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クロム酸銅ヒ素( CCA ) は、クロム、銅、ヒ素の化合物をさまざまな割合で含む木材防腐剤です。木材やその他の木材製品、特に屋外で使用する木材に浸透させて、微生物や昆虫の攻撃から保護するために使用されます。他の銅ベースの木材防腐剤と同様に、処理した木材に緑がかった色調を与えます。
CCAは1933年にインドの化学者ソンティ・カメサムによって発明され、 1934年にイギリスで特許を取得しました。1930年代半ばから木材処理に使用されており、 [1]多くの商標名で販売されています。
2003年、米国環境保護庁と木材業界は、ほとんどの住宅建築でCCA処理木材の使用を中止することに合意しました。この合意は、CCA処理木材に含まれるヒ素への曝露を減らすことで、人間の健康と環境を保護することを意図していました。この決定の結果、CCA処理木材は、遊具、デッキ、ピクニックテーブル、造園要素、フェンス、パティオ、歩道などの住宅構造物の建設に使用できなくなりました。[2]処理製品の取り扱いミス、たとえば焼却による急性中毒も深刻な懸念事項です。それでも、CCAは、植林された松などの腐りやすい木材を柱、杭、擁壁などの用途に使用できるようにするための人気があり経済的な選択肢であり続けています。
構成と応用
CCA製品の組成は通常、三酸化クロムまたは「クロム酸」 CrO 3、五酸化ヒ素As 2 O 5、および酸化銅(II) CuOの質量百分率で表されます。[3]
防腐剤は、クロム酸、酸化銅、ヒ酸（USDA、1980年）を0.6～6.0％（重量比）含むpH1.6～2.5の水性混合物として塗布されます。この混合物は高圧で木材に浸透します。[4]
処理された木材では、ヒ素はクロム(III)ヒ酸CrAsO 4および/または銅(II)ヒ酸Cu 3 (AsO 4 ) 2 、またはかなり安定したクロム二量体-ヒ素クラスターの形で存在すると考えられています。[4]
作用機序
クロムは化学固定剤として作用し、防腐作用はほとんどないか全くありません。他の化学物質が木材に固定されるのを助け、化学複合体を介して木材のセルロースとリグニンにそれらを結合します。銅は主に木材を腐敗、菌類、細菌から保護する働きがあり、ヒ素は主な殺虫成分で、シロアリや海洋穿孔虫などの木材を襲う昆虫から保護します。また、処理された木材の耐候性を向上させ、長期的には塗料の密着性を高める可能性があります。[要出典]これらの化合物は、血流に入ると人体に有毒であり、通常、これらの化合物で処理された木材を燃やすことで非常に危険です。
代替案
代替の強力防腐剤としては、クレオソートやペンタクロロフェノールなどがある。同様の水性防腐剤としては、アルカリ性第四級銅（ACQ）化合物、銅アゾール（CuAz）、アンモニア性銅亜鉛ヒ酸（ACZA）、クエン酸銅、銅HDO（CuHDO）などがある。[要出典]通常、より高価だがより安全な選択肢は、化学物質を含まない圧力および熱処理された木材である。通常、それらは化学処理された木材のような長期にわたる堅牢な品質と耐性がない。水だけで圧力処理されたものもあり、これは通常の木材よりもはるかに長持ちするが、化学処理された木材ほど虫を寄せ付けないが、未処理の木材よりもはるかにカビや水による損傷に強い。
安全性
CCAの安全性に関する懸念は、そのクロムとヒ素の含有量に集中している。[3]
ヒ素は土壌、食物、水中に自然に存在し、現在でもいくつかの疾患の治療に使用されています。[5]しかし、ヒ素は無機形態で接触または摂取すると特に健康に悪影響を及ぼすことが数多くあり、1986年に米国環境保護庁（EPA）によってヒトに対する発がん性物質に指定されました（実際のリスクは不明ですが）。飲料水中のヒ素は、世界の一部の地域では深刻な公衆衛生問題となっています。[5]
取り扱い
かゆみ、灼熱感、神経症状、呼吸障害は、処理された木材から流れる樹液との接触を含む、無標識のクロム酸ヒ素木材防腐剤の取り扱いに関連している。[3]
1990年代に規制措置が取られたのは、CCA処理された木材で作られた遊び場にいる子供たちにCCAが危険をもたらす可能性があることを示唆する研究があったためである。[6]しかしその後の研究では、CCA処理された遊び場のおもちゃで遊んだ子供たちの土壌と手洗い液のヒ素濃度は対照群よりもかなり高かったが、尿と唾液サンプルのヒ素濃度には有意差がなかったことがわかった。[7] [8] [9]
働く
CCA処理された木材を機械加工（鋸引き、研磨、穴あけ）すると、建設作業員やアマチュア大工は吸入による慢性および急性の健康リスクにさらされる。[3]
動物
CCA処理された木材の毒性は比較的低く、動物が中毒になるにはあり得ない量（成馬の場合、1日28gを1ヶ月間）を摂取する必要がある。しかし、焼却された木材の灰ははるかに毒性が強く、牛がこのようにして中毒になったことがある。[10]
CCA処理された木材を蜂の巣の建設に使用すると、蜂蜜中のヒ素濃度の上昇や冬季の蜂のコロニーの減少につながることが報告されている。 [11]
環境への放出
もう一つの懸念は、CCA処理された木材からクロムとヒ素が浸出し、環境に放出されることです。[12]
ヒ素の浸出量と速度は、地域の気候、雨や土壌の酸性度、木材製品の年齢、CCAの適用量など、さまざまな要因によって大きく異なります。ある研究では、45年後のCCA処理木材の存在による土壌汚染は最小限であることがわかりました。 [13]
それほど侵食性のない土壌タイプでの多くの研究では、浸出量は 0.5 ppm (使用中のアカマツの柱) と低く、14 ppm (庭の植床に施された処理済みの松) と高いことが示されています。[引用が必要]木材から浸出する化学物質は、特に粘土質の土壌や中性よりもアルカリ性の土壌では、土壌粒子に結合する可能性があります。
建設時に残ったおがくずやその他の残留物は、最終的な木造建築物からの浸出よりも、土壌や環境へのヒ素汚染のはるかに重大な原因となる可能性がある。[4]
燃焼
CCA処理木材の燃焼、例えば廃木材を産業用または家庭用の火災の燃料として使用すると、その煙を吸入することで急性および慢性のヒ素中毒が発生することが報告されている。[5] [3]
規制状況
CCA の製造と使用は、米国の AWPA P23-10 や南アフリカの SANS 673 など、さまざまな国内および国際規格によって規制されています。
米国では、2003年12月以降、住宅用木材へのCCA処理は禁止されている。その日付以前に処理された木材の販売は引き続き許可されていたが、小売業者は警告ラベルを貼ることが義務付けられていた。[14] [5]遊具やデッキなど、すでに使用されている処理済み木材製品はそのまま使用することが許可された。シェイクやシングル、恒久的な木材基礎、および特定の商業用途への処理など、制限の例外が許可された。EPAは、木材へのCCAの産業用途に関する規制も発行している。[3]
CCAはカナダでも住宅用途から段階的に廃止されている。[15]
欧州連合とオーストラリアの規制当局も、すでに設置されている木材を交換する必要はないとしながらも、住宅用途でのCCA処理木材の使用を禁止した。[16] [17] [14]
2003年、ニュージーランドの環境リスク管理局は、CCAの使用をいかなる用途にも制限しないことを決定しましたが、CCAまたはCCA処理木材を使用する用途については、適切に設計された研究がほとんど行われていないことを指摘しています。[18]
安全に関する推奨事項
EPAは、CCA処理された木材を取り扱う際には手袋を着用し、鋸で切ったりややすりで磨いたりする際にはゴーグルとマスクを着用し、決して燃やさないことを推奨している。[5]
CCA処理された木材は、キッチントップ、まな板、蜂の巣など、食品と接触する可能性のある場所には使用しないでください。漂白剤、酸、ソーダなどの化学物質にさらさないでください。[3]
木材の表面には簡単に剥がれ落ちる可能性のあるCCAの残留物がないか検査する必要があります。シーラントやその他のコーティングを施すことで、環境汚染のリスクを軽減できます。[3]
CCA 処理された木材のスクラップや廃棄物の処分は、塗料、殺虫剤、電池などの潜在的に有毒な廃棄物を処理するために設計された、認可された焼却炉または管理された埋立地でのみ行う必要があります。
参照
参考文献
- ^ ハントとガレット『木材保存』1938年、127ページ
- ^ 「CCA処理木材の規制」。2020年3月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ abcdefgh (2015): 「クロム酸銅ヒ素酸塩 (CASRN: 37337-13-6)」。国立医学図書館 (NLM)、特別情報サービス (SIS)、国立医学衛生研究所 (NIMH) のオンライン文書。2015 年 2 月 18 日の改訂、2019 年 4 月 16 日にアクセス。
- ^ abc Jennifer K. Saxe、Teresa S. Bowers、Kim Reynolds Reid (1964)：「ヒ素」。Environmental Forensics - Contaminant Specific Guide の第 13 章 (279-292 ページ) 。Academic Press。doi : 10.1016/B978-012507751-4/50035-5
- ^ abcde Amy Yuntzu-Yen Chen および Thomas Olsen (2016)：「クロム酸銅ヒ素処理木材：皮膚科におけるヒ素曝露および毒性の潜在的発生源」。International Journal of Women's Dermatology、第 2 巻、第 1 号、28 ～ 30 ページ。doi :10.1016/ j.ijwd.2016.01.002 PMID 28491998
- ^ 「遊び場や小屋にCCA処理された木材が使われ、子供たちが有毒化学物質にさらされている」Living Safe 2015年1月6日2022年7月28日閲覧。
- ^ Lew K、Acker JP、Gabos S、LeX C (2010)：「クロム酸銅ヒ素処理木材で作られた遊び場で遊ぶ子供たちの尿と唾液中のヒ素のバイオモニタリング」。Environmental Science and Technology、第44巻、第10号、3986-3991ページ。
- ^ Barraj LM、Tsuji JS、Scrafford (2007)：「SHEDS-Woodモデル：CCA処理された木造建築物で遊ぶ子供のヒ素への曝露を推定するための観察データの組み込み」Environmental Health Perspectives、第115巻、第50号、781-786ページ。
- ^ Shalat SL、Solo-Gabriele HM、Fleming LE、Buckley BT、Black K、Jimenez M、Shibata T、Durbin M、Graygo J、Stephan W、Van De Bogart G (2006)：「CCA 処理された遊具の木材への子供の曝露に関するパイロット スタディ」。Science of the Total Environment、第 367 巻、第 1 号、80-88 ページ。PMID 16487576 doi :10.1016/ j.scitotenv.2006.01.002
- ^ Peter D. Constable、Kenneth W. Hinchcliff、Stanley H. Done、Walter Grünberg (2017)：「全身性および多臓器疾患」。獣医学第11版第21章（2002-2214ページ）。WB Saunders。ISBN 978-0-7020-5246-0 doi : 10.1016 /B978-0-7020-5246-0.00021-8
- ^ Martins A. Kalnins および Benjamin F. Detroy (1984)： 「蜂の巣の木材防腐剤処理がミツバチと蜂の巣の産物に与える影響」農業食品化学ジャーナル、第 32 巻、第 5 号、1176 ～ 1180 ページ。doi :10.1021/jf00125a060
- ^ 「消費者安全情報シート - 無機ヒ素圧力処理木材 | 農薬 | EPA」。2015年9月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年1月20日閲覧。
- ^ 木材と繊維の科学 第36巻 pp 119-128、2004年
- ^ ab 「CCA圧力処理木材クロメート銅ヒ素酸塩：屋外木造構造物向けガイダンス」（PDF）。Cpsc.gov 。2022年3月11日閲覧。
- ^ 「第B章 クロム酸銅ヒ素（CCA）木材保存施設」。カナダ環境・気候変動省。カナダ政府。 2018年7月6日閲覧。
- ^ 「CCA-safety-overview | CSIRO」。2014年3月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年2月6日閲覧。
- ^ 「2003年1月6日のヒ素の販売および使用に関する制限に関する委員会指令2003/2/EC（理事会指令76/769/EECの技術進歩に対する第10次適応）」（PDF）。Eur-lex.europa.eu。2022年3月11日閲覧。
- ^ http://www.epa.govt.nz/Publications/cca-report.pdf 2013-02-12 に Wayback Machineにアーカイブ- 木材処理薬品
外部リンク
- 国立農薬情報センター - クロム酸銅ヒ素酸 (CCA): 選択されたリソースのガイド 2007-09-25 にWayback Machineでアーカイブされました
- 環境医学のケーススタディ - ヒ素毒性
- 環境医学のケーススタディ - クロムの毒性
- 国家汚染物質目録 - クロム（III）化合物ファクトシート