Ligniinin ja muiden 14C-leimattujen yhdisteiden hajoaminenkompostissa ja maassa : Kiinnostuksen kohteena erityisestivalkolahosienet

Puu, ruohokasvit ja näistä tehdyt tuotteet kuten mekaanisesta massasta valmistettu sanomalehtipaperi sisältävät ligniiniä, joka hajoaa yleensä hyvin hitaasti luonnossa. Valkolahosienet hajottavat ligniiniä tehokkaimmin, ja koska niiden tuottamat entsyymit hajottavat myös muita vaikeasti hajoavia yhdisteitä, voidaan valkolahosienten avulla mahdollisesti puhdistaa saastuneita maita. Tässä työssä haluttiin selvittää, säilyttävätkö valkolahosienet (Abortiporus biennis, Bjerkandera adusta, Dichomitus squalens, Phanerochaete chrysosporium, Phanerochaete sordida, Phlebia radiata, Pleurotus ostreatus, Trametes hirsuta ja Trametes versicolor) aktiivisuutensa ja kasvavatko ne maassa. Aktiivisuutta mitattiin seuraamalla sienten synteettisen ligniinin (14C-DHP) hajotuskykyä. T. versicolor (silkkivyökääpä) osoittautui tehokkaimmaksi ligniinin hajottajaksi ja sen pentakloorifenolin (PCP) hajotuskykyä tutkittiin erillisessä kokeessa. Entiset tai pitkään käytössä olleet saha-alueet ovat yhä saastuneet puun käsittelyaineista peräisin olevilla kloorifenoleilla. Biohajoavien muovien kehitystyö sekä kompostoinnin yleistyminen jätteiden käsittelymenetelmänä ovat luoneet tarpeen materiaalien biohajoavuuden määrittämiseen. Euroopan standardisoimisjärjestön (CEN) kontrolloidussa kompostitestissä biohajoavuus määritetään materiaalin hajoamisen aikana muodostuvan hiilidioksidin perusteella. Hiilidioksidin tuotto mitataan sekä näytettä sisältävästä kompostista että kompostista ilman näytettä, ja tällöin oletetaan, että kompostin orgaaninen aines molemmissa komposteissa (tausta) tuottaa yhtä paljon hiilidioksidia. Testin puutteeksi saattaa osoittautua kompostissa tai maassa esiintyvä "priming effect". Tällä tarkoitetaan materiaalin lisäämisen jälkeen esiintyvää epänormaalin suurita tai pientä hiilidioksidin muodostusta, minkä seurauksena testin tulosksena saatava biohajoavuus on virheellinen. Ligniinin hajotessa muodostuu enemmän humusta kuin hiilidioksidia, koska ligniini on humuksen tärkein lähtöaine. Näin ollen ligniiniä sisältävät paperituotteet saattavat testin mukaan vaikuttaa biologisesti hajoamattomilta. Valkolahosienet hajottivat 4-23% ligniinistä hiilidioksidiksi ja T. versicolor 29% PCP:sta. Kompostissa ligniini hajosi hiilidioksidiksi 58°C:ssa huomattavasti vähemmän (8%) kuin lämpötiloissa 35°C ja 50°C (23-24%). Kompostin todennäköisesti tärkeimpien ligniinin hajottajien, termofiilisten sienten, tyypillinen optimilämpötila on 45°C, eivätkä ne ole enää aktiivisia 58°C:ssa. Sekä maassa että kompostissa ligniini sitoutui kuitenkin suurimmaksi osaksi humukseen. Valkolahosienet hajottivat sekä humukseen sitoutunutta ligniiniä että PCP:ia, mutta kompostin sekapopulaatio ei tähän pystynyt, ja ligniiniä sitoutui humukseen yhä enemmän kompostoinnin aikana. T. versicolor hajotti PCP:ia tehokkaasti, eikä se tuottanut myrkyllisiä kloorianisoleja, joita jotkut valkolahosienet saattavat muodostaa kloorifenoleista. Priming effect ilmiötä tutkittiin eri ikäisissä ja kypsyydeltään erilaisissa komposteissa. Kompostit erosvat toisistaan myös hajoamattoman jätteen määrän ja mikrobipopulaation suhteen. Negatiivinen priming effect havaittiin kaikissa epästabiileissa komposteissa (ikä enintään 6 kk), ja sen lisäksi yhdessä näistä komposteista positiivinen priming effect kokeen lopussa. Stabiileissa komposteissa (ikä vähintään 6 kk) ilmiötä ei sen sijaan havaittu. Epästabiileissa komposteissa biohajoavuudelle saadut tulokset eivät siis ole luotettavia. Työn tulosten perusteella valkolahosienet, ja erityisesti T. versicolor, ovat lupaavia saastuneen maan puhdistukseen, joskin sienirihmaston mahdollisuudet säilyä aktiivisena maan alkuperäisen mikrobipopulaation kanssa täytyy vielä selvittää. Kompostin sekapopulaatio, joka ei sisällä valkolahosieniä, hajotti ligniiniä yllättävän tehokkaasti termofiilisille sienille sopivissa lämpötiloissa, vaikka ligniini sitoutuikin pääasiallisesti humukseen. Kompostin kypsyys osoittautui tärkeäksi tekijäksi kontrolloidun kompostitestin onnistumisen kannalta. Priming effect ilmiön välttämiseksi on varmistettava, että testissä käytetty komposti on riittävän kypsä. Kompostien mikrobipopulaation koostumusta kompostoinnin eri vaiheissa tulisi tarkemmin selvittää, koska stabiilien ja epästabiilien kompostien ero aiheutui todennäköisesti populaatioiden rakenteessa vallitsevista eroista. Näin myös priming effect ilmiön syyt voitaisiin selittää paremmin

Toxic Indoor Air Is a Potential Risk of Causing Immuno Suppression and Morbidity—A Pilot Study

We aimed to establish an etiology-based connection between the symptoms experienced by the occupants of a workplace and the presence in the building of toxic dampness microbiota. The occupants (5/6) underwent a medical examination and urine samples (2/6) were analyzed by LC-MS/MS for mycotoxins at two time-points. The magnitude of inhaled water was estimated. Building-derived bacteria and fungi were identified and assessed for toxicity. Separate cytotoxicity tests using human THP-1 macrophages were performed from the office’s indoor air water condensates. Office-derived indoor water samples (n = 4/4) were toxic to human THP-1 macrophages. Penicillium, Acremonium sensu lato, Aspergillus ochraceus group and Aspergillus section Aspergillus grew from the building material samples. These colonies were toxic in boar sperm tests (n = 11/32); four were toxic to BHK-21 cells. Mycophenolic acid, which is a potential immunosuppressant, was detected in the initial and follow-up urine samples of (2/2) office workers who did not take immunosuppressive drugs. Their urinary mycotoxin profiles differed from household and unrelated controls. Our study suggests that the presence of mycotoxins in indoor air is linked to the morbidity of the occupants. The cytotoxicity test of the indoor air condensate is a promising tool for risk assessment in moisture-damaged buildings

Toxic Indoor Air Is a Potential Risk of Causing Immuno Suppression and Morbidity—A Pilot Study

We aimed to establish an etiology-based connection between the symptoms experienced by the occupants of a workplace and the presence in the building of toxic dampness microbiota. The occupants (5/6) underwent a medical examination and urine samples (2/6) were analyzed by LC-MS/MS for mycotoxins at two time-points. The magnitude of inhaled water was estimated. Building-derived bacteria and fungi were identified and assessed for toxicity. Separate cytotoxicity tests using human THP-1 macrophages were performed from the office’s indoor air water condensates. Office-derived indoor water samples (n = 4/4) were toxic to human THP-1 macrophages. Penicillium, Acremonium sensu lato, Aspergillus ochraceus group and Aspergillus section Aspergillus grew from the building material samples. These colonies were toxic in boar sperm tests (n = 11/32); four were toxic to BHK-21 cells. Mycophenolic acid, which is a potential immunosuppressant, was detected in the initial and follow-up urine samples of (2/2) office workers who did not take immunosuppressive drugs. Their urinary mycotoxin profiles differed from household and unrelated controls. Our study suggests that the presence of mycotoxins in indoor air is linked to the morbidity of the occupants. The cytotoxicity test of the indoor air condensate is a promising tool for risk assessment in moisture-damaged buildings

Toxic Indoor Air Is a Potential Risk of Causing Immuno Suppression and Morbidity-A Pilot Study

We aimed to establish an etiology-based connection between the symptoms experienced by the occupants of a workplace and the presence in the building of toxic dampness microbiota. The occupants (5/6) underwent a medical examination and urine samples (2/6) were analyzed by LC-MS/MS for mycotoxins at two time-points. The magnitude of inhaled water was estimated. Building-derived bacteria and fungi were identified and assessed for toxicity. Separate cytotoxicity tests using human THP-1 macrophages were performed from the office's indoor air water condensates. Office-derived indoor water samples (n = 4/4) were toxic to human THP-1 macrophages. Penicillium, Acremonium sensu lato, Aspergillus ochraceus group and Aspergillus section Aspergillus grew from the building material samples. These colonies were toxic in boar sperm tests (n = 11/32); four were toxic to BHK-21 cells. Mycophenolic acid, which is a potential immunosuppressant, was detected in the initial and follow-up urine samples of (2/2) office workers who did not take immunosuppressive drugs. Their urinary mycotoxin profiles differed from household and unrelated controls. Our study suggests that the presence of mycotoxins in indoor air is linked to the morbidity of the occupants. The cytotoxicity test of the indoor air condensate is a promising tool for risk assessment in moisture-damaged buildings.Peer reviewe

Role of Biochar and Fungi on PAH Sorption to Soil Rich in Organic Matter

The use of biochar (BC) has been suggested for remediation of contaminated soils. This study aims to investigate the role of microorganisms in sorption of PAH to BC-amended soils. Fungi, especially the wood and litter-degrading fungi, have shown the ability for humification and to degrade recalcitrant molecules, and are thus suitable model organisms. Haplic Arenosol with high organic matter content was chosen to highlight the importance of soil organic matter (SOM) in PAH sorption, possibly to form non-extractable residue. Basidiomycetous fungi Agrocybe praecox and Phanerochaete velutina grown on pine bark were inoculated in organic matter (OM)-rich Haplic Arenosol and OM-poor sandy loam with either BC or chemically activated BC (ABC) and 14C-labelled pyrene for 60 days. Fungi did not mineralize pyrene, but increased sorption up to 47–56% in BC-amended Haplic Arenosol in comparison with controls (13–25%) without a fungus irrespective of the presence of an adsorbent. In OM-poor sandy loam, only 9–12% of pyrene was sorbed to amended soil in the presence of fungus and adsorbent. The results suggest that BC and fungal amendment increased sorption of pyrene, especially to Haplic Arenosol more than by either BC or fungi alone.Peer reviewe

Biomonitoring of Indoor Air Fungal or Chemical Toxins with Caenorhabditis elegans nematodes

Bad indoor air quality due to toxins and other impurities can have a negative impact on human well-being, working capacity and health. Therefore, reliable methods to monitor the health risks associated with exposure to hazardous indoor air agents are needed. Here, we have used transgenic Caenorhabditis elegans nematode strains carrying stress-responsive fluorescent reporters and evaluated their ability to sense fungal or chemical toxins, especially those that are present in moisture-damaged buildings. Liquid-based or airborne exposure of nematodes to mycotoxins, chemical agents or damaged building materials reproducibly resulted in time- and dose-dependent fluorescent responses, which could be quantitated by either microscopy or spectrometry. Thus, the C. elegans nematodes present an easy, ethically acceptable and comprehensive in vivo model system to monitor the response of multicellular organisms to indoor air toxicity.Peer reviewe

Workspace methodologies : studying communication, collaboration and workscapes

This report consists of descriptions of methods, which are used for studying, evaluating and developing workplaces. Work environments are analyzed as layers or imbedded levels: as physical, virtual and mental/social spaces. In this analysis, Kurt Lewin's classical psychological concept 'Life Space' is used as well as the concept 'ba' provided by Nonaka, Toyama and Konno. 'Ba' refers to socially shared space, where people create, share and use knowledge. The concept of Ba unifies the physical space, such as an office space, the virtual space, such as e-mail, and the mental or social space, such as common experiences, ideas, values, and ideals shared by people with common goals as a working context. A hypothesis is that the support and/or hindrances of these spaces have a crucial influence on the activities of employees, groups and organizations. To design and develop workplaces it is fundamental to identify these facilitating and hindering work context characteristics. For this purpose, various methods are needed to collect data, to analyze it, to describe and model the environments, and to analyze their quality. In this report, some only methods are described. They are: social network analysis, sketching and photographing methods, communication analysis, work requirement and well-being analysis, simulation game method and multidisciplinary workplace study methodology. The described methods are examples of approaches and methods meant to cling to the challenges of workplace design.Tämä raportti koostuu työtilojen tutkimisessa, arvioinnissa ja kehittämisessä käytettyjen tiedonkeruu- ja analysointimenetelmien kuvauksista. Työn toimintaympäristöä eritellään eri tasoina tai kerrostumina: fyysisinä, virtuaalisina ja henkisinä/sosiaalisina tiloina. Tasoerittelyssä hyödynnetään Kurt Lewinin klassista, yksilöpsykologista 'elämäntila' käsitettä sekä Nonakan, Toyaman ja Konnon käsitettä 'ba'. Ba tarkoittaa sosiaalisesti jaettua tilaa, jossa olevat ihmiset luovat, jakavat ja käyttävät tietoa. 'Ba' yhdistää fyysisen tilan, kuten toimisto, virtuaalisen tilan, kuten sähköposti, ja henkisen tai sosiaalisen tilan, kuten yhteisesti jaetut kokemukset, ideat ja ihanteet. Oletuksena on, että näiden tilojen tarjoama tuki ja esteet vaikuttavat keskeisellä tavalla yksittäisten työntekijöiden, ryhmien ja organisaatioiden toimintaan. Työpaikkojen suunnittelun ja kehittämisen kannalta on olennaista tunnistaa toimintaa helpottavia ja estäviä tekijöitä. Tähän tarvitaan erilaisia menetelmiä kerätä työtiloja koskevaa tietoa, analysoida sitä, kuvata näitä ympäristöjä ja arvioida niiden laatua. Raportin kirjoituksissa kuvataan joitakin menetelmiä. Kuvatut menetelmät ovat: sosiaalisten verkostojen analyysimenetelmät, piirros- ja valokuvamenetelmä, kommunikaatioanalyysi, kuormitustekijä- ja hyvinvointianalyysi, simulaatiopelimenetelmä ja monitieteinen työpaikkojen tutkimusmetodologia. Esitellyt menetelmät ovat esimerkkejä tavoista paneutua työpaikkojen tutkimuksen haasteisiin