​Rakennuksen terveyttä tutkitaan monin menetelmin

Yönmustana joulukuun aamuna Inspectan tekninen asiantuntija, RI Henri Käyrä on tekemässä seinärakenteeseen avausta pohjoissuomalaisen ala-asteen koulun huonetilassa. Tilassa on epäilty kosteuden aiheuttamaa rasitetta, jota on edeltävästi paikannettu kohteeseen tehdyn esiselvityksen ja kosteuskartoituksen avulla. Samassa yhteydessä lattiarakenteista otetaan materiaalinäytteitä myös mahdollisten VOC-yhdisteiden esiintymisen varalta.

”Kyseessä on varsin tyypillinen tapaus 1970-luvulta peräisin olevassa rakennuksessa”, kertoo Henri Käyrä. ”Sikäli kohde on helppo, että haitan aiheuttaja on saatu alustavasti selvitetyksi”, hän jatkaa.

Henri ottaa siististä avausaukosta kustakin materiaalista edustavan näytepalan, sulkee sen ilmatiiviiseen pussiin ja merkitsee huolellisesti. Näytteet hän kirjaa myös laboratorioon menevälle lähetelomakkeelle. Näytteenoton jälkeen avausreiät suljetaan ja tutkimustila siistitään. Kenttätyökeikalta näytteet kulkeutuvat Ouluun Inspecta KiraLab -rakennusterveyslaboratorioon, joka sijoittuu Henrin asemapaikan ensimmäiseen kerrokseen. Toinen kerros on varattu tutkijoille ja korjaussuunnittelijoille.

Henri Käyrä toimittaa näytteet laboratorion näytteiden vastaanottoon, jossa varmistetaan lähetteen sisältävän vaadittavat tiedot ja vastaavan otettua näytemäärää. Samalla arvioidaan, onko näytemateriaalia kussakin näytteessä riittävästi analyysia varten. Mikäli näytteitä ei käsitellä heti, ne säilytetään jääkaapissa. Mikrobinäytteiden tulee jatkaa analyysiin viikon kuluessa näytteenottopäivästä.

Mikrobit kasvavat maljoilla

Mikrobilaboratoriossa analyysiin tuleva näyte tarkastellaan ensin silmämääräisesti. Kovista materiaaleista, kuten puusta ja erilaisista levyistä, talletetaan teippinäyte mahdollista suoramikroskopointia varten. Suoramikroskopointi tehdään aina niille koville materiaaleille, joiden tulos on viljelynegatiivinen. ”Teippinäytteessä mahdollisesti esiintyvät mikrobiperäiset rakenteet, kuten rihmat ja itiöt, voivat viitata kuolleeseen kasvustoon, jolloin negatiivinen viljelytulos voi johtua elinkykynsä menettäneistä mikrobeista”, kertoo laboratoriopäällikkö, FT Paula Kurola. Mikäli näytteestä löytyy viitteitä kuolleesta kasvustosta, tieto kirjautuu raporttiin.

Silmämääräisen tarkastelun ja teippinäytteen teon jälkeen materiaali pilkotaan, jauhetaan tai murskataan tasajakoiseksi. Vaurioitumattomilta vaikuttavista näytteistä otetaan tasainen otos koko näytteestä. Vaurioituneesta näytteestä otetaan analyysiin pahiten vaurioituneelta näyttävä kohta. Osanäyte sekoitetaan hyvin ja jaetaan neljään osaan.

Näyte ripotellaan ja painellaan tasaisesti suoraan neljälle eri kasvatusalustalle: Rose Bengal-agar (Hagem), 2 % mallasuuteagar (M), dikloran-glyseroliagar (DG) ja tryptoni-hiivauuteagar (T). Hagem, M- ja DG-maljoilla kasvavat homeet, T-maljoilla bakteerit. Näytemaljat kasvatetaan kansipuoli alaspäin seitsemän vuorokautta 25 °C:ssa, minkä jälkeen niistä lasketaan home- ja bakteeripesäkkeiden määrät lajistoittain. T-maljat jätetään vielä viikoksi kasvamaan, minkä jälkeen tarkistetaan aktinobakteerien lopullinen määrä. Maljojen tasaisen saatavuuden ja hyvän laadun varmistamiseksi KiraLab valmistaa kasvatusmaljansa omalla laitteistolla.

Mikrobilaboratorio raportoi maljoilta lasketut tulokset suhteellisella asteikolla viiteen luokkaan: ei kasvua, niukka kasvu (alle 20 pmy/malja), kohtalainen kasvu (20 – 49 pmy/malja), runsas kasvu (50 – 200 pmy/malja) tai erittäin runsas kasvu (yli 200 pmy/malja). Raportissa ilmoitetaan sekä kokonaismäärä että lajistokohtaiset määrät jokaiselle maljatyypille. Lisäksi tulos tulkitaan laboratoriokohtaisiin raja-arvoihin perustuen asteikolla: ei viitettä vauriosta, heikko viite vauriosta, viite vauriosta tai vahva viite vauriosta. Valmis analyysiraportti toimitetaan analyysin tilanneelle asiakkaalle, tai, kuten tässä tapauksessa: Inspectan omalle kuntotutkijalle Henri Käyrälle.

VOC-yhdisteet erottuvat kaasukromatografissa

VOC-lyhenne (volatile organic compound) viittaa haihtuviin orgaanisiin yhdisteisiin. Sisäilmatutkimuksiin liittyvissä VOC-mittauksissa analysoidaan kemiallisten päästöjen esiintymistä sisäilmassa sekä rakennusmateriaaleja sisäilman laatua heikentävinä päästölähteinä. KiraLabin kaasukromatografi-massaspektrometri mahdollistaa VOC-yhdisteiden määrittämisen huoneilmasta ja rakennusmateriaaleista. Materiaaleista etsitään mm. vaurioitumiseen viittaavia merkkiaineita, kuten kostean betonin emäksisyyden aikaansaaman PVC-maton hajoamisprosessin seurauksena syntyvää 2-etyyli-1-heksanolia.

Mikäli laboratorioon toimitettua näytettä ei analysoida heti, se säilytetään jääkaapissa yhdisteiden haihtuminen minimoimiseksi. Analysoinnin aluksi varmistetaan näytteen olevan tutkijan ilmoittamaa materiaalia. ”Joskus on käynyt niin, että tutkija on viisauksissaan erehtynyt materiaalista väittäen vaikkapa muovimattoa linoleumiksi”, kertoo VOC- ja PAH-analyysien parissa ahertava laboratorioanalyytikko Henri Hakala. Varsinkin maton kiinnityspuoli tarkastellaan hyvin, sillä epätavalliselta vaikuttava liima-aines voi antaa osviittaa ongelmasta.

Näytettä myös haistetaan; hajun intensiteetin avulla päätetään analyysiin otettava näytteen massa. Mikäli haisevaa näytettä otetaan liikaa, voi joidenkin yhdisteiden pitoisuus olla saturoitunut. Tyypillisesti linoleuminäytteitä punnitaan vähemmän ja muita näytteitä enemmän. Hajonneelle linoleumille tavallinen haju on pistävän happama, mikä johtuu materiaalissa olevista karboksyylihapoista. Jos muovimatossa on makeahko haju, kertoo se usein isosta 2-etyyli-1-heksanolin pitoisuudesta. Kokenutkin insinööri voi toisinaan erehtyä hajun lähteestä, koska osassa mattonäytteistä voi olla myös voimakas mikrobiperäinen haju. Tällaisesta näytteestä ei välttämättä silti mitata isoja VOC-pitoisuuksia.

Haistelun jälkeen näyte leikataan pienemmiksi (0,5 x 0,5 cm) palasiksi ja punnitaan foliokuppiin, minkä jälkeen näyte huuhdotaan µCTE-näytteenkeräyslaitteessa puhtaalla typellä vakiolämpötilassa ja -kosteudessa. Näytettä kerätään absorbenttiputkeen noin kaksi litraa, minkä jälkeen näyte on valmis analysoitavaksi. Putki asetetaan termodesorptioyksikön näytteensyöttäjään, missä se lämmitetään 300 °C lämpötilaan. Putkesta yhdisteet kulkeutuvat kaasuvirran avulla kylmäloukkuun, joka lämmitetään sekunneissa 300 °C lämpötilaan.

Seuraavaksi näytteen yhdisteet päätyvät samanaikaisesti kaasukromatografin kapillaarikolonniin, jossa tapahtuu yhdisteiden erottuminen toisistaan. Kaasukromatografin uunin lämpötila nousee hiljakseen edistäen näytteiden kulkeutumista MS-detektorille, missä tapahtuu yhdisteiden fragmentoituminen. Yhdisteet tunnistetaan näiden osasten perusteella, joko laboratorion oman malliainekirjaston tai kaupallisen NIST-spektrikirjaston avulla. Lopuksi lasketaan vielä kunkin yhdisteen pitoisuus näytteessä, joko yhdisteen omalla vasteella tai tolueeniekvivalenttina, minkä jälkeen Henri Käyrä saa jälleen yhden analyysiraportin tutkittavakseen.

Rakennusterveystutkimus on yhteispeliä

Henri Käyrä liittää mikrobi- ja VOC-analyysien tulokset osaksi laajempaa tutkimusraporttia. Laboratorioanalyysien ja kohteessa tehtyjen havaintojen pohjalta muodostetaan johtopäätökset vaurion aiheuttajasta. Asiakas saa myös perustellut toimenpide-ehdotukset kustannusarvioineen ja tarvittaessa korjaussuunnitelmat jatkoa varten. KiraLabin vahvuutena onkin kontekstiosaaminen: henkilökunta on mikrobiologian, kemian ja geologian erikoisalueillaan korkealle kouluttautunutta, ja toimii samoissa tiloissa kuntotutkimusta ja korjaussuunnittelua tekevien, useimmiten insinöörikoulutuksen omaavien asiantuntijoiden kanssa. Laboratorio yhdistää analyysitulokset kokeneiden kuntotutkijoiden näkemyksiin pureutuen omalta osaltaan mahdollisten ongelmien syihin.

Inspecta KiraLab tuottaa analyysipalveluitaan etupäässä kiinteistö- ja rakenneteknisiin, rakennusterveys- sekä infrarakennetutkimuksiin erikoistuneille toimijoille, mutta myös yksityishenkilöille. Oma tutkimussektori on merkittävä työllistäjä. Mikrobi- ja VOC-analyysien lisäksi monipuolisissa tiloissa tutkitaan asbestin ja muiden haitta-aineiden esiintymistä valo- ja elektronimikroskopialla sekä PAH-yhdisteitä GC-MS-analyysilaitteistolla. Betonirakenteiden pakkasenkestävyyttä, lujuutta ja kemiallisia ominaisuuksia selvitetään monipuolisin mikrorakennetutkimuksin. Asbestilainsäädännön muutosten vuoksi näytemäärät ovat lisääntyneet voimakkaasti, minkä johdosta Vantaalle rakennetaan parasta aikaa uutta laboratoriotilaa.

KiraLabin ilma- ja materiaalinäytteiden mikrobiologiset analyysit ovat FINAS-akkreditoituja sekä suora- että laimennosviljelymenetelmien osalta (T275, EN ISO/IEC 17025). Myös Evira on hyväksynyt laboratorion asumisterveystutkimuksia tekeväksi laboratorioksi materiaalinäytteiden laimennos- ja suoraviljelyjen sekä ilmanäytteiden mikrobianalyysien osalta. Niin ikään VOC-analyysien ISO16000-6 standardiin pohjautuvat menetelmät on akkreditoitu ja integroitu osaksi laboratorion laatujärjestelmää.