زرنيخات النحاس الكروماتية
كرومات النحاس الزرنيخية ( CCA ) مادة حافظة للخشب تحتوي على مركبات الكروم والنحاس والزرنيخ بنسب متفاوتة. تُستخدم لتشريب الأخشاب وغيرها من المنتجات الخشبية، وخاصة تلك المخصصة للاستخدام الخارجي، لحمايتها من هجمات الميكروبات والحشرات . ومثل غيرها من المواد الحافظة للخشب القائمة على النحاس، تُضفي لونًا أخضرًا باهتًا على الخشب المعالج.
تم اختراع CCA في عام 1933 من قبل الكيميائي الهندي سونتي كاميسام ، وحصل على براءة اختراع في بريطانيا في عام 1934. وقد تم استخدامه لمعالجة الأخشاب منذ منتصف الثلاثينيات، [ 1 ] ويتم تسويقه تحت العديد من الأسماء التجارية.
في عام ٢٠٠٣، اتفقت وكالة حماية البيئة الأمريكية وقطاع صناعة الأخشاب على وقف استخدام الأخشاب المعالجة بمادة CCA في معظم الإنشاءات السكنية. وكان الهدف من هذا الاتفاق حماية صحة الإنسان والبيئة من خلال الحد من التعرض للزرنيخ الموجود في هذه الأخشاب. ونتيجةً لهذا القرار، لم يعد بالإمكان استخدام الأخشاب المعالجة بمادة CCA في بناء المنشآت السكنية، مثل معدات الملاعب، والشرفات، وطاولات النزهات، وعناصر تنسيق الحدائق، والأسوار، والباحات، والممرات. [ ٢ ] كما يُعد التسمم الحاد الناتج عن سوء التعامل مع المنتجات المعالجة، كالحرق مثلاً، مصدر قلق بالغ. ومع ذلك، لا تزال مادة CCA خيارًا شائعًا واقتصاديًا لجعل الأخشاب سريعة التلف، مثل خشب الصنوبر المزروع في المزارع، صالحة للاستخدام في تطبيقات مثل الأعمدة، والركائز، والجدران الاستنادية، وغيرها.
التركيب والتطبيق
عادة ما يتم وصف تركيب منتجات CCA من حيث النسب المئوية الكتلية لأكسيد الكروم الثلاثي أو "حمض الكروميك" CrO 3 ، وخماسي أكسيد الزرنيخ As 2 O 5 ، وأكسيد النحاس (II) CuO . [ 3 ]
تُستخدم المادة الحافظة كمزيج مائي يحتوي على 0.6-6.0% (وزناً) من حمض الكروميك ، وأكسيد النحاس، وحمض الزرنيخ (وزارة الزراعة الأمريكية، 1980)، بدرجة حموضة تتراوح بين 1.6 و2.5. يُحقن المزيج في الخشب تحت ضغط عالٍ. [ 4 ]
يُعتقد أن الزرنيخ في الخشب المعالج موجود على شكل زرنيخات الكروم (III) CrAsO 4 و/أو زرنيخات النحاس (II) Cu 3 (AsO 4 ) 2 ، أو تجمعات ثنائية الكروم-الزرنيخ المستقرة إلى حد ما. [ 4 ]
آلية العمل
يعمل الكروم كعامل تثبيت كيميائي، وله خصائص حافظة ضئيلة أو معدومة؛ فهو يساعد المواد الكيميائية الأخرى على التثبيت في الخشب، ويربطها عبر مركبات كيميائية بالسليلوز واللجنين الموجودين فيه . أما النحاس، فيعمل بشكل أساسي على حماية الخشب من التلف والفطريات والبكتيريا ، بينما يُعد الزرنيخ المكون الرئيسي المبيد للحشرات، حيث يوفر الحماية من الحشرات التي تهاجم الخشب، بما في ذلك النمل الأبيض وحفارات الخشب البحرية. كما أنه يُحسّن مقاومة الخشب المعالج للعوامل الجوية، وقد يُساعد على التصاق الطلاء على المدى الطويل. تُعد هذه المركبات سامة لجسم الإنسان عند دخولها مجرى الدم، وعادةً ما يكون ذلك نتيجة حرق الخشب المعالج بها، وهو أمر بالغ الخطورة.
البدائل
تشمل المواد الحافظة البديلة شديدة التحمل الكريوزوت وخماسي كلوروفينول . وتشمل المواد الحافظة المائية المماثلة مركبات النحاس القلوية الرباعية (ACQ)، وأزول النحاس (CuAz)، وأرسينات النحاس والزنك الأمونياكية (ACZA)، وسترات النحاس، وHDO النحاسي (CuHDO). عادةً ما تكون الخيارات أغلى ثمناً، ولكنها أكثر أماناً، وهي الأخشاب المعالجة بالضغط والحرارة والتي لا تحتوي على مواد كيميائية. عادةً ما تفتقر هذه الأخشاب إلى خصائص المتانة والمقاومة طويلة الأمد التي تتميز بها الأخشاب المعالجة كيميائياً. قد يُعالج بعضها بالضغط باستخدام الماء فقط، وهو ما يدوم لفترة أطول بكثير من الخشب العادي، ولكنه لا يصد الحشرات بنفس فعالية الخشب المعالج كيميائياً، ولكنه يقاوم العفن وأضرار المياه بشكل أفضل بكثير من الخشب غير المعالج.
أمان
تركزت المخاوف بشأن سلامة مادة CCA على محتواها من الكروم والزرنيخ. [ 3 ]
يوجد الزرنيخ بشكل طبيعي في التربة والغذاء والماء، ولا يزال يُستخدم لعلاج بعض الحالات الطبية. [ 5 ] ومع ذلك، فإنه يحمل قائمة طويلة من الآثار الصحية السلبية، لا سيما في صورته غير العضوية، سواءً عن طريق التلامس أو الابتلاع، وقد صنّفته وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) مادة مسرطنة للإنسان عام 1986 (على الرغم من أن خطورته الفعلية كمادة مسرطنة لا تزال غير واضحة). ويُعدّ وجود الزرنيخ في مياه الشرب مشكلة صحية عامة خطيرة في بعض مناطق العالم. [ 5 ]
التعامل
وقد ارتبطت الحكة والطفح الجلدي الحارق والأعراض العصبية ومشاكل التنفس بالتعامل مع مواد حافظة للخشب تحتوي على كرومات الزرنيخ غير الموسومة، بما في ذلك ملامسة العصارة المتسربة من الخشب المعالج. [ 3 ]
كان الدافع وراء الإجراءات التنظيمية في التسعينيات دراسات أشارت إلى أن مادة CCA قد تشكل خطرًا على الأطفال في الملاعب المبنية بأخشاب معالجة بهذه المادة. [ 6 ] إلا أن دراسات لاحقة وجدت أنه على الرغم من أن تركيزات الزرنيخ في التربة وغسولات اليدين كانت أعلى بكثير بين الأطفال الذين لعبوا على ألعاب الملاعب المعالجة بمادة CCA مقارنةً بالمجموعة الضابطة، إلا أنه لم يكن هناك فرق يُعتد به إحصائيًا في تركيزات الزرنيخ في عينات البول واللعاب. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
عمل
كما أن تشكيل الخشب المعالج بمادة CCA (النشر، الصنفرة، الحفر) يعرض عمال البناء والنجارين الهواة لمخاطر صحية مزمنة وحادة عن طريق الاستنشاق. [ 3 ]
الحيوانات
يتميز الخشب المعالج بمادة CCA بانخفاض سميته نسبيًا، ويحتاج الحيوان إلى تناول كميات ضئيلة جدًا (28 غرامًا يوميًا لمدة شهر، بالنسبة لحصان بالغ) حتى يتسمم. مع ذلك، فإن رماد الأخشاب المحروقة أكثر سمية بكثير، وقد تسممت الماشية بهذه الطريقة. [ 10 ]
ارتبط استخدام الخشب المعالج بمادة CCA في بناء خلايا النحل بزيادة مستويات الزرنيخ في العسل وفقدان خلايا النحل خلال فصل الشتاء. [ 11 ]
الانبعاثات في البيئة
ومن المخاوف الأخرى تسرب الكروم والزرنيخ من الأخشاب المعالجة بمادة CCA وإطلاقها في البيئة. [ 12 ]
تختلف كمية ومعدل تسرب الزرنيخ اختلافًا كبيرًا تبعًا لعوامل عديدة، مثل المناخ المحلي، وحموضة الأمطار والتربة، وعمر المنتج الخشبي، وكمية مادة CCA المستخدمة. وقد وجدت دراسة أن تلوث التربة الناتج عن وجود الخشب المعالج بمادة CCA بعد 45 عامًا كان ضئيلاً. [ 13 ]
أظهرت العديد من الدراسات التي أُجريت على أنواع التربة الأقل عدوانية أن معدل التسرب يصل إلى 0.5 جزء في المليون (في أعمدة الصنوبر الأحمر المستخدمة)، أو يصل إلى 14 جزء في المليون (في خشب الصنوبر المعالج في أحواض الحدائق). وفي حال تسرب أي مواد كيميائية من الخشب، فمن المرجح أن تلتصق بجزيئات التربة، لا سيما في التربة الطينية أو التربة القلوية أكثر من التربة المتعادلة.
قد تشكل نشارة الخشب وغيرها من المخلفات الناتجة عن أعمال البناء مصدراً أكثر أهمية لتلوث التربة والبيئة بالزرنيخ من تسربه من الهيكل الخشبي النهائي. [ 4 ]
يحترق
أُبلغ عن حالات تسمم حاد ومزمن بالزرنيخ نتيجة استنشاق الدخان الناتج عن حرق الأخشاب المعالجة بمادة CCA، كما هو الحال عند استخدام الأخشاب الخردة كوقود للحرائق الصناعية أو المنزلية. [ 5 ] [ 3 ]
الوضع التنظيمي
يتم تنظيم تصنيع واستخدام CCA من خلال معايير وطنية ودولية مختلفة، مثل AWPA P23-10 للولايات المتحدة وSANS 673 لجنوب إفريقيا.
في الولايات المتحدة، حُظر استخدام مادة CCA لمعالجة الأخشاب للاستخدام السكني منذ ديسمبر 2003. كان يُسمح ببيع الأخشاب المعالجة قبل ذلك التاريخ، ولكن كان على تجار التجزئة وضع ملصقات تحذيرية عليها. [ 14 ] [ 5 ] أما منتجات الأخشاب المعالجة المستخدمة بالفعل، بما في ذلك مجموعات الألعاب والباحات، فكان يُسمح لها بالبقاء في مكانها. وقد سُمح باستثناءات من هذه القيود، تشمل معالجة الألواح الخشبية والقرميد ، والأساسات الخشبية الدائمة ، وبعض التطبيقات التجارية. كما أصدرت وكالة حماية البيئة الأمريكية لوائح تنظيمية للتطبيق الصناعي لمادة CCA على الخشب. [ 3 ]
تم التخلص التدريجي من استخدام مادة CCA في المساكن في كندا أيضاً. [ 15 ]
حظرت الهيئات التنظيمية في الاتحاد الأوروبي وأستراليا استخدام الأخشاب المعالجة بمادة CCA في المباني السكنية، مع الأخذ في الاعتبار أن الأخشاب الموجودة بالفعل ليست بحاجة إلى استبدال. [ 16 ] [ 17 ] [ 14 ]
في عام 2003، قررت هيئة إدارة المخاطر البيئية في نيوزيلندا عدم تقييد استخدام مادة CCA لأي تطبيقات، لكنها أشارت إلى أن الدراسات المصممة جيداً التي أجريت على تلك التي تستخدم مادة CCA أو الأخشاب المعالجة بها قليلة. [ 18 ]
توصيات السلامة
توصي وكالة حماية البيئة بارتداء القفازات عند التعامل مع الخشب المعالج بمادة CCA، وارتداء النظارات الواقية والأقنعة عند نشره أو صنفرته، وعدم حرقه مطلقاً. [ 5 ]
لا ينبغي استخدام الخشب المعالج بمادة CCA في الأماكن التي قد يلامس فيها الطعام، مثل أسطح المطابخ، وألواح التقطيع، أو خلايا النحل . كما يجب عدم تعريضه لمواد كيميائية مثل المبيضات، والأحماض، والصودا، وما إلى ذلك. [ 3 ]
ينبغي فحص الأخشاب بحثًا عن بقايا مادة CCA على سطحها والتي يمكن إزالتها بسهولة. تقلل المواد المانعة للتسرب أو الطلاءات الأخرى من خطر التلوث البيئي. [ 3 ]
يجب التخلص من الخردة والنفايات من الأخشاب المعالجة بمادة CCA فقط في المحارق المعتمدة أو مواقع دفن النفايات الخاضعة للرقابة، والتي تم تصميمها للتعامل مع النفايات السامة المحتملة مثل الدهانات والمبيدات الحشرية والبطاريات وما إلى ذلك.
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ هانت وغارات، حفظ الأخشاب، 1938، ص 127
- ↑ "تنظيم الخشب المعالج بمادة CCA" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 23-03-2020.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 (2015): " زرنيخات النحاس الكروماتية (CASRN: 37337-13-6) ". وثيقة إلكترونية متاحة في المكتبة الوطنية للطب (NLM)، قسم خدمات المعلومات الخاصة (SIS)، المعهد الوطني للطب والصحة (NIMH). تاريخ المراجعة: 18 فبراير 2015، تاريخ الاطلاع: 16 أبريل 2019.
- 1 2 3 جينيفر ك. ساكس، وتيريزا س. باورز، وكيم رينولدز ريد (1964): "الزرنيخ". الفصل 13 (الصفحات 279-292) من كتاب الطب الشرعي البيئي - دليل خاص بالملوثات . دار النشر الأكاديمية. doi : 10.1016/B978-012507751-4/50035-5
- 1 2 3 4 5 يونتزو-ين تشين، آمي؛ أولسن، توماس (2016). "الخشب المعالج بكرومات زرنيخات النحاس: مصدر محتمل للتعرض للزرنيخ وسميته في طب الأمراض الجلدية" . المجلة الدولية لأمراض الجلد النسائية . 2 (1): 28-30 . doi : 10.1016/j.ijwd.2016.01.002 . PMC 5412102. PMID 28491998 .
- ↑ "الأخشاب المعالجة بمادة CCA في ملاعب الأطفال وبيوت اللعب: تعريض أطفالنا لمواد كيميائية سامة" . ليفينج سيف . 2015-01-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2022-07-28 .
- ↑ ليو، ك؛ آكر، جيه بي؛ غابوس، إس؛ ليكس، سي (2010). "الرصد البيولوجي للزرنيخ في بول ولعاب الأطفال الذين يلعبون في ملاعب مبنية من خشب معالج بكرومات النحاس الزرنيخية". العلوم والتكنولوجيا البيئية . 44 (10): 3986-3991 .
- ↑ باراج، إل إم؛ تسوجي، جيه إس؛ سكرافورد (2007). "نموذج SHEDS-Wood: دمج البيانات الرصدية لتقدير تعرض الأطفال الذين يلعبون على هياكل خشبية معالجة بمادة CCA للزرنيخ". منظورات الصحة البيئية . 115 (50): 781-786 .
- ↑ شالات، إس إل؛ سولو-غابرييل، إتش إم؛ فليمنغ، إل إي؛ باكلي، بي تي؛ بلاك، كيه؛ خيمينيز، إم؛ شيباتا، تي؛ دوربين، إم؛ غرايغو، جيه؛ ستيفان، دبليو؛ فان دي بوغارت، جي (2006). "دراسة تجريبية حول تعرض الأطفال للخشب المعالج بمادة CCA من معدات الملاعب". مجلة علوم البيئة الشاملة . 367 (1): 80-88 . doi : 10.1016/j.scitotenv.2006.01.002 . PMID 16487576 .
- ↑ بيتر د. كونستابل وكينيث و. هينشكليف وستانلي هـ. دون ووالتر غرونبيرغ (2017): "الأمراض الجهازية ومتعددة الأعضاء". الفصل 21 (الصفحات 2002-2214) من كتاب الطب البيطري ، الطبعة الحادية عشرة. دبليو بي سوندرز. ISBN 978-0-7020-5246-0دوى : 10.1016/B978-0-7020-5246-0.00021-8
- ↑ كالنينز، مارتينز أ.؛ ديتروي، بنجامين ف. (1984). "تأثير معالجة خلايا النحل بمواد حافظة للخشب على نحل العسل ومنتجات الخلية". مجلة الكيمياء الزراعية والغذائية . 32 (5): 1176-1180 . doi : 10.1021/jf00125a060 .
- ↑ "صحيفة معلومات سلامة المستهلك - الخشب المعالج بالضغط بالزرنيخ غير العضوي | المبيدات | وكالة حماية البيئة" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 24-09-2015 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 20-01-2016 .
- ↑ مجلة علوم الخشب والألياف، المجلد 36، الصفحات 119-128، 2004
- 1 2 "خشب معالج بالضغط بتقنية كرومات النحاس الزرنيخية : إرشادات للهياكل الخشبية الخارجية" (ملف PDF) . Cpsc.gov . تاريخ الاسترجاع: 11 مارس 2022 .
- ↑ "الفصل ب - مرافق حفظ الأخشاب باستخدام كرومات النحاس الزرنيخية (CCA)" . وزارة البيئة وتغير المناخ الكندية . حكومة كندا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يوليو 2018 .
- ↑ "نظرة عامة على سلامة CCA | CSIRO" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24-03-2014 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 06-02-2014 .
- ↑ "توجيه المفوضية 2003/2/EC الصادر في 6 يناير 2003 بشأن القيود المفروضة على تسويق واستخدام الزرنيخ (التعديل العاشر للتقدم التقني لتوجيه المجلس 76/769/EEC)" (ملف PDF) . Eur-lex.europa.eu . تاريخ الاطلاع: 11 مارس 2022 .
- ↑ http://www.epa.govt.nz/Publications/cca-report.pdf مؤرشف بتاريخ ١٢ فبراير ٢٠١٣ في أرشيف الإنترنت - مواد كيميائية لمعالجة الأخشاب
روابط خارجية
- المركز الوطني لمعلومات المبيدات - كرومات النحاس الزرنيخية (CCA): دليل لموارد مختارة. مؤرشف بتاريخ 25 سبتمبر 2007 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
- دراسات حالة في الطب البيئي - سمية الزرنيخ
- دراسات حالة في الطب البيئي - سمية الكروم
- قائمة الملوثات الوطنية - صحيفة حقائق مركبات الكروم (III)
- أرسينات
- الكرومات
- مركبات النحاس (II)
- المبيدات الحشرية غير العضوية
- مبيدات الفطريات
- المبيدات الحشرية
- الملوثات
- الاختراعات الهندية
