Mikrobiologisk analyse av kunstgress før- og etter rengjøring

Abstract

Den første kunstgressbanen innen idrett på verdensbasis ble bygget på 1960-tallet. Siden den tid har kunstgresset utviklet seg gjennom fire generasjoner, hvor tredje- og fjerde generasjons kunstgress, henholdsvis 3G og 4G, er de nyeste typene. 3G-kunstgress er bygget opp av kunstgressfibre, sand og gummigranulat (SBR), og er det mest utbredte kunstgresset på verdensbasis da det ligner naturgress og gir gode spillegenskaper. Til tross for 3G-kunstgressets popularitet, diskuteres miljøaspektet rundt syntetiske fyllmaterialer. Gummigranulat utgjør den nest største kilden til utslipp av mikroplast, og følgelig er det ønskelig å erstatte syntetiske fyllmaterialer med mer miljøvennlige materialer. 4G-kunstgress er en nyere teknologi av 3G, som inneholder organisk fyllmateriale. 4G-kunstgress har ikke den inhiberende effekten på mikrobiell vekst, slik 3G-kunstgress har, grunnet mangel på kjemiske forbindelser som sink og svovel. Hudlesjoner oppstår hyppigere på kunstgress sammenlignet med naturgress, ettersom kunstgressfibre er skarpe. Hudlesjoner er en smittevei for patogene bakterier som Staphylococcus aureus, som i sjeldne tilfeller forårsaker sykdom hos friske mennesker. Dersom infeksjonen skyldes meticillin-resistent Staphylococcus aureus (MRSA), kan behandling med antibiotika være utfordrende. Følgelig er det ønskelig å rengjøre 4G-kunstgress på en måte som fjerner mikrobiell vekst, uten å skade kunstgressfibrene.

Denne oppgaven vil ha fokus på rengjøringsmetode for å redusere, forhåpentligvis fjerne, mikrobiell vekst som oppstår på 4G-kunstgresset i Flatåshallen. Dette fyllmateriale består av olivenkjerner og sand, der olivenkjerner er et organisk fyllmateriale. Hensikten med oppgaven var å undersøke effekten av kjemikaliet Nüescosept PRO direkte på kunstgresset på Flatåshallen. Dette ble utført i et feltforsøk der det ble tatt prøvetaking før- og etter rengjøring av et bestemt areal på Flatåshallen. Feltforsøket, i samarbeid med SIAT, ble utført ved å påføre Nüescosept PRO direkte på kunstgresset i Flatåshallen, ved hjelp av en rengjøringsmaskin utviklet av Are Pedersen fra Elergy AS. I tillegg ble et kontrollert laboratorieeksperiment gjennomført, der rengjøringsmiddelets effekt ble undersøkt spesifikt mot Staphylococcus aureus da denne er den mest patogene bakterien som kan oppstå på kunstgresset. Dette eksperimentet ble utført på laboratoriet, hvor kunstgressmatter bestående av olivenkjerner og sand ble eksponert for Staphylococcus aureus før rengjøringsmiddelet med bestemt konsentrasjon ble påført mattene.

Resultatene fra feltforsøket før rengjøring viser et omfang av mikroorganismer, altså kimtall, på kunstgressbanen i Flatåshallen. Rengjøringsmiddelet med konsentrasjon på 0,25 % hadde minimal effekt på kunstgressbanen 30 minutter og 24 timer etter rengjøring, mens 0,5 % konsentrasjon av rengjøringsmiddelet viste seg å være mer effektiv. Høyeste gjennomsnittlig CFU/dm2 24 timer etter rengjøring med 0,5 % konsentrasjon av Flatåshallen var 10,3 (±1,5) fra hjørnesparket, som er relativt lite. Høyeste gjennomsnittlig CFU/dm2 før rengjøring av Flatåshallen fra hjørnesparket var 46,7 (±6,1). Dette gir en indikasjon på at rengjøring med 0,5 % konsentrasjon er mest effektiv. Det var vanskelig å konkludere nøyaktig effekt av kjemikaliet direkte på banen, ettersom reaksjonstiden var ukjent. Anbefalt konsentrasjon til videre rengjøring av Flatåshallen er 0,5 %, ettersom det viste seg å være mest effektiv. Reaksjonstiden burde undersøkes videre, helst uten aktivitet på banen etter rengjøringsmiddelet er påført. I tillegg til feltforsøket ble et kontrollert laboratorieeksperiment utført, hvor hensikten var å undersøke effekten av Nüescosept PRO spesifikt mot den patogene bakterien Staphylococcus aureus. Her ble blanke kunstgressmatter utdelt fra SIAT, hvor sand og olivenkjerner måtte bearbeides inn de blanke mattene for å replikere kunstgresset fra Flatåshallen. Disse kunstgressmattene ble eksponert for Staphylococcus aureus, der effekten av 0,5% Nüescosept PRO ble dokumentert 48 timer og fem døgn etter det ble påført mattene. Etter 48 timer ble CFU/dm2 redusert fra 247,7 (±24,7) til 22,0 (±14,0). Etter fem dager ble CFU/dm2 redusert til 1,0 (±1,0). Dermed konkluderes det med at 0,5 % Nüescosept PRO er effektivt mot fjerning av Staphylococcus aureus på kunstgress, men hvor lenge mikroorganismene er fjernet er fortsatt usikkert.

For feltforsøket er anbefalt konsentrasjon til videre rengjøring av Flatåshallen 0,5 %, ettersom det viste seg å være mest effektiv. Reaksjonstiden burde undersøkes videre, helst uten aktivitet på banen etter rengjøringsmiddelet er påført. For det kontrollerte laboratorieeksperimentet konkluderes det med at 0,5 % Nüescosept PRO er effektivt mot fjerning av Staphylococcus aureus på kunstgress bestående av olivenkjerner og sand som fyllmateriale, men hvor lenge mikroorganismene er fjernet er fortsatt usikkert.

The first artificial turf field in world sports was built in the 1960s. Since then, the artificial turf has evolved through four generations, with third- and fourth-generation artificial turf, 3G and 4G, respectively, being the latest types. 3G artificial grass is made of artificial grass fibers, sand and rubber granules (SBR), and is the most widespread artificial grass worldwide as it resembles natural grass and provides good playing conditions. Despite the popularity of 3G artificial turf, the environmental aspect of synthetic fillers is being discussed. Rubber granules are the second largest source of microplastic emissions, and consequently it is desirable to replace synthetic fillers with more environmentally friendly materials. 4G artificial grass is a newer technology of 3G, which contains organic infill. 4G artificial grass does not have the inhibitory effect on microbial growth, as 3G artificial grass has, due to the lack of chemical compounds such as zinc and sulfur. Skin lesions occur more frequently on artificial turf compared to natural grass, as artificial turf fibers are sharp. Skin lesions are a route of transmission for pathogenic bacteria such as Staphylococcus aureus which in rare cases causes disease in healthy people. If the infection is due to methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), treatment with antibiotics can be challenging. Consequently, it is desirable to clean 4G artificial turf in a manner that removes microbial growth without damaging the artificial turf fibers.

This assignment will focus on the cleaning method to reduce, hopefully remove, microbial growth that occurs on the 4G artificial grass in Flatåshallen. This filling material consists of olivestones and sand, where olivestones are an organic infill material. The purpose of the thesis was to investigate the effect of the chemical Nüescosept PRO directly on the artificial turf at Flatåshallen. This was carried out in a field trial where sampling was taken before- and after cleaning of a specific area on Flatåshallen. The field trial, in collaboration with SIAT, was carried out by applying Nüescosept PRO directly on the artificial turf in Flatåshallen, using a cleaning machine developed by Are Pedersen from Elergy AS. In addition, a controlled laboratory experiment was carried out, where the effect of the cleaning agent was examined specifically against Staphylococcus aureus as this is the most pathogenic bacterium that can occur on the artificial turf. This experiment was carried out in a lab, where artificial turf mats consisting of olivestones and sand were exposed to Staphylococcus aureus before the detergent of a certain concentration was applied to the mats.

The results from the field experiment before cleaning show a range of microorganisms, ie germ counts, on the artificial turf pitch in Flatåshallen. The detergent with a concentration of 0.25 % had a minimal effect on the artificial turf pitch 30 minutes and 24 hours after cleaning, while 0.5 % concentration of the detergent proved to be more effective. The highest average CFU/dm2 24 hours after cleaning with a 0.5 % concentration of Flatåshallen was 10.3 (± 1.5) from the corner kick, which is relatively small. The highest average CFU/dm2 before cleaning the Flatåshallen from the corner kick was 46.7 (± 6.1). This gives an indication that cleaning with 0.5 % concentration is most effective. It was difficult to conclude the exact effect of the chemical directly on the field, as the reaction time was unknown. The recommended concentration for further cleaning of Flatåshallen is 0,5 %, as it turned out to be most effective. The reaction time should be further investigated, preferably without activity on the field after the detergent has been applied. In addition to the field trial, a controlled laboratory experiment was performed, where the purpose was to investigate the effect of Nüescosept PRO specifically against the pathogenic bacterium Staphylococcus aureus. Here, blank artificial grass mats were distributed from SIAT, where sand and olivestones had to be processed into the blank mats to replicate the artificial grass from Flatåshallen. These artificial turf mats were exposed to Staphylococcus aureus, where the effect of 0.5 % Nüescosept PRO was documented 48 hours and five days after it were applied on the mats. After 48 hours, CFU/dm2 was reduced from 247.7 (± 24.7) to 22,0 (± 14.0). After five days, the CFU/dm2 was reduced to 1.0 (± 1.0). Thus, it is concluded that 0.5 % Nüescosept PRO is effective against the removal of Staphylococcus aureus on artificial turf, but how long the microorganisms have been removed is still uncertain.

For the field trial, the recommended concentration for further cleaning of Flatåshallen is 0,5 %, as it turned out to be most effective. The reaction time should be further investigated, preferably without activity on the field after the detergent has been applied. For the controlled laboratory experiment, it is concluded that 0.5 % Nüescosept PRO is effective against the removal of Staphylococcus aureus on artificial turf consisting of olivestones and sand as infill, but for how long the microorganisms is removed is still uncertain.