قطران الفحم

يُعد قطران الفحم مصدراً رئيسياً للمركبات العضوية. يُكمّل هذا الاستخدام صناعة البتروكيماويات ، التي تُنتج بشكل أساسي الألكانات والألكينات. كما يُعدّ مصدراً للهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات.

• حلقتان: الكومارون ، والإندين ، والبنزوفوران ، والنفثالين ، وميثيل النفثالين ومشتقاتها الميثيلية. ^{[ 14 ] [ 15 ]}
• الحلقات الثلاثية: أسينفثين ، فلورين ، فينانثرين . ^{[ 16 ]}
• الحلقات الرباعية: الكريسين ، والبيرين ، والفلورانثين ، والتريفينيلين ، والنفثاسين ، والبنزانثراسين
• الحلقات الخماسية: البيسين ، بنزو[أ]بيرين ، بنزو[هـ]بيرين ، بنزوفلورانثينات ، بيريلين
• الحلقات السداسية والسباعية: ثنائي بنزوبيرين ، ثنائي بنزوفلورانثين، بنزوبيريلين ، كورونين )
• الفينولات: الفينول ، الكريزولات
• المركبات الحلقية غير المتجانسة النيتروجينية: البيريدين ، البيكولين ، الكربازول ، الكينولين ^{[ 16 ]}
• البنزين والتولوين والزيلينات ( "BTX" ) بالإضافة إلى الكومينات ^{[ 17 ]} 1,2,3-ثلاثي ميثيل بنزين يوجد بشكل طبيعي في قطران الفحم.

العديد من هذه المواد الكيميائية هي مواد أولية للأصباغ (وخاصة التارترازين / الأصفر رقم 5)، والمواد الفوتوغرافية. ^{[ 18 ]}

• كمصدر للكربون الأسود . ^{[ 19 ]}
• تُستخدم المواد المتطايرة من أفران الكوك (COV) كمادة رابطة في صناعة الجرافيت ؛ إذ يشكل جزء كبير من المواد الموجودة في "الكتل الخضراء". خلال عملية خبز هذه الكتل كجزء من إنتاج الجرافيت التجاري، يتبخر معظم قطران الفحم المستخدم كمادة رابطة، ويُحرق عادةً في محرقة لمنع انبعاثه في الغلاف الجوي، لأن قطران الفحم وCOV قد يكونان ضارين بالصحة. ^{[ 20 ] [ 21 ]}
• يُعد قطران الفحم مكونًا رئيسيًا في معجون الأقطاب الكهربائية المستخدم في أفران القوس الكهربائي . ويعمل القطران كمادة رابطة للحشو الصلب الذي يمكن أن يكون إما فحم الكوك أو الأنثراسيت المكلس، مكونًا معجون الأقطاب الكهربائية، والمعروف أيضًا باسم معجون أقطاب سودربيرغ. ^{[ 22 ]}
• يُستخدم قطران الفحم كمادة خام لإنتاج مشتقات ذات قيمة أعلى، مثل النفتا والكريوزوت والقطران . في عصر غاز الفحم ، قامت الشركات بتقطير قطران الفحم لفصل هذه المواد، مما أدى إلى اكتشاف العديد من المواد الكيميائية الصناعية.

يُستخدم نصف قطران الفحم فقط في الإنتاج الكيميائي، بينما يُستخدم المتبقي، الذي يُقدّر بنحو 15 مليون طن، في تطبيقات أخرى. فعلى سبيل المثال، يُضاف قطران الفحم إلى بعض منتجات طلاء مانع التسرب المستخدمة في مواقف السيارات لحماية سلامة الرصف. ^{[ 23 ]} تحتوي منتجات طلاء مانع التسرب المصنوعة من قطران الفحم عادةً على نسبة تتراوح بين 20 و35% من قطران الفحم. ^{[ 23 ]} تُشير الأبحاث ^{[ 24 ]} إلى استخدامه في جميع أنحاء الولايات المتحدة الأمريكية ، إلا أن العديد من المناطق حظرت استخدامه في منتجات طلاء مانع التسرب، ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} بما في ذلك مقاطعة كولومبيا، ومدينة أوستن بولاية تكساس، ومقاطعة داين بولاية ويسكونسن، وولاية واشنطن، والعديد من البلديات في مينيسوتا وغيرها. ^{[ 28 ] [ 29 ]} كما حظرت كندا استخدامه في مواد منع التسرب اعتبارًا من عام 2025. ^{[ 30 ]}

يُستخدم قطران الفحم أيضاً في أعمال التسقيف.

يُستخدم بعض قطران الفحم كوقود للتدفئة أو لتشغيل الغلايات . ومثل معظم الزيوت الثقيلة، يجب تسخينه قبل أن يتدفق بسهولة. ^{[ 13 ]}

Many of constituents of coal tar are polycyclic aromatic hydrocarbons, which can be carcinogenic.^{[44][45][46][47]} Long-term, consistent exposure to coal tar likely increases the risk of non-melanoma skin cancers.^[48] Evidence is inconclusive as to whether medical coal tar, which does not remain on the skin for the long periods seen in occupational exposure, causes cancer, because there is insufficient data to make a judgment.^[49] While coal tar consistently causes cancer in cohorts of workers with chronic occupational exposure, animal models, and mechanistic studies,^[14] the data on short-term use as medicine in humans has so far failed to show any consistently significant increase in rates of cancer.^[49]

Coal tar contains many polycyclic aromatic hydrocarbons, and it is believed that their metabolites bind to DNA, damaging it.^[47] The PAHs found in coal tar and air pollution induce immunosenescence and cytotoxicity in epidermal cells.^[50][51] It is possible that the skin can repair itself from this damage after short-term exposure to PAHs but not after long-term exposure.^[49] Long-term skin exposure to these compounds can produce "tar warts", which can progress to squamous cell carcinoma.^[16]

Coal tar was one of the first chemical substances proven to cause cancer from occupational exposure, during research in 1775 on the cause of chimney sweeps' carcinoma.^[16] Modern studies have shown that working with coal tar pitch, such as during the paving of roads or when working on roofs, increases the risk of cancer.^[14]

The International Agency for Research on Cancer lists coal tars as Group 1carcinogens, meaning they directly cause cancer.^[14][52][53] The U.S. Department of Health and Human Services lists coal tars as known human carcinogens.^[54]

استجابةً للمخاوف الصحية العامة بشأن قدرة الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات على التسبب بالسرطان، حظرت بعض البلديات، مثل مدينة ميلووكي، استخدام مواد منع التسرب الشائعة للطرق والممرات المصنوعة من قطران الفحم، مشيرةً إلى مخاوف من ارتفاع محتوى الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات في المياه الجوفية. ^{[ 55 ]}

يتسبب قطران الفحم في زيادة الحساسية لأشعة الشمس ، ^{[ 56 ]} لذلك يجب حماية الجلد المعالج بمستحضرات قطران الفحم الموضعية من أشعة الشمس.

تم إدراج مخلفات تقطير قطران الفحم عالي الحرارة، وهو في الأساس خليط معقد من الهيدروكربونات العطرية ذات الحلقات المكثفة المكونة من ثلاثة أو أكثر، في 13 يناير 2010 كمادة تثير قلقًا بالغًا من قبل الوكالة الأوروبية للمواد الكيميائية . ^{[ 57 ]}