Хромированный арсенат меди
Хромированный арсенат меди ( ХСА ) — консервант для древесины, содержащий соединения хрома , меди и мышьяка в различных пропорциях. Применяется для пропитки древесины и других изделий из древесины, особенно предназначенных для наружного применения, с целью защиты их от поражения микробами и насекомыми . Как и другие консерванты для древесины на основе меди, он придает зеленоватый оттенок обработанной древесине.
CCA был изобретен в 1933 году индийским химиком Сонти Камесамом и запатентован в Великобритании в 1934 году. Он используется для обработки древесины с середины 1930-х годов. [1] и продается под многими торговыми названиями.
В 2003 году Агентство по охране окружающей среды США и лесная промышленность согласились прекратить использование древесины, обработанной CCA, в большинстве жилищного строительства. Целью этого соглашения было защитить здоровье людей и окружающую среду 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. [2] Острая интоксикация из-за неправильного обращения с обработанными продуктами, например, из-за сжигания, также представляет собой серьезную проблему. Тем не менее, CCA остается популярным и экономичным вариантом изготовления скоропортящихся пиломатериалов, таких как сосна, выращенная на плантациях, пригодных для использования в качестве опор, свай, подпорных конструкций и т. д.
Состав и применение
[ редактировать ]Состав продуктов CCA обычно описывается с точки зрения массового содержания триоксида хрома или «хромовой кислоты». CrO 3 , пятиокись мышьяка As 2 O 5 и оксид меди(II) КуО . [3]
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 вливается в древесину под высоким давлением. [4]
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 достаточно устойчивые димерно-мышьяковые кластеры хрома. [4]
Механизм действия
[ редактировать ]Хром ; действует как химический фиксирующий агент и практически не имеет консервирующих свойств древесины он помогает другим химическим веществам закрепляться в древесине, связывая их посредством химических комплексов с целлюлозой и лигнином . Медь в первую очередь защищает древесину от гниения, грибков и бактерий, а мышьяк является основным инсектицидным компонентом, обеспечивая защиту от насекомых, поражающих древесину, включая термитов и морских бурильщиков. Он также улучшает устойчивость обработанной древесины к атмосферным воздействиям и может способствовать сохранению адгезии краски в долгосрочной перспективе. [ нужна ссылка ] Эти соединения токсичны для организма человека, когда попадают в кровоток, обычно в результате сжигания древесины, обработанной этими соединениями, что очень опасно.
Альтернативы
[ редактировать ]Альтернативные сильные консерванты включают креозот и пентахлорфенол . Подобные водные консерванты включают щелочные четвертичные соединения меди (ACQ), азол меди (CuAz), аммиачный арсенат меди-цинка (ACZA), цитрат меди и HDO меди (CuHDO). [ нужна ссылка ] Обычно более дорогими, но более безопасными вариантами являются пиломатериалы, обработанные давлением и термической обработкой, которые не содержат химикатов. Обычно им не хватает долговечности и стойкости химически обработанной древесины. Некоторые из них могут быть обработаны только водой под давлением, что, хотя и гораздо более долговечно, чем обычная древесина, не будет отталкивать насекомых так сильно, как химически обработанная древесина, но будет противостоять плесени и повреждению водой гораздо лучше, чем необработанная древесина.
Безопасность
[ редактировать ]Опасения по поводу безопасности CCA связаны с содержанием в нем хрома и мышьяка. [3]
Мышьяк естественным образом содержится в почве, пище и воде и до сих пор используется для лечения некоторых заболеваний. [5] Однако он имеет длинный список негативных последствий для здоровья, особенно в неорганической форме, при контакте или при проглатывании, и в 1986 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) признало его канцерогеном для человека (хотя его реальный риск остается неясным). Мышьяк в питьевой воде является серьезной проблемой общественного здравоохранения в некоторых регионах мира. [5]
Умение обращаться
[ редактировать ]Зуд, жжение, сыпь, неврологические симптомы и проблемы с дыханием были связаны с обращением с немаркированными консервантами для древесины на основе хромированного мышьяка, включая контакт с соком, вытекающим из обработанной древесины. [3]
Регуляторные меры были мотивированы в 1990-х годах исследованиями, показавшими, что CCA может представлять опасность для детей на игровых площадках, построенных из древесины, обработанной CCA. [6] Однако более поздние исследования показали, что, хотя концентрации мышьяка в почве и средствах для полоскания рук были значительно выше среди детей, которые играли на игровых площадках, обработанных CCA, чем в контрольной группе, не было существенной разницы в концентрациях мышьяка в образцах мочи и слюны. [7] [8] [9]
Работающий
[ редактировать ]Механическая обработка (распиловка, шлифовка, сверление) древесины, обработанной CCA, также подвергает строителей и плотников-любителей хроническому и острому риску для здоровья при вдыхании. [3]
Животные
[ редактировать ]Древесина, обработанная CCA, имеет относительно низкую токсичность, и животным придется потреблять маловероятные количества (28 г в день в течение месяца для взрослой лошади), чтобы отравиться. Однако пепел от сгоревшей древесины гораздо более токсичен, и таким образом отравлялся крупный рогатый скот. [10]
Использование древесины, обработанной CCA, для строительства ульев было связано с повышенным уровнем мышьяка в меде и зимней потерей пчелиных семей. [11]
Выбросы в окружающую среду
[ редактировать ]Еще одной проблемой является выщелачивание хрома и мышьяка из древесины, обработанной CCA, и их попадание в окружающую среду. [12]
Количество и скорость выщелачивания мышьяка значительно варьируются в зависимости от множества факторов, таких как местный климат, кислотность дождя и почвы, возраст древесного изделия и количество примененного CCA. Исследование показало, что загрязнение почвы из-за присутствия древесины, обработанной CCA, через 45 лет было минимальным. [13]
Многие исследования на менее агрессивных типах почв показывают, что выщелачивание составляет всего 0,5 частей на миллион (столбы красной сосны в эксплуатации) или до 14 частей на миллион (обработанная сосна на грядках). [ нужна ссылка ] Если какие-либо химические вещества выщелачиваются из древесины, они, скорее всего, связываются с частицами почвы, особенно в глинистых почвах или в почвах, которые скорее щелочные, чем нейтральные.
Опилки и другие отходы, оставшиеся после строительства, могут быть гораздо более серьезным источником загрязнения мышьяком почвы и окружающей среды, чем выщелачивание из окончательной деревянной конструкции. [4]
Горящий
[ редактировать ]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. [5] [3]
Нормативный статус
[ редактировать ]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 для жилых помещений запрещено с декабря 2003 года. Древесину, обработанную до этой даты, по-прежнему разрешалось продавать, но розничные продавцы были обязаны предоставлять предупреждающие этикетки. [14] [5] Уже использовавшиеся изделия из обработанной древесины, в том числе игровые наборы и настилы, разрешили оставить на месте. Исключения из ограничений были разрешены, включая обработку дранки и черепицы , постоянных деревянных фундаментов и некоторых коммерческих применений. Агентство по охране окружающей среды также издало правила промышленного применения CCA для обработки древесины. [3]
CCA постепенно выводится из использования в жилых помещениях также в Канаде. [15]
Регулирующие органы в Европейском Союзе и Австралии также запретили использование древесины, обработанной CCA, в жилых помещениях, при этом полагая, что уже существующую древесину не нужно заменять. [16] [17] [14]
В 2003 году Управление по управлению экологическими рисками Новой Зеландии решило не ограничивать использование CCA для каких-либо применений, но отмечает, что было проведено мало хорошо спланированных исследований в отношении тех, кто использует CCA или древесину, обработанную CCA. [18]
Рекомендации по безопасности
[ редактировать ]Агентство по охране окружающей среды рекомендует носить перчатки при работе с древесиной, обработанной CCA, носить очки и маски при ее распиловке или шлифовке и никогда не сжигать ее. [5]
Древесину, обработанную CCA, не следует использовать там, где она может контактировать с пищевыми продуктами, например, в кухонных столешницах, разделочных досках или ульях . Он не должен подвергаться воздействию химических веществ, таких как отбеливатели, кислоты, сода и т. д. [3]
Древесину следует проверять на наличие остатков CCA на поверхности, которые можно легко удалить. Герметики или другие покрытия снизят риск загрязнения окружающей среды. [3]
Утилизацию лома и отходов древесины, обработанной CCA, следует производить только в утвержденных мусоросжигательных установках или на контролируемых свалках, которые предназначены для переработки потенциально токсичных отходов, таких как краски, инсектициды, батарейки и т. д.
См. также
[ редактировать ]- Национальный информационный центр по пестицидам
- Пэрис Грин
- Зеленый цвет Шееле
- Обработка древесины
- Деградация древесины
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хант и Гарратт, Сохранение древесины, 1938, стр. 127
- ^ «Регулирование древесины, обработанной CCA» . Архивировано из оригинала 23 марта 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час (2015): « ХРОМИРОВАННЫЙ АРСЕНАТ МЕДИ (CASRN: 37337-13-6) ». Онлайн-документ в Национальной медицинской библиотеке (NLM), Специальной информационной службе (SIS), Национальном институте медицины и здравоохранения (NIMH). Редакция от 18 февраля 2015 г., по состоянию на 16 апреля 2019 г.
- ^ Jump up to: а б с Дженнифер К. Сакс, Тереза С. Бауэрс и Ким Рейнольдс Рид (1964): «Мышьяк». Глава 13 (стр. 279–292) « Экологической криминалистики – Руководство по конкретным загрязнителям» . Академическая пресса. два : 10.1016/B978-012507751-4/50035-5
- ^ Jump up to: а б с д и Эми Юнцу-Йен Чен и Томас Олсен (2016): «Древесина, обработанная арсенатом хромированной меди: потенциальный источник воздействия и токсичности мышьяка в дерматологии». Международный журнал женской дерматологии , том 2, выпуск 1, страницы 28–30. дои : 10.1016/j.ijwd.2016.01.002 ПМИД 28491998
- ^ «Древесина, обработанная CCA, на детских площадках и домиках. Подвергает наших детей воздействию токсичных химикатов» . Жить безопасно . 06.01.2015 . Проверено 28 июля 2022 г.
- ^ Лью К., Акер Дж.П., Габос С. и Лекс С. (2010): «Биомониторинг мышьяка в моче и слюне детей, играющих на детских площадках, построенных из хромированной древесины, обработанной арсенатом меди». Экологические науки и технологии , том 44, выпуск 10, страницы 3986-3991.
- ^ Баррадж Л.М., Цуджи Дж.С. и Скраффорд (2007): «Модель SHEDS-Wood: объединение данных наблюдений для оценки воздействия мышьяка на детей, играющих на деревянных конструкциях, обработанных CCA». Перспективы гигиены окружающей среды , том 115, выпуск 50, страницы 781-786.
- ^ Шалат С.Л., Соло-Габриэль Х.М., Флеминг Л.Е., Бакли Б.Т., Блэк К., Хименес М., Шибата Т., Дурбин М., Грейго Дж., Стефан В., Ван Де Богарт Г. (2006): «Пилотное исследование воздействия CCA на детей -обработанная древесина от оборудования игровых площадок». Наука об общей окружающей среде , том 367, выпуск 1, страницы 80-88. ПМИД 16487576 doi : 10.1016/j.scitotenv.2006.01.002
- ^ Питер Д. Констебль, Кеннет В. Хинчклифф, Стэнли Х. Дон и Уолтер Грюнберг (2017): «Системные и полиорганные заболевания». Глава 21 (страницы 2002–2214 гг.) Ветеринарии , 11-е издание. УБ Сондерс. ISBN 978-0-7020-5246-0 два : 10.1016/B978-0-7020-5246-0.00021-8
- ^ Мартиньш А. Калниньш и Бенджамин Ф. Детрой (1984): «Влияние консервирующей обработки ульев на медоносных пчел и продукты улья». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии , том 32, выпуск 5, страницы 1176–1180. два : 10.1021/jf00125a060
- ^ «Информационный листок по безопасности для потребителей — древесина, обработанная неорганическим мышьяком | Пестициды | Агентство по охране окружающей среды» . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 г. Проверено 20 января 2016 г.
- ^ Wood and Fiber Science, том 36, стр. 119–128, 2004 г.
- ^ Jump up to: а б «Хромированный арсенат меди, обработанная CCA-прессом древесина: Руководство для наружных деревянных конструкций» (PDF) . Cpsc.gov . Проверено 11 марта 2022 г.
- ^ «Глава B — Средства консервации древесины из хромированного арсената меди (CCA)» . Окружающая среда и изменение климата, Канада . Правительство Канады . Проверено 6 июля 2018 г.
- ^ «Обзор безопасности CCA | CSIRO» . Архивировано из оригинала 24 марта 2014 г. Проверено 6 февраля 2014 г.
- ^ «ДИРЕКТИВА КОМИССИИ 2003/2/EC от 6 января 2003 г., касающаяся ограничений на продажу и использование мышьяка (десятая адаптация технического прогресса к Директиве Совета 76/769/EEC)» (PDF) . Eur-lex.europa.eu . Проверено 11 марта 2022 г.
- ^ http://www.epa.govt.nz/Publications/cca-report.pdf. Архивировано 12 февраля 2013 г. в Wayback Machine - Химические вещества для обработки древесины.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Национальный информационный центр по пестицидам - Хромированный арсенат меди (CCA): Путеводитель по избранным ресурсам. Архивировано 25 сентября 2007 г. в Wayback Machine.
- Тематические исследования в области экологической медицины - токсичность мышьяка
- Тематические исследования в области экологической медицины - токсичность хрома
- Национальный реестр загрязнителей – информационный бюллетень о соединениях хрома (III)