutkinut maatilojen polttohak keen käsittelyn aiheuttamaa homepölyaltistusta (Turkkila ja Knuth 1982). Näissä tutkimuksissa on todettu mm. palahak keen säilyvän paremmin kuin hienohakkeen. 3. MATERIAALIT JA MENETELMÄT 3.1. Näytteenottopaikat ja näytteenottojen ajankohdat Työ tehtiin hakkeen varastointitutkimuksen yhteydessä. Varastoitava puu oli pääasiallisesti leppää; tosin Ylihär mässä ja Hyrylässä jouduttiin käyttämään lisänä myös muita lehtipuulajeja. Koepaikkakuntina olivat Joroinen, Ylihärmä, Pyhtää, Hyrylä ja Janakkala. Ensimmäiset haketukset tehtiin toukokuussa 1981 ja viimeiset kontit purettiin tammikuussa 1982. Tarkemmat ajankohdat näkyvät taulukosta 1. Haketta varastoitiin harvarakenteisissa lautakonteissa, jotka oli sijoitettu avoimelle paikalle pölkkyjen päälle siten, että tuuletus tapahtui myös alakautta. Kontin koko oli n. 4,8 x 2,3 x 1,32 m=ls m 3 (kuvat Ija 2). Rimaväli oli hienohakkeella 10 mm ja palahakkeella 20 mm. Palahak keen pituus oli noin 50-60 mm ja hienohakkeen n. 20 mm (kuvat 3 ja 4). Hake-erät ja niiden koodimerkinnät olivat seuraavat: kev-kaa-hie = keväällä kaatotuoreesta puusta haketettu hienohake 21 kev-kaa-pa = keväällä kaatotuoreesta puusta haketettu palahake ke-kaa-hie = kesällä kaatotuoreesta puusta haketettu hienohake ke-kaa-pa = kesällä kaatotuoreesta puusta haketettu pa lahake ke-ra-hie = kesällä rasikuivatusta puusta haketettu hienohake ke-ra-pa = kesällä rasikuivasta puusta haketettu pala hake syk-ra-hie = syksyllä rasikuivasta puusta haketettu hienohake syk-ra-pa = syksyllä rasikuivasta puusta haketettu pa lahake Tutkimuksen aikana mitattiin seuraavia seikkoja: kont tien paino aluksi viikoittain ja painon tasaannuttua har vemmin, hakkeen kosteus varastoinnin alussa ja lopussa, ul koilman kosteus ja lämpötila jatkuvana mittauksena ja sie ni-itiöiden määrä ja laatu varastoinnin alussa, 7-11 viikon kuluttua varastoinnin aloittamisesta ja varastoinnin lopussa. Noin 1 kg painoinen hakenäyte homepölyn määritystä varten otettiin varastokontin keskeltä n. 40 cm:n syvyy deltä. Näytteenottoajankohdat näkyvät taulukosta 1. 22 Taulukko 1. Hakkeiden varastointiajankohdat ja hakkeiden varastointiajat näytteenottohetkellä viikkoina varastoinnin alusta lukien Hake- Varastointi- Varastointiaika, Varastointiaik, erä ajankohta jonka jälkeen kokeen lopussa välinäyte otettu ;ev-kaa-hie Touko - Syys 8-11 15-17 ;ev-kaa-pa Touko - Syys 8-11 15-17 Le-kaa-hie Heinä - Tammi 7-8 22-28 ;e-kaa-pa Heinä - Tammi 7-8 22-28 ;e-ra-hie Heinä - Tammi 7-8 22-28 ;e-ra-pa Heinä - Tammi 7-8 22-28 iyk-ra-hie Syys - Joulu 14 - 15 iyk-ra-pa Syys - Joulu 14 - 15 24 Kuva 3. Hienohaketta Hyrylässä. Kuva 4. Palahaketta Hyrylässä. 25 3.2. Sieni-itiöiden määritys Bioaerosolien keräystä varten on olemassa useita eri laisia menetelmiä (Henningson 1981 ja Gregory 1973) . Tässä työssä oli tarkoituksena verrata erilaisten hakemateriaalien käsittelystä aiheutuvaa homepölyaltistusta. Tämän takia päädyttiin menetelmiin, jotka mittaavat itiöpitoisuutta il masta eivätkä hakkeesta. On näet todennäköistä, että hak keen kosteus vaikuttaa itiöiden irtoamiseen ja siten myös altistukseen. Itiöiden keräys tapahtui Andersen-keräimellä (malli 10-800, Andersen 2000 inc., Georgia, USA) ja Casella-keräi mellä (Casella, Cascade Impactor, malli v. 220, ITT Hert fordshire, England). Itiöiden keräys perustuu molemmissa laitteissa impaktioon, eli ilmavirran osuessa keräyspinnalle eivät hiukkaset ilmaa raskaampina pysty seuraamaan mukana, vaan takertuvat keräysmateriaaliin. Lisäksi molemmat lait teet jakavat ilmassa olevat hiukkaset eri luokkiin koon mu kaan. Ilman itiötiheydet määritettiin laboratoriossa raviste lemalla kilon painoista hake-erää 75: n litran pussissa. Näytteet otettiin pussin suulta n. 50 cm:n päästä hak keesta. Tämän menetelmän etuina ovat mittausolosuhteiden helpompi vakiointi kuin työympäristössä, mahdollisuus ottaa välinäytteitä ja menetelmän halpuus. Tosin se antaa vain suhteellisen hyvän arvion työntekijän todellisesta altistu misesta. 26 3.2.1. Andersen-keräin Andersen-keräin koostuu keräinosasta ja pumpusta (An dersen 1958). Keräin puolestaan koostuu kuudesta eri vai heesta, joiden läpi imetään pumpun avulla ilmaa vakionopeu della 28 l/minuutti. Jokaisessa vaiheessa on 400-reikäinen siivilälevy, jonka reikäkoko pienenee vaiheittain alaspäin mentäessä. Näin laite jaottelee hiukkaset kuuteen eri koko luokkaan siten, että suuremmat jäävät ylempiin vaiheisiin ja pienemmät alempiin (kuva 5). Siivilälevyjen alle asetetaan petrimaljat elatusalustoineen. Keräyksen jälkeen elatusa lustat inkuboidaan halutussa lämpötilassa. Inkuboinnin jäl keen kasvaneet pesäkkeet lasketaan ja tunnistetaan makros kooppisen ja mikroskooppisen rakenteen perusteella. Tulok sena saadaan itiötiheys ilmakuutiometriä kohden. Käytetyt elatusalustat ja kasvulämpötilat näkyvät taulukosta 2. Taulukko 2. Käytetyt elatusalustat ja kasvatuslämpötilat ja -ajat kullekin mikro-organismiryhmälle Keräysaika tuoreen hakkeen käsittelyn aikana oli 1 mi Itiölaji Kasvatusalusta Kasvatusläm- Kasvatus- pötila ( C) aika (vrk Termofiiliset sä- 1/2-vahva ravin- 55 2-3 desienet ja homeet toagar Termotolerantti- Hagen (mallasuu- 40 4-5 set homeet te pohjainen) Mesofiiliset " 20 7-10 homeet A. glaucus ryh- NaCl- mallasuute- 20 7-10 män homeet agar 27 nuutti. Myöhemmissä mittauksissa keräysaika vaihteli vä lillä 1-10 sekunttia. Lyhyillä keräysajoilla käytettiin apuna kellolaitteella varustettua magneettiventtiiliä. Suuren imunopeutensa takia laite kerää tehokkaasti myös pienikokoisia itiöitä. Tämä on sikäli tärkeää, että useimmat epäillyt tai todetut homepölykeuhkoa aiheuttavat itiöt ovat pienikokoisia. Itiön havaitseminen perustuu siihen, että itiöstä kasvaa pesäke käytetyllä alustalla ja käytetyssä inkubointi lämpötilassa. Havaituksi tulevat siis ainoastaan elävät ja tietyissä olosuhteissa kasvavat itiöt. Toisaalta tästä sa masta seikasta johtuen tunnistamisessa voidaan käyttää hy väksi sekä makroskooppisia että mikroskooppisia rakenteita. Jatkossa puhuttaessa elävistä itiöistä tarkoitetaan niillä Andersen-keräimellä mitattuja itiötiheyksiä. 28 Kuva 5. Andersen-keräin (kasvatuksen mahdollistava monivaiheinen imukeräin). 29 3.2.2. Casella-keräin Casella-keräin täydentää hyvin Andersen-keräimellä saa tuja tuloksia, sillä sen avulla pystytään määrittämään paitsi elävät myös kuolleet itiöt (kuva 6). Laite jaottelee tuloilmassa olevat hiukkaset neljään eri kokoluokkaan. I tiöt impaktoituvat tahmeiksi käsitellyille teipinpaloille. Keräyksen jälkeen palat kiinnitetään objektilasille, jota tarkastellaan valomikroskooppisesti. Tuloksena saadaan ilman itiötiheys ilmakuutiometriä kohden (Cascade impactor). Menetelmä on ensisijaisesti kvantitatiivinen, sillä su kujen määrittäminen on hyvin hankalaa pelkän itiön ulkonäön perusteella. Tarkastelussa käytettiin 400-kertaista suuren nusta. Tässä työssä laskettiin pelkästään sieni-itiöiden määrä, sillä bakteerien ja sädesienten koko on niin pieni, ettei niiden määrää pystytä varmuudella määrittämään. 30 Kuva 6. Casella-keräin (suoraan mikroskopointialustalle keräävä monivaiheinen imukeräin). 31 3.3. Tilastolliset menetelmät Eri sieniryhmien ja kokonaisitiötiheyden välisiä suh teita testattiin laskemalla lineaariset regressiot kokonais itiötiheyksistä ja eri ryhmien itiötiheyksistä laskettujen logaritmien välille. Lasketuista kulmakertoimista voidaan tehdä päätelmiä mikrobiflooran muutoksista kokonaisitiöti heyden funktiona. Regressioanalyysiä käytettiin myös hy väksi Andersen-keräimen ja Casella-keräimen välisessä ver tailussa. Lineaarista korrelaatiokerrointa r testattiin taulukko M:n avulla (Mäkinen 1974) . Eri hakelaaduista käsittelyn aikana ilmaan irtoavien sieni-itiötiheyksien välisiä eroja testattiin Studentin t testillä. Testi suoritettiin logaritmimuunnetuille luvuille riippumattomana ja 1-suuntaisena (Mäkinen 1974). Regressio- ja korrelaatioanalyysi sekä t-testi vaativat normaalisti jakautunutta aineistoa. Kuitenkaan 7 - 11 ja 14 - 28 viikon varastoinnin jälkeen mitatut itiötiheydet eivät näytä normaalisti jakaantuneilta (kuvat 7a, Ba, 9a ja 10a), vaan muistuttavat paremminkin Poisson-jakaumaa (Mä kinen 1974). Logaritmimuunnoksella saatiin jakaumat lähene mään normaalia (kuvat 7b, Bb, 9b ja 10b), ja tämän perus teella päädyttiin regressio- ja korrelaatioanalyysin sekä t-testin käyttöön. 32 4. TULOKSET 4.1. Mitattujen itiötiheyksien jakaumat Kaikkien 7-11 viikon varastoinnin jälkeen mitattujen itiötiheyksien jakaumat näkyvät kuvista 7a ja 9a. Kuvista 8a ja 10a näkyvät 14 - 28 viikon varastoinnin jälkeen saa tujen tulosten jakaumat. Jakaumat muistuttavat lähinnä Poisson-jakaumaa. Logaritmimuunnoksella on jakauma saatu lähenemään normaalia (kuvat 7b, Bb, 9b ja 10b). 33 Kuva 7a. 7-11 viikon varastoinnin jälkeen Andersen keräimellä mitattujen ilman itiötiheyksien jakauma. Kuva 7b. 7-11 viikon varastoinnin jälkeen Andersen keräimellä mitatuista ilman itiötiheyksistä lasket tujen logaritmimuunnosten jakauma. 34 Kuva 8a. 14-28 viikon varastoinnin jälkeen Andersen keräimellä mitattujen ilman itiötiheyksien jakauma. Kuva 8b. 14-28 viikon varastoinnin jälkeen Andersen keräimellä mitatuista ilman itiötiheyksistä lasket tujen logaritmimuunnosten jakauma. 35 Kuva 9a. 7-11 viikon varastoinnin jälkeen Casella keräimellä mitattujen ilman itiötiheyksien jakauma. Kuva 9b. 7-11 viikon varastoinnin jälkeen Casella keräimellä mitatuista ilman itiötiheyksistä lasket tujen logaritmimuunnosten jakauma. 36 Kuva 10a. 14-28 viikon varastoinnin jälkeen Casella keräimellä mitattujen ilman itiötiheyksien jakauma. Kuva 10b. 14-28 viikon varastoinnin jälkeen Casella keräimellä mitatuista ilman itiötiheyksistä lasket tujen logaritmimuunnosten jakauma. 37 4.2. Andersen-keräykset 4.2.1. Kokonaisitiötiheydet Elävien itiöiden kokonaisitiötiheys oli tuoreessa hak _3 keessa noin 1000 (m ). Varastoinnin alettua tiheydet nousivat voimakkaasti, ja 7-11 viikon varastoinnin jälkeen tutkituissa välinäytteissä eri hakelaatujen käsittelystä ai heutuvien itiötiheyksien keskiarvot vaihtelivat välillä 0,6 6 —3 -7 (10 x m ). Varastoinnin lopussa 14-28 viikon varas -6 —3 toinnin jälkeen vastaava luku oli 0,7 -15 (10 x m - ) (taulukot 3a ja 4a). 4.2.2. Termofiiliset sädesienet Sädesienten tiheys tuoreessa hakkeessa oli hyvin pieni, noin 0 - 100 (m-^) . 7-11 viikon varastoinnin jälkeen ote tuissa välinäytteissä eri hakelaatujen käsittelystä aiheutu vien itiötiheyksien keskiarvot vaihtelivat välillä 0,006 - 1 x . Prosentuaaliset osuudet vaihtelivat välillä 1 - 17 % kokonaisitiötiheydestä (taulukot 3a ja 3b). Varas toinnin lopussa 14-28 viikon varastoinnin jälkeen vastaavat luvut olivat 0,009 - 6 (10 6 x m ja 1-40 % (taulukot 4a ja 4b). Yleisimmin tavattiin Streptomyces- sukuun kuuluvia sä desieniä (kuva 11). 38 4.2.3. Termofiiliset sienet Termofiilisten sienten tiheys oli kokonaisuudessaan hyvin pieni, ja useimmista näytteistä niitä ei tavattu ol lenkaan. Tuoreesta hakkeesta termofiilisiä sieniä ei löy detty yhtään. 7-11 viikon varastoinnin jälkeen otetuissa välinäytteissä eri hakelaatujen käsittelystä aiheutuvien itiötiheyksien keskiarvot vaihtelivat välillä 0,001 - 0,003 (10® x m "*) . Prosentuaaliset osuudet kokonaisitiötihey destä jäivät alle yhden (taulukot 3a ja 3b). Kokeen lopussa 14-28 viikon varastoinnin jälkeen vastaavat luvut olivat 0,001-0,1 (10 6 x m - "*) ja 1-2 % (taulukot 4a ja 4b). yleisimmin tavattu termofiilinen sieni oli Humicola lanuginosa (kuva 12). 4.2.4. Termotoleranttiset sienet Varastoinnin alussa termotoleranttisia sieniä ei ta vattu kuin muutamissa näytteissä, ja silloinkin niiden ti heys oli alle sadan. 7-11 viikon varastoinnin jälkeen ote tuissa välinäytteissä eri hakelaatujen käsittelystä aiheutu vien itiötiheyksien keskiarvot vaihtelivat välillä 0,3 - 3 6 — 3 (10 x m~ ) . Prosentuaaliset osuudet vaihtelivat välillä 42 - 59 % kokonaisitiötiheydestä (taulukot 3a ja 3b)• Ko keen lopussa 14-28 viikon varastoinnin jälkeen vastaavat 6 — 1 luvut olivat 0,2 - 5 (10 x m ) ja 23 - 38 % (taulukot 4a ja 4b). Yleisimmin tavattu termotoleranttinen sieni oli 39 Aspergillus fumiqatus (kuva 13). Muita löydettyjä termoto leranttisia sieniä olivat Penicillium spp., Rhizopus spp., Mucor spp. ja Humicola spp. 4.2.5. Mesofiiliset sienet Tuoreessa hakkeessa mesofiilisten sienten tiheys vaih _3 teli välillä 100 - 1000 (m ). 7-11 viikon varastoinnin jälkeen otetuissa välinäytteissä eri hakelaatujen käsitte lystä aiheutuvien itiötiheyksien keskiarvot vaihtelivat vä -6 —3 lilla 0,3 - 3 (10 x m ). Prosentuaaliset osuudet vaih telivat välillä 30 - 57 % kokonaisitiötiheydestä (taulukot 3a ja 3b). Kokeen lopussa 14-28 viikon varastoinnin jälkeen vastaavat luvut olivat 0,5 - 5 (10 6 x m -3 ) ja 26 -78 % (taulukot 4a ja 4b). Yleisimmin tavattu mesofiilinen sieni oli Penicillium sukuun kuuluva (kuva 14). Muita tavallisia mesofiilisiä sieniä olivat Aspergillus niger, Aspergillus umbrosus, Trichoderma spp. (kuva 15), Rhizopus spp. (kuva 16), Mucor spp. ja Cladosporium spp. (Teuva 17) . 40 Taulukko 3a. Ilman itiötiheydet 7-11 viikon varastoinnin jälkeen otetuissa välinäyijteissä^Andersen keräimellä mitattuina (10 x m ). Luvut ovat viiden paikkakunnan keskiarvoja. Taulukko 3b. Eri sieniryhmien prosentuaaliset osuudet 7-11 viikkoa varastoiduista hakkeista otetuissa näytteissä. Hakelaatu kev-kaa- kev-kaa- ke-kaa- ke-kaa- ke-ra- ke-r hie pa hie pa hie pa Termofiiliset sädesienet 6 10 235 591 1159 1 Termofiiliset sienet 1-11 3 Termotolerant- tiset sienet 469 256 1726 3103 2905 127 Mesofiiliset sienet 627 314 1743 1554 2655 158 Yhteensä 1103 580 3705 5249 6722 287 Hakelaatu kev-kaa kev-kaa- ke-kaa- ke-kaa- ke-ra- ke-ra- hie pa hie pa hie pa Termofiiliset sädesienet 1 2 6 11 17 1 Termofiiliset sienet 0 0 0 0 0 0 Termotolerant- tiset sienet 42 44 47 59 43 44 Mesofiiliset sienet 57 54 47 30 40 55 Yhteensä 100 100 100 100 100 100 - = ei havaittu ollenkaan. 41 Taulukko 4a. Ilman itiötiheydet 14-28 viikkoa varastoiduista hakkeista otetuissa näytteissä Andersen-keräimellä mitattuina (103 x m~3). Luvut ovat hakkeissa 14 ja 24 neljän paikkakunnan ja muissa viiden paikkakunnan keskiarvoja. Hakelaatu kev-kaa- ke-kaa- 1 ke-kaa-; ke-ra- syk-ra- syk-ra- hie pa hie pa hie pa hie pa Termofiiliset sädesienet 77 9 2012 5790 1630 320 1362 16 Te rmofiiliset sienet 1 1 12 28 56 8 105 1 Termotolerant- tiset sienet 1943 750 3170 5004 2169 313 2065 154 Mesofiiliset sienet 3096 1464 4543 3742 3486 2198 2238 504 Yhteensä 5117 2224 9737 14564 7341 2839 5770 675 42 Taulukko 4b. Eri sieniryhmien prosentuaaliset osuudet 14-28 viikkoa varastoiduista hakkeista otetuissa näytteissä. Hakelaatu kev-kaa- kev-kaa- ke-kaa- ke-kaa- ke-ra- ke-ra- syk-ra- syk-ra- hie pa hie pa hie pa hie pa Termofiiliset sädesienet 2 1 20 40 22 11 23 2 Termofiiliset sienet 0 000 10 2 0 Termotolerant- tiset sienet 38 33 33 34 30 11 36 23 Mesofiiliset sienet 60 66 47 26 47 78 39 75 Yhteensä 100 100 100 100 100 100 100 100 43 Kuva 11. Streptomyces-sukuun kuuluvan sädesienen mikroskooppirakenne Sykesin ja Skinnerin 197 3 mukaan. Kuva 12. Humicola lanuginosan mikroskooppirakenne Eilisin 1971 mukaan. 44 Kuva 13. Aspergillus- sukuun kuuluvan sienen mikroskooppi rakenne Barnetin ja Hunterin mukaan. Kuva 14. Penicillium-sukuun kuuluvan sienen mikroskooppi rakenne Barnetin ja Hunterin 1972 mukaan. 45 Kuva 15. Trichoderma-sukuun kuuluvan sienen mikroskooppi rakenne Barnetin ja Hunterin 1972 mukaan. Kuva 16. Rhizopus-sukuun kuuluvan sienen mikroskooppi rakenne Fitzpatrickin 1966 mukaan. 46 Kuva 17. Cladosporium-sukuun kuuluvan sienen mikroskooppi rakenne Eilisin 1971 mukaan. 47 4.2.6. Mikrobiflooran vaihtelut varastoinnin aikana Taulukoista 3b ja 4b näkyvät eri ryhmien prosentuaa liset osuudet eri hakelaaduissa. Tulosten perusteella näyttää siltä, että sädesienten ja mesofiilisten sienten osuus kasvaa varastointiajan jatkuessa, ja termotolerant tisten sienten osuus puolestaan pienenee. Pahasti homehtuneessa hakkeessa näyttää sädesienten ja termotoleranttisten sienten osuus olevan suuri ja mesofii listen sienten osuus pieni. Kuvista 18 - 23 näkyvät koko naisitiötiheyksistä ja eri ryhmien itiötiheyksistä lasket tujen luonnollisten logaritmien suhteen piirretyt regressio suorat. Jos eri ryhmien suhteellisissa itiötiheyksissä ei tapahtuisi muutoksia, olisi kulmakerroin tasan yksi. Termo fiilisten sienten itiötiheyksien ja kokonaisitiötiheyden suhteen piirretyissä suorissa kulmakerroin on suurempi kuin yksi. Sama tulos havaitaan myös termotoleranttisten sienten itiötiheyksien ja kokonaisitiötiheyden välillä. Termofii listen sädesienten ja termotoleranttisten sienten suhteel linen osuus on siis suuri kokonaisitiötiheyden ollessa suuri. Mesofiilisten sienten suhteellinen osuus puolestaan pienenee kokonaisitiötiheyden kasvaessa, sillä suoran kulma kerroin on alle yhden. 48 Kuva 18. 7-11 viikon varastoinnin jälkeen Andersen keräimellä mitattujen termofiilisten sädesieni-itiö tiheyksien logaritmit kokonaisitiötiheyksistä lasket tujen logaritmien funktiona. Kuva 19. 14-28 viikon varastoinnin jälkeen Andersen keräimellä mitattujen termofiilisten sädesieni-itiö tiheyksien logaritmit kokonaisitiötiheyksistä lasket tujen logaritmien funktiona. 49 Kuva 20. 7-11 viikon varastoinnin jälkeen Andersen keräimellä mitattujen termotoleranttisten sieni itiötiheyksien logaritmit kokonaisitiötiheyksistä laskettujen logaritmien funktiona. Kuva 21. 14-28 viikon varastoinnin jälkeen Andersen keräimellä mitattujen termotoleranttisten sieni itiötiheyksien logaritmit kokonaisitiötiheyksistä laskettujen logaritmien funktiona. 50 Kuva 22. 7-11 viikon varastoinnin jälkeen Andersen keräimellä mitattujen mesofiilisten sieni-itiö- - tiheyksien logaritmit kokonaisitiötiheyksistä laskettujen logaritmien funktiona. Kuva 23. 14-28 viikon varastoinnin jälkeen Andersen keräiraellä mitattujen mesofiilisten sieni-itiö tiheyksien logaritmit kokonaisitiötiheyksistä laskettujen logaritmien funktiona. 51 4.3. Casella-keräykset Casella-keräimellä saadut tulokset olivat samansuun taisia kuin Andersen-keräimellä saadut. Ilman kokonaisitiö tiheys vaihteli välillä 22-1769 (10® x m -3 ) riippuen näytteenoton ajankohdasta ja hakelaadusta (taulukko 5). Taulukko 5. Ilman kokonaisitiötiheys (10® x m~ 3 ) 7-11 viikkoa ja 14-28 viikkoa varastoiduista hakkeista otetuissa näytteissä Casella-keräimellä mitattuina. Luvut ovat syksyllä haketetuissa hakkeissa neljän paikka kunnan ja muissa viiden paikkakunnan keskiarvoja. 4.4. Näytteenottomenetelmien vertailua Casella-keräimellä saadut tiheydet olivat noin 10-200 kertaa suurempia kuin Andersen-keräimellä saadut kokonaisi tiötiheydet. Tässä tarkastelussa Andersen-keräimellä saa duista kokonaisitiötiheyksistä on vähennetty sädesienten määrä, sillä Casella-keräimellä ei määritetty niitä. Taulu kosta 6 näkyvät lasketut suhdeluvut. Sen perusteella voi daan sanoa, että kuolleiden itiöiden tiheys on kasvanut va akkeen kev- kev- ke- ke- ke- ke- syk- syk arastointi- kaa- kaa- kaa- kaa- ra- ra- ra- ra- ika hie pa hie pa hie pa hie pa -11 viikkoa 34 30 64 124 155 36 4-28 viikkoa 307 206 629 1769 1017 288 512 22 52 rastoinnin aikana voimakkaammin kuin elävien itiöiden ti heys. Taulukko 6. Casella-keräimellä ja Andersen-keräimellä saatujen kokonaisitiötiheyksien suhdeluvut. Luvut on laskettu syksyllä haketetuissa hakkeissa neljän paikkakunnan ja muissa hakkeissa viiden paikkakunnan ke ski arvotiheyksistä. Kuvista 24 ja 25 näkyvät Andersen-keräimellä mitatut itiötiheydet Casella-keräimellä mitattujen itiötiheyksien funktiona. Suorien yhtälöt ovat laskettu regressioanalyysin avulla. Korrelaatiokerroin on 7-11 viikon varastoinnin jäl keen otetuissa välinäytteissä 0,728 ja 14-28 viikkoa varas toiduista hakkeista otetuissa näytteissä 0,827. Menetelmien välillä on erittäin merkitsevä positiivinen korrelaatio. Hakkeen kev- kev- ke- ke- ke- ke- syk- syk varastointi- kaa- kaa- kaa- kaa- ra- ra- ra- ra- aika hie pa hie pa hie pa hie pa 7-11 viikkoa 30 52 18 27 28 13 14-28 viikkoa 61 102 81 202 178 114 116 33 53 Kuva 24. 7-11 viikon varastoinnin jälkeen Andersen keräimellä mitattujen kokonaisitiötiheyksien loga ritmit Casella-keräimellä mitattujen kokonaisitiö tiheyksien logaritmien funktiona. Kuva 25. 14-28 viikon varastoinnin jälkeen Andersen keräimellä mitattujen kokonaisitiötiheyksien loga ritmit Casella-keräimellä mitattujen kokonaisitiö tiheyksien logaritmien funktiona. 54 4.5. Varastointiajan vaikutus Sieni-itiöiden tiheys kasvoi voimakkaasti varastointi ajan alussa. Kokeen loppuun mennessä 14-28 viikon varas toinnin jälkeen elävien itiöiden tiheyden kasvu hidastui ja erot eri hakelaatujen välillä tasaantuivat (kuvat 27, 28, 29, 30). Kuolleiden itiöiden tiheys kasvoi voimakkaammin kuin elävien (taulukko 6, kuva 26). Varastointiajan jatkuessa elävien itiöiden tiheydet nousivat rasipuusta haketetuissa hakkeissa huomattavasti hi taammin kuin muissa hakkeissa, ja palahakkeessa kokonaisiti ötiheys jopa hieman laski. Termotoleranttisten sieni-iti öiden tiheys väheni sekä pala- että hienohakkeessa. 4.6. Lehtien vaikutus Kesällä tehtiin hieno- ja palahaketta sekä kaatotuo reesta puusta että lehdessä olevasta puusta. Syksyllä va rastoidut hakkeet tehtiin rasipuusta. Haketushetkellä lehdet olivat rasipuusta osittain jo kuivuneet ja varisseet. Suuri lehtien osuus lisäsi sieni-itiöiden tiheyttä il massa haketta käsiteltäessä. Yleensä keväällä lehdettömästä puusta tehdyt hakkeet olivat säilyneet paremmin kuin kesällä tehdyt hakkeet (kuvat 26, 27, 28, 29 ja 39). Tämä havait tiin tilastollisesti merkitsevänä erityisesti tarkastelta essa 7-11 viikon varastoinnin jälkeen Andersen-keräimellä mitattuja kokonaisitiötiheyksiä. Kokeen loppuun mennessä 14-28 viikon varastoinnin jälkeen erot tasaantuivat (tav 55 lukot 5 ja 6). On myös muistettava, että kokeen lopussa ke väällä tehtyjen hakkeiden varastointiaika oli lyhyempi kuin kesällä tehtyjen hakkeiden. 4.7. Rasikuivatuksen vaikutus Rasikuivatuksella pystytään alentamaan puun kosteuspi toisuus 45-55 %:sta ennen haketusta 35-40 %:iin. Alentu neesta kosteuspitoisuudesta johtuen voisi olettaa, että sieni-itiöiden tiheys pienenisi. Pientä alenemista pystyt tiinkin havaitsemaan verrattaessa kesällä rasipuusta tehtyjä hakkeita samaan aikaan kaatotuoreesta puusta tehtyihin hak keisiin varsinkin kokeen lopussa. Kesällä tehtyjen hak keiden keskinäinen järjestys vaihteli varastointiajan ja sieniryhmän mukaan, mutta monessa ryhmässä varsinkin 7-11 viikon varastoinnin jälkeen havaittiin seuraava järjestys pahiten homehtuneesta lähtien: 1) kesällä rasipuusta tehty hienohake 2) kesällä kaatotuoreesta puusta tehty palahake 3) kesällä kaatotuoreesta puusta tehty hienohake 4) kesällä ra sipuusta tehty palahake. Kokeen lopussa 14-28 viikon varas toinnin jälkeen kaatotuoreesta puusta tehdyt hakkeet aiheut tivat suuremman homepölyaltistuksen kuin rasipuusta tehdyt hakkeet. Tämä havaittiin kaikissa muissa sieniryhmissä, paitsi Casella-keräimellä mitatuissa kokonaisitiötiheyksissä (kuvat 26, 27, 28, 29 ja 30). Tilastollisesti merkitseviä eroja pystyttiin havaitsemaan kesällä kaatotuoreesta puusta ja rasikuivatusta puusta tehtyjen hakkeiden välillä vain muutamissa tapauksissa (taulukot 5 ja 6) . Myös syksyllä varastoidut hakkeet tehtiin rasipuusta. 56 Näyttäisi siltä, että syksyllä rasipuusta tehdyt hakkeet ovat säilyneet paremmin kuin keväällä ja kesällä tehdyt. Kokeen lopussa 14-28 viikon varastoinnin jälkeen syksyllä tehty palahake oli säilynyt muiden sieniryhmien paitsi ter mofiilisten sienten osalta paremmin kuin keväällä tai ke sällä tehdyt hakkeet, ja tämä havaittiin useimmissa tapauk sissa myös tilastollisesti merkitsevänä (taulukot 5 ja 6). Syksyllä tehdyn hienohakkeen käsittely aiheutti huomatta vasti suuremman homepölyaltistuksen kuin vastaavan palahak keen käsittely (kuvat 26, 27, 28, 29 ja 30). Syksyllä teh tyjen hakkeiden varastointiaika oli kokeen lopussa 14-15 viikkoa ja kesällä tehtyjen hakkeiden 22-28 viikkoa. Jos oletetaan, että itiöiden tiheys kasvaa varastointiajan jat kuessa voidaan syksyllä tehtyjen hakkeiden hyvä säilyvyys selittää lyhyemmällä varastointiajalla. Verrattaessa ke väällä tai kesällä tehdyistä hakkeista 7-11 viikon varas toinnin jälkeen ja syksyllä tehdyistä hakkeista kokeen lo pussa mitattuja itiötiheyksiä havaitaan, että syksyllä tehty palahake oli säilynyt paremmin kuin keväällä tai kesällä tehdyt hakkeet useimmissa sieniryhmissä (kuvat 26, 27, 28, 29 ja 30) . 4.8. Palakoon vaikutus Yleensä palahake oli säilynyt paremmin kuin hienohake, joskaan erot eivät olleet kovin suuria. Tarkasteltaessa ke sällä kaatotuoreesta puusta tehtyjä hakkeita havaitaan, että hienohake olikin säilynyt paremmin kuin palahake kaikkien muiden sieniryhmien paitsi mesofiilisten sienten osalta (kuvat 26, 27, 28, 29 ja 30). Tilastollisesti merkitseviä 57 eroja havaittiin pala- ja hienohakkeiden välillä vain muuta missa tapauksissa (taulukot 5 ja 6). Yleensä palahake oli säilynyt paremmin kuin hienohake. Kuva 26. Ilman itiötiheys Casella-keräimellä mitattuna 7-11 (viivoitettu alue) ja 14-28 viikon varastoinnin jälkeen. Luvut ovat syksyllä haketetuissa hakkeissa neljän paikka kunnan ja muissa viiden paikkakunnan keskiarvoja. Jana kuvaa keskiarvon keskivirhettä. 58 Kuva 27. Ilman itiötiheys Andersen-keräimellä mitattuna 7-11 (viivoitettu alue) ja 14-28 viikon varastoinnin jälkeen. Luvut ovat syksyllä haketetuissa hakkeissa neljän paikkakunnan ja muissa viiden paikkakunnan keski arvoja. Jana kuvaa keskiarvon keskivirhettä. 59 Kuva 28. Ilman termofiilisten sädesienten itiötiheys Andersen keräimellä mitattuna 7-11 (viivoitettu alue) ja 18-28 viikon varastoinnin jälkeen. Luvut ovat syksyllä haketetuissa hak keissa neljän paikkakunnan ja muissa viiden paikkakunnan keskiarvoja. Jana kuvaa keskiarvon keskivirhettä. 60 Kuva 29. Ilman termotoleranttisten sienten itiötiheys Andersen-keräimellä mitattuna 7-11 (viivoitettu alue) ja 14-28 viikon varastoinnin jälkeen. Luvut ovat syk syllä haketetuissa hakkeissa neljän paikkakunnan ja muissa viiden paikkakunnan keskiarvoja. Jana kuvaa keskiarvon keskivirhettä. 61 Kuva 30. Ilman mesofiilisten sienten tiheys Andersen-keräi mellä mitattuna 7-11 (viivoitettu alue) ja 14-28 viikon varastoinnin jälkeen. Luvut ovat syksyllä haketetuissa hakkeissa neljän paikkakunnan ja muissa viiden paikkakunnan keskiarvoja. Jana kuvaa keskiarvon keskivirhettä. 62 Taulukko 5a. T-testillä saadut testiarvot ja niiden merkit sevyydet eri hakelaatujen välillä 7-11 viikon varastoinnin jälkeen. Lähtöarvot ovat Andersen-keräimellä mitatuista itiötiheyksistä laskettuja viiden paikkakunnan keskiarvoja. Ennen testin suoritusta keskiarvoille on tehty logaritmi muunnos . Taulukko 5b. T-testillä saadut testiarvot ja niiden merkit sevyydet eri hakelaatujen välillä 14-28 viikon varastoinnin jälkeen. Lähtöarvot ovat syksyllä haketetuissa hakkeissa Andersen-keräimellä mitatuista itiötiheyksistä laskettuja neljän paikkakunnan ja muissa hakkeissa viiden paikkakunnan keskiarvoja. Ennen testin suoritusta keskiarvoille on tehty logaritmimuunnos. Yläviitteiden selitykset samat kuin taulukossa sa. kev-kaa kev-kaa ke-kaa ke-kaa ke-ra hie pa hie pa hie kev-kaa pa -1,076 ke-kaa- hie 1,697 2,856* ke-kaa pa 2,366* 3,564** 0,653 ke-ra hie 3,434** 5,289*** 1,310 0,550 ke-ra pa 2,169* 4,024** 0,060 -0,702 -1,540° Yläviitteiden selitykset: o = ero on suuntaa antava * = ero on jokseenkin merkitsevä ** = ero on merkitsevä *** = ero on erittäin merkitsevä. kev- kev- ke- ke- ke- ke- syk- kaa- kaa- kaa- kaa- ra- ra- ra- hi ie pa hie pa hie pa hie ev-kaa- >a -1,005 ;e-kaa- lie -0,620 0,072 e-kaa- •a 0,418 1,134 0,847 e-ra- iie 0,058 0,872 0,599 -0,327 e-ra- ia -0,559 0,596 0,305 -0,815 -0,492 :yk-ra- iie -0,482 -0,093 0,027 -0,687 -0,473 -0,216 yk-ra- •a -2,441* -1,626° -1,247 -2,178* -2,09F -2,284* -1,064 63 Taulukko 6a. T-testillä saadut testiarvot ja niiden merkit sevyydet eri hakelaatujen välillä 7-11 viikon varastoinnin jälkeen. Lähtöarvot ovat Casella-keräimellä mitatuista iti ötiheyksistä laskettuja viiden paikkakunnan keskiarvoja. Ennen testin suoritusta keskiarvoille on tehty logaritmi muunnos . Yläviitteiden selitykset samat kuin taulukossa sa. Taulukko 6b. T-testillä saadut testiarvot ja niiden merkit sevyydet eri hakelaatujen välillä 14-28 viikon varastoinnin jälkeen. Lähtöarvot ovat syksyllä haketetuissa hakkeissa Casella-keräimellä mitatuista itiötiheyksistä laskettuja neljän paikkakunnan ja muissa hakkeissa viiden paikkakunnan keskiarvoja. Ennen testin suoritusta keskiarvoille on tehty logaritmimuunnos. Yläviitteiden selitykset samat kuin taulukossa sa. kev-kaa- kev-kaa- ke-kaa- ke-kaa- ke-ra- hie pa hie pa hie ev-kaa- >a -0,604 ;e-kaa- i ie 0,358 0,797 e-kaa- »a 1,249 1,649 0,676 ;e-ra- lie 1,567° 1,940* 0,899 0,211 ;e-ra- »a 0,425 1,013 -0,036 -0,967 -1,304 kev- kev- ke- ke- ke- ke- syk- kaa- kaa- kaa- kaa- ra- ra- ra- hie pa hie pa hie pa hie ev-kaa- ia 0,427 e-kaa- iie -0,268 -0,686 e-kaa- >a 1,339 1,292 1,472° e-ra- lie 1,541° 1,633 1,644° 0,074 e-ra- ia 1,193 1,422 1,331 -0,648 -0,922 ;yk-ra- lie 1,178 -0,117 0,385 -0,905 -1,034 -0,684 lyk-ra- >a -1,784= -3,366** -1,246 -3,395** -4 ,072** -5, 41?**-1 ,587° 64 4.9. Hakkeen kosteuden vaikutus Tässä tutkimuksessa ei havaittu selvää yhteyttä hakkeen kosteuden ja sieni-itiöiden tiheyden välillä. Hakkeen kos teus määritettiin samaan aikaan samasta varastokontista, mutta eri näytteestä kuin sieni-itiöiden määrä. Hakkeen kosteus vaihtelee suuresti hakevaraston sisällä, joten tämä seikka aiheuttaa epätarkkuutta ja tulkintavaikeuksia ja siten saattaa sotkea mahdollisen korrelaation. 4.10. Ympäristöolojen vaikutus Ilman lämpötilan ja suhteellisen kosteuden sekä sieni itiöiden tiheyden välillä ei havaittu selvää yhteyttä. 5. TULOSTEN TARKASTELU 5.1. Näytteenottomenetelmien vertailua Homepölykeuhkoa aiheuttavia mikro-organismeja ei tun neta tarkasti, ja myös kuolleiden mikro-organismien merkitys on tuntematon. Tämän takia ilman laatua tutkittaessa on tärkeää pystyä määrittämään sekä elävät että kuolleet itiöt. Pelkkä mikroskooppinen menetelmä ei riitä, sillä sen avulla ei pystytä määrittämään sieniä suvuittain. Tämän takia pää dyttiin kahteen rinnakkaiseen menetelmään. Verrattaessa erilaisia hakkeita, näyttää Andersen-ke räin antavan parempia eroja. Casella-keräimellä saaduissa tuloksissa erot olivat pienempiä eivätkä ne olleet tilastoi 65 lisesti merkitseviä. Tämä saattaa osaltaan aiheutua myös väärin arvioiduista näytteenottoajoista, sillä jos prepa raatit tulevat liian täysiksi, on mahdotonta laskea yksit täisiä itiöitä, koska ne jäävät toinen toisensa alle. Andersen-keräimen samoin kuin Casella-keräimenkin heik koutena on se, että joudutaan käyttämään lyhyitä näytteenot toaikoja ja keräysalusta tulee helposti liian täyteen. Kä sivaraisesti pumpun käynnistäminen ja sammuttaminen on han kalaa kovin lyhyellä aikavälillä. Tämä ongelma voidaan rat kaista käyttämällä apuna kellolaitetta, joka ohjaa magneet tiventti iliä. 5.2. Hakkeen homehtumiseen vaikuttavia tekijöitä Heinän homehtumiseen vaikuttaa varastoitavan heinän al kukosteus siten, että kosteana varastoitu heinä homehtuu pa hemmin (Kotimaa et ai. 1978). Kirjallisuuslähteiden mukaan hakkeen kosteuden vaikutus itiöpitoisuuksiin näyttää olevan moninainen. Tosin varastoitavan hakkeen alkukosteutta ei ole niinkään tutkittu, vaan on keskitytty hakkeessa näytteen ottohetkellä olevaan kosteuteen. Vaikka sienet viihtyvätkin kosteassa, on eräissä tutkimuksissa todettu homepölyaltis tuksen jopa vähenevän hakkeen kosteuden noustessa (Thörn qvist ja Lundström 1979, Turkkila ja Knuth 1982) . Tämän on selitetty johtuvan mm. kuivan hakkeen pitemmästä varastoin tiajasta ja itiöiden helpommasta irtoamisesta kuivasta hak keesta (Thörnqvist ja Lundström 1979, Strömquist et ai. 1980, Turkkila ja Knuth 1982). On myös esitetty, että hak keen ei välttämättä tarvitse olla kovinkaan kosteaa homehtu 66 akseen; riittää kunhan varastoilman suhteellinen kosteus on tarpeeksi korkea (Thörnqvist ja Lundström 1979). Tässä tut kimuksessa ei pystytty osoittamaan korrelaatiota hakkeen kosteuden ja homehtumisen välillä varastoinnin missään vai heessa . Rasikuivatuksella, vaikka sillä pystytäänkin alentamaan hakkeen alkukosteutta, ei kaiken kaikkiaan näytä olevan ko vinkaan suurta merkitystä hakkeesta irtoavien itiöiden mää rään. Ruotsalaiset tutkijat ovat selittäneet tätä seikkaa puun infektoitumisella rasissa (Thörnqvist ja Lundström 1979) ja itiöiden helpommalla irtoamisella kuivasta puusta. Tämän tutkimuksen perusteella puu ei näytä infektoituvan ra sissa, sillä varastoinnin alussa mitatut pitoisuudet eivät olleet sen suurempia rasipuusta tehdyissä hakkeissa kuin muissakaan. Toisaalta käytetty menetelmä mittaa puusta il maan irtoavien itiöiden määrää, eikä puussa olevien itiöiden tai vielä itiöitä muodostamattoman rihmaston määrää. Suuri lehtien osuus näyttää lisäävän homehtumisriskiä. Myös eräässä ruotsalaisessa tutkimuksessa on todettu, että suuri lehtien, oksien, neulasten ja kuoren määrä lisää iti öiden määrää (Thörnqvist ja Lundström 1979). Työtehoseuran tutkimuksissa on todettu havupuusta tehdyn hakkeen säilyvän paremmin kuin lehtipuusta tehdyn (Turkkila ja Knuth 1982). Varastointiajan jatkuessa kokonaisitiöpitoisuus nousee jatkuvasti. Sen sijaan elävien itiöiden määrä näyttää ta saantuvan ja rasipuusta tehdyissä hakkeissa tapahtui jopa vähenemistä. Elävien itiömäärien kasvun tasaantuminen va 67 rastointiajan jatkuessa on todettu myös muissa tutkimuksissa (Smith ja Ofosu-Asiedu 1972, Thörnqvist ja Lundström 1979). Kirjallisuuden mukaan palahake säilyy yleensä paremmin kuin hienohake (Turkkila ja Knuth 1982). Myös tässä tutki muksessa havaittiin sama seikka. Ainoastaan kesällä kaato tuoreesta puusta tehdyistä hakkeista hienohake oli säilynyt joillakin paikkakunnilla paremmin kuin palahake. Samoilla paikkakunnilla palahakkeen kosteus oli suurempi kuin hieno hakkeen, vaikka yleensä palahake kuivui paremmin kuin hieno hake. Voisi olettaa, että palahakkeessa olevat lehdet jäävät ehyemmiksi ja säilyttävät elinkykynsä pitempään kuin hienohakkeessa olevat, pieniksi silppoutuneet lehdet. E lävät solut kehittävät kosteutta ja ravintoa, ja näin mikro beille tarjoutuu poikkeuksellisesti parempi kasvualusta pa lahakkeessa kuin hienohakkeessa, mikäli hake tehdään kaato tuoreesta puusta kesällä. 5.3. Itiöiden tiheys ja laatu Tässä tutkimuksessa hakkeen käsittelyn yhteydessä mi tattiin kokeellisissa olosuhteissa Andersen-keräimellä ilman itiötiheyksiä, jotka vaihtelivat välillä 0,1-10 x -3, m ) . Maatiloilta, joilla on todettu homepölykeuhkotapauksia on mitattu Andersen-keräimellä samaa suuruusluokkaa olevia pitoisuuksia suoraan työtilanteesta. Laji- ja sukukoostumus ovat suunnilleen samat kuin tässä tutkimuksessa, mutta run saussuhteet ovat erilaiset. Heinän käsittelyn yhteydessä 68 esim. Aspergillus umbrosuksen osuus on suurempi ja Penicillium spp:n osuus vastaavasti pienempi kuin hakkeen käsittelyn yhteydessä (Kotimaa 1982, suullinen tiedonanto). Huoneilmasta Andersen-keräimellä on mitattu itiöti heyksiä, joiden määrä on vaihdellut välillä 200-400 (m (Röning 1982). Sieni-itiöiden määrälle ei ole olemassa enimmäispitoi _3 suussuosituksia, mutta 30 ilman itiotiheyden 3100 (m ) on todettu aiheuttaneen homepölykeuhkon sahatyöntekijälle (Terho et ai. 1979). Sieni-itiöiden määrä oli mitattu An dersen-keräimellä suoraan työympäristöstä. Homepölykeuhkon aiheuttajia ei tarkalleen tiedetä, ja ne vaihtelevat eri työympäristöissä. Maanviljelijäväestön homepölykeuhkoa aiheuttavat lähinnä termofiiliset sädesienet Micropolyspora faeni ja Thermoactinomyces vulgaris ja Aspergillus glaucus-ryhmän homesienet (Terho 1979). Tämän tutkimuksen mukaan työntekijä ei hakkeen käsit telyn yhteydessä altistu kovin suuressa määrin millekään cm. mikro-organismille. Micropolyspora faenia ei löydetty ol lenkaan, ja Thermoactinomyces vulgarista ja Aspergillus glaucus- ryhmän homesieniä hyvin vähän. Sen sijaan Aspergillus fumigatuksen prosentuaalinen osuus oli useissa näytteissä jopa 40 - 50 % kokonaisitiötiheydestä. Aspergillus-suvun itiöiden on todettu aiheuttavan homepöly keuhkoa mm. mallastyöntekijöillä ja sahatyöntekijöillä (Pepys 1969, Terho 1981). Myös maanviljelijäväestö näyttää 69 altistuneen Aspergillus fumigatuksen itiöille (Terho 1979). Verrattaessa tässä tutkimuksessa saatuja tuloksia cm. tu loksiin voidaan olettaa, että työntekijä voi hakkeen käsit telyn yhteydessä saada hengitystieoireita, pahimmassa ta pauksessa jopa homepölykeuhkon. Altistuminen hakkeen sisältämille sieni-itiöille ta pahtuu lähinnä syötettäessä polttohaketta uuniin sekä siir rettäessä haketta välivarastosta tilaan, jossa hakkeen lo pullinen käyttö tapahtuu. Tosin kaikissa talouksissa ei käytetä välivarastointia ollenkaan, vaan haketus tapahtuu suoraan polttouunia lähellä sijaitsevaan tilaan. Hake syö tetään uuniin tavallisesti käsin lapioimalla. Tällöin al tistuminen on lyhytaikaista, mutta työskentelytila on yleensä ahdas ja huonosti tuuletettu, joten altistuminen voi olla hyvinkin suurta. Haketta käsitellessään tulisi työnte kijän suojautua asianmukaisesti käyttämällä Työsuojeluhalli tuksen hyväksymää 2b-luokan hengityssuojainta. Tässä työssä löydetty mikrobifloora on hakkeelle tyy pillinen, ja useat löydetyt lajit aiheuttavat homepölyon gelman lisäksi myös taloudellisia menetyksiä. Puun värjäy tymistä aiheuttavat mm. Cladospor ium ja Peniciullium-sukuihin kuuluvat sienet. Materiaalin värjäy tyminen tuottaa vahinkoa sahoille ja selluloosateollisuu delle. Humicola, Aspergillus ja Trichoderma-sukujen sienet ja Streptomyces-suvun sädesienet aiheuttavat puolestaan puun lahoamista (Bergman ja Nilsson 1979). Hakkeen käsittelystä aiheutuvaan sieni-itiöaltistukseen 70 vaikuttavat monet vaikeasti hallittavat tekijät. Esimer kiksi hakkeen suhteellisen kosteuden ja mahdollisen rasipuun infektoitumisen vaikutukset homehtumiseen ovat vielä epä selviä. Polttohakkeen homehtumista selvittävää työtä jatke taankin vielä vuonna 1982 ja tavoitteena on löytää maatilan olosuhteisiin soveltuva hakkeen kuivattamis- ja varastointi menetelmä, joka olisi myös työntekijän terveyden kannalta edullinen. TIIVISTELMÄ Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää erilaisten hak keiden käsittelystä aiheutuvaa homepölyaltistusta. Haketet tava puu oli leppää, ja hakkeen varastointipaikkana käytet tiin puusta tehtyä katettua konttia, jonka tilavuus oli noin 3 15 m . Hakekontit sijaitsivat viidellä eri paikkakunnalla, jotka olivat Joroinen, Ylihärmä, Hyrylä, Pyhtää ja Janak kala. Tutkittavia hakkeita oli kahdeksaa erilaista. Ensim mäiset haketukset suoritettiin keväällä kaatotuoreesta puusta, kesällä haketettiin sekä kaatotuoretta että rasikui vattua puuta ja syksyllä haketettiin vielä rasipuuta. Kaikkia hakkeita tehtiin sekä pala- että hienohakkeina. Ilman sieni-itiötiheydet määritettiin Andersen-keräi mellä ja Casella-keräimellä laboratoriossa työtilannetta jäljittelevissä olosuhteissa. Näytteet otettiin varas toinnin alussa, 7-12 viikon kuluttua varastoinnin aloitta misesta ja varastoinnin lopussa. Hakkeen käsittelyn yhteydessä koetilanteessa mitattiin 71 elävien itiöiden tiheyksiä, jotka vaihtelivat välillä 6 — 3 0,1 - 10 (10 x m ) hakelaadun ja näytteenottoajankohdan mukaan. Ilman kokonaisitiötiheys, joka määritettiin Casel la-keräimellä, vaihteli välillä 10 - 1000 m . Sädesienistä yleisimmin esiintyi Streptomyces-sukuun kuu luvia sädesieniä. Termotoleranttisista sienistä yleisin oli Aspergillus fumiqatus ja mesofiilisistä sienistä Penicillium spp. ja Trichoderma spp. Varastointiajan jatkuessa sieni-itiöiden määrä li sääntyi. Elävien itiöiden määrän kasvu tosin hidastui va rastointiajan ollessa tarpeeksi pitkä. Rasikuivatuksella ei merkittävästi pystytty vähentämään sieni-itiöiden määrää. Parhaiten säilyivät keväällä ennen puun lehteen puhkeamista haketetut hakkeet. Palahake säilyi yleensä paremmin kuin hienohake. Hakkeen kosteudella ja ympäristöoloilla ei näyt tänyt olevan merkittävää vaikutusta hakkeen homehtumiseen. Tämän tutkimuksen perusteella voidaan olettaa, että työntekijä voi tutkitulla menetelmällä varastoitua haketta käsitellessään saada hengitystieoireita, pahimmassa tapauk sessa jopa homepölykeuhkon. Jos hakkeen käsittelyssä ei voida käyttää suljettua prosessia, olisi työntekijän suojau duttava asianmukaisesti käyttämällä työsuojeluhallituksen hyväksymää 2b-luokan hengityssuojainta. 72 KIRJALLISUUSLUETTELO ALANKO, K. 1968. Homepölykeuhko. Duodecim 84:251-259. ANDERSEN, A.A. 1958. New sampler for collection, sizing and enumeration of viable airborne particles. J. Bact. 76:471-484. ASSENDELF, A. van, FORSEN, K.O. S. ALANKO, K. 1977. Home pölykeuhko ilmankostuttimesta. Duodecim 93:769. BARNET, H.L. & HUNTER, H.B. 1972. Illustration genera of imperfect fungi. Burgess Publishing Company. Min neapolis. 241 s. BERGMAN, Ö. & NILSSON, T. 1979. An experiment on outdoor storage of whole-tree chips. Sveriges Lantbruksuni versitet. Institutionen för virkeslära. Rapport nr 109:1-21. Uppsala. BÄCK, O. & GÖRANSSON, K. 1977. Justerverssjukan. Läkar tidningen 74:2110. CARLSTRÖM, 8., THÖRNQVIST, T. S. WERNER, S. 1981. Bestäm ning av mängden svampdiasporer i bränsleflis. Sve riges Lantbruksuniversitet. Institutionen för vir keslära. Rapport nr 124:1-25. Uppsala. Cascade impactor: Instruction Leaflet 3018/ TE. C.F. Ca sella & Co. Ltd. - London. 27 s. COONEY, D. & EMERSON, R. 1964. Thermophilic fungi. W.H. Freeman and Co. San Fransisco. 188 s. ELLIS, M.B. 1971. Dematiaceous hyphomycetes . Commonwealth mycological institute. Kew, Surrey, England. 608 s. Energiatilastot 1980. Kauppa- ja teollisuusministeriö, energiaosasto. Sarja A. Helsinki 1981. 100 s. FITZPATRICK, H.M. 1966. The lower fungi-phycomycetes. 73 Johnson reprint corporation. New York. 331 s. GREAVES, H. 1975. Microbiological aspects of wood chip storage in tropical environments. Australian Journal of Biological Sciences 28:315-322. GREGORY, P.H. 1973. Microbiology of the atmosphere. Leo nard Hill Books. Aulesbury. 377 s. HAAHTELA, T., RIIHIMÄKI, M., MÖNKÄRE, S., VILKKA, V. & VAARA, S. 1979. Homepölykeuhko puunjalostustehtaan hakkurinhoitajalla. Duodecim 95:851-854. HENNINGSON, E. 1981. Sammanställning av apparatur och me todik för provtagning och analys av luftburna mik ro-organismer. FAO rapport C 40131-Bl:1-79. Umeä. HUDSON, H.J. 1972. Fungal saprophytism. Edward Arnold London. 67 s. JENSEN, W.A. & SALISBURY, F.B. 1972. Botany:an ecological approach. Wadsworth publishing company, inc. Bel mont, California. 326-371 s. KOTIMAA, M., TUPI, K., KÄRENLAMPI, L., TERHO, E.0., ALANKO, K. & HUSMAN, K. 1978. Homepölyaltistus rehuntuo tannossa ja karjanhoitotyössä. Osa 1; Karjan sisä ruokintakauden alussa. Työterveyslaitoksen tutki muksia 142:1-42. Helsinki. KOTIMAA, M., TUPI, K., KÄRENLAMPI, L., TERHO, E.0., ALANKO, K. & HUSMAN, K. 1981. Homepölyaltistus rehuntuo tannossa ja karjanhoitotyössä. Osa 2; Karjan sisä ruokintakauden lopussa. Työterveyslaitoksen tutki muksia 142:1-29. Helsinki. LUNDGREN, R. & ROSENHALL, L. 1979. "Fliseldarsjuka" - en ny variant av allergisk alveolit. Läkartidningen 76:4730. 74 LUNDSTRÖM, H. 1980. Svampor pä virke. Föredrag vid infor mationsmöte i samband raed trämögel. 7 s. LUNDSTRÖM, H. 1981. Rapport frän försök mcd alum iniuir.strön vid Stöde sägverk. Sveriges Lantbruksuniversitet. LUNDSTRÖM, H. & HENNINGSON, B. 1981. Hälsofarligt raögel vid virkestorkning - förekomst, utbredning och or saker tili uppkomst. Arbetarsskyddsfondens rap porter. Sammanfattning Nr. 367, 4. s. MUSTONEN, M. 1981. Rehuviljan homeet ja sädesienet: iti öiden määrän ja laadun vaihtelu sekä esiintyminen ilmassa. Pro gradu. Kuopio. 72 s. MUSTONEN, M., KOTIMAA, M., HUSMAN, K. & RAURAMAA, A. 1981. Säilörehu - turvallisempi vaihtoehto homepölyaltis tuksen kannalta. Karjatalous 57:49. MÄKINEN, Y. 1974. Tilastotiedettä biologeille. Synapsi r.y:n kurssimoniste. Turku. 1-200 s. PEPYS, J. 1969. Hypersensitivity disease of the lungs due to fungi and organic dusts. Monographs in Allergy. Vol. 4:1-147. S. Karger, Basel. PUHAKKA, E. 1978. Sieni- ja sädesieni-itiöt ja bakteerit työhygieenisenä ongelmana maataloudessa. Pro gradu. Kuopio. 75 s. RÖNING, I. 1982. Asuinhuoneiston homeet ja sädesienet. Pro gradu. Kuopio. 57 s. SMITH, R.S. & OFOSU-ASIEDU, A. 1972. Distribution of thermophilic and thermotoler ant fungi in a spruce pine chip pile. Canadian Journal of Forest Research 2:16-26. STENIUS, 8., VIRKOLA, P. & VUORIO, M. 1975. Linnunpöly keuhko. Duodecim 91:283-289. 75 STRÖMQUIST, L-H., BLOMQVIST, G., KARLSSON, E., VINCENT, A., LUNDGREN, R. & ELIASSON, L. 1980. Bräsleflishan tering - ett hälsoproblem. Institutionen för fysio logisk botanik 1-55. Umeä. Suomen energiapoliittinen ohjelma ja siihen liittyvä tausta muistio. 1979. Komiteanmietintö 16:1-98. Hel sinki. SYKES, G. ja SKINNER, F.A. 1973. Actinomycetales: cha racteristics and practical importance. Academic press. London. 339 s. TANSEY, M.R. 1971. Isolation of thermophilic fungi from self-heated industrial wood chip piles. Mycologia 63:537-547. TERHO, E.O. 1978. Homepölykeuhko Suomessa. I kliininen kuva. Allergiatutkimussäätiön vuosikirja 9:13-18. TERHO, E.O. 1979. Homepölykeuhko Suomessa - serologiset löydökset. Allergiatutkimuksen vuosikirja 10:35-40. TERHO, E.O. 1981. Allergiset alveoliitit. Duodecim 97:623-628. TERHO, E.0., HUSMAN, K., KOTIMAA, M. & SJÖBLOM, T. 1979. Homepölykeuhko sahatyöntekijällä. Duodecim 95:843-850. THÖRNQVIST, T. 1982. Torkning av bränsleflis mcd solfänga ruppvärmd luft. Sveriges Lantbruksuniversitet. Institutionen för virkeslära. Rapport nr 126:1-54. Uppsala. THÖRNQVIST, T. 1982. Betydelsen av tak och luftigt un derlag vid lagring av bränsleflis. Sveriges Lantb ruksuniversitet. Institutionen för virkeslära. Rapport nr 127:1-82. Uppsala. 76 THÖRNQVIST, T. ja LUNDSTRÖM, H. 1979. Undersökning av di asporförekomsten i luften i samband mcd flislaqring hos fliseldare i Blekinge. Sveriges Lantbruksuni versitet. Institutionen för virkeslära. Uppsats nr 93:1-5. Uppsala. THÖRNQVIST, T. & LUNDSTRÖM, H. 1979. Svampförekomst vid bränsleflishantering i mindre anläggningar. Sve riges Lantbruksuniversitet. Institutionen för vir keslära. Rapport nr R 117:1-36. Uppsala. Trämykologi. Sveriges Lantbruksuniversitet 1980/81. TURKKILA, K. & KNUTH, S. 1982. Homeiden määrä ja laatu maatilojen hakkeessa. Työtehoseuran metsätiedotus 1:1-4. Helsinki. VÄÄRÄNEN, V. & VASAMA, M. 1982. Suomen ammattitautirekis teri v. 1981. Työterveyslaitos. Katsauksia 51:1-100. 1. JOHDANTO 2. KIRJALLISUUSKATSAUS 2.1. Sienet ja sädesienet 2.2. Homepölykeuhko 2.3. Home- ja sädesienet maataloudessa 2.4. Home- ja sädesienet sahoilla 2.5. Suuret puunjalostustehtaiden hakevarastot 2.6. Polttohakkeen varastointitutkimukset 3. MATERIAALIT JA MENETELMÄT 3.1. Näytteenottopaikat ja näytteenottojen ajankohdat 3.2. Sieni-itiöiden määritys 3.2.1. Andersen-keräin 3.2.2. Casella-keräin 3.3. Tilastolliset menetelmät 4. TULOKSET 4.1. Mitattujen itiötiheyksien jakaumat 4.2. Andersen-keräykset 4.2.1. Kokonaisitiötiheydet 4.2.2. Termofiiliset sädesienet 4.2.3. Termofiiliset sienet 4.2.4. Termotoleranttiset sienet 4.2.5. Mesofiiliset sienet 4.2.6. Mikrobiflooran vaihtelut varastoinnin aikana 4.3. Casella-keräykset 4.4. Näytteenottomenetelmien vertailua 4.5. Varastointiajan vaikutus 4.6. Lehtien vaikutus 4.7. Rasikuivatuksen vaikutus 4.8. Palakoon vaikutus 4.9. Hakkeen kosteuden vaikutus 4.10. Ympäristöolojen vaikutus 5. TULOSTEN TARKASTELU 5.1. Näytteenottomenetelmien vertailua 5.2. Hakkeen homehtumiseen vaikuttavia tekijöitä 5.3. Itiöiden tiheys ja laatu TIIVISTELMÄ KIRJALLISUUSLUETTELO