Хромированный арсенат меди - Chromated copper arsenate

Хромированный арсенат меди (CCA) - это консервант для древесины, содержащий соединения хрома , меди и мышьяка в различных пропорциях. Он используется для пропитки древесины и других изделий из дерева, особенно тех, которые предназначены для использования на открытом воздухе, чтобы защитить их от нападения микробов и насекомых . Как и другие консерванты для древесины на основе меди, он придает обработанной древесине зеленоватый оттенок.

CCA был изобретен в 1933 году индийским химиком Сонти Камесам и запатентован в Великобритании в 1934 году. Он используется для обработки древесины с середины 1930-х годов и продается под многими торговыми марками.

В 2003 году EPA и лесная промышленность договорились прекратить использование древесины, обработанной CCA, в большинстве жилых домов. Это соглашение было направлено на защиту здоровья людей и окружающей среды за счет снижения воздействия мышьяка в древесине, обработанной CCA. В результате этого решения древесина, обработанная CCA, больше не может использоваться для строительства жилых конструкций, таких как игровое оборудование, террасы, столы для пикника, элементы ландшафтного дизайна, заборы, патио и пешеходные дорожки. Острая интоксикация из-за неправильного обращения с обработанными продуктами, например, из-за ожогов, также является серьезной проблемой. Тем не менее, CCA остается популярным и экономичным вариантом изготовления скоропортящейся древесины, такой как выращенная на плантациях сосна, пригодной для использования в качестве столбов, свай, подпорных конструкций и т. Д.

Состав и применение

Состав продуктов CCA обычно описывается в виде массовых процентов триоксида хрома или «хромовой кислоты» CrO.
3
, пятиокись мышьяка As
2
О
5
, оксид меди (II) CuO .

Консервант применяется в виде смеси на водной основе, содержащей 0,6–6,0% (по массе) хромовой кислоты , оксида меди и мышьяковой кислоты (USDA, 1980), с pH 1,6–2,5. Смесь настаивается в древесине под высоким давлением.

Считается, что в обработанной древесине мышьяк находится в форме арсената хрома (III) CrAsO
4
и / или арсенат меди (II) Cu
3
(AsO
4
)
2
, или довольно стабильные кластеры димер хрома-мышьяк.

Механизм действия

Хром действует в качестве химического закрепляющего агента и имеет мало или вообще не консервирующие свойства; он помогает другим химическим веществам закрепляться в древесине, связывая их через химические комплексы с древесной целлюлозой и лигнином . Медь в первую очередь защищает древесину от гниения, грибков и бактерий, в то время как мышьяк является основным инсектицидным компонентом, обеспечивая защиту от насекомых, атакующих древесину, включая термитов и морских мотыльков. Он также улучшает атмосферостойкость обработанной древесины и может способствовать долгосрочному сцеплению краски. Эти соединения токсичны для человеческого организма при попадании в кровоток, обычно при сжигании древесины, обработанной этими соединениями, что очень опасно.

Альтернативы

Альтернативные сильнодействующие консерванты включают креозот и пентахлорфенол . Подобные водные консерванты включают щелочные четвертичные соединения меди (ACQ), азол меди (CuAz), аммиачный арсенат меди и цинка (ACZA), цитрат меди и HDO меди (CuHDO). Обычно более дорогими, но более безопасными вариантами являются пиломатериалы, подвергнутые обработке давлением и термообработке, не содержащие химикатов. Обычно им не хватает долговременной прочности и устойчивости химически обработанного лубера. Некоторые из них могут быть обработаны под давлением только водой, которая, хотя и намного долговечнее, чем обычная древесина, не будет отталкивать насекомых так же сильно, как химически обработанная, но будет противостоять плесени и повреждению водой гораздо больше, чем необработанная древесина.

Безопасность

Опасения по поводу безопасности CCA были сосредоточены на содержании в нем хрома и мышьяка.

Мышьяк естественным образом содержится в почве, пище и воде и до сих пор используется для лечения некоторых заболеваний. Однако он имеет длинный список негативных последствий для здоровья, особенно в неорганической форме, при контакте или при приеме внутрь, и был признан канцерогеном для человека. США Агентство по охране окружающей среды (EPA) в 1986 году (хотя ее реальный риск остается неясным). Мышьяк в питьевой воде - серьезная проблема общественного здравоохранения в некоторых регионах мира.

Умение обращаться

Зуд, жгучая сыпь, неврологические симптомы и проблемы с дыханием были связаны с обращением с немаркированными хромированными мышьяковистыми консервантами для древесины, включая контакт с соком, вытекающим из обработанной древесины.

Регулирующие меры были мотивированы в 1990-х годах исследованиями, показавшими, что CCA может представлять опасность для детей на игровых площадках, построенных из древесины, обработанной CCA. Однако более поздние исследования показали, что, хотя концентрации мышьяка в почве и при полоскании рук были значительно выше среди детей, которые играли на игровых площадках, обработанных CCA, чем в контрольной группе, не было значительной разницы в концентрациях мышьяка в образцах мочи и слюны.

Работающий

Обработка (распиловка, шлифование, сверление) древесины, обработанной CCA, также подвергает строительных рабочих и плотников-любителей хроническому и острому риску для здоровья из-за вдыхания.

Животные

Древесина, обработанная CCA, имеет относительно низкую токсичность, и животным необходимо потреблять маловероятные количества (28 г в день в течение месяца для взрослой лошади), чтобы отравиться. Однако зола от сгоревшей древесины намного токсичнее, и таким образом был отравлен скот.

Использование древесины, обработанной CCA, для строительства ульев было связано с повышенным уровнем мышьяка в меде и зимней потерей пчелиных семей.

Выбросы в окружающую среду

Еще одна проблема - выщелачивание хрома и мышьяка из древесины, обработанной CCA, и их выброс в окружающую среду.

Количество и скорость выщелачивания мышьяка значительно различаются в зависимости от множества факторов, таких как местный климат, кислотность дождя и почвы, возраст древесины и количество внесенного CCA. Исследование показало, что загрязнение почвы из-за наличия древесины, обработанной CCA, через 45 лет было минимальным.

Многие исследования на менее агрессивных типах почв показывают, что выщелачивание составляет всего 0,5 ppm (красные сосновые опоры в рабочем состоянии) или до 14 ppm (обработанная сосна на грядках). Если какие-либо химические вещества выщелачиваются из древесины, они могут связываться с частицами почвы, особенно в почвах с глиной или почвах, которые более щелочные, чем нейтральные.

Опилки и другие отходы, оставшиеся после строительства, могут быть гораздо более значительным источником загрязнения почвы и окружающей среды мышьяком, чем выщелачивание из окончательной деревянной конструкции.

Горение

Сообщалось, что острый и хронический мышьяк возникает в результате вдыхания дыма от сжигания древесины, обработанной CCA, например, при использовании древесных отходов в качестве топлива для промышленных или бытовых пожаров.

Нормативный статус

Производство и использование CCA регулируются различными национальными и международными стандартами, такими как AWPA P23-10 для США и SANS 673 для Южной Африки.

В США использование CCA для обработки древесины в жилых помещениях запрещено с декабря 2003 года. Древесину, обработанную до этой даты, по-прежнему разрешалось продавать, но от розничных продавцов требовалось предоставить предупреждающие надписи. Уже использовавшиеся изделия из обработанной древесины, в том числе игровые наборы и колоды, были оставлены на месте. Были разрешены исключения из ограничений, в том числе обработка тряски и черепицы , постоянных деревянных оснований и некоторых коммерческих применений. EPA также издало правила промышленного применения CCA для древесины.

CCA был постепенно выведен из использования в жилых помещениях также в Канаде.

Регулирующие органы в Европейском союзе и Австралии также запретили использование древесины, обработанной методом CCA, в жилых домах, при этом считая, что уже имеющуюся древесину заменять не нужно.

В 2003 году Управление по управлению экологическими рисками Новой Зеландии решило не ограничивать использование CCA для каких-либо приложений, но отмечает, что было проведено несколько хорошо спланированных исследований с использованием древесины, обработанной CCA или CCA.

Рекомендации по безопасности

EPA рекомендует носить перчатки при работе с древесиной, обработанной CCA, носить очки и маски при пилении или шлифовании и никогда не сжигать ее.

Древесину, обработанную CCA, нельзя использовать там, где она может контактировать с пищевыми продуктами, например, в кухонных поверхностях, разделочных досках или ульях . Он не должен подвергаться воздействию химических веществ, таких как отбеливатели, кислоты, сода и т. Д.

Древесина должна быть проверена на наличие остатков CCA на поверхности, которую можно легко удалить. Герметики или другие покрытия снизят риск загрязнения окружающей среды.

Утилизация лома и отходов древесины, обработанной CCA, должна производиться только в утвержденных мусоросжигательных установках или контролируемых свалках, которые предназначены для обработки потенциально токсичных отходов, таких как краски, инсектициды, батареи и т. Д.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки