木材保护和木材防腐剂绿色开发探讨

木材保护和木材防腐剂绿色开发探讨

概要：随着经济发展和人们环境意识的增强，木材保护技术面临着新的机遇和挑战， 促进木材防腐工业的健康发展，开发适合我国国情的新型、高效、低毒、环境安全的、绿色的木材防腐剂是实现可持续发展的根本途径。探讨木材防腐剂对环境保护的影响至关重要。

随着有机合成技术的迅速发展， 木材防腐剂的品种增加很快， 尤其一些性质稳定、不易分解的、杀菌和杀虫效果良好的农药用作木材防腐剂，如林丹、氯丹、艾氏剂、五氯酚和五氯酚钠等，造成了对土壤和水质等污染。通过生物浓缩和食物链， 药剂在生物体内残留较高，这种微量积累可能造成慢性毒害，如致癌、致畸、基因突变等。

1、防腐剂毒性

现将一些木材防腐剂的毒性介绍如下：

（1） 煤焦油。它是一种常用油溶木材防腐剂， 煤杂酚油（ 蒽油） 作为煤焦油的主要馏分， 成分十分复杂， 其中所含的蒽、菲、咔唑等均具有较大的毒性。实验表明，小鼠急性经口染毒后多在4 h内死亡， 大鼠急性经皮染毒在20 h后出现死亡。参照我国工业毒物急性毒性分级标准， 蒽油小鼠经口和大鼠经皮均属于低毒物质， 其毒性高于纯品蒽（23g/kg未出现死亡） 以及工业品蒽（ LD50= 4.88g/kg）。小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验及末梢血淋巴细胞微核试验结果表明：小鼠上述两种细胞的微核率明显升高，有一定的遗传毒性。流行病学调查研究已证实煤焦油具有致肿瘤作用。

（2）有机锡。它溶于有机溶剂中用作木材防腐剂，有机锡化合物是引起各国政府和环境保护组织普遍重视的环境污染物。许多国家已将有机锡列于优先污染控制的药品中， 联合国国际海事组织（IMO） 曾建议在国际范围内禁用有机锡涂料。

（3）有机锡化合物。毒性和生物效应与形态有关， 三有机锡化合物最毒， 可破坏线粒体的功能， 具有和某些蛋白质键合的生物活性， 单和二有机锡化合物居次， 四有机锡化合物由于易在肝脏中降解为短链的有机锡， 具有潜在的毒性。三有机锡化合物作为生物杀伤剂， 成为防腐涂料、除草剂、杀菌剂和木材

防腐剂的有效成分， 如三甲基锡对真菌和昆虫显示高毒， 三乙基锡对哺乳动物最具毒性， 三丙基锡和三丁基锡对真菌、鱼类、细菌和植物有较大的毒性。

2、防腐剂对环境的安全性影响的途径

防腐剂对环境的安全性的影响主要通过以下4种途径产生。

（1）生产中的毒性。一般木材防腐剂均有一定的毒副作用， 有些是接触性经口或皮肤等途径染毒， 木材防腐剂制备或木材防腐处理过程中， 如操作或药剂保管不当， 均有可能引起接触性中毒。在木材浸注时， 会产生大量的含有防腐油、煤焦油、重油及砷、铬等化学药剂的有毒废水， 严重污染环境。

（2）使用过程中的毒性。当前使用最多的是水溶性木材防腐剂， 约占总量的3/4，主要有铜铬砷（CCA）、铜铬硼（CCB ）、氟铬酚砷（FCAP）、氨溶砷酸铜（ACA）、酸性铬酸铜（ACC）等。CCA 约占60%。水溶性防腐剂价格低、效果好， 但是在防腐木材使用过程中易流失，对人类、土壤、水资源产生污染。有机氯类防腐剂性质稳定。不易分解， 可在土壤中残存数年至十余年。

（3）废弃防腐材处理产生的毒性。木材再循环利用的最终是燃烧， 木材本身燃烧对环境的影响很小， 但混合物和加工会产生灰和烟气， 用防腐剂的污染， 尤其CCA 防腐处理过的木材燃烧时向废烟气中挥发砷， 向灰中混入重金属等。因此， 木材防腐剂的再次污染问题， 已引起广泛关注， 特别是一些防腐处理木材量较大的国家， CCA、五氯酚和五氯酚钠在一些国家限制使用，

（4）通过生物体富集和食物链产生毒性。生物富集与食物链是食品中含有残留防腐剂的重要原因之一。生物富集是指生物体从生活环境中不断吸收低剂量的防腐剂， 并逐渐在体内积累的能力。食物链是指动物含有防腐剂的林木和其他生物体后， 防腐剂在生物体间转移的现象。这种转移可以通过陆生生态模式和水生生态模式进行， 如鱼对有害物质的富集程度很高。生物富集与食物链可使毒害化合物的残留浓度提高数百倍。

3、国外木材防腐剂与建议

随着经济发展和人们环境意识的增强，木材保护技术面临着新的机遇和挑战， 促进木材防腐工业的健康发展， 应重视以下几点问题：

首先， 制定适合国内木材防腐处理的标准及相应的法规是中国木材保护领域急需解决的关键问题。目前我国已有使用防腐油处理枕木的国家标准， 使用油载型防腐剂进行古建筑木结构的防腐处理的古建筑木结构维护与加固技术规

范国家标准。但是尚无适用于经水载型防腐剂处理的木材及其制品的国家标准， 包括木地板、木门窗及框、家具、园林景观作品、围栏支柱、支架、木屋基础、冷却水塔、码头护木、桩木、木船等。

其次， 需要政府强有力的政策法规支持， 环境部门和木材防腐工业共同加强对木材保护处理的质量和安全性监督，确定防腐处理木材的使用分类类别， 以及防腐处理木材应达到的环境安全性要求。

最后， 加强木材保护处理领域产学研联合，成立全国性的协调和组织机构， 全国性的木材防腐协会。我国木材防腐产业， 应该舍弃国外在20 世纪60 年代之前开始使用， 但目前已被禁止使用或限制使用的防腐剂林丹、五氯酚/五氯酚钠， 直接跨越到使用环境友好型、国际通用、技术先进的木材防腐剂，开发适合我国国情的新型、高效、低毒、环境安全的、绿色的木材防腐剂是实现可持续发展的根本途径。国外木材防腐剂开发呈以下几个特点：

（1）杀菌剂与铜复合是一种重要趋势。铜对真菌抑制作用强， 防腐效果好，价格适中，对环境柔和人畜无害。复合杀菌剂具有广谱、使用量少等优点， 如氨溶烷基胺铜、柠檬酸铜、吡咯硼铜等。

（2）和木材组分以共价键结合的防腐剂是发展方向。降低流失性， 提高长效性。

（3）从相关行业的长效杀虫和防腐剂中开发木材防腐剂， 可以降低研究成本。如杀菌剂DDAC（ 季铵盐），光稳定性较强。不易分解失效的高效广谱低毒杀虫剂氯氰菊酯等。

（4）研究CCA 处理的废弃木材焚烧及重金属的回收、微生物分解后重金属的吸附回收等。

（5）具有天然防腐性能的植物化学成分提取开发生物木材防腐剂是21世纪的发展趋势，但有效成分的确定和提取成本是这类防腐剂能否工业化生产面临的主要问题。

参考文献：

[1]何勇.ACQ防腐剂处理杉木小径材的研究[J].林业科技. 2016（06） [2]吴春华，杨德枢，徐祥. 桉木防腐的初步研究[J]. 应用化工. 2018（08）