2-Deoxy-D-glucose i bekæmpelsesmidler til byggematerialer

Sammendrag

DEL 1

De fleste midler til industriel imprægnering af træ indeholder metaller. Til trykimprægnering anvendtes f.eks. vandige produkter med indhold af kobber og krom indtil 1. januar 1997. l en række lande anvendes stadig midler med kobber, krom og arsen. Til vakuumimprægnering anvendes overvejende midler indeholdende tinforbindelser opløst i terpentin eller lignende organiske opløsningsmidler. Disse stoffer indgår til dels også i produkter til efterimprægnering og overfladebehandling in situ. Det er midler, der markedsføres til forebyggelse og bekæmpelse af svampeangreb og anvendes af såvel professionelle som private. Foruden disse midler findes der desuden vandbaserede bordiffussionsmidler, som har vundet stor fremgang til efterimprægnering. Det er et krav hos såvel industri som aftagere og miljømyndigheder, at de produkter, der anvendes, ikke indebærer risiko for sundhed og miljø. Alle bekæmpelsesmidler til beskyttelse af træ og murværk, der importeres, produceres, sælges og anvendes i Danmark, skal godkendes af Miljøstyrelsen. Der foregår et omfattende arbejde i visse dele af imprægneringsindustrien med henblik på udvikling af mindre skadelige produkter, og i de seneste år har imprægnering med såvel arsen som kromholdige imprægneringsmidler ikke været tilladt i Danmark. Der er nu fokus på terpentinopløste produkter og borholdige midler.

Bioteknik har igennem de seneste år arbejdet med udvikling og afprøvning af nye aktivstoffer og bekæmpelsesmidler baseret på et nøje kendskab til de trænedbrydende svampes biologi samt de kemiske og enzymatiske reaktioner, som betinger svampenes evne til at nedbryde træ.

I et forudgående projektprogram kaldet »Svampepakken« finansieret af Bygge-Boligstyrelsen, BRF Kredit A/S, KD, Nykredit, Forsikringsselskaberne i Danmark og Grundejernes Investeringsfond blev der udviklet et koncept til beskyttelse af træ baseret på en enzyminhibitor. Laboratorieforsøg har vist, at stoffet har en effektiv virkning overfor trænedbrydende svampe og derfor har et potentiale som aktivt stof i et træbeskyttelsesmiddel i praksis. Stoffet er 2-Deoxy-D-glucose, også kaldet 2-DOG.

I nærværende forprojekt er der dels udført forsøg med 2-DOG, dels med et nærtbeslægtet stof glucosamin.

2-DOG er særdeles effektivt overfor de svampe, der danner brunmuld, mens der skal lidt højere koncentration til for også at hæmme de såkaldt hvidmulddannende svampe. De mest almindelige og mest alvorlige trænedbrydende svampe danner brunmuld, dvs. de nedbryder hovedsagelig træets cellulose. Enkelte andre svampe nedbryder cellulose og lignin samtidigt, hvorved der dannes hvidmuld. Disse svampe forekommer især i udvendigt træværk.

Svampenes nedbrydning af træ er antagelig en kombination af en enzymatisk reaktion og en kemisk reaktion (Fenton-reaktion), der involverer jern.

Dette kan kompleksbindes med EDTA og polyphosphat. Herved hæmmes nedbrydningen af træ både hos brun- og hvidmulddannende svampe.

Derfor har vi undersøgt, om der kunne opnås en effekt og eventuelt en synergistisk effekt ved imprægnering af træ med kompleksbindere alene og sammen med 2-DOG. Både EDTA og polyphosphat forstærker effekten af 2-DOG både overfor brunmuldsvampe og hvidmuldsvampe.

Der er udført forsøg med chitosamin (glucosamin), som kunne formodes at have en lignende effekt som 2-DOG, idet stoffet har stor lighed med 2-DOG. Disse forsøg viste, at glucosamin ikke har nogen hæmmende virkning på de trænedbrydende svampe - snarere tværtimod. Noget tyder på, at svampene kan udnytte glucosamin som næringsstof f.eks. til syntese af chitin, som indgår i svampenes cellevægge.

2-DOG er let opløseligt i vand og udvaskes dermed også let fra træet efter imprægnering. Hvis stoffet skal have en bred anvendelse til imprægnering af træ er det derfor nødvendigt at finde en metode, hvormed 2-DOG kan fikseres i træet. Det er dog ikke lykkedes med nogen af de stoffer, der blev afprøvet i projektet, at fiksere 2-DOG. Til gengæld viste det sig, at hvis glucosamin fikseres med Na-nitrit var virkningen god såvel før som efter udvaskning.

En del svampe kan angribe træ uden at forårsage nogen egentlig nedbrydning. Det drejer sig om de såkaldte skimmelsvampe. Nogle af disse kan imidlertid misfarve træet og derved nedsætte brugsværdien. Svampe der danner blåsplint hører til skimmelsvampene. Nogle skimmelsvampe kan angribe visse typer af trykimprægneret træ lige efter imprægnering og efterlader træet sort misfarvet. Det er f.eks. Cladosporium resinae. Det blev afprøvet, om 2-DOG havde en effekt overfor denne svamp. Det var ikke tilfældet, og konklusionen er antagelig, at 2-DOG ikke har nogen effekt overfor skimmelsvampe generelt.

Et område, hvor 2-DOG umiddelbart kunne tænkes markedsført er til bekæmpelse af svampeangreb in situ i bygninger. Her vil udvaskningen ofte være minimal, og trænedbrydende svampe af typen, der danner brunmuld, er det absolut største problem. Især den Ægte Hussvamp, som angriber både træ- og murværk er en alvorlig skadevolder. Traditionel bekæmpelse af denne svamp indbefatter en omfattende kemisk behandling af murværket med bl.a. bordiffussionsmidler. En del angreb af Ægte Hussvamp behandles også med varme, da denne svamp er følsom overfor høje temperaturer.

2-DOGs potentiale som aktivstof i et middel til bekæmpelse af Ægte Hussvamp er ikke afklaret. Det er afprøvet som overfladebehandlingsmiddel i en test iht. ENV 839, hvor svampens evne til at danne kraftigt overflademycelium medfører, at testens validitet ikke er god nok. Da stoffet generelt har vist en stor effektivitet overfor brunmulddannende svampe må det påregnes, at det også har et potentiale ved bekæmpelse af Ægte Hussvamp.

Gennem projektet er det påvist, at 2-DOG er et potentielt aktivstof overfor trænedbrydende svampe. Opløst i vand kan det trænge ind i træ ved trykimprægnering og beskytte det mod angreb af trænedbrydende svampe i en koncentration på 3%. Kombineret med kompleksbinderne EDTA eller tripolyphosphat kan koncentrationen af 2-DOG halveres til 1,5%. Denne form for imprægnering kan ikke modstå udvaskning, men ved imprægnering med 5% glucosamin efterfulgt af en fiksering med Na-nitrit bevares effekten overfor svampene selv efter udvaskning. Den nedre grænseværdi er endnu ikke bestemt. Det skal dog bemærkes, at der ved eventuel imprægnering med nitrit på imprægneringsvirksomhederne vil være krav om dokumentation for, at nitrit ikke kan substitueres på grund af nitrits giftighed og brandnærende egenskaber.

2-DOG kan produceres ved hydrolyse af chitin, som er hovedbestanddelen af skaldyrs og insekters udvendige skelet og meget svært nedbrydeligt i naturen. Der er mulighed for at anvende affald fra reje- og krabbeproduktion til en billig massefremstilling af 2-DOG. Beregninger af udbyttet viser, at 1 kg rejer giver ca. 100 g tørrede rejeskaller. Heraf fås ca. 75g 2-DOG. Den årlige produktion af rejer med skal hos Royal Greenland udgør ca. 18.000 ton. Heraf kan altså teoretisk produceres 1.350 t rent 2-DOG, som i en 3% opløsning giver 45.000 ton imprægneringsvæske. Mere kan produceres, hvis andre landes fiskeindustrier inddrages. Det totale salg på verdensplan af imprægneringsmidler er skønnet til 550.000 ton (UNEP rapport nr. 20, 1994). Disse 550.000 ton er aktivstof, og skal altså sammenlignes med de 1350 ton 2-DOG. Hvis der regnes med, at træet skulle imprægneres til beskyttelse mod angreb af brunmuldssvampe ville det svare til, at 650.000 kubikmeter kunne imprægneres - svarende til behovet i Danmark og Sverige.

Med henblik på at fremskaffe oplysninger vedr. 2-DOG, som har vist sig at være et yderst effektivt stof til forebyggelse og bekæmpelse af trænedbrydende svampe, er der foretaget en litteratursøgning i databaserne HSDB og TOXLINE. Ud fra den fundne litteratur er stoffets egenskaber vurderet. Set i forhold til Bekendtgørelse nr. 768 af 23. august 1994 om Bekæmpelsesmidler, Miljøministeriet (gældende i projektperioden), mangler der en række data, som skal tilvejebringes, hvis produktet skal kunne godkendes. Fremstillingsprocessen indebærer en del potentielle arbejdsmiljø- og miljøproblemer ved håndtering af rejeskaller, der kan tænkes at være allergifremkaldende. Endvidere vil anvendelse af natriumnitrit, der er giftigt og brandnærende, samt det, at der kan udvikles nitrøse gasser, stille særlige krav til processen. De potentielle miljøproblemer ved fremstilling og imprægnering er ikke tilstrækkeligt belyst i nærværende rapport.

DEL 2

Biokorrossion på bygningsfacader og ornamenter er et problem som i dag behandles med forskellige biocider og stoffer, som skal konsolidere den forvitrede overflade. Det er både bakterier, svampe og laver, som nedbryder overfladerne. Der er redegjort for den direkte påvirkning, som disse organismer har på overfladerne. Desuden er der redegjort for de fysisk-konstruktive tiltag, der kan udføres for at forebygge etablering og videreudvikling af de biokorrosive faktorer og konsekvenserne heraf. Fugt er en afgørende faktor for etablering af de nedbrydende organismer. Derfor findes der produkter til overfladebehandling, som nedsætter fugtopsugning og i visse tilfælde konsoliderer overfladen. En sådan behandling kombineres ofte med en biocidbehandling. Hertil findes både midler på vandbasis og på organiske opløsningsmidler.

I udviklingen af nye produkter til forebyggelse og bekæmpelse af biokorrossion på facader er der, ud over de sædvanlige krav, som også stilles til træimprægneringsmidler vedrørende miljø, effektivitet, holdbarhed og økonomi også særlige krav. Produkterne må ikke ensfarve overfladerne og skade materialerne fysisk eller kemisk hverken på kort eller langt sigt. Et potentielt udviklingsområde findes i anvendelsen af 2-DOG som aktivt stof. Bioteknik har dog ikke foretaget forsøg overfor den gruppe af organismer, bakterier, laver og visse svampe, som er relevante her. Desuden vil en løsning af fikseringsproblematikken være forudsætningen for, at 2-DOG kan anvendes.

En anden mulighed er en metode, som blev patenteret i 1984, hvor overfladen behandles med et kobbersalt efterfulgt af en behandling med en højere fedtsyresæbe, der binder kobberet. Metoden synes at være billig og ifølge det oplyste uden skade for overfladen, men dokumentation af effektivitet og holdbarhed mangler.