Хромированный арсенат меди ( CCA ) — это консервант для древесины , содержащий соединения хрома , меди и мышьяка в различных пропорциях. Он используется для пропитки древесины и других деревянных изделий, особенно тех, которые предназначены для использования на открытом воздухе, с целью защиты их от воздействия 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 Камесамом и запатентован в Великобритании в 1934 году. Он используется для обработки древесины с середины 1930-х годов [1] и продается под многими торговыми наименованиями.
В 2003 году Агентство по охране окружающей среды США и лесная промышленность договорились прекратить использование древесины, обработанной CCA, в большинстве жилых построек. 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. [2] Острая интоксикация из-за неправильного обращения с обработанными продуктами, например, путем сжигания, также является серьезной проблемой. Тем не менее, CCA остается популярным и экономичным вариантом для изготовления скоропортящихся пиломатериалов, таких как сосна, выращенная на плантациях, пригодных для использования в качестве столбов, свай, подпорных конструкций и т. д.
Состав продуктов CCA обычно описывается в терминах массовых процентов триоксида хрома или «хромовой кислоты» CrO 3 , пентаоксида мышьяка As 2 O 5 и оксида меди (II) CuO . [3]
Консервант применяется в виде смеси на водной основе, содержащей 0,6–6,0% (по весу) хромовой кислоты , оксида меди и мышьяковой кислоты (USDA, 1980), с pH 1,6–2,5. Смесь вводится в древесину под высоким давлением. [4]
В обработанной древесине мышьяк, как полагают, находится в форме арсената хрома (III) CrAsO 4 и/или арсената меди (II) Cu 3 (AsO 4 ) 2 или довольно стабильных кластеров димера хрома и мышьяка. [4]
Хром действует как химический фиксирующий агент и имеет мало или совсем не имеет консервирующих свойств; он помогает другим химикатам фиксироваться в древесине, связывая их через химические комплексы с целлюлозой и лигнином древесины. Медь действует в первую очередь для защиты древесины от гниения, грибков и бактерий, в то время как мышьяк является основным инсектицидным компонентом, обеспечивая защиту от насекомых, поражающих древесину, включая термитов и морских сверл. Он также улучшает устойчивость обработанной древесины к погодным условиям и может способствовать адгезии краски в долгосрочной перспективе. [ необходима цитата ] Эти соединения токсичны для человеческого организма при попадании в кровоток, как правило, при сжигании древесины, обработанной этими соединениями, что очень опасно.
Альтернативные консерванты повышенной прочности включают креозот и пентахлорфенол . Аналогичные консерванты на водной основе включают щелочные четвертичные соединения меди (ACQ), азол меди (CuAz), аммиачный арсенат меди и цинка (ACZA), цитрат меди и HDO меди (CuHDO). [ требуется цитата ] Обычно более дорогими вариантами, но и более безопасными являются пиломатериалы, обработанные под давлением и нагревом, которые не содержат химикатов. Обычно им не хватает долговременных прочных качеств и устойчивости химически обработанной древесины. Некоторые из них могут быть обработаны под давлением только водой, которая, хотя и намного долговечнее обычной древесины, не будет отпугивать насекомых так же, как химически обработанная, но будет противостоять плесени и повреждению водой гораздо лучше, чем необработанная древесина.
Опасения по поводу безопасности CCA были сосредоточены на содержании 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 приеме внутрь, и был признан канцерогеном для человека Агентством по охране окружающей среды США (EPA) в 1986 году (хотя его фактический риск остается неясным). Мышьяк в питьевой воде является серьезной проблемой общественного здравоохранения в некоторых регионах мира. [5]
Зуд, жгучая сыпь, неврологические симптомы и проблемы с дыханием были связаны с работой с немаркированными хромированными мышьяковистыми консервантами для древесины, включая контакт с соком, вытекающим из обработанной древесины. [3]
Регуляторные действия были мотивированы в 1990-х годах исследованиями, предполагавшими, что CCA может представлять риск для детей на игровых площадках, построенных из древесины, обработанной CCA. [6] Однако более поздние исследования показали, что, хотя концентрации мышьяка в почве и смывах для рук были значительно выше среди детей, игравших на игрушках, обработанных CCA, чем в контрольной группе, не было никакой существенной разницы в концентрациях мышьяка в образцах мочи и слюны. [7] [8] [9]
Обработка (пиление, шлифование, сверление) древесины, обработанной CCA, также подвергает строительных рабочих и плотников-любителей хроническим и острым рискам для здоровья через вдыхание. [3]
Древесина, обработанная CCA, имеет относительно низкую токсичность, и животным нужно потреблять маловероятные количества (28 г ежедневно в течение месяца для взрослой лошади), чтобы отравиться. Однако пепел от сожженной древесины гораздо более токсичен, и таким образом отравлялся крупный рогатый скот. [10]
Использование древесины, обработанной CCA, для строительства ульев было связано с повышением уровня мышьяка в меде и зимней гибелью пчелиных семей. [11]
Еще одной проблемой является выщелачивание хрома и мышьяка из древесины, обработанной CCA, и их выброс в окружающую среду. [12]
Количество и скорость выщелачивания мышьяка значительно варьируются в зависимости от многочисленных факторов, таких как местный климат, кислотность дождя и почвы, возраст древесного продукта 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, находящиеся в эксплуатации) или до 14 частей на миллион (обработанная сосна на грядках). [ необходима ссылка ] Если какие-либо химические вещества выщелачиваются из древесины, они, скорее всего, связываются с частицами почвы, особенно в почвах с глиной или почвах, которые являются скорее щелочными, чем нейтральными.
Опилки и другие отходы, оставшиеся после строительства, могут быть гораздо более значительным источником загрязнения почвы и окружающей среды мышьяком, чем выщелачивание из готовой деревянной конструкции. [4]
Сообщалось о случаях острого и хронического отравления мышьяком в результате вдыхания дыма от сжигания древесины, обработанной CCA, например, при использовании древесных отходов в качестве топлива для промышленных или бытовых пожаров. [5] [3]
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. Древесина, обработанная до этой даты, по-прежнему разрешалось продавать, но розничные торговцы были обязаны предоставлять предупреждающие этикетки. [14] [5] Обработанные изделия из древесины, которые уже использовались, включая игровые комплексы и настилы, разрешалось оставлять на месте. Были разрешены исключения из ограничений, включая обработку дранки и гонта , постоянных деревянных фундаментов и некоторых коммерческих применений. Агентство по охране окружающей среды также выпустило правила для промышленного применения CCA для древесины. [3]
Использование CCA в жилых помещениях также было прекращено в Канаде. [15]
Регулирующие органы Европейского Союза и Австралии также запретили использование древесины, обработанной CCA, в жилых помещениях, при этом посчитав, что уже имеющаяся древесина не нуждается в замене. [16] [17] [14]
В 2003 году Управление по управлению экологическими рисками Новой Зеландии приняло решение не ограничивать использование CCA для каких-либо целей, но отметило, что было проведено мало хорошо спланированных исследований с использованием CCA или древесины, обработанной CCA. [18]
Агентство по охране окружающей среды рекомендует надевать перчатки при работе с древесиной, обработанной CCA, надевать защитные очки и маски при ее распиловке или шлифовке и никогда не сжигать ее. [5]
Древесина, обработанная CCA, не должна использоваться там, где она может контактировать с пищей, например, в кухонных столешницах, разделочных досках или ульях . Она не должна подвергаться воздействию химикатов, таких как отбеливатели, кислоты, сода и т. д. [3]
Древесину следует осмотреть на предмет остатков CCA на поверхности, которые могут быть легко удалены. Герметики или другие покрытия снизят риск загрязнения окружающей среды. [3]
Утилизация лома и отходов древесины, обработанной CCA, должна осуществляться только на одобренных мусоросжигательных заводах или контролируемых свалках, которые предназначены для утилизации потенциально токсичных отходов, таких как краски, инсектициды, батареи и т. д.