Войти
Деревянные шпалы до (справа) и после (слева) пропитки креозотом, транспортировка железнодорожным вагоном на предприятии Железная дорога Санта-Фе, в Альбукерке, штат Нью-Мексико, в марте 1943 года. США военного времени сообщается, что «дымящиеся черные галстуки на [слева на фото]… только что пришли из реторты, где они пропитаны креозотом в течение восьми часов». восьми месяцев »[как видно из необработанноговагона справа]. Креозот - категория углеродсодержащих химикатов, образованных дистилляцией различными смол и пиролиз материалов растительного
Некоторые типы креозотов исторически использовались для обработки компонентов морских и уличных деревянных конструкций для предотвращения гниения (например, мостовые и железнодорожные шпалы, см. Образцы обычно можно найти внутри дымохода дымоходов, где уголь или древесина горит в различных условиях,выделяя сажу и смолистый дым., отвечающие за стабильность, и вкус копченостей; название происходит от греческого κρέας (kreas) «мясо» и σωτήρ (sōtēr) «консервер».
В промышленности признаются два основных вида: уголь -тар креозот и древесный деготь креозот . Разновидность камугольной смолы, обладающая более сильными и более токсичными свойствами, в основном использовалась в качестве консерванта для древесины; каменноугольный креозот такжеранее использовался как в эхаротического вещества, для ожога стали злокачественной ткани кожи, а также в стоматологии для предотвращения того некроза, до как известны его канцерогенные свойства. Древесная смола использовалась для консервирования мяса, обработки судов и в таких медицинских целях, как обезболивающее, антисептическое, вяжущее, отхаркивающее и <114...>слабительное, хотя в основном они были заменены современнымисоставами.
Разновидности креозота также производились как из горючего сланца, так и нефти, и известны как креозот нефтяной смолы, когда получен из нефтяного гудрона, и как креозот водогазового дегтя, когда получен из смолы водяного газа. Креозот также был получен из предугольных пластов, таких как лигнит, давая лигнитно-гудронный креозот, и торф, давая торфяно-гудронный креозот .
Термин креозот имеет диапазон значений в зависимости от происхождения каменноугольной смолы. масло и конечное использование материала. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) считает, что термин креозот пестицид для использования в качестве консерванта древесины, соответствует стандартам P1 / P13 и P2 Американской ассоциации защиты древесины (AWPA). Стандарты AWPA требуют, чтобы креозот «был чистымкаменноугольным дегтем, полностью полученным из дегтя, полученного карбонизацией битуминозного угля». В настоящее время все изделия из дерева, обработанные креозотом, - фундамент и морские сваи, пиломатериалы, столбы, железнодорожные шпалы, пиломатериалы и опоры для коммунальных служб - производятся с использованием этого типа консерванта для древесины. Производственный процесс апп может быть осуществлен под давлением, сертифицированного процесса государственного департамента сельскогохозяйства. Запрещается наносить креозот кистью, распылением или без давления, как указано на этикетке, одобренной EPA для использования креозота. Использование креозота в соответствии со стандартами AWPA не позволяет смешивать его с другими типами материалов «креозотного типа», такими как креозот лигнит-дегтя, креозот масляно-дегтярный, креозот торфяно-дегтярный, креозот водно-газово-дегтярный или дерево. -тарный креозот. Однако стандарт AWPA P3 допускает смешивание высококипящего нефтяногомасла, соответствующего стандарту AWPA P4.
Информация, которая следует ниже, с использованием других типов креозотовых материалов и их использования, должна рассматриваться в первую очередь как относящаяся к только историческая ценность. Эта история важна, потому что она прослеживает происхождение этих различных материалов, которые использовались в начале 20 веков. Кроме того, необходимо использовать эти другие креозотовые продукты - бурый деготь, древесный деготь, водяной деготь и т. Д.- в настоящее время не производятся и были либо заменены более экономичными материалами, либо заменены продукты, которые являются более эффективными или безопасными.
На протяжении некоторой части истории креозот каменноугольной смолы и креозот древесной смолы считались эквивалентными веществами, хотя и разного происхождения, что объясняет их общее название; только позже было установлено, что они химически различны. Все типы креозота состоят из производных фенола и содержатколичество монозамещенных фенолов, но это не единственный активный элемент креозота. В своем полезном действии креозот каменноугольной смолы основаны на присутствии нафталинов и антраценов, тогда как креозот древесной смолы зависит от присутствующих метиловых эфиров фенола. В противном случае смола любого типа растворилась бы в воде.
Креозот был впервые обнаружен в форме древесной смолы в 1832 году Карлом Райхенбахом, когда он обнаружил его как в смоле, так и впиролизных кислотах, полученных сухая перегонка бука. Пиролиновая кислота была известна как антисептик и консервант для мяса, Райхенбах проводил эксперименты, погружая мясо в разбавленный раствор дистиллированного креозота. Он обнаружил, что мясо было высушено без гниения и приобрело дымный аромат. Он утвержден, что он нашел в древесной смоле, также содержался в камугольной смоле, а также в янтарной смоле и смоле животного происхождения в том же составе., что ив древесине
Вскоре после этого, в 1834 году Фридрих Фердинанд Рунге обнаружил карболовую кислоту в каменноугольной смоле, и Огюст Лоран получил ее из который вскоре был определен как одно и то же соединение. Не было четкого представления о взаимосвязи между карболовой кислотой и креозотом; Рунге описал его как обладающий аналогичными едкими и антисептическими свойствами, но отметил, что он отличался от него, поскольку был кислотой и образовывал соль. Тем не менееРайхенбах утвержден, что креозот также является активным элементом, как и в пиролиновой кислоте. Несмотря на доказательства обратного, его мнение поддерживалось большинством химиков, и стало общепринятым мнение, что креозот, карболовая кислота и фенилгидрат были идентичными веществами с разной степенью чистоты.
Карболовая кислота вскоре стала широко продаваться. под названием «креозот», дефицит древесно-смолистого креозота в некоторых местах заставляет химиков поверить в то, что это тоже самое вещество, которое описал Райхенбах. В 1840-х годах Ойген Фрайхер фон Горуп-Безанез, осознав, что два образца веществ, помеченных как креозот, были разными, начал серию исследований по определению химической природы карболовой кислоты, что привело к выводу, что это больше напоминало хлорированные хиноны, было другим, совершенно не возможным с ним веществом.
Независимо проводились исследования химической природы креозота. Исследование, проведенное авторами, показало, чтозапах очищенного креозота напоминает запах гваякола, более поздние исследования Генриха Хласивца выявили вещество, общее для гваяка и креозота, которое он назвал креозолом, и он определил, что креозот содержал смесь креозола и гваякола. Более поздние исследования, проведенные Горуп-Безанез, показали, что креозот древесной смолы также содержит фенолы, что придает ему общие черты с креозотом каменноугольной смолы.
Исторически креозот каменноугольной смолы отличался оттого, о чем думали как собственно креозот - исходное вещество открытия Райхенбаха - и конкретно упоминается как «креозотовое масло». Они также помещены в тот же класс веществ с терминами «креозот» или «креозотовое масло», относящимися к любому из них.
| ||||||||||||||||||||||||||||||
Креозот древесной смолы представляет собой маслянистую жидкость от бесцветной до желтоватой с запахом дыма, при горении образует сажистое пламя и имеет привкус горелого. Он не плавучий в воде, с удельным весом от 1037 до 1087, сохраняет текучесть при очень низкой температуре и кипит при 205–225 ° C. В чистом виде он прозрачный. Для растворения в воде требуется в 200 раз больше воды, чем для основного креозота. Креозот представляет собой комбинацию природных фенолов : в первую очередь гваякол и креозол (4-метилгуаякол), обычно составляющие 50% масла; вторые по распространенности - крезол и ксиленол ; остальное представляет собой комбинацию монофенолов и полифенолов.
|
Простые фенолы не единственные активные креозоте древесной смолы. В растворе они коагулируют альбумин, который представляет собой водорастворимый белок, представся в мясе; большинство фенолов в креозоте представляет собой метокси производными - они содержат метоксигруппу, связанный с ядром бензола (O-CH 3 Высокий уровень метилпроизво дных, образующихся в результате воздействия тепла на шерсть. d (также проявляющийся в метиловом спирте, полученномпутем перегонки) делает креозот древесной смолы отличным от креозота каменноугольной смолы. Гуаякол представляет собой метиловый эфир пирокатехина, а креозол представляет собой метиловый эфир метилпирокатехина, следующего гомолога пирокатехина. Метиловые эфиры отличаются от простых фенолов менее гидрофильными, едкими и ядовитыми. Это позволяет успешно консервировать мясо без денатурации тканей и позволяет использовать креозот в качестве лечебной мази.
Получение креозота древесной смолы из смолистой древесины
как правило, его получают из бука, а не из других пород древесины, при дистилляции содержания этих химикатов выше по сравнению с другими фенолами. Креозот можно получить путем перегонки древесной смолы и обработки фракции тяжелее воды гидроксида натрия. Затем щелочной раствор отделяют от нерастворимого масляного слоя, кипятят при загрязнении воздухом для уменьшения примесей и разлагают разбавленной серной кислотой. Образуетнеочищенный креозот, который очищают повторным растворением в щелочи и повторным осаждением кислотой, повторно перегоняют, при этом фракция проходит между 200 и 225 °, создается очищенный креозот.
Когда хлорид железа является добавлен в разбавленный раствор, он станет зеленым; характеристика орто-оксипроизводных бензола. Он растворяется в серной кислоте до красной жидкости, которая меняется на пурпурно-фиолетовый. После встряхивания соляной кислотой в отсутствие воздуха он становитсякрасным, цвет меняется на темно-коричневый или черный в присутствии.
При приготовлении пищи курением, гваякол в основном дымному вкусу, в то время как диметиловый эфир пирогаллола, сирингол является основным химическим веществом, ответственным за дымный аромат.
Вскоре после того, как он был обнаружен и признан в качестве принципа копчения этого мяса, креозот древесной смололыРабота в качестве замены. Креозот наносили использованные методы. Один из них заключен в том, чтобы окунуть мясо в разбавленном креозотом, как это делал Райхенбах, или смазать их ими, и через час мясо будет иметь такое же качество, как и у вас копченых продуктов. Иногда креозот разбавляли уксусом, а не водой, как уксус также использовался в качестве консерванта. Другой заключался в том, чтобы поместить в закрытый ящик вместе с ним несколько капель креозота в небольшую бутылку. Из-за летучестикреозота атмосфера была заполнена паром, содержащим его, и он покрывал плоть.
Применение древесной смолы на морских судах практиковалось в XVIII и начале XIX века. до того, как креозот был выделен в виде соединения. Было обнаружено, что креозот древесной смолы не столь эффективен при обработке древесины, потому что они труднее пропитать креозот в древесные ячейки, но все же эксперименты проводились в большом количестве многочисленных правительств, потому что он оказался менее дорогим нарынке.
Еще до того, как креозот был открыт как химическое соединение, он был открытым активным компонентом лекарственных средств в различных культурах по всему миру.
В древности смолы и смолы обычно использовались в качестве лекарств. Плиний включает множество смолоподобных веществ, используя в качестве лекарств, включая cedria и pissinum. Цедрия была смолой и смолой кедрового дерева, эквивалентной маслу дегтя и пиролиновой кислоты, которыеиспользуются на первой стадии дистилляции креозота. Он рекомендует цедрию для облегчения зубной боли, в качестве инъекции в ухо при слабослышании, для уничтожения паразитарных червей, в качестве профилактики оплодотворения, в качестве лечения фтириаза и в качестве лекарства. противоядие от яда морского зайца, в качестве мази от слоновости и в виде мази для лечения язв как на коже, так и в легких. Далее он говорит о том, что цедрия использовалась какбальзамирующее средство для приготовления мумий. Pissinum представляет собой смолистую воду, путем кипячения цедрии, путем намазывания шерстяного полотна по сосудам, чтобы собрать пар, а его выжимания.
Портрет епископа Беркли от Джона Смиберта, 1727 Лионская фармакопея, опубликованная в 1778 году, говорит, что масло кедрового дерева, как полагают, лечит рвоту и помогает лечить опухоли и язвы. Врачи, современники открытия креозота, рекомендовали мази и таблетки из дегтяили смолы для лечения кожных заболеваний. Дегтярная вода использовалась в качестве народных средств со времен средневековья для лечения таких заболеваний, как диспепсия. Епископ Беркли написал несколько работ о лечебных свойствах дегтярной воды, в том числе философский труд в 1744 году под названием Сирис: цепь философских размышлений и исследования относительно свойств дегтярной воды, а также множество других вопросов, связанных вместе и соответствующих одно от другого, истихотворение, в котором он восхваляет его достоинства. В то время пиролиновая кислота также использовалась в лечебной воде под названием Aqua Binelli.
Учитывая эту историю и известные антисептические свойства креозота, она стала популярной среди врачей в 19 веке. Раствор креозота в воде продавался в аптеках как Aqua creosoti, о чем свидетельствует предыдущее использование пиролиевой кислоты. Его прописали для снятия раздражения желудка и кишечника и детоксикации, лечения язв иабсцессов, нейтрализации неприятных запахов и стимуляции слизистых тканей рта и горла. Креозот в целом был указан как раздражитель, кровоостанавливающее средство, антисептик, наркотическое средство и мочегонное средство, а также небольшие дозы при приеме внутрь в качестве седативного и анестетика. Его использовали для лечения язв, а также как способ стерилизации зуба и уменьшения боли в случае зубной боли.
Креозот был предложенРайхенбахом для лечения туберкулеза еще в 1833 году. Вслед за Райхенбахом., его аргументировали Джон Эллиотсон и сэр Джон Роуз Кормак. Эллиотсон, вдохновленный применением креозота для остановки рвоты во время вспышки холеры, используя его при туберкулезе путем ингаляции. Он также его при эпилепсии, невралгии, диабете и хроническом сапе. Идея использовать его от туберкулеза не была принята. От использования этой цели отказались, пока эта идея не былавозрождена в 1876 году британским врачом, который использует его местно в виде спрея на слизистую оболочку бронхов. Это было продолжено в 1877 году, когда это было доказано в клинической статье Шарлем Бушаром и. Теория микробов была создана Пастером в 1860 году, и Бушар, утверждая, что бацилла была ответственна за болезнь, стремился реабилитировать креозот для его использования в качестве антисептика для лечения. Он начал серию испытаний с Гимбертом, чтобыпродемонстрировать научное сообщество, и заявлено о многообещающем уровне из захватов. Несколько публикаций в Германии подтвердили его результаты в последующие годы.
Позже период экспериментов с различными методами и химическими веществами, использующими креозот для лечения туберкулеза, длился примерно до 1910 года, когда лучевая терапия показалась более перспективной. Гваякол вместо полного креозота был предложен Германом Сахли в 1887 году. Он утверждал, что в нем есть активноехимическое вещество креозота, его преимущество в том, что он имеет состав и имеет менее неприятный вкус и запах. На рынке появился ряд растворов креозота и гваякола, таких как фосфоталь и гваякофосфал, фосфиты креозота и гваякол; эозот и геосот, валеринаты креозота и гвайкола; фосот и тафосот, фосфат и таннофосфат креозота; креозотал и таносал, дубильные вещества креозота. Креозот и эвкалиптовое масло также использовались вместе, вводились через испаритель и ингалятор. С тех пор были разработаныболее эффективные и безопасные методы лечения туберкулеза.
В 1940-х годах экспериментировали с гваяколом и недавней синтетической модификацией - гваяколатом глицерина (гвайфенезин ) - на животных. Его данные показывают, что оба препарата эффективны в увеличении секреции дыхательных путей у лабораторных животных при введении достаточно высоких доз.
креозот древесной смолы в некоторой степени используется для консервации древесины, но обычно его смешивают с каменноугольным креозотом, поскольку не так эффективен. Коммерчески доступные препараты «жидкого дыма », продаваемые для придания копченому вкусу мясу и помощи в консерванта, состоят в основном из креозота и других компонентов дыма. Креозот - это ингредиент, который выполняет функцию жидкого дыма; гуайкол придает вкус, а креозотовые масла как консерванты. Креозот можно разрушить обработкой хлором гипохлоритом натрия илирастворами гипохлорита кальция. Фенольное кольцо по существу, и молекула подвергается нормальному пищеварению и нормальному дыханию.
гвайфенезин, Элдоном Бойдом, все еще широко используется сегодня в качестве отхаркивающего средства, продается без рецепта и обычно принимается внутрь, чтобы выведению мокротов из путей при острых инфекциях дыхательных путей. Гуафенезин является компонентом Муцинекса, Робитуссина DAC, CheratussinDAC, Робитуссина AC, Cheratussin AC, Benylin, DayQuil Mucous Control, Meltus и Bidex 400.
Сейроган - популярное Кампо лекарство в Японии, используемое в качестве противодиарейного и содержит 133 мг древесного креозота из древесины бука, сосны, клена или дуба на дозу для взрослых в качестве основного ингредиента. Сейроган был использован в качестве лекарственного средства для желудочно-кишечного тракта Императорской японской армией в Россииво время русско-японской войны с 1904 по 1905 годы.
- лекарство от кашля в США, введенное в 1925 году., который все еще продается и содержит креозот бука. Креозот бука также встречается под названием kreosotum или креозот.
|
Креозот камугольно смолы представляет зеленовато-коричневую жидкость с различной степенью темнота, вязкость и флуоресценция в зависимости от способа приготовления. креозот представляет собой масло желтого цвета с зеленоватым оттенком. аст и сильно флуоресцентны, а флуоресценция усиливается при воздействии воздуха и света. После осаждения масло становится темно-зеленым в отраженном свете и темно-красным в проходящем свете.Невооруженным глазом он обычно кажется коричневым. Креозот (часто называемый «креозотовым маслом») почти полностью из ароматических углеводородов с некоторыми основными основами и кислот и других нейтральных масел. Температура вспышки составляет 70–75 ° C, а температура горения - 90–100 ° C, при горении выделяется зеленоватый дым. Запах во многом зависит от содержания нафты в креозоте. Если его запах будет много, он будет иметь нафты, в противном случае - еще больше смолы.
Впроцессе перегонки каменноугольной смолы дистиллят разделяется на четыре фракции; «Легкое масло», которое становится легче воды, «среднее масло», которое выходит, когда легкое масло удаляется; тонущая «тяжелая нефть»; и "", который на холоде в основном твердый и жирный, маслянистой консистенции. Креозот относится к части камугольной смолы, которая перегоняется как «тяжелая нефть», обычно при температуре от 230 до 270 ° C, также называемая «мертвым маслом»; он тонет в воде, но остается довольножидким. Карболовая кислота образует во второй фракции перегонки и часто перегоняется до так называемого "".
|
Коммерческий креозот будет содержать вещество из шести групп. Эти две группы встречаются в большинстве продуктов процесса дистилляции - «», которые перегоняются при температуре ниже 205 ° C и состоят в основном из фенолов, крезолов и ксиленолов, включая карболовую кислоту и ароматических углеводородов, которые делятся нанафталины, которые подвергаются перегонке при 205 ° и 255 ° C, и составляющие антраценовой природы, которые подвергаются перегонке при температуре выше 255 ° C. от качества смолы и используются температуры, но обычно содержание смоляных кислот не превышает 5%, нафталины составляют от 15 до 50%, а антрацены составляют от 45 до 70%. Углеводороды в основном ароматические; производные бензола и родственных циклических соединений, таких как нафталин, антрацен, фенантрен, аценафтен и флуорен. Креозоты из вертикальных реторт и низкотемпературных смол содержат, кроме того, некоторые парафиновые и олефиновые углеводороды. Содержание смолистой кислоты также зависит от источника смолы - оно может составлять менее 3% в креозоте из коксовой смолы и до 32% в креозоте из смолы вертикальной реторты. Все они обладают антисептическими свойствами. Смоляные кислоты являются сильнейшими антисептиками, имеют самую высокую степень растворимости вводе и самые летучие; Таким образом, как сами по себе они могут стать плохими консервантами, фенолы являются наиболее ценным компонентом. Кроме того, креозот содержит несколько продуктов, встречающихся в природе в угле - азотсодержащие гетероциклы, такие как акридины, карбазолы и хинолины, обозначаемые как «», и обычно составляют около 3% креозот-серосодержащих гетероциклов, обычно бензотиофены и кислородсодержащие гетероциклы, дибензофены. Наконец, креозот будет содержать небольшое количествоароматических аминов, образующихся другими веществами в процессе дистилляции и, вероятно, являющихся результатом комбинации термолиза и гидрирования. Смоляные основы часто экстрагируют, промывая креозот водной минеральной кислотой, хотя также норм, которые обладают антисептическими свойствами, другими смоляными кислотам.
Коммерчески используемые креозот часто обрабатывают для извлечения из нем карболовой кислоты, нафталина или антрацена. Карболовую кислоту или нафталин обычноэкстрагируют для использования в других коммерческих продуктах. Креозотовые масла американского производства обычно содержат небольшое количество антрацена и большое количество нафталина, потому что при нагнетании дистиллята при температуре, при которой образуется антрацен, мягкий пек будет разрушен, и останется только твердый пек; это разрушает его для использования в кровельных целях, и остается только продукт, который не является коммерчески полезным.
Использование каменноугольного креозота в коммерческий масштаб начался в 1838 году, когда изобретатель Джон Бетелл получил патент на использование креозотового масла для обработки древесина. «Процесс Бетелла» - или, как он стал известен, - включает помещение древесины, обработку вакуума, в герметичную камеру и применение вакуума для удаления воздуха и влаги из деревянных «ячеек». Затем древесину обрабатывают под давлением, чтобы пропитать ее креозотом или другимихимическими консервантами, после чего повторно используют вакуум, чтобы отделить излишки химикатов обработки древесины. Наряду с «Процесс Бернетта» на основе хлорида цинка, использование креозотированной древесины, полученной по процессу Бетелла, стало основным способом сохранения железнодорожных очередей пиломатериалов (в первую железнодорожную шпал) с целью увеличения срока их службы и предотвращения приходилось их регулярно заменять.
Помимо обработки древесины, она такжеиспользовалась для освещения и топлива. Вначале он использовался только для освещения, необходимого для работы в гавани и на открытом воздухе, где дым от горения доставлял небольшие неудобства. К 1879 году были созданы лампы, которые обеспечивают более полное сгорание за счет использования энергии воздуха, устраняя недостаток дыма. Креозот также перерабатывался в газ и таким образом использовался для освещения. В качестве топлива его использовали для питания кораблей в море и доменных печей дляразличных промышленных нужд, когда было обнаружено, что он более эффективен, чем неочищенный уголь или древесина. Его также использовали в промышленности для размягчения твердой смолы и сжигали для производства ламповой сажи. К 1890 году производство креозота в Соединенном Королевстве составляло примерно 29 900 000 галлонов в год.
В 1854 году Александр МакДугалл разработал и запатентовал продукт, названный канализационный дезодорант; в основном он состоит из карболовой кислоты, полученной из креозота. Макдугалл в 1864 году экспериментировал со своим решением по удалению паразитов с пастбищ крупного рогатого скота на очистке сточных вод. Позже это привело к широкому использованию креозота в качестве мытья скота и пасты для овец. Внешние паразиты будут уничтожены в растворе креозота.
Два более поздних методов креозотирования древесины былиены на рубеже веков. Консервант может покрывать внутренние стенки ячеек, не насыщать внутренниепустоты ячеек. Это менее эффективный, обычно удовлетворительный метод обработки древесины, но он используется, поскольку требует меньшего количества материала для креозирования. Первый метод, «процесс Рупинга» был запатентован в 1902 году, а второй, «процесс Лоури» был запатентован в 1906 году. Позже, в 1906 году, «процесс Аллардайса» и «процесс Карточки» были запатентованы для обработки древесины с помощью комбинации креозота и хлорида цинка. В 1912 году было подсчитано, что в США производилосьв общей сложности 150 000 000 галлонов в год.
Каменноугольный креозот, несмотря на его токсичность, использовался как стимулятор, а эхаротический как едкий агент для лечения язв. злокачественные новообразования, прижигание и предотвращение инфицирования и разрушения. В частности, он использовался в стоматологии для разрушения тканей и остановки некроза.
Креозот каменноугольного дегтяявляется наиболее широко используемым сегодня средством для обработки древесины; как промышленно, перерабатываются в древесину с использованием методов давления, таких как «процесс с полной ячейкой» или «процесс с пустыми ячейками», и чаще всего наносятся на древесину с помощью кисти. Помимо токсичности для грибов, насекомых и морских буревестников, он служит природным водоотталкивающим средством. Он обычно используется для защиты и водонепроницаемости шпал, свай, телефонных столбов,столбов линий электропередач, морских свай и столбов ограждений. Хотя он обычно не используется для использования при консервации структурной древесины зданий. Также существуют опасения по поводу воздействия на окружающую среду выделения креозота-консерванта в водную экосистему.
Из-за его канцерогенного характера Европейский Союз регулировал качество креозота для рынка ЕС и требует, чтобы продажа креозот должен использоваться только профессиональными пользователями. Агентство по охране окружающей среды США регулирует использование креозота каменноугольной смолы в качестве консерванта древесины в соответствии с положениями Федерального закона об инсектицидах, фунгицидах и родентицидах. Креозот считается пестицидом ограниченного использования и доступен только лицензированным разработчикам пестицидов.
|
Креозот масляной смолы является производным из смолы, что образуется при использовании нефти или сланцевого масла при производстве газа. Отгонка гудрона из масла происходит при очень высоких температурах; около 980 ° C. Смола образуется одновременно с газом, и после переработки для получения креозотов она содержит высокий процент циклических углеводородов, очень низкое количество смоляных кислот и смолистых оснований, и никаких истинных антраценов выявлено не было. Исторически сложилось так, что это в основном производилось в Соединенных Штатах на тихоокеанском побережье, где нефть была более больше, чем уголь. Ограниченные количества использовались в промышленности, либо отдельно, либо в смеси с креозотом каменноугольной смолы, либо с добавлением пентахлорфенола.
Креозот водно-газовой смолы также получают из нефти. масло или сланцевое масло, но другим способом; он перегоняется при производстве водяного газа. Гудрон - это побочный продукт, образующийся в результате обогащения водяного газа газами, образующимися при термическом разложении нефти. Креозотов, полученных из oil, it is practically the only one used for wood preservation. It has the same degree of solubility as coal-tar creosote and is easy to impregnate into wood. Like standard oil-tar creosote, it has a low amount of tar acids and tar bases, and has less antiseptic qualities. Petri dish tests have shown that water-gas-tar creosote is one-sixth as anti-septically effective as that of coal-tar.
Lignite-tar creosote is produced from lignite rather than bit uminous coal, and varies considerably from coal-tar креозот. Также называется «лигнитовым маслом», оно имеет очень высокое содержание смоляных кислот и при необходимости используется для увеличения смоляных кислот в нормальном креозоте. Когда он был произведен, его обычно применяли в смесях с каменноугольным креозотом или нефтью. Его эффективность при использовании отдельно не установлена. В эксперименте со столбами для забора из южной желтой сосны в Миссисипи, простой креозот из бурого угля идегтя давал хорошие результаты примерно через 27 лет воздействия, хотя и не так хорош, как стандартный креозот каменноугольного дегтя, использованный в той же ситуации.
Также предпринимались попытки перегонки креозота из торфа -тара, хотя в основном безуспешные из-за проблем с добычей и сушкой торфа в промышленных масштабах. Сам по себе торфяной деготь в прошлом использовался в качестве консерванта для древесины.
По данным Агентства по регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR), употребление в пищу продуктов питания или питьевой воды с высоким содержанием креозота каменноугольной смолы может вызвать жжение во рту и горле. и боли в животе. ATSDR также заявляет, что кратковременный прямой контакт с большими количествами креозота каменноугольной смолы может привести к сыпи или сильному раздражению кожи, химическим ожогам поверхностей глаз, судорог и психическиможогам. спутанность сознания, проблемы с почками или печенью, потеря сознания и даже смерть. Более длительный прямой контакт кожи с низкими уровнями смесей креозотов или их паров может привести к повышенной светочувствительности, повреждению роговицы и повреждению кожи. Более длительное воздействие паров креозота может вызвать раздражение дыхательных путей.
Международное агентство по изучению рака (IARC) определило, что креозот каменноугольнойсмолы, вероятно, канцерогенный для человека, что основано на достаточных доказательствах на животных и ограниченных данных, полученных человеком. Поучительно отметить, что испытания на животных, на которые полагалось МАИР, включали непрерывное нанесение креозота на выбритую кожу грызунов. После нескольких недель применения креозота у животных развились раковые клетки кожи, а в одном тесте - легких. Агентство по охране окружающей среды США заявило, что креозоткаменноугольной смолы является вероятным канцерогеном для человека, на основании исследований как на людях, так и на животных. В результате Федеральное управление по охране труда (OSHA) установило допустимый предел воздействия 0,2 миллиграмма каменноугольного креозота на кубический метр воздуха (0,2 мг / м3) на рабочем месте в течение 8 дней. -часа в день, и Агент по охране окружающей среды (EPA) требует, чтобы им сообщалось о разливах или выбросах в глобальном мире одного фунта ( 0,454 кг) или более креозота.
Не существует уникального пути воздействия детям креозот. Дети, подвергшиеся воздействию креозота, вероятно, испытают те же последствия для здоровья, что и взрослые, подвергшиеся воздействию креозота. Неизвестно, отличаются ли дети от взрослых по своей восприимчивости к воздействию креозота на здоровье.
Исследование смертности работников креозота в 2005 г. не повышило доказательств, подтверждающих риск смерти от рака в результате воздействиякреозота. Работа на предприятиях по обработке древесины креозотом, нет никаких доказательств того, что работа на предприятиях по обработке древесины креозотом или воздействие консервантов на основе креозота связаны с каким-либо значительным указанием на любом участке. специфические раковые или незлокачественные заболевания. В исследовании приняли участие 2179 сотрудников на одиннадцати заводов в США, где обработывалась креозотовыми консервантами. Некоторые рабочие начали работать в 1940–1950годах. Период наблюдения исследования охватывал 1979–2001 годы. Средняя продолжительность работы составляет 12,5 лет. Треть участников исследования работали более 15 лет.
Наибольшее влияние креозота на здоровье - это летальные исходы в результате пожара в дымовых трубах из-за накопления дымового смолы (креозота). Это совершенно не связано с его промышленным производством или использованием.
Сжигание древесины и ископаемого топлива при отсутствиинадлежащего потока воздушного потока (например, в закрытой печи или печи), вызывает неполное сгорание масел в древесине, которые выделяются в виде летучих веществ с дымом. По мере того, как дым поднимается через дымоход, он охлаждается, в результате чего вода, углерод и летучие вещества находятся на внутренних поверхностях дымохода. Образовавшийся черный маслянистый остаток называется креозотом, который по аналогичным коммерческим продуктам с тем же названием, но с более высокимсодержанием сажи.
В течение сезона отложения креозота могут иметь толщину в несколько дюймов. Это создает проблему смешения, потому что отложения креозота уменьшают тягу (поток воздуха через дымоход), что увеличивает вероятность того, что дрова не получают достаточно воздуха для полного сгорания. Фарозот легко воспламеняется, густые таблетки опасности пожара. Когда в печи или камине разводится горячий огонь, регулятор подачи воздуха широко открыт, это может вызвать горячийогонь в дымоходе, где он вступает в контакт с креозотом, который воспламеняется, вызывая пожар в дымоходе. Пожары в дымоходе часто распространяются на главное, потому что дым становится горячим, что воспламеняет любой горючий материал, находящийся в непосредственном контакте с ним, например, дерево. Огонь также может распространиться на главное здание от искр, вылетающих из дымохода и попадающих на горючие поверхности крыши. Чтобы обеспечить надлежащее обслуживание дымоходов иобогревателей, необходимо удалить наросты креозота. Трубочисты Выполните эту услугу за эту услугу за.
Сломанная куча креозота, подверженная атмосферным воздействиям Несмотря на то, что креозот находится под давлением в древесине, выброс химического вещества можно увидеть из множества разных событий. В течение срока службы морских потоков выветривание из-за приливов и водных потоков, которые медленно открывают масляное внешнее покрытие и открываютменьшие внутренние поры большему потоку воды. Ежедневно происходит частое выветривание, но более суровые погодные условия, такие как ураганы, вызывают повреждение или ослабление деревянных свай. Многие сваи либо разламываются от обломков, либо полностью смываются во время штормов. Когда сваи смываются, они оседают на дно водо, где они находятся, а затем появляются химические вещества в течение длительного периода времени. Эту долгосрочную секрецию обычно не замечают, потому что сваи погруженыпод поверхность, скрытую от глаз. Креозот в основном нерастворим в воде, но соединения с более низкой молекулярной массой становятся растворимыми, чем более длительная древесина подвергается воздействию воды. В этом случае некоторые химические вещества становятся водорастворимыми и далее выщелачиваются в водные отложения, в то время как остальные нерастворимые химические вещества остаются вместе в смолоподобном веществе. Еще один источник ущерба - это фауна, занимающаяся бурением леса, например,корабельные черви и Лимнория. Хотя креозот используется в консерванта пестицидов, исследования показали, что лимнория устойчива к пестицидам-консервантам древесины и может вызывать небольшие отверстия в древесине, из которых может выделяться креозот.
Как только растворимые соединения креозотового начала попадают в воду, соединения начинают с внешней средой или потребляютсями организма. Реакцииварьируются в зависимости от концентрации, которая выделяется из креозота, но основные реакции ниже:
Алкилирование происходит, когда молекула заменяет атом водорода на алкильную группу. это обычно происходит из органической молекулы. Алкильные группы, встречающиеся в природе в окружающей среде, представляют собой металлоорганические соединения. Металлоорганические соединения обычно содержат производное метила, которое представляет собой алкильную группу,замещающую водород. Другие органические соединения, такие как метанол, могут быть алкильные группы для алкилирования. Метанол в естественных условиях в окружающей среде в природных условиях и связан с высвобождением в результате биологического разложения отходов и даже побочного продукта растительности. Следующие ниже реакции обеспечивают алкилирование растворимых соединений, вводятся в креозотовых консервантах, метанолом.
На приведенной выше диаграмме изображена реакциямежду м-крезолом и метанолом, которая образует продукт с-алкилирования. Реакция с-алкилирования означает, что вместо замены атома водорода на -ОН группа метильная группа (из метанола) заменяет водород на атоме углерода в бензольном кольце. Продукты этого c-алкилирования могут иметь пара- или орто-ориентацию в молекуле, как видно на диаграмме, и вода, которая не показывает. Изомеры соединения диметилфенола (DMP) являются продуктами пара- и орто-c-алкилирования. Диметилфенол (ДМФ) по своимхарактеристикам внесен в список опасных последствий для водной среды и токсичных веществ на долгосрочном периоде.
На этой диаграмме показано алкилирование между фенолом и метанолом. В отличие от с-алкилирования, о-алкилирование заменяет атом водорода в группе -ОН на метильную группу (из метанола). Продуктом о-алкилирования является метоксибензол, более известный как анизол, и вода, которая не показывает на диаграмме. Анизол относится к категории острой опасности дляорганизмов с долгосрочными последствиями.
Биоаккумуляция - это процесс, при котором организм поглощает химические вещества в результате проглатывания, воздействия и вдыхания. Биоаккумуляция подразделяется на биоконцентрацию (поглощение химических веществ из окружающей среды) и биомагнирование (повышение концентрации химических веществ по мере их продвижения по пищевой цепочке). На некоторые виды водных организмов воздействуют иначе, чем на химические вещества,выделяемые креозотовыми консервантами. Один из наиболее изученных организмов - моллюск. Моллюски прикрепляются к деревянным морским сваям и находятся в прямом контакте с креозотовыми консервантами. Многие исследования были использованы с использованием полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), которые содержат низкомолекулярные углеводороды, содержащиеся в консервантах на основе креозота. В исследовании проведенном в Пенсаколе, Флорида, группа местных моллюсков содержалась группав контролируемой среде, а другая местная моллюсков содержалась в среде, загрязненной креозотовыми консервантами. Было показано, что биоаккумуляция моллюсков в загрязненной среде в десяти больших концентрациях ПАУ, чем у контрольных видов. Попадание организмов в организме зависит от того, находится ли соединение в ионизированной или неионизированной форме. Чтобы определить, является ли соединение ионизированным или неионизированным, pH окружающей среды необходимо сравнить с pKa или константойкислотности соединения. Если pH окружающей среды ниже, чем pKa, то соединение неионизировано, что означает, что соединение будет вести себя так, как если бы оно было неполярным. Биоаккумуляция неионизированных соединений происходит в результате равновесия распределения водной фазы и липидов в организме. Если pH выше, чем pKa, считается, что соединение находится в ионизированной форме. Неионизированная форма предпочтительна, потому что биоаккумуляция легче усваивается за счет равновесияраспределения. В таблице представлен список соединений, содержащихся в консервантах креозота, и их сравнение со средним pH воды (который составляет 8,1).
| Соединение | pKa | pH морской воды | Форма (ионизированная или неионизированная) |
|---|---|---|---|
| м-крезол | 10,09 | 8,1 | Неионизированный |
| о-крезол | 10,29 | Неионизированный | |
| п-крезол | 10,30 | Неионизированный | |
| о-этилфенол | 10,20 | Неионизированный | |
| гваякол | 9,98 | Неионизированный | |
| фенол | 9,99 | Неионизированный |
Каждое из соединений в таблице выше содержится в консервантах креозота; все находятся в предпочтительной неионизированной форме. В другом исследовании были протестированы различные виды мелких рыб, чтобы увидеть, как время воздействия химических веществ ПАУ влияет на рыбу. Это исследование показало, что время воздействия 24–96 часов на различные виды креветок и рыбло на функции роста,воспроизводства и выживания организмов для тестируемых соединений.
Биоразложение В некоторых исследованиях можно увидеть, что биодеградация является отсутствием консервантов креозота на исходной поверхности осадка. В исследовании, проведенном в Пенсаколе, штат Флорида, ПАУ были обнаружены на поверхности в водных отложениях, но высокие концентрации были обнаружены на глубине 8-13 сантиметров. Форма анаэробного биоразложения м-крезола была замечена в исследовании сиспользованием сред, восстанавливающих сульфаты и восстанавливающих нитраты. Восстановление м-крезола в этом исследовании наблюдалось менее чем за 144 часа. Химические промежуточные продукты образовывались в присутствии бикарбоната. Продукты включали 4-гидрокси-2-метилбензойную кислоту и ацетатные соединения. Хотя условия были обогащены восстанавливающими анаэробными соединениями, сульфатные и нитратредуцирующие бактерии обычно встречаются в окружающей среде. Для получениядополнительной информации см. сульфатредуцирующие бактерии. Тип анаэробных бактерий в конечном итоге определяет восстановление соединений-консервантов креозота, в то время как каждое отдельное соединение может подвергаться восстановлению только при определенных условиях. BTEX представляет собой смесь бензола, толуола, этилбензола и ксилола, которая была изучена в форме четырех различных осадков, обогащенных анаэробами. Хотя соединение, BTEX, не содержит в креозотных соединениях,продукты окислительно-восстановительных улучшений креозотных консервантов включают некоторые консервантах из этих соединений. О реакциях окисления и восстановления см. Следующий раздел. В этом исследовании было замечено, что некоторые соединения, такие как бензол, восстанавливаются только в среде, обогащенной сульфатом, в то время как толуол восстанавливалась в среде, обогащенной бактериями, а не только в сульфате. Биоразложение креозотового консерванта при анаэробном обогащении зависит нетолько от типа бактерий, обогащенных таким средним, но и от соединения, которое было высвобождено из консерванта. В аэробной среде консерванты ограничены в процессе биоразложения из-за присутствия свободного кислорода. В аэробной среде свободный кислород поступает из насыщенных отложомом, источников осадков и краев шлейфа. Свободный кислород позволяет соединения окисляться и разлагаться на новые промежуточные соединения. Исследования показали, что когда соединение БТЭК и ПАУ помещаются ваэробную среду, окисление кольцевых структур расщепление ароматического кольца и позволяет присоединиться к другим функциональным группам. Когда ароматический углеводород вводился в молекулярный кислород в экспериментальных условиях, образовывался промежуточный дигидродиол, происходило окисление, превращающее ароматическое соединение в соединение катехина. Катехол допускает расщепление ароматического кольца, при котором функциональные группы могут присоединяться в орто- или мета-положение.
Несмотря на то, что многие исследования проводят испытания в экспериментальных или в условиях обогащения окислительно-восстановительные реакции протекают в природе и позволяют химическим веществам протекать через процессы, такие как биоразложение, описанные выше. Окисление определяет как потеря электрона другому веществу, а восстановление - это получение электрона от другого вещества. По мере того, как соединения происходят в процессе окисления ивосстановления отложения, консервирующие соединения изменяются с образованием новых химикатов, что приводит к разложению. Пример окисления п-крезола и фенола можно на рисунках ниже:
Эта реакция показывает окисление п-крезола в среде, обогащенной сульфатом. Было обнаружено, что п-крезол легче всего разлагается в среде, обогащенной сульфатом, в то время как м-крезол и о-крезол ингибируются. На приведенной выше диаграмме п-крезол окислился в условиях анаэробноговосстановления сульфата и образовал четыре различных промежуточных продукта. После образования продуктов в исследовании сообщается промежуточных продуктов, приводящих к образованию диоксида углерода и метана. Промежуточные соединения п-гидроксилбензилового спирта, п-гидроксилбензальдегида, п-гидроксилбензоата и бензоата образуются в результате этого окисления и выделяются в отложениях. Были получены аналогичные результаты и в различных исследованиях с использованием других форм окисления, такихкак: железо-восстановительные организмы, катализатор на основе оксида меди и марганца и условия восстановления нитратов.
Эта реакция показывает окисление фенола железом и перекисью. Эта комбинация железа, получаемого из оксида железа в отложениях, и пероксида, обычно выделяемого животными и растениями в окружающую среду, известна как реагент Фентона. Этот реагент используется для окисления фенольных групп путем использование радикальной гидроксидной группы, полученнойиз пероксида в п-бензохиноне. Этот продукт окисления фенола теперь выщелачивается в окружающую среду, в то время как другие продукты включают железо (II) и воду. П-бензохинон считается очень токсичным и опасным для окружающей среды.
В водных отложениях ряд реакций может преобразовывать химические вещества, выделяемые консерванты креозота в более опасные химические вещества. Большинство соединений-консервантов креозота связаны сопасностями до того, как они будут преобразованы. крезол (м-, п- и о-), фенол, гваякол и ксиленол (1,3,4- и 1,3,5-) все они представляют собой острую опасность для водной среды до прохождения химических реакций с отложениями. Реакции алкилирования позволяют соединениям превращаться в более токсичные соединения с добавлением R-групп к основным соединениям, содержащимся в консервантах креозота. Соединения, образующиеся в результате алкилирования, включают:3,4-диметилфенол, 2,3-диметилфенол и 2,5-диметилфенол, которые все перечислены как опасные для окружающей среды. Биоразложение контролирует скорость, с которой осадок удерживает химические вещества, и количество реакций, которые могут иметь место. Процесс биодеградации может происходить в разных условиях и варьироваться в зависимости от выделяемых соединений. Реакции окисления-восстановления позволяют расщеплять соединения на новые формы более токсичных молекул. Исследования показали, чтоокислительно-восстановительные реакции консервирующих соединений креозота включают соединения, которые внесены в список опасностей для окружающей среды, такие как п-бензохинон при окислении фенола. Не только исходные соединения креозота опасны для окружающей среды, но и побочные продукты химических реакций также опасны для окружающей среды.
Загрязнение наносов затронуло большую часть экосистемы. Организмы в отложениях теперь подвергаются воздействию новых химикатов.Затем организмы попадают в организм рыб и других водных животных. Эти животные теперь содержат концентрации опасных химикатов, которые были выделены из креозота. Другие проблемы с экосистемами включают биоаккумуляцию. Биоаккумуляция происходит, когда высокие уровни химических веществ передаются водным организмам вблизи креозотных свай. Моллюски и другие мелкие ракообразные подвергаются более высокому риску, поскольку они прикрепляются непосредственно к поверхности деревянных свай, заполненныхкреозотовым консервантом. Исследования показывают, что моллюски в этих средах принимают высокие концентрации химических соединений, которые затем переносятся по пищевой цепи экосистемы. Биоаккумуляция способствует более высокой концентрации химических веществ в организмах в водных экосистемах.
В то время как древесина, обработанная креозотом, больше не используется в строительстве конструкций и пирсов, старые сломанные пирсы по-прежнему могут содержать этиконсерванты креозота. На многих объектах есть пирсы, которые были построены до 2008 года с использованием креозотовых консервантов, и теперь остаются в воде, даже если они сломались. Одно из простых средств - удалить сваи после того, как они сломаны или больше не используются. На берегу после шторма обломки и обломки прорывают пирсы, построенные на воде. Одно из самых сложных средств - это сваи, которые опустились на дно воды и осели на отложениях. Эти сваи не видны, и их труднее обнаружить.Затем сваи будут сидеть на дне и выщелачивать химические вещества в отложения и экосистему. Решением проблемы скрытых свай мог бы стать аналитический метод или методика, которые можно было бы использовать для отслеживания соединений креозота или побочных продуктов на месте (первоначальное место загрязнения). Если бы существовал метод, который можно было бы использовать в полевых условиях, который мог бы отслеживать более высокие концентрации химического вещества в отложениях, тогда скрытые сваиможно было бы изолировать и удалить из окружающей среды. Многие методы, такие как газовая хроматография -масс-спектроскопия (GCMS) и высокоэффективная жидкостная хроматография (HPLC), были использованы для определения консервантов креозота в почве. воды и осадка, но большинство методов необходимо вернуть в лабораторию, чтобы их можно было применять должным образом из-за продолжительности работы и размера прибора. Новые исследования показали, что исследователям доступныболее компактные, более удобные для пользователя биоанализы, поэтому их можно использовать в полевых условиях для более быстрой идентификации химических соединений. Тест, который может быстро и эффективно идентифицировать соединения креозота или другие токсичные побочные продукты в полевых условиях, позволит исследователям удалить загрязненные сваи, прежде чем можно будет нанести дальнейший ущерб.
 | На Викискладе есть медиафайлы, связанные с креозотом. |
