Свинцовая краска или краска на основе свинца — это краска, содержащая свинец . В качестве пигмента используется хромат свинца (II) ( PbCrO
4, " хром желтый "), оксид свинца (II,IV) , ( Pb
3О
4, "свинцовый сурик") и карбонат свинца(II) ( PbCO
3, « свинцовые белила ») являются наиболее распространенными формами. [1] Свинец добавляется в краску для ускорения высыхания , повышения долговечности, сохранения свежего внешнего вида и сопротивления влаге, вызывающей коррозию. Это одна из основных опасностей для здоровья и окружающей среды, связанных с краской . Свинцовая краска, как правило, постепенно выводится из употребления из-за токсичности свинца. Альтернативы, такие как дорожная краска на водной основе без свинца, легкодоступны.
В некоторых странах свинец продолжают добавлять в краску, предназначенную для бытового использования, [2] тогда как в таких странах, как США и Великобритания, существуют правила, запрещающие его использование. Тем не менее, свинцовую краску все еще можно найти в старых объектах, окрашенных до введения таких правил. Хотя свинец был запрещен в бытовых красках в США с 1978 года, его все еще можно найти в дорожной разметочной краске. [3]
Свинцовые белила производились в IV веке до нашей эры; этот процесс описан Плинием Старшим , Витрувием и древнегреческим автором Теофрастом .
Традиционный метод изготовления пигмента назывался штабелированием. Сотни или тысячи глиняных горшков, содержащих уксус и свинец, были вложены в слой либо дубильной коры , либо коровьего навоза . Горшки были сконструированы таким образом, что уксус и свинец находились в отдельных отсеках, но свинец контактировал с парами уксуса. Свинец обычно сворачивался в спираль и помещался на выступ внутри горшка. Горшок был неплотно покрыт сеткой из свинца, что позволяло углекислому газу, образующемуся при ферментации дубильной коры или навоза, циркулировать в горшке. Каждый слой горшков покрывался новым слоем дубильной кислоты, затем еще одним слоем горшков. Тепло, создаваемое ферментацией, парами уксусной кислоты и углекислым газом внутри штабеля, делали свое дело, и в течение месяца свинцовые спирали покрывались коркой свинцовых белил. Эту корку отделяли от свинца, промывали и измельчали для получения пигмента. Это был чрезвычайно опасный процесс для рабочих. Средневековые тексты предупреждали об опасности « апоплексии , эпилепсии и паралича» при работе со свинцовыми белилами. [4]
В 1786 году Бенджамин Франклин написал письмо, в котором предупреждал друга об опасностях свинца и свинцовой краски, которую он считал общеизвестной. [5] Несмотря на риски, пигмент был очень популярен среди художников из-за своей плотности и непрозрачности; небольшое количество могло покрыть большую поверхность. Он широко использовался художниками вплоть до 19 века, когда его заменили цинковые белила и титановые белила . [6]
Опасности свинцовой краски считались общеизвестными к началу 20 века. В июльском выпуске своего ежемесячного издания 1904 года Sherwin-Williams сообщил об опасностях краски, содержащей свинец, отметив, что французский эксперт счел свинцовую краску «в большой степени ядовитой, как для рабочих, так и для жителей дома, окрашенного свинцовыми красками». [7] Еще в 1886 году немецкие законы о здравоохранении запрещали женщинам и детям работать на фабриках, перерабатывающих свинцовую краску и свинцовый сахар . [8]
Лига Наций начала попытки запретить свинцовую краску в 1921 году. [9] [10]
Свинцовая краска опасна. Она может вызвать повреждение нервной системы , задержку роста, повреждение почек и задержку развития. [11] Она связана с высоким уровнем насильственных преступлений. [12] [13] Она опасна для детей, так как имеет сладкий вкус , поэтому побуждает детей класть в рот свинцовые чипсы и игрушки со свинцовой пылью. Свинцовая краска может вызывать репродуктивные проблемы, включая снижение концентрации спермы у мужчин. [14] Свинец также считается вероятным канцерогеном. Высокие уровни воздействия могут быть смертельными. Рекомендуется, чтобы любые материалы, предположительно содержащие следы свинца, были проверены либо с помощью отбора проб в лаборатории, либо с помощью мазков со свинцом [15] в качестве указания на его присутствие.
По данным базы данных Глобальной обсерватории здравоохранения ВОЗ, по состоянию на 30 декабря 2021 года [обновлять]в следующих местах действуют законы о свинцовых красках: [16]
В Канаде правила были впервые приняты в соответствии с Законом об опасных продуктах в 1976 году, который ограничил содержание свинца в красках и других жидких покрытиях на мебели, бытовых товарах, детских товарах, а также внешних и внутренних поверхностях любого здания, посещаемого детьми, до 0,5% по весу. [19] Новые правила о материалах для покрытия поверхностей, вступившие в силу в 2005 году, еще больше ограничивают уровень свинца до фонового уровня как для внутренних, так и для внешних красок, продаваемых потребителям. Канадские производители красок соблюдают этот фоновый уровень в своих внутренних и внешних потребительских красках с 1991 года. [20] Тем не менее, канадская компания Dominion Colour Corporation является «крупнейшим производителем пигментов для красок на основе свинца в мире» и столкнулась с общественной критикой за получение разрешения от Европейского химического агентства на продолжение экспорта свинцово-хроматных красок из своего голландского филиала в страны, где их использование не регулируется жестко. [21] [10]
Новый регламент, вступающий в силу с 1 декабря 2020 года, обновляет старый стандарт свинцовых красок, введенный в 1980-х годах, который измерял растворимый свинец в продуктах вместо общего содержания свинца. Измерение растворимого свинца считается менее точным методом измерения количества воздействия свинцовой краски на детей. Новые стандарты устанавливают предел общего содержания свинца в 90 частей на миллион для покрытий деревянных изделий и архитектурных настенных покрытий. Для транспортных средств и промышленных покрытий новый предел общего содержания свинца составляет 1000 частей на миллион. [22]
Свинцовая краска запрещена в Европейском союзе Директивой об ограничении использования опасных веществ (RoHS) 2003 года , которая запрещает использование опасных веществ в потребительских товарах, включая краску. Этот акт заменил и гармонизировал существующие законы государств-членов, многие из которых запретили свинцовую краску много лет назад.
Для защиты здоровья маляров во Франции в 1909 году был принят закон, запрещающий использование красок, содержащих свинец, для окраски внутренних и внешних поверхностей всех зданий. [23]
По состоянию на 2023 год [обновлять]не существует никаких правил и законов о содержании свинца в красках. [24] Кроме того, в отличие от США, которые ввели более строгие правила в 2010 году, реноваторам в Гонконге не нужно проходить сертификацию при выполнении работ, связанных с краской на основе свинца. Методы, используемые для удаления краски на основе свинца (например, использование электроинструментов ), также не регулируются. Использование пылесоса с HEPA -фильтром или системы пылеудаления с HEPA-фильтром также не является обязательным. По окончании любых работ по ремонту или реконструкции не требуется проводить тест пыли на уровень свинца.
Свинцовая краска не была запрещена в Индии до 2016 года. [25] [26] Исследование 2015 года показало, что более 31% бытовых красок в Индии (небольшие бренды, производимые малыми и средними предприятиями в Индии, с ограниченным местным охватом и распространением) имели концентрацию свинца выше 10 000 частей на миллион (ppm), что намного превышает стандарт BIS в 90 ppm для свинца в краске. [27] Положение о содержании свинца в правилах бытовых и декоративных красок вступило в силу 1 ноября 2017 года, согласно которому краски должны содержать менее 90 ppm свинца, и на их этикетке должно быть указано это. [28] Однако два года спустя анализ 32 образцов красок местного производства из девяти штатов показал содержание свинца в диапазоне от 10 ppm до 186 062 ppm, при этом 90% образцов имели уровень свинца выше 90 ppm. [29]
Филиппины запретили свинцовую краску в 2013 году, но в 2017 году 15% краски все еще не были сертифицированы. [30] Коалиция EcoWaste и Филиппинская ассоциация производителей красок заявили 1 января 2020 года, что Филиппины поэтапно отказались от свинцовой краски после введения в действие Административного распоряжения Министерства окружающей среды и природных ресурсов (DENR) 2013–24 или Распоряжения о химическом контроле за свинцом и свинцовыми соединениями, которое предписывало производителям свинецсодержащих красок для промышленного использования поэтапно отказаться от таких красок к 31 декабря 2019 года. [31]
С 1 февраля 1995 года маркировка обязательна для красок с общей концентрацией свинца, превышающей 600 ppm. [32] С 3 января 2022 года производство, импорт и продажа красок с общей концентрацией свинца, превышающей 90 ppm, для местного использования запрещены, за исключением антикоррозионных красок на основе цинка и противообрастающих красок на основе меди. Для экспорта и реэкспорта требуется лицензия на опасные вещества (за исключением антикоррозионных красок на основе цинка и противообрастающих красок на основе меди). Для местной продажи антикоррозионных красок на основе цинка и противообрастающих красок на основе меди с общей концентрацией свинца, превышающей 90 ppm, требуется маркировка, и разрешено только промышленное использование. [33]
В Южной Африке Закон об опасных веществах 2009 года классифицирует свинец как опасное вещество и ограничивает его использование в краске до 600 частей на миллион (ppm). Предлагаемая поправка изменит это до 90 ppm, тем самым почти полностью искоренив свинец из краски. Поправка также будет включать все промышленные краски, которые ранее были исключены. [34] [ требуется обновление ]
Свинцовая краска была запрещена в Великобритании в 1992 году.
Комиссия по безопасности потребительских товаров США (CPSC) запретила свинцовую краску в 1977 году в жилых помещениях и общественных зданиях (16 CFR 1303), а также игрушки и мебель, содержащие свинцовую краску. Приведенной причиной было «снижение риска отравления свинцом у детей, которые могут проглотить кусочки или шелушение краски». [35] Для производителей CPSC ввела Закон о повышении безопасности потребительских товаров 2008 года , который изменил ограничение на содержание свинца в краске с 0,06% до 0,009% с 14 августа 2009 года. В 2018 году штат Делавэр запретил использование свинцовой краски на наружных конструкциях. [36] Кроме того, был создан Закон о снижении опасности использования свинцовой краски в жилых помещениях ( он же «Закон о свинцовой краске»), чтобы гарантировать, что раскрытие любых опасностей на основе свинца в здании будет обсуждаться с потенциальными покупателями или арендаторами помещений. [37] [38] В то время как EPA и HUD определили LBP как 1,0 мг/см 2 (измерено с помощью XRF ) или 0,5% свинца по сухому весу (или 5000 ppm), некоторые штаты и муниципалитеты вышли за рамки этого. Например, местный закон 66 города Нью-Йорк от 2019 года определяет LBP как 0,500 мг/см 2 (XRF) или 0,25% свинца по сухому весу (2500 ppm). [39]
В апреле 2010 года Агентство по охране окружающей среды США (EPA) потребовало, чтобы все реставраторы, работающие в домах, построенных до 1978 года и нарушающие более 6 квадратных футов (0,56 м2 ) свинцовой краски внутри дома или 20 квадратных футов (1,9 м2 ) снаружи дома, были сертифицированы. Правило EPA по ремонту, реконструкции и покраске свинцом (правило RRP) снижает риск загрязнения свинцом в результате работ по ремонту домов. [40] Оно требует, чтобы фирмы, выполняющие проекты по ремонту, реконструкции и покраске, которые нарушают краску на основе свинца в домах, детских учреждениях и дошкольных учреждениях (любых учреждениях, где находятся дети), построенных до 1978 года, были сертифицированы EPA и использовали сертифицированных реставраторов, прошедших обучение у одобренных EPA поставщиков услуг по соблюдению методов работы, безопасных для свинца. [41]
Также рекомендуется тщательная стабилизация любой поврежденной (отслаивающейся, откалывающейся, трескающейся и т. д.) краски безопасным для свинца способом. Согласно полномочиям, предоставленным Министерством жилищного строительства и городского развития США (HUD), удаление свинцовой краски путем сухого соскабливания, сухой шлифовки, факела и сжигания, использование термофенов с температурой более 1100°F и машинная шлифовка/шлифовка без пылесоса с HEPA-фильтром или системы сбора пыли с HEPA-фильтром запрещено, поскольку доказано, что эти методы приводят к образованию значительного количества свинцовой пыли во время ремонта, реконструкции и покраски. [42]
В конце любой работы по переделке или перекраске HUD также требует провести тест на пыль, проводимый независимым сторонним специалистом для «просветления». Оценка свинца выполняется с использованием метода, называемого рентгеновской флуоресценцией (XRF), который дает результат через 4–8 секунд с точностью 95% на уровне 2 сигм.
По оценкам, по состоянию на 2018 год [обновлять]в США насчитывается около 37 миллионов домов и квартир, окрашенных свинцовой краской. [43]
В искусстве свинцовая белая краска известна как хлопья белил или кремниц белил . Она ценится за простоту в обращении и устойчивость, которую свинец придает масляным краскам . Свинцовая белая краска высыхает относительно быстро, образуя прочную, гибкую пленку краски. Белила на основе свинца являются одним из старейших промышленных пигментов. Это был единственный белый пигмент, доступный художникам в заметных количествах до двадцатого века, когда стали доступны цинковые белила и титановые белила. [44] Считалось, что промышленно производимые свинцовые белила, типичный пигмент с XIX века до его запрета, уступают традиционно изготовленным формам, которые имели более крупные «хлопья» частиц, что обеспечивало простоту в обращении.
Титановые и цинковые белила гораздо менее токсичны, чем свинцовые белила, и в значительной степени вытеснили их в большинстве художественных приложений. Правила безопасности также сделали свинцовые белила более дорогими и труднодоступными в некоторых регионах, таких как ЕС. Масляные краски на основе свинцовых белил все еще производятся и используются художниками, которые предпочитают их уникальные свойства в обработке, смешивании и структурных свойствах. Свинцовые белила также показали большую долговечность по сравнению с цинковыми и титановыми, которые трескаются гораздо раньше. [44]
У чешуйчатого белого есть ряд недостатков, включая тенденцию становиться прозрачным с течением времени. Он также чернеет в присутствии определенных загрязняющих веществ в атмосфере, хотя это можно обратить вспять.
Свинец не является традиционным пигментом в водных средах, так как цинк лучше подходит для работ на бумаге, как и гидроксид кальция (гашеная известь) для фресок . Краски на основе свинца, используемые на бумаге, часто приводят к тому, что работа обесцвечивается после длительного периода; карбонат свинца краски реагирует с сероводородом в воздухе и с кислотами, которые часто появляются из отпечатков пальцев. [45]
Производители красок заменили свинцовые белила менее токсичным заменителем, диоксидом титана , который впервые был использован в красках в 19 веке. Диоксид титана считается достаточно безопасным для использования в качестве пищевого красителя и зубной пасты , а также является распространенным ингредиентом в солнцезащитных кремах . Титановые белила обладают гораздо большей непрозрачностью и красящей способностью, чем свинцовые белила, и они могут легко перебить большинство других пигментов, если их не смешивать тщательно. Титановые белила критиковали за то, что они приводят к «меловости» в смесях. [ требуется цитата ]
Цинковые белила менее непрозрачны и слабее по красящей способности, чем титановые белила или свинцовые белила. Они обычно используются для тонкого осветления смесей, сохраняя при этом прозрачность. Хотя цинковые белила являются стандартными белыми в акварели, их структурная прочность в масляных красках является предметом споров. Цинковые белила медленно высыхают и создают относительно неэластичную пленку краски. Критики пигмента утверждают, что его использование приводит к чрезмерному растрескиванию и расслоению, даже при экономном использовании. [46]