Schimmel in Gebäuden
Ein besonderes Problem stellt der Schimmel in Gebäuden, insbesondere in Wohngebäuden dar. Ursachen für Schimmel in Gebäuden sind Nutzerverhalten, Mängel an der Baukonstruktion oder meistens eine Kombination aus beiden. Fast alle Voraussetzungen für das Wachstum von Schimmelpilzen sind in Wohngebäuden vorhanden:
Nährstoffe, meist Zellulose (Tapeten, Kleister, Holz und Holzwerkstoffe, Gipskartonplatten) oder auch Kunststoffe (Wandbeschichtungen, Teppichböden, sonst. Bodenbeläge...). Selbst Staub reicht meist aus.
Die Temperaturen liegen meist in einem Bereich, in dem sich viele Mikroorganismen gut entwickeln.
Extreme pH-Werte sind relativ selten.
Lediglich die für das Wachstum notwendige Feuchtigkeit lässt sich konstruktiv und durch das Nutzerverhalten steuern. Viele dieser Mikroorganismen wachsen bereits ab einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80%, so dass es insbesondere unterhalb des Taupunktes (Taupunkttabelle siehe Fachbuch von Isenmann, unter Literatur) zu Schimmelpilzbefall kommen kann. Deshalb spielt die Beseitigung von Feuchtigkeit die zentrale Rolle bei der Schimmelpilzbeseitigung. Feuchtigkeit entsteht im Allgemeinen entweder durch defekte technische Ausrüstung (Wasserleitungen, Heizleitungen, Abwasserleitungen, Dachentwässerungen...), durch baukonstruktive Mängel und/oder Fehler sowie durch Nutzereinflüsse (fehlerhaftes Lüften, ungenügendes Heizen, zu geringer Wandabstand usw.) . Bei den baukonstruktiven Fehlern ist noch einmal zwischen Konstruktionsmängeln zu unterscheiden, durch die Feuchtigkeit aus Niederschlägen oder Grundwasser in das Gebäude eindringen kann (fehlerhafte oder nicht vorhandene Bauwerksabdichtung z.B. Horizontalsperre und Vertikalsperre), und Konstruktionsmängeln in Bezug auf den Mindestwärmeschutz. Hinzu kommen Bauschäden.
Die Anforderungen an den Mindestwärmeschutz werden in DIN 4108-2 definiert. Die DIN geht dabei von standardisierten Klimabedingungen aus. Sie beinhalten relative Raum-Luft-Feuchte von nicht mehr als 50 % und eine Raum-Luft-Temperatur von +20°C und in Bädern von +22°C. Aus dem Urteil des OLG Frankfurt/M. 19 U 7/99 vom 11.02.2000 (NZM 2001, 39) ergibt sich, dass die Einhaltung dieser Werte gefordert werden kann. Das Gericht entschied: Ein ordnungsgemäßes Lüften einer Wohnung liegt bei einem dreimaligen Stoßlüften vor. Eine derartige Verhaltensweise kann - in Zusammenhang mit einem ausreichenden Beheizen - jedem Eigentümer oder Nutzer einer Wohnung zugemutet werden, da hier nur ein normales alltägliches Wohnverhalten verlangt wird. Das Oberlandesgericht beanstandete es dabei nicht, dass der beauftragte Sachverständige von den genannten Normwerten ausgegangen ist.
Im Einzelfall können in der Realität größere Abweichungen von diesen idealisierten Bedingungen auftreten.
Im Gebäudebestand werden die Anforderungen nach der aktuellen Normausgabe nicht immer eingehalten. Dann kann es sogar bei einer Nutzung unter Normbedingungen zu Feuchteschäden kommen, die ein Schimmelwachstum ermöglichen.
Dies kann aber auch dann vorkommen, wenn das Gebäude den Normbedingungen entspricht und es mangel- sowie schadensfrei ist, weil z. B. der Wandabstand nicht ausreicht, zu gering oder nur ungleichmäßig geheizt wird oder Lüftungsfehler vorliegen. Dabei reicht es schon aus, wenn einer dieser Einflüsse vorliegt.
Besonders umfangreich sind die Folgen dann, wenn mehrere Ursachen zusammentreffen. Dabei können Ursachenkombinationen durch Nutzerfehler auch mit Bauwerksursachen zusammentreffen. In solchen Fällen sollte dann ein Sachkundiger, wie z. B. ein öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger, eingeschaltet werden.
Beträgt die Raumluftfeuchtigkeit nutzungsbedingt wegen unzureichender Belüftung mehr als 60%, besteht auch bei ausreichendem Mindestwärmeschutz der Außenbauteile ein Schimmelpilzrisiko.
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Ergänzend
sei bemerkt, dass eine wesentliche Ursache in Deutschland der Einbau von hermetisierenden Isolierglasfenstern ist. Dies ist hochamtlich im 3. Bauschadenbericht der Bundesregierung dokumentiert.
:: Schimmelpilzbefall nach Fensteraustausch (1995)
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Schimmelpilze: ein Überblick
Zu den Schimmelpilzen werden Pilze gerechnet, die typische Pilzfäden und Sporen ausbilden. Schimmelpilze benötigen zum Wachsen viel Feuchtigkeit. Ursachen erhöhter Feuchte innerhalb von Gebäuden können zum Beispiel sein: Direkter Eintrag von Feuchtigkeit über defekte Dächer, Risse im Mauerwerk, ungenügendes Austrocknen nach Baumaßnahmen sowie Wassereintritt infolge Rohrbrüchen etc.
Eine weitere Ursache besteht in der unzureichenden Abfuhr erhöhter Raumluftfeuchte durch unsachgemäßes Heizen und Lüften, Kondensation der Luftfeuchte im Bereich von „kalten“ Wänden, die beispielsweise durch Wärmebrücken oder bei unzureichender Wärmedämmung entsteht.
Schimmelpilze entwickeln sich oft im Verborgenen. Erster Hinweis sind ein modriger, muffiger Geruch oder dunkle Flecken an Wänden, Decken oder Mobiliar. Rascher Handlungsbedarf besteht bei oberflächlich bereits mit bloßem Auge deutlich erkennbarem Schimmelbefall.
Vor der Sanierung des Schimmelpilzbefalls müssen die Ursachen für das Schimmelpilzwachstum, insbesondere die eines erhöhten Feuchteeintritts geklärt und abgestellt werden.
Von Schimmelpilzen kann eine Gesundheitsgefahr ausgehen, insbesondere, wenn die Sporen in großer Zahl eingeatmet werden. Grundsätzlich sind alle Schimmelpilze in der Lage, allergische Reaktionen wie Schleimhautreizungen, Husten, Kopfweh oder Müdigkeit auszulösen. Asthmaanfälle sind bei vorgeschädigten oder besonders empfindlichen Personen ebenfalls möglich.
Vorbeugend gegen Schimmelpilzwachstum wirkt richtiges Lüften und Heizen mit regelmäßigem Abführen der Feuchtigkeit nach außen. Ein baulich intaktes Gebäude ohne direkte Feuchteeintrittsmöglichkeiten ist ohnehin Voraussetzung. In modernen, luftdicht abgeschlossenen Gebäuden kann eine Veränderung des Lüftungsverhaltens erforderlich werden, um die Schimmelgefahr zu reduzieren. Grundsätzlich gilt: Durch Lüften eingebrachte kalte Luft kann im Winter mehr Feuchtigkeit aus einem Raum transportieren als im Sommer.
Das Umweltbundesamt hat zur vertiefenden Information über Ursachen, Bewertung und Bekämpfung von Schimmelpilzbefall eine Broschüre und einen umfangreichen Leitfaden herausgegeben, die Interessentinnen und Interessenten kostenlos zur Verfügung stehen.
UBA, Stand: 28.05.2003
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Nutzen und Schaden
guter Schimmel / schädlicher Schimmel
Mit dem Begriff „Schimmel“ bezeichnet man vor allem die oberflächlich sichtbaren Auswüchse der Schimmelpilze, also meist deren Konidien- oder Sporangienträger, seltener auch deren Mycel.
Man kann zwischen schädlichen Schimmelpilzen (Hausschwamm) und nützlichen Formen (z. B. Edelschimmel auf Käse) unterscheiden. Primär schädlich sind Schimmelpilze, die Mykotoxine produzieren, mittelbar können fast alle Pilze aufgrund der Sporenausschüttung allergen wirken. Schimmelpilze können daher auf unterschiedliche Weise dem menschlichen Befinden schaden:
Ihre Sporen können bei empfindlichen Menschen allergische Reaktionen hervorrufen.
Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen sowie die Zellwandbestandteile (Glukane) können toxisch (giftig) wirken. Ein Beispiel hierfür ist der „Fluch des Pharao“, welcher auf den Schimmelpilz Aspergillus flavus zurückgeführt wird.
Sie können Infektionen der Atemwege sowie Asthma hervorrufen (siehe Aspergillose). Dies spielt vor allem bei immungeschwächten Menschen eine Rolle.
Sie können eine erhebliche Geruchsbelästigung darstellen.
links: verschimmelte Wurst (Quelle: selbst fotografiert (wikipedia.de, GFDL)
rechts: schimmliges Brot (Source: english wikipedia, original upload 3 November 2004 by Maestrosync)
links: verschimmelter Frischkäse (Moldy Cream Cheese - courtesy of my housemate... Taken by Thomas Wieczorek (Pteron) on 3 April 2004. Source: english wikipedia, original upload 3 April 2004 by Pteronc)
rechts: Ein Apfel mit Fruchtkörpern von Monilia sp. (Description: An apple, with fruit bodies of Monilia sp.
Source: Photo taken in Rum, Tirol, Austria, Date: 22.09.2005, Author: Mnolf)
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Kennzeichen, Verbreitung und Arten
Schimmelpilze finden sich als faseriger, flockiger oder staubiger, weißlicher, grauer, bläulichgrüner, gelblicher, rötlicher, bräunlicher oder schwärzlicher Überzug auf meist leblosen Körpern der verschiedensten Art. Feuchte Luft fördert dabei ihre Ausbreitung. Oft beginnen Schimmelpilze auf organischen Substanzen zu wuchern, wenn diese einer Fäulnis unterliegen. Zuerst bildet sich aus einer zufällig auf die Unterlage gefallenen Schimmelpilz-Spore eine fädige Struktur, das Mycel. Dieses besteht aus mikroskopisch kleinen, langen, dünnen, vielfach verzweigten Pilzfäden (Hyphen), die sich von einzelnen Punkten aus allseitig zentrifugal ausbreiten. An ihrer Spitze wachsen diese Hyphen mit großer Geschwindigkeit weiter, so dass der Schimmel nicht selten rasch große Flächen überwuchert.
Penicillium: KonidienträgerBekannte Schimmelpilz-Gattungen sind Mucor (Köpfchenschimmel), Rhizopus (gemeiner Brotschimmel), Aspergillus (Gießkannenschimmel), Cladosporium, Penicillium (Pinselschimmel) und Alternaria.
Alle Schimmelpilze ernähren sich von organischem Material. Sie zählen zu den heterotrophen Organismen. Als Ernährungsgrundlage dienen alle möglichen organischen Stoffe, wie sie zum Beispiel in verfaulenden Früchten, in der Marmelade, in altem Brot, im Getreide, in Nüssen, im Erdboden, im Holz, im Kot, in Staubkörnern oder sogar in Kunststoffen vorkommen. Einige Schimmelpilze wachsen sogar auf Leder.
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Fortpflanzung
Die Vermehrung erfolgt meist auf ungeschlechtlichem Wege über Sporen, die überall in der Luft vorhanden sind und bei schimmelbildenden Schlauchpilzen - wie etwa Aspergillus oder Penicillium - Konidien genannt werden. Dazu erzeugen die Myzelfäden nach einiger Zeit zahlreiche sich vertikal von der Oberfläche erhebende Sonderhyphen, die Konidienträger. Diese sind bei den einzelnen Arten unterschiedlich gestaltet und bestehen aus oft dicht verzweigten Hyphen, die bei schwacher Vergrößerung wie ein kleiner Wald aussehen. An den äußeren Verästelungen dieses „Waldes“, den Sterigmen, werden reichlich Sporen (Konidien) gebildet, die kettenförmig aneinandergereiht nach außen ragen. Der Schimmel nimmt in dieser Periode eine eher staubige Beschaffenheit an.
Bei den schimmelbildenden Mucorales, die zu den Zygomyceten gehören, erfolgt die Bildung oft tausender von Sporen in den Sporangien, kugeligen Anschwellungen am Ende von Sporangienträgern.
Schimmelpilze benötigen zum Wachstum vor allem Nährstoffe und Feuchtigkeit. Daneben beeinflussen das Sauerstoffangebot, die Temperaturen, der pH-Wert und weitere Faktoren das Wachstum von Schimmelpilzen.
Penicillum: Konidienträger
Bread mold. Taxonomy: Kingdom: Fungi. Phylum: Ascomycota. Class: Euascomycetes.
Order: Eurotiales. Family: Trichomaceae. Genus: Penicillium
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Schimmelpilz: Sporen
Eine Spore bezeichnet in der Biologie ein Entwicklungsstadium von Lebewesen, das ein- oder wenigzellig ist. Sporen dienen der ungeschlechtlichen Vermehrung, der Verbreitung, der Überdauerung oder mehreren dieser Zwecke zugleich. Eine gesonderte Form bilden Endosporen.
Sporen werden vor allem von niederen Lebewesen, also z. B. Bakterien, Pilzen, Protozoen, Algen, Moosen, Farnen (Gefäßsporenpflanzen), gebildet. Bei den höheren Pflanzen werden das einzellige Pollenkorn (Mikrospore) und die Embryosackmutterzelle (Megaspore) als Sporen gedeutet.
Der Prozess, bei dem sie gebildet werden, heißt Sporulation. Oft werden sie von einem Individuum in großer Zahl gebildet, wodurch sie sich insbesondere zur Vermehrung und Verbreitung eignen. Wenn sie gegen Umwelteinflüsse resistent sind, eignen sie sich besonders zur Überdauerung.
Es gibt sowohl Sporen, die aus Meiose entstehen, also haploid sind (Meiospore), wie auch Sporen, die aus Mitose (ungeschlechtlich) entstehen (Mitospore).
Viele Sporen sind sehr widerstandsfähig, sie können ihren kompletten Metabolismus einstellen und verbrauchen dann weder Wasser noch Nährstoffe noch Sauerstoff. Zusätzlich haben sie Zellwände, die eine Wasserverdunstung verhindern. Deswegen können sie oft sehr lange und unter sehr unwirtlichen Bedingungen überleben.
Aufgrund ihrer Widerstandsfähigkeit gegen biologischen Zerfall und der großen Anzahl, in der sie freigesetzt werden, findet man Sporen oft in fossilen und geschichtlichen Ablagerungen. In der Archäologie und Paläontologie dienen sie als Indizien für Datierungen, Umweltbedingungen und Klimaveränderungen.
Von besonderer Bedeutung sind Endosporen von Bakterien, weil sie in der Regel sehr resistent gegen Austrocknung, toxische und auf andere Weise aggressive Stoffe, Alterung und Hitze sind. So können einige Bakterien-Endosporen in kochendem Wasser einige Stunden überdauern und im trockenen Zustand sogar etwa eine Stunde bei 150°C. Man vermutet, dass Bakterien-Endosporen mehrere hundert, vielleicht sogar tausend Jahre lebend überdauern können.
Es gibt Vorstellungen, nach denen sich Gameten (kleine, haploide Entwicklungsstadien von Lebewesen, gebildet für die geschlechtliche Fortpflanzung) im Laufe der Evolution der Organismen aus Sporen entwickelt haben.
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Schimmelpilz: Myzel
Das Myzel, auch Mycel, Plural Myzele oder Myzelien, ist die Gesamtheit aller Hyphen, der fadenförmigen Zellen eines Pilzes. Im allgemeinen Sprachgebrauch werden als Pilze nur die sichtbaren Fruchtkörper bezeichnet. Der eigentliche Pilz ist jedoch das feine, fadenförmige, meist unsichtbare Geflecht aus Hyphen im Boden oder bei Baumpilzen im Holz. Pilzmyzele können eine Größe von mehreren Quadratkilometern besitzen und ein enormes Alter erreichen wie bei den Hallimaschen. Unter Paarkernmyzel versteht man ein Myzel, das in jeder Zelle einen Plus-Kern und einen Minus-Kern enthält. Es sei noch erwähnt, dass auch einige Bakterien Myzelien bilden, z. B. Streptomyces.
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Schimmelpilz: Hyphen
Hyphen sind die fadenförmigen Zellen der Pilze.
Aus ihnen besteht der gesamte Pilz: Das Mycel, die Fruchtkörper sowie die Mykorrhizen der Baumpilze. Unabhängig von den Strukturen der verschiedenen Symbiosen sieht die direkte Kontaktzone zwischen Pilz und Pflanze immer ähnlich aus: Pilz- und Pflanzenzelle bleiben immer voneinander getrennt, selbst wenn der Pilz in einzelne Pflanzenzellen hineinwächst. Zwischen dem Cytosol des Pilzes und dem der Pflanze verbleiben also immer zwei Membranen, eine vom Pilz, eine von der Pflanze. Diese Membranen besitzen spezielle Kanäle, die den Transport verschiedener Stoffe kontrollieren. Die beiden Membranen von Pilz und Pflanzen sind außerdem immer durch eine Schicht extrazellulärer Matrix getrennt. Diese Schicht gehört zum Apoplasten und kann sowohl vom Pilz auch von der Pflanze stammen. Sie ist oft besonders dünn und durchlässig – die zu transportierenden Stoffe überwinden sie leicht mittels Diffusion.
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Schimmelpilz: Konidien
Konidien (Konidiensporen) nennt man eine bestimmte Form von Sporen schimmelbildender Schlauchpilze.
Konidosporen treten beispielsweise im Sommer beim Apfelschorf auf und spielen bei der Bekämpfung vieler Pflanzenkrankheiten eine zentrale Rolle.
Auch einige Edelschimmel, die in der Käserei zum Einsatz kommen, gehören zu den konidienbildenden Schimmelpilzen, so der Penicillium camemberti und der Penicillium candidum.
Zeichnung einer Konidospore (Quelle: Eigene Zeichnung, Fotograf/Zeichner: J.Marqua, 23.05.2005)
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Schimmelpilzmilieu: der pH-Wert
Exakte Definition des pH im wässrigen Milieu
Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus des Verhältnisses aus der Aktivität der Hydroniumionen a(H3O+) zur Aktivität a(H2O) von einem Mol Wasser:
Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Oxoniumionenkonzentration und damit ein Maß für die Stärke der sauren bzw. basischen Wirkung einer Lösung. Der Begriff leitet sich von pondus Hydrogenii oder potentia Hydrogenii (lat. pondus = Gewicht; potentia = Kraft; hydrogenium = Wasserstoff) ab.
pH <7 entspricht einer sauren Lösung
pH 7 entspricht einer neutralen Lösung
pH >7 entspricht einer alkalischen Lösung
Genau bestimmt werden kann der pH-Wert mit Hilfe von bestimmten Messgeräten (pH-Elektrode) oder ungefähr mit einem Universal-Indikator und dem Vergleich mit einer Farbskala.
Zusammenhang mit Säuren und Basen
Werden Säuren oder Basen in Wasser gelöst, geben diese durch die Dissoziation Wasserstoffionen ab und verändern dadurch den pH-Wert. Damit wird der pH-Wert zu einem Maß der Menge an Säuren und Basen in einer Lösung. Je nach Stärke der Säure oder Base dissoziiert sie zu einem größeren Anteil und verändert somit den pH-Wert drastischer.
Üblicherweise werden pH-Werte zwischen 0 (stark sauer) und 14 (stark alkalisch) angegeben. Das hat einfach praktische Gründe; nahezu alle chemischen Reaktionen in wässriger Lösung laufen in diesem Bereich ab. pH-Werte können allerdings - wie auch aus der Definition hervorgeht - bei sehr starken Basen durchaus größer als 14 und bei sehr starken Säuren auch kleiner als 0 sein. Die pH-Skala wird nur begrenzt durch die Löslichkeiten von Säuren bzw. Basen in Wasser. So hätte zum Beispiel eine Natronlauge mit einem pH-Wert von 15 eine Konzentration von 10 mol NaOH pro Liter; das entspräche rund 400 g gelösten NaOH in einem Liter Lauge, was durchaus möglich sein könnte. Ein pH-Wert von 16 wäre schon nicht mehr realisierbar, da 4 kg NaOH unmöglich in 1 L Lauge gelöst sein können (100 mol/L (!)).
Eine besondere Bedeutung haben Lösungen aus einer schwachen Säure mit einem ihrer Salze bei einem pH- Wert, der nah am Wert ihrer Säurekonstanten liegt. Solche Lösungen heißen Pufferlösung. Ihr pH-Wert ändert sich bei Zugabe von Säuren und Basen nur sehr geringfügig, solange, bis die Pufferkapazität erreicht ist. (Gleiches gilt analog für schwache Basen mit ihren Salzen und ihrer Basenkonstante).
Lässt man Wasser an der Luft stehen, erfolgt die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid, das in Wasser geringfügig löslich ist. Es bildet sich die soganannte Kohlensäure: CO2 + H2O -> HCO3- + H+ Ein pH-Wert von etwa 5 stellt sich ein. Dieser pH-Wert gilt als dermatologisch neutral
Berechnung des pH-Wertes bei bekannter Konzentration an Säuren und Basen
Der pH-Wert lässt sich bei bekannter Konzentration an Säuren und Basen in einer wässrigen Lösung auch berechnen. So entspricht der pH-Wert starker Säuren dem negativen dekadischen Logarithmus der Konzentration der Säure, da man davon ausgeht, dass die Konzentration der Säure der der Oxoniumionen entspricht und die Autoprotolyse des Wassers außer Acht lässt. Der pH-Wert von schwachen Säuren ist näherungsweise die Hälfte der Differenz von pKS-Wert und dem dekadischen Logarithmus der Säurekonzentration. Bei mehrprotonigen Säuren muss man diese Werte für jedes abgegebene Proton berechnen und anschließend addieren. (Näherung!) Diese Berechnungen können für das Herstellen von Lösungen mit einem bestimmten pH-Wert sehr hilfreich sein.
Für Lösungen eines Salzes einer Säure bzw. Base lässt sich der pH-Wert über die sogenannte Henderson-Hasselbalch-Gleichung näherungungsweise berechnen. Sind jedoch verschiedene Salze von mehrbasiger Säuren gelöst, verkompliziert sich diese Gleichung sehr rasch. Für eine genaue Berechnung muss zusätzlich noch die Aktivität berücksichtigt werden. Eine Lösung dieser Gleichungen ist dann nur noch über iterative (sich wiederholende) Verfahren möglich.
Temperaturabhängigkeit
pH-Werte verschiedener Lösungen sind temperaturabhängig; dies soll am Beispiel einer 1 Molaren Phenollösung veranschaulicht werden. Angenommen die Temperatur der Lösung beträgt 30 °C. Der pKS-Wert von Phenol (PhOH) ist 10, somit hat die Lösung einen pH-Wert von ~4,5. Ändert sich die Temperatur, so können im wesentlichen drei Prozesse - unter Umstände gekoppelt - auftreten:
1. Bei einer Temperaturerhöhung vergrößert sich das Volumen der Lösung, die molare Konzentration an Phenol verringert sich. Somit steigt, wenn auch nur geringfügig, der pH-Wert. (Analog sinkt er bei einer Temperaturerniedrigung)
2. Bei einer Temperaturabsenkung auf 20 °C hat Phenol eine geringere Löslichkeit in Wasser und es lösen sich nur noch ca. 0,9 mol/L. (Anm:: Es gibt auch Stoffe die bei geringeren Temperaturen eine bessere Löslichkeit aufweisen!) In diesem Fall steigt der pH-Wert ebenfalls, hier auf rund 4,55.
3. Auch die Gleichgewichtskonstante k für die Dissoziation von Phenol ist temperaturabhängig: PhOH --> PhO- + H+ Vergrößert sich k, so würde hier der pH-Wert sinken. Gleiches gilt natürlich umgekehrt.
Von allen drei Prozessen ist der dritte in aller Regel ausschlaggebend.
Alle Überlegungen würden im Grunde auch für eine Druckabhängigkeit des pH-Wertes gelten; jedoch sind die Effekte dort bei weitem nicht so stark ausgeprägt und (fast alle) Reaktionen, bei denen der pH-Wert eine Rolle spielt , laufen bei Normaldruck, oder ganz in der Nähe davon ab. Eine Ausnahme bildet vielleicht die Kohlensäure
Die Auswirkung des pH-Werts auf das Wachstum von Pflanzen
Grundsätzlich beeinflusst der pH-Wert des Bodens die Verfügbarkeit der Nährsalze (zum Beispiel Eisenmangel bei neutralem und alkalischem pH-Wert). Zudem schädigen extreme pH-Werte die Pflanzenorgane (saurer Regen, Verätzungen).
Für den Nährstoffhaushalt von Pflanzen ist (neben Phosphor, Schwefel und Kali) Stickstoff von besonderer Bedeutung. Stickstoff wird fast immer in Form von wasserlöslichem Ammonium (NH4+ Ionen) oder häufiger als Nitrat (NO3- Ionen) aufgenommen. Ammonium und Nitrat stehen in Böden mit einem pH-Wert von 7 im Gleichgewicht. Bei sauren Böden überwiegen die NH4+ Ionen, bei alkalischen Böden überwiegen die NO3- Ionen.
Wenn nun eine Pflanze aufgrund der Durchlässigkeit der Wurzelmembranen nur NH4+ aufnehmen kann, ist sie an saure Böden gebunden und dementsprechend obligat acidophil (säureliebend). Wenn sie nur Nitrat NO3- aufnehmen kann, kann sie nur auf basenreichen Böden wachsen (obligat basophil). Wenn sie jedoch sowohl Ammonium, als auch Nitrat aufnehmen kann, kann sie sowohl auf sauren als auch auf basenreichen Böden wachsen. In Mineraldüngern wird Ammoniumnitrat (NH4NO3) verwendet, ein Salz aus Ammonium- und Nitrat-Ionen.
Viele Pflanzenarten bevorzugen einen bestimmten pH-Bereich. Wenn dieser Idealbereich nur leicht über- oder unterschritten wird, ist für die meisten Pflanzen ein normales Wachstum noch ohne weiteres möglich, zumal ein „falscher“ pH-Wert durch andere das Wachstum beeinflussende Faktoren ausgeglichen werden kann (zum Beispiel Sonneneinstrahlung, Nährstoffgehalt und so weiter).
Bei übermäßig hohem oder niedrigem pH-Wert sind die Nährstoffe im Boden festgelegt und stehen somit für die Pflanzen nur noch unzureichend zur Verfügung. Außerdem werden bei einem sehr niedrigen pH-Wert für Pflanzen giftige Stoffe des Bodens freigesetzt. Dazu gehören Aluminium- und Mangan-Ionen.
Siehe auch: Boden-pH, Kalkstet, Kalkhaltiger Boden, Saurer Boden, Bodenversauerung
Die Bedeutung des pH-Wertes beim Menschen
Ein Beispiel: Auch bei der menschlichen Fortpflanzung hat der pH-Wert eine entscheidende Bedeutung. Während das Scheidenmilieu zur Abwehr von Krankheitserregern sauer ist, hat das Sperma des Mannes einen basischen pH-Wert. Die beim Geschlechtsakt einsetzende Neutralisationsreaktion, führt zu einem optimalen Milieu zur Bewegung der Spermien. Somit handelt es sich beim pH-Wert um keine abstrakte Größe, sondern um eine existenzielle "Größe".
Auch ist die Haut des Menschen leicht sauer, dieser Säuremantel ist ein Schutz vor Krankheitserregern. Seifen, normalerweise basisch, "trocknen" somit die Haut aus, weil sie die Säureschicht zerstören, ein "pH-hautneutrale" Seife hat deswegen keinen neutralen pH-Wert, sondern einen leicht sauren.
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Schimmelpilz: Aspergillus (1)
Aspergillus ist eine Schimmelpilzgattung mit rund 200 Arten weltweit. Der Pilz tritt in zwei morphologischen Formen auf: in Schimmelform und in Hefenform.
Seine natürlichen Lebensräume sind Heu und Kompost. 1729 wurde Aspergillus vom italienischen Priester und Biologen P. Micheli zum erstenmal beschrieben. Das mikroskopische Bild des Pilzes erinnerte ihn an einem Aspergil (Weihwasserwedel), daher stammt der Name. Es ähnelt auch einem Gießkannenkopf, oder einem Aspergil, aus dem gerade Wasser austritt. Daher rührt auch der gelegentlich verwendete deutsche Name Gießkannenschimmel.
Wachstum und Verbreitung
Aspergilli sind aerobische Lebewesen, die in fast allen sauerstoffreichen Umgebungen leben. Gewöhnlich wachsen sie auf kohlenhydratreichen Substraten, vor allen Glucose. Aspergilli produzieren Amylase, die ihnen erlaubt Polysaccharide, wie zum Beispiel Stärke als Kohlenstoffquelle zu nutzen. Deshalb kommen Aspergillusarten auf stärkehaltigen Lebensmitteln, wie Brot oder Kartoffeln, vor und wachsen auf Pflanzen.
Neben kohlenhydratreichen Substraten wachsen viele Aspergillusarten auch in Umgebungen, in welchen Nährstoffmangel herrscht. Aspergillus niger, zum Beispiel, wächst an feuchten Wänden und als Hauptkomponente des Mehltaus. Unter Umständen kommen Aspergillus-Arten auf Substanzen ohne Kohlenstoffquelle vor, wo sie Salz- und Stickstoffquellen, wie Ammoniak und Nitrate verwerten.
Wirtschaftliche Bedeutung
Aspergillus-Arten sind die wirtschaftlich wichtigsten Pilze. Sowohl primäre als auch sekundäre Stoffwechselprodukte werden verwendet. A. niger, zum Beispiel, produzieren über 99% des weltweiten Zitronensäure-Bedarfes. Diese Art wird auch für die Produktion von Lysozym und Glucose oxidase verwendet.
Krankheiten
Einige Arten sind für Mensch und Tier pathogen. A. fumigatus und A. flavus verursachen Infektionskrankheiten. A. fumigatus und A. clavatus sind für Allergien verantwortlich. Einige Arten bilden so genannte Mykotoxine, wie das Aflatoxin, die teils nur schädlich, teils tödlich wirken, weshalb die Toxizität von Aspergillus flavus als naturwissenschaftliche Erklärung für den "Fluch des Pharao" dient.
Arten
Zur Gattung Aspergillus gehören unter anderem diese Arten:
Aspergillus caesiellus
Aspergillus candidus
Aspergillus carneus
Aspergillus clavatus
Aspergillus deflectus
Aspergillus flavus
Aspergillus fumigatus
Aspergillus glaucus
Aspergillus nidulans
Aspergillus niger
Aspergillus ochraceus
Aspergillus oryzae
Aspergillus parasiticus
Aspergillus penicilloides
Aspergillus restrictus
Aspergillus sojae
Aspergillus sydowi
Aspergillus terreus
Aspergillus ustus
Aspergillus versicolor
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Wissenschaftsteam entschlüsselt Schimmelpilz-Genom
Innsbrucker Molekularbiologen mit 30 Institutionen an Sequenzierung beteiligt
Ein Wissenschaftsteam von 30 Institutionen - darunter auch Molekularbiologen der Universität Innsbruck - haben das Genom von drei verwandten Schimmelpilzspezies entschlüsselt. Aspergillus nidulans, Aspergillus oryzae und Aspergillus fumigatus zählen zu den Schimmelpilzen, die weltweit vorkommen und für den Menschen von großer Bedeutung sind. Das Wissenschaftsmagazin Nature http://www.nature.com berichtet über die neuen Pilzgenome in der jüngsten Ausgabe.
Die Wissenschaftler um Hubertus Haas an der Sektion für Molekularbiologie des Biozentrums Innsbruck http://mol-biol.i-med.ac.at haben einen wichtigen Beitrag dazu geleistet, da sie seit Jahren am Aspergillus fumigatus, der der Erreger der so genannten Aspergillose-Erkrankung ist, forschen. Die Therapiemöglichkeiten bei dieser Erkrankung sind bisher nur sehr begrenzt. Dem Innsbrucker Team ist es schon vorher gelungen, die notwendige Eisenzufuhr des Pilzes zu stoppen und damit sein Wachstum stark einzuschränken. Die Eisenaufnahme - auch Siderophorsystem genannt - ist für die Virulenz des Schimmelpilzes essenziell. Die Forscher arbeiten derzeit an entsprechenden Ansatzpunkten für neue antifungale Therapien. "Die nun abgeschlossene Sequenzierung des Genoms von Aspergillus fumigatus ist für uns ein großer Fortschritt und wird für einen gewaltigen Schub in diesem Forschungsbereich sorgen", so Haas.
Dem Forschungsteam, das an der Sequenzierung des Genoms beteiligt war, bestand unter anderem aus Wissenschaftlern des Institute for Genomic Research (TIGR) in Maryland und der School of Medicine in Manchester. Das Team von Haas hat bei der Beschreibung jener Gene gearbeitet, die mit dem Eisenstoffwechsel assoziiert sind. Die Genomsequenz hat in kürzester Zeit wichtige Hinweise zur Aufklärung verschiedener Stoffwechsel- und Signalwege im Schimmelpilz geführt. "Auf der Basis dieser Daten können wir uns jetzt der Charakterisierung der Genfunktionen zuwenden", meint Haas. Neben Aspergillus fumigatus wurden zwei weitere Schimmelpilze der Gattung sequenziert. Aspergillus nidulans gilt seit langem als Modellsystem für die Schimmelpilzforscher, weil er über einen sexuellen Zyklus verfügt und damit klassischen genetischen Analysen zugänglich ist. Er ist sehr anpassungsfähig und kann eine Vielzahl von organischen Substraten verwerten. Aspergillus oryzae ist ungiftig und wird vor allem in Japan in der Lebensmittelproduktion eingesetzt, da die vom Pilz produzierten Enzyme bei der Fermentierung von Sojaprodukten helfen.
Aspergillus ist eine Schimmelpilzgattung, die überall an feuchten Orten vorkommt. Die verschiedenen Spezies der Gattung haben nicht nur gefährliche, sondern auch nützliche Eigenschaften. Sie sind etwa wichtig bei der Kompostierung von organischem Material, produzieren Antibiotika wie Penicillin oder werden in der Lebensmittelproduktion verwendet. Andere Pilze hingegen bilden Mykotoxine, die teilweise sehr schädlich sind und daher zur Ungenießbarkeit von Nahrungsmitteln führen. Einige Pilzspezies verursachen zudem auch Allergien. (Ende)
Aussender: pressetext.austria
22.12.2005
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Schimmelpilzgifte: Mykotoxine 1
Mykotoxine (Schimmelpilzgifte) sind Stoffwechselprodukte aus Pilzen, die bei Menschen und anderen tierischen Warmblütern bereits in geringsten Mengen giftig wirken.
Arten
Zu den Mykotoxinen gehören
Aflatoxine
Ochratoxine
Mutterkornalkaloide
Fusarien-Toxine,
wie z.B. : Trichothecene, (Deoxynivalenol (DON) und Nivalenol), Zearalenon (ZEA), Fusarinsäure (FA)Fumonisine
Patulin
Alternaria-Toxine,
wie z. B. Alternariol (AOH), Alternariolmonomethylether (AME) Altenuen und TenuazonsäureStrenggenommen ist auch Ethanol (Ethylalkohol), das bei der anaeroben Metabolisierung von Zuckern durch manche Hefepilze (speziell Saccharomyces cerevisiae) entsteht, ein Mykotoxin.
Bedeutung/Vorkommen
Der Mensch ist hauptsächlich durch Kontaminationen in Lebensmitteln bedroht. Alle verschimmelten Esswaren können Mykotoxine enthalten.
Primärkontamination: Getreide wurde schon auf dem Feld von Schimmelpilzen befallen (z. B. Mutterkorn auf Roggen, Weizen, Gerste)
Sekundärkontamination: Lagernde Lebensmittel verschimmeln (z. B. Aspergillus oder Penicillium spp.)
Carry over: Nutztiere nehmen verschimmelte Lebensmittel auf und geben die enthaltenen Gifte an die Produkte weiter: Milch, Eier, Fleisch
Die FAO schätzt, dass ca. 25 % der Welt-Nahrungsproduktion Mykotoxine enthalten. Am häufigsten belastet mit Fusarientoxinen, also DON und ZEA, sind Cerealien (hier insbesondere der Mais und der Weizen). Betroffen von Aflatoxin-Befall sind häufig landwirtschaftliche Produkte aus tropischen und subtropischen Gebieten, da der Pilz Aspergillus flavus erst ab Temperaturen zwischen 25 und 40 Grad Celsius gut wächst. Betroffen sind dabei hauptsächlich Mais und vor allem ölhaltige Samen und Nüsse, wie z. B. Pistazien, Erdnüsse, Mandeln und Paranüsse.
Wirkung
Mykotoxine können bei Menschen und Tieren
karzinogen wirken, insbesondere die Aflatoxine auf Nüssen
das zentrale Nervensystem schädigen
das Immunsystem schädigen
das Erbgut schädigen
Organschäden (z. B. an Leber oder Niere) verursachen
enzymatische Stoffwechselprozesse hemmen oder einleiten, z. B. unspezifisch suchtfördernd oder appetithemmend, weil Mykotoxine im Darm in direkter Nachbarschaft zum Zentralnervensystem wirken, chronische Erkrankungen differentialdiagnostiziert, zeigen diesen Zusammenhang.
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Schimmelpilzgifte: Mykotoxine 2
"...in den letzten 35 Jahren entdeckte man ca. 1000 Pilzmetabolite. Denoch geht man davon aus, daß alle Toxinbildner und ihre Mykotoxine noch nicht bekannt sind, d.h. die Anzahl der Pilze bzw. ihrer Stoffwechselprodukte wird in Zukunft weiter ansteigen.
...
Die Gefahren, die von den Metaboliten ausgehen können, sind für den Menschen nicht absehbar, da die Forschung keine Humanversuche zuläßt.
...
Die "großen" Mykotoxine wie z.B. Aflatoxine und Ochratoxin A sind verhältnismäßig gut erforscht. Gravierende Wissenslücken existieren vor allem bei den "weniger bekannten" Mykotoxinen (z.B. Alternariol und Rubratoxin)."
"In Abhängigkeit von der Dosis teilt man die Wirkungen der Mykotoxine in akut und chronisch toxisch ein. Beim letzteren handelt es sich meistens um Kanzerogenität, Mutagenität und Teragenität. Desweiteren unterscheidet man sie nach dem Wirkungsort in Hepato-, Nephro-, Dermato-, Neuro- und Immuntoxine. In erster Linie werden die DNA-Funktionen, der Zellaufbau und die Zelldifferenzierung beeinflußt. Weitere Folgen sind auch Störungen der Hormonaktivität sowie der Energiebereitstellung und der Biosynthese."
Quelle: "Mykotoxine und ihre Bedeutung in der Nahrungskette"
Projektgruppe HS Anhalt
:: mehr Informationen
Querverweis:
:: Allergien, Asthma, neurotoxische Wirkungen
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"Mykotoxine und ihre Bedeutung in der Nahrungskette"
Zum Inhalt:
Der Schimmelpilz
Das Gift der Schimmelpilze
Die Bildung von Mykotoxinen
Lebensmittelkontaminationen
Krankheiten, die von Pilzen und Mykotoxinen verursacht werden
Prinzipelle Wirkungen von Mykotoxinen auf den Menschen
Eine Zusammenfassung der Projektarbeit finden Sie im Internet:
Vorwort
Allgemeines
Übersicht über einige Mykotoxine, deren Wirkungen und ihr Vorkommen
Schlußfolgerung
Literaturverzeichnis (sehr zu empfehlen!)
Projektgruppe
Link:
:: http://www-proj.loel.hs-anhalt.de/oeko/mykotoxine/will.html
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Gesundheit und Umwelthygiene: Schimmel
Zu den Schimmelpilzen werden Pilze gerechnet, die typische Pilzfäden und Sporen ausbilden. Schimmelpilze benötigen zum Wachsen viel Feuchtigkeit. Ursachen erhöhter Feuchte innerhalb von Gebäuden können zum Beispiel sein: Direkter Eintrag von Feuchtigkeit über defekte Dächer, Risse im Mauerwerk, ungenügendes Austrocknen nach Baumaßnahmen sowie Wassereintritt infolge Rohrbrüchen etc.
Eine weitere Ursache besteht in der unzureichenden Abfuhr erhöhter Raumluftfeuchte durch unsachgemäßes Heizen und Lüften, Kondensation der Luftfeuchte im Bereich von „kalten“ Wänden, die beispielsweise durch Wärmebrücken oder bei unzureichender Wärmedämmung entsteht.
Schimmelpilze entwickeln sich oft im Verborgenen. Erster Hinweis sind ein modriger, muffiger Geruch oder dunkle Flecken an Wänden, Decken oder Mobiliar. Rascher Handlungsbedarf besteht bei oberflächlich bereits mit bloßem Auge deutlich erkennbarem Schimmelbefall.
Vor der Sanierung des Schimmelpilzbefalls müssen die Ursachen für das Schimmelpilzwachstum, insbesondere die eines erhöhten Feuchteeintritts geklärt und abgestellt werden.
Von Schimmelpilzen kann eine Gesundheitsgefahr ausgehen, insbesondere, wenn die Sporen in großer Zahl eingeatmet werden. Grundsätzlich sind alle Schimmelpilze in der Lage, allergische Reaktionen wie Schleimhautreizungen, Husten, Kopfweh oder Müdigkeit auszulösen. Asthmaanfälle sind bei vorgeschädigten oder besonders empfindlichen Personen ebenfalls möglich.
Vorbeugend gegen Schimmelpilzwachstum wirkt richtiges Lüften und Heizen mit regelmäßigem Abführen der Feuchtigkeit nach außen. Ein baulich intaktes Gebäude ohne direkte Feuchteeintrittsmöglichkeiten ist ohnehin Voraussetzung. In modernen, luftdicht abgeschlossenen Gebäuden kann eine Veränderung des Lüftungsverhaltens erforderlich werden, um die Schimmelgefahr zu reduzieren. Grundsätzlich gilt: Durch Lüften eingebrachte kalte Luft kann im Winter mehr Feuchtigkeit aus einem Raum transportieren als im Sommer.
Das Umweltbundesamt hat zur vertiefenden Information über Ursachen, Bewertung und Bekämpfung von Schimmelpilzbefall eine Broschüre und einen umfangreichen Leitfaden herausgegeben, die Interessentinnen und Interessenten kostenlos zur Verfügung stehen.
Quelle:
UBA, letzte Änderung: 28.05.2003
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Schimmelpilze – was ist das?
„Schimmelpilze“ ist ein Sammelbegriff für Pilze, die typische Pilzfäden und Sporen ausbilden können. Schimmelpilze bilden in der Wachstumsphase Zellfäden. Diese sind meist farblos, so dass der Schimmelpilz in dieser Phase normalerweise mit dem bloßen Auge nicht erkennbar ist. Zur Vermehrung und Verbreitung bilden Schimmelpilze „Sporen“. Diese sind oft gefärbt, so dass der Schimmelpilzbefall in diesem Stadium auch mit bloßem Auge (zum Beispiel als schwarze oder gelbe Schimmelpilzflecken) erkennbar ist. Das Schimmelpilzwachstum im Innenraum wird hauptsächlich durch drei Faktoren bestimmt: Feuchtigkeit, Nährstoffangebot und Temperatur Schimmelpilze können eine Vielzahl von Materialien als Nährboden nutzen wie zum Beispiel:
diverse Holzarten, Spanplatten,
Papier, Pappe, Karton (auch Gipskarton),
Tapeten, Tapetenkleister,
Kunststoffe, Gummi, Silikon ohne pilzhemmende Zusätze,
Teppichböden, Kleber für Fußbodenbeläge,
Farben, Lacke,
Leder.
Auch in und auf Zement und Beton kann Schimmelpilzwachstum vorkommen. Schimmelpilze können außerdem auf Materialien wachsen, die selbst keine Nährstoffe abgeben, wenn sich organische Partikel und Stäube aus der Luft auf diesen abgesetzt haben (zum Beispiel auf Glas). Schimmelpilze können auf Materialien nur wachsen, wenn eine bestimmte Mindestfeuchte vorhanden ist. Dabei ist nicht die Gesamtfeuchte des Materials ausschlaggebend, sondern nur das den Pilzen zur Verfügung stehende „freie“ Wasser. Schimmelpilze können auch auf und in Materialien wachsen, die nicht sichtbar nass sind. Es genügt eine relative Luftfeuchtigkeit von ungefähr 80 % an der Oberfläche des Materials. Besonders gute Wachstumsbedingungen finden sich immer dann, wenn es zu Tauwasserbildung auf oder im Material kommt.
Quelle:
HILFE! SCHIMMEL IM HAUS
Ursachen - Wirkungen - Abhilfe
Herausgeber: Umweltbundesamt
August 2004
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weiterführend: Gutachten zu Schimmel | Lösungen gegen Schimmel
