Медный купорос как антисептик для древесины: Защита деревянных изделий при помощи медного купороса

Как сделать антисептик для дерева своими руками | Сделай Своими Руками

Чтобы защитить древесину от плесени и грибков, используют антисептики для дерева. Их можно купить или приготовить своими руками.

В этой статье рассмотрим второй вариант.

Самодельный антисептик для дерева хорош тем, что для его приготовления используются простые и доступные ингредиенты. При этом он глубоко впитывается в древесину, и не вымывается со временем.

Необходимые ингредиенты для приготовления антисептика:

• вода;
• белизна;
• железный купорос.

Прежде чем приступить к приготовлению антисептика, необходимо будет подготовить емкость. Это может быть либо пластиковая канистра, либо пластиковая баклажка.

Например, возьмем пластиковую баклажку объемом 5 литров.

Процесс приготовления антисептика

Сначала наливаем в баклажку немного воды (примерно ¼ от всего объема) — 1, 25 л. Потом всыпаем железный купорос (на 5 литров — 200 г), и все хорошо перемешиваем.

После этого вливаем в баклажку поллитра белизны. Все тщательно перемешиваем, доливаем оставшуюся часть воды, чтобы баклажка была полной. Самодельный антисептик готов.

Вместо железного купороса можно также использовать и медный купорос (пропорции те же самые: на 5 л воды — 200 г сырья). Но только цвет антисептика будет с синеватым оттенком.

Наносится антисептик с помощью кисточки, потому что его, как и любой аналогичный состав, надо втирать в поверхность. Антисептик, приготовленный на основе железного купороса, имеет приятный желтый оттенок.

Где можно применять самодельный антисептик

Готовый антисептик по дереву можно использовать для обработки стропил, черновых потолков, опорных лаг и деревянных полов. По сути, это основное его применение.

Также самодельным антисептиком можно обработать различные деревянные конструкции, которые находятся на открытом воздухе: перила, ступеньки, скамейки, заборчики и т.д.

Обратите внимание: при использовании антисептика внутри жилого помещения обработку дерева необходимо выполнять только при хорошем проветривании.

Не забывайте также использовать индивидуальные средства защиты: перчатки, респиратор и защитные очки.

Читайте так же на сайте: Классный заборчик на дачу — делаем из деревянных поддонов

Антисептик для дерева своими руками: разумная экономия, желанный эффект

Дерево — первый строительный материал, с которым познакомилось человечество. Однако и сейчас оно не собирается сдавать позиции, оставаясь популярным, хотя значительно возросло число его конкурентов. Причина любви — экологичность, податливость и красота. За то, что называют «страшной силой», приходится платить: натуральность привлекает к древесине много врагов, среди них насекомые, грибки, плесень. Боится она влаги и огня, поэтому нуждается в надежной защите. Ее обеспечивают пропитки, отпугивающие живых вредителей, с успехом противостоящие стихиям природы. В магазинах можно найти много подобной продукции, но никто не мешает идти другим, более практичным, путем — изготовить антисептик для дерева своими руками.

Виды антисептических составов

Эти древесные «лекарства» — водоотталкивающие смеси, защищающие экологичный пиломатериал от всех живых организмов. Антисептиками для дерева рекомендуют пропитывать заблаговременно, еще до строительства, однако эффективный препарат поможет защитить даже тот материал, который уже подвергся атаке неприятеля.

По составу все антисептические средства для дерева делятся на 4 большие группы, отличающиеся основой. Продаются смеси:

• водные, защищающие те поверхности и предметы мебели, которые не контактируют с влагой, так как находятся внутри помещений;
• масляные, их используют для обработки материала, вынужденного «прозябать» на открытом воздухе, главное отличие их — очень резкий запах, не подходящий для жилых помещений;
• органорастворимые, где главные компоненты — нефтепродукты, смеси подходят для древесины внутри помещения, и вне его, так как создают плотную пленку, противостоящую влаге;
• комбинированные, дополнительно обеспечивающие пожаробезопасность, так как они призваны снизить горючесть лесоматериала (антипирены).

Сейчас лучшими препаратами считаются те антисептики, что не имеют неприятного запаха. Качественное покрытие древесины требует нескольких (2-3) слоев смеси. Противопоказание к обработке — влажный или мерзлый материал, потому что в этом случае впитывающаяся способность составов невелика.

Цены на антисептики можно узнать тут:

Нюансы антисептического «рукоделия»

Антисептик для дерева своими руками будет более качественным, если заранее изучить несколько особенностей — состава, ожидающегося результата от продукта, его приготовления, а также корректного использования.

Преследуемая цель

Это может быть раствор, обязанный защитить:

• наружные стены деревянных строений от ультрафиолета, снега, дождя;
• древесину, вынужденную «жить в подполье», где повышенная влажность — дело обычное;
• пиломатериалы, которые ожидают открытой транспортировки;
• дерево от нашествия армии неприятелей — грибка, различных насекомых, плесени.

В домашних условиях готовят составы для наружного покрытия поверхностей, пропитывающие смеси глубокого проникновения. Если в средства добавляют лак или краску, то заодно обеспечивают деревянным изделиям декоративность.

Возможные ингредиенты

От вида антисептика, количества того или иного компонента самодельного продукта зависит качество пропитки. При самостоятельном приготовлении средств используют:

• бензин, солярку;
• борную кислоту;
• битум;
• зеленку, йод;
• купорос — железный, медный;
• отработанное машинное масло;
• пасты — биоцидные, глиняные;
• обычную поваренную соль;
• кремнефтористый либо фтористый натрий.

Наиболее популярны антисептики на водно-солевой основе, так как они совершенно безопасны для человека. В зависимости от области применения делают растворы разной концентрации.

Как готовить, наносить?

Лучше выбирать более доступные и безвредные компоненты, поэтому изучение характеристик ингредиентов, информации о степени их токсичности — мера необходимая. Биоцидные препараты требуют осторожного обращения, поэтому защитные очки, резиновые перчатки, респиратор обязательны.

Для изготовления понадобятся емкости, лопатки для смешивания. Наносят составы в зависимости от их консистенции: жидким растворам нужен пульверизатор, более густым — валики, губки или кисти. Проветриваемое помещение — единственное условие, если речь идет о токсичных препаратах.

Подготовка поверхности

Сначала древесину чистят, удаляя с поверхности все загрязнения, пыль. Если изделие требовательно к внешнему виду, то материал шлифуют. Следующая операция — обезжиривание, например, Уайт-спиритом. Им протирают дерево, используя плотную ткань без ворса.

Затем поверхность грунтуют, так как состав дополнительно защитит дерево от насекомых, плесени, «синюшности». Есть и другой вариант: в роли грунтовки использовать приготовленный антисептик, но разбавленный Уайт-спиритом на 1/3.

Битумный антисептик

Для изготовления состава кроме горной смолы понадобится определенный растворитель. Если выбрать солярку, то получившаяся смесь будет довольно долго застывать, поэтому лучше пропитает обрабатываемый материал. Говорят, что такие составы умеют проникать внутрь древесины на 7 мм. Бензин, наоборот, не требует относительных потерь времени, так как антисептик с ним твердеет быстрее. Процесс трудностей не создаст, если не считать необходимость разведения костра на своей территории:

• битум помещают в металлическое ведро (бак, большую кастрюлю), устанавливают над огнем;
• время от времени помешивая, ждут исчезновения всех комков, потом, «предвосхищая» вспенивание, емкость снимают;
• малыми порциями вливают в нее растворитель — солярку, при выборе бензина требуется охлаждение смеси.

Если рассуждать о пропорциях, то здесь важно, чтобы состав оставался в жидком состоянии при любой температуре — комнатной температуре или ниже. Обычно доля растворителя составляет 20-30%, но на эту цифру способно повлиять качество вязкого ингредиента. Наносить такой антисептик удобнее кистями с длинными ручками. Для тех частей деревянных элементов, что будут закапываться в землю, рекомендовано погружение в емкость с антисептиком.

Покрытие битумным антисептиком включает 3 этапа: сначала следует обработка грунтовкой, затем — нанесение 2 слоев основного защитного состава.

Водные антисептические растворы

Если изготовление битумной пропитки занимает очень много времени, то для получения таких препаратов не потребуется ни больших усилий, ни особой траты времени. Основной ингредиент — нагретая вода, в которой размешивают какой-либо из компонентов.

Фторид натрия

Для этой пропитки приобретают 100-400 г фторида. Это количество рассчитано на 10 л воды. Максимально возможный вес берут для материала, который будет находиться на улице. Древесина внутри помещения — достаточная причина для выбора минимума — 50 г.

Чтобы иметь возможность визуального контроля, в состав добавляют немного марганцовки — 5-10 г. Она не станет причиной изменения цвета дерева, так как после высыхания антисептика окраска исчезнет. Наносят такую жидкую пропитку пульверизатором.

Медный купорос

Такое действенное средство рекомендуют применять для опор, углубляемых в землю. В этом случае на 10-литровое ведро берут 1 или 2 кг сульфата меди. Из-за большого его количества древесина дольше пропитывается, поэтому медленнее сохнет.

Другой относительный недостаток — изменение цвета материала. По этой причине идеальные пропорции каждый хозяин находит сам, но надо понимать: чем меньше в растворе купороса, тем менее защищенным будет дерево.

Железный купорос

Этот антисептик успешно противостоит «нападкам» внешних врагов — грибка, мха, плесени, однако он также способен бороться с уже укоренившимися «поселенцами». Но для роли декоративного покрытия такой раствор не подходит.

На 20 литров воды добавляют всего 100 г железного купороса и 10 г перманганата калия. Замена марганцовке — колер, имеющий водную основу. После размешивания состав наносят на материал пульверизатором, валиком либо кистью.

Растительные масла

Замечательным натуральным продуктом стали конопляное и льняное масла. Они оберегают дерево от вредителей, гнили, грязи, осадков и синевы, но такая пропитка сама по себе может заменить любое другое декоративное покрытие. В большей мере это относится к льняному маслу, придающему древесине золотистый оттенок.

Масляная обработка не мешает дереву дышать, предохраняет его от высыхания, выцветания, растрескивания. Для укрепления материала в льняной продукт добавляют какой-либо из экстрактов: девясила, корней дягиля, калгана либо лопуха.

Воск

После обработки растительным маслом нередко следует вощение. Операция позволяет в большей степени обезопасить дерево от механический воздействий, влаги, а также придать ему эстетичный вид. Для изготовления средства приобретают:

• воск — 100 г;
• канифоль — 25 г;
• скипидар — 50 г.

Последний ингредиент не используют, если готовят антисептик для дома. Его более вкусная альтернатива — то же льняное масло. На водяной бане сначала растапливают воск, затем добавляют в емкость канифоль. После тщательного перемешивания по чуть-чуть вливают терпентинное (или льняное) масло. Дают составу закипеть, снимают и сразу переливают в металлическую посуду. После начала процесса застывания антисептическую смесь втирают в древесину лоскутом сукна до появления на ней блеска.

Другие рецепты

Для защиты от влаги используют следующие составы, которыми обрабатывают материал после его очистки и ошкуривания:

1. Жидкое стекло — 1,4 л, мел (порошок) — 200 г, тальк — 200 г.
2. Теплая вода — 1,4 л, столярный клей — 10 г, бура 114 г, хлориды: аммония 100 г, цинка — 4 г.

Огнестойкость дерева гарантируют такие компоненты:

1. По 150 г сульфата натрия и буры, смешанные в 600 мл теплой воды.
2. Борная кислота — 4 г, гидроортофосфат аммония — 40 г, вода — 400 мл.

Антисептик для дерева своими руками — отличный способ экономии, а эффективность таких препаратов зависит только от их концентрации, толщины наносимого слоя. Другое достоинство, неоценимое для жилых помещений, — их малая токсичность. Однако вопрос о целесообразности таких «алхимических» опытов остается за хозяевами обустраиваемой недвижимости — дома или участка.

Рецепт одного из вариантов антисептика можно найти в этом видео:

Видео загружается…

Пропитка для дерева от гниения и влаги: какой антисептик для древесины лучше выбрать

Практически в любом строительстве используется древесина. Раньше это был основной вид стройматериала, и хотя сейчас их доступно огромное количество, дерево не потеряло своей актуальности благодаря экологичности и красоте. Однако оно требует тщательного и правильного ухода, в противном случае быстро придёт в негодность. Современные технологии предоставили большой выбор антисептиков и антипиренов для древесины, которые помогут продлить срок ее службы в несколько раз. О них и пойдёт речь в этой статье.

Оглавление:

1. Почему необходимо защитить материал

2. Разновидности защитных средств для дерева

3. Обработка древесины подручными средствами

4. Как обработать дерево антисептиком или антипиреном

5. Борьба с гниением древесины в заводских условиях

6. Ведущие производители антисептиков и антипиренов

Почему необходимо защитить материал

Почему древесина может так быстро прийти в негодность? Всему виной грибок, который провоцирует гниение и таким образом разрушает материал. А домовому грибку под силу навредить даже обработанным поверхностям.

Как понять, что над материалом нависла угроза поражения грибком? Об этом свидетельствуют следующие признаки: если древесина стала мягче, на ней появились микротрещины, она изменила свой первоначальный цвет или разрушена ее природная структура.

Откуда берётся грибок? Этот опасный разрушитель чаще всего появляется и распространяется при следующих обстоятельствах: при неблагоприятных погодных условиях (низких температурах, воздействии осадков и влаги, а также при прямых солнечных лучах), а кроме того, если древесина непосредственно соприкасается с почвой.

Если правильно обработать и защитить дерево, можно увеличить срок его эксплуатации до тридцати лет. Впрочем, в зависимости от различных обстоятельств — как положительных, так и отрицательных, — этот срок может меняться.

Чаще всего древесину обрабатывают, намереваясь защитить ее от воздействия влаги и гниения, и используют в этих целях антисептики и антипирены.

В основе антисептиков лежат химические вещества. В продаже они в наличии в большом разнообразии, поэтому необходимо знать, как сделать правильный выбор.

Разновидности защитных средств для дерева

Основной критерий, на который обращают внимание покупатели — это то, насколько данное средство эффективно. Однако ещё один немаловажный фактор, который нельзя игнорировать — это то, насколько антисептик или антипирен безопасен для здоровья человека по своему составу. Большинство этих препаратов достаточно вредны, а некоторые могут представлять серьёзную угрозу. В их числе — те, что содержат олово и цинк. Они являются самыми ядовитыми.

Однако есть ещё три основных критерия, на которые стоит обратить внимание при выборе антисептика или антипирена для защиты древесины от влаги и гниения.

• Первый критерий — степень воздействия. Пропитки бывают универсальные и с конкретно направленным действием. Универсальное средство в комплексе ухаживает за древесиной, из которой состоят постройки: оно предоставляет защиту от грибков и плесени, от гниения и от повреждения насекомыми. Поэтому, а также потому, что они дополнительно улучшают внешний вид изделий, результат радует глаз намного больше.
• Второй фактор — то, несколько данный антисептик способен проникнуть вглубь структуры дерева. Препараты могут быть поверхностными — глубина их проникновения не больше нескольких миллиметров, а могут быть более глубоко действия и преодолевать до десяти миллиметров в глубину. Всем понятно, что чем глубже действует пропитка, тем больший эффект защиты она даёт, и, соответственно, тем дороже она стоит.
• Третий момент, на который нужно обращать внимание — это то, какое воздействие средство оказывает на поверхность. По этому критерию антисептики разделяют на три категории: нейтральные, которые никак не воздействуют на поверхность, окрашивающие, которые могут изменить оттенок или даже цвет изделия, и лакирующие, которые создают красивое и блестящее защитное лаковое покрытие. Здесь выбор за вами — в зависимости от вашего вкуса и предпочтений.

Чем же защитить древесину от воздействия влаги и гниения? Вот основные категории составов, которые в этом помогут:

1. Декоративная пропитка

Она является влагостойкой, и, соответственно, не даёт дереву гнить. Состав подходит для защиты дерева, из которого построены заборы, бани, беседки, подвалы и тому подобное. Такой антисептик можно сочетать с биогрунтовками, а можно использовать самостоятельно. Как действует пропитка? Она проникает глубоко внутрь дерева благодаря его капиллярной структуре и блокирует его поры. За счёт этого влага больше не может проникать в структуру дерева, и таким образом материал защищён от вреда. Помимо этого, такой способ защиты ещё и улучшает внешний вид изделий, окрашивая их поверхность, чаще всего в янтарный оттенок, цвет так называемой «золотой русской усадьбы».

Однако у декоративной пропитки есть и недостатки: она достаточно долго будет проникать внутрь структуры дерева, и к тому же стоит она дорого.

2. Антисептики на масляной основе

Это защита для наружной отделки. Масляные составы после нанесения на поверхность превращаются в плёнку, которая не даёт влаге воздействовать на древесину, а значит, не позволяет грибку проникнуть внутрь, в структуру материала. Однако изъяном такого антисептика является то, что он защищает лишь поверхность дерева, не будучи в состоянии бороться с грибком, который может уже находиться внутри. Зато такой раствор почти полностью безопасен, и его можно использовать в помещениях, в которых будут жить люди.

3. Антисептики на водной основе.

Это ещё один вид защиты. Такие составы имеют свойство разбавляться водой. Они совершенно не токсичны, не дают резкого запаха во время обработки, и ещё быстро сохнут. Хотя они предусмотрены для защиты от гниения и влаги, все же их нежелательно применять там, где систематически будет высокая влажность — в саунах, банях или погребах. Препараты на водной основе состоят из борной кислоты, хлорида цинка и фторида натрия. Они прекрасно сочетаются с деревом, из которого изготавливают мебель, оконные проёмы, дверные откосы или рамы.

Одним из самых известных антисептиков на водной основе является «Пирилакс». Он предоставляет защиту и от грибка, и от огня. При пожаре или при воздействии на обработанный биопиреном материал высоких температур поверхность его модифицируется в пенококсовый слой, который еще называют пенококсовой шубой. Такая шуба препятствует проникновению необходимого для огня кислорода внутрь древесины и тем самым не дает пожару распространяться. Помимо этого «Пирилакс» не даст поразить древесину жуку-древоточцу и прочим насекомым, а также деревоокрашивающему и плесневому грибку. Кроме того, он не даёт дереву обветшать со временем или растрескаться, если оно пересохло. Также преимуществом «Пирилакса» является то, что он пригоден к использованию в критических условиях, например, при очень низких температурах, в помещениях с высокой влажностью и отсутствием вентиляции (теплицах, парниках, погребах, а также сараях и местах содержания животных), на поверхностях, которые сталкиваются с механическим трением, а также в очень влажных помещениях и изделиях, которые напрямую контактируют с почвой.

Этот антисептик отлично сочетается с конструкциями, склеенными при помощи обычно использующихся для работ с древесиной клеев и смол. Он не влияет на состав клея и не портит его свойства. Помимо этого, «Пирилакс» совершенно не токсичен для человека ни во время нанесения, ни после. Он не выделяет опасных газов, вроде метанола или фосфина, которые являются сильными ядами. Среди составляющих его антисептических веществ нет фторидов, которые представляют угрозу как для людей, так и для животных. «Пирилакс» легко наносить, используя с этой целью кисть либо окунание или распыление, а также его просто хранить. Его можно использовать для обработки поверхностей даже при температурах от -15ºС до -30ºС. Также спустя пятнадцать дней после обработки этой пропиткой можно нанести другое покрытие, например лак, если только в нем нет мела, кальцита или цемента.

4. Летучие антисептики

Они содержат в своём составе вещества, которые легко испаряются, например, растворитель, в дополнение к окрашивающим составляющим. Достичь глубины структуры древесины они не смогут, но зато образуют весьма прочную защитную пленку на ее поверхности.

Из-за испарений рекомендуется применять препарат в наружных работах, однако применение внутри помещения тоже допустимо. Недостатком антисептиков на летучей основе является то, что они достаточно долго сохнут на поверхности.

5. Органические защитные средства

В их основе лежат органические растворяющие вещества. Чаще всего такие антисептики универсальные и подходят как для наружного, так и для внутреннего использования. Они немного улучшают внешний вид древесины, делая ее структуру как бы глубже, придавая ей некоторого объёма. Также этот вид пропиток очень прост в работе и не обещает никаких сложностей.

6. Комбинированные защитные средства

Отличаются большой функциональностью — они представляют защиту не только от гниения, влаги и микроорганизмов, но также и от пожара. Конечно, если говорить о лучших антисептиках для древесины, то комбинированные составы можно смело отнести к этому разряду.

7. Антипирены

Эта разновидность защитных препаратов оберегает дерево от выгорания в результате воздействия ультрафиолетовых лучей. Благодаря такой защите древесина может сохранять свой естественный цвет на протяжении очень долгого периода времени, вплоть до пятидесяти лет. Помимо этого, антипирен надёжно защищает от пожара — он препятствует возгоранию дерева даже тогда, когда пламя горит в полную силу. Учитывая все преимущества антипиренов, считается, что они — лучшие универсальные защитные средства для древесины.

Однако это не совсем объективная оценка, и необходимо понимать, что в зависимости от обстоятельств могут лучше подойти разные антисептики.

Узконаправленные защитные препараты

Помимо основных видов антисептиков, о которых мы уже поговорили выше, существуют ещё специализированные составы. Рассмотрим их более подробно:

• Дезинфицирующие препараты.

Эти средства являются не просто профилактикой гниения и заражения микроорганизмами и плесенью, но и умеют лечить уже зараженный материал. Причём они могут нейтрализовать процесс поражения и привести в норму состояние даже сильно заражённого дерева. Всего-навсего одного нанесения антисептика достаточно, чтобы вначале приостановить действие опасных микроорганизмов, а затем и вовсе их уничтожить.

• Зимний антисептик для древесины

Что, если на улице зима и дерево сильно промерзло? Не беда, ведь есть зимние антисептики для древесины. Такие составы одолеют даже промерзшую древесину. Растапливая воду в порах дерева, они постепенно продвигаются все дальше в глубину структуры.

Обработка древесины подручными средствами

Если нет возможности приобрести современный антисептик или антипирен, то можно использовать один из методов, который применялся раньше, когда последние ещё не были изобретены. Такая защита тоже даст неплохой результат. Вот некоторые из подручных способов обработки древесины:

• Столярный или же силикатный клей. Им можно обработать дерево и он, пропитав его, защитит от внешнего воздействия.
• Раствор бихромата калия и серной кислоты. Делается такой раствор в пропорции один к одному, и им можно обработать не только деревянные изделия, соприкасающиеся с землёй, но и саму почву.
• Уксус и сода. Делается раствор и распылителем обрабатывается поверхность.
• Медный купорос. 1% раствор отлично подходит для защиты древесины от повреждения.
• Смола. Этот метод появился раньше всех и остаётся самым результативным. Разогретая смола становится жидкой и пригодной к тому, чтобы ею обработать деревянные части постройки, особенно те, что соприкасаются с почвой.
• Ещё один вариант раствора — борная кислота, вода и соль. Смешивается все это в такой пропорции: 1:10:20 соответственно. Для эффекта необходимо произвести обработку больше одного раза.

Единственное, что следует учесть — это то, что в случае с уже зараженной древесиной такие методы не помогут.

Как обработать дерево антисептиком или антипиреном

При обработке древесины антисептиком необходимо соблюдать определённые правила. Вот они:

1. Непременно нужно надеть защитную одежду, а также респиратор и очки, так, чтобы ни на какую часть тела не попал раствор. Причём не имеет значения, каким именно раствором производится обработка.
2. Саму поверхность необходимо подготовить к работе: дерево очистить от грязи, пыли и старой краски. После этого необходимо старательно пройтись по поверхности металлической щёткой. Для того чтобы обезжирить древесину, нужно помыть ее мыльной водой. После этого нужно дать время материалу хорошо высохнуть.
3. Когда поверхность подготовлена к обработке, читаем инструкцию по применению выбранного антисептика или антипирена.
4. Вначале следует обработать торцы и срезы уже повреждённых частей, а затем и всю остальную поверхность.
5. Если одним слоем не обойтись, то, прежде чем наносить второй, нужно дать первому время полностью высохнуть. Чаще всего для этого требуется два или три часа.

Борьба с гниением древесины в заводских условиях

Если кому-то неохота возиться с обработкой деревянных изделий или построек, то есть и другой вариант. Можно приобрести уже обработанный стройматериал и строить из него. В заводских условиях защита древесины от повреждений осуществляется двумя способами: консервирование материала и воздействие на него антисептическими препаратами.

• Консервация – это достаточно длительный процесс. Его задача состоит в том, чтобы защитный состав проник глубоко в структуру и вытравил зараженные области. Делается это следующим образом: древесину в виде досок, брусьев и т.п. опускают в бак с антисептиком и там она находится какое-то время, до тех пор, пока не будет полностью обработана. Специальное оборудование позволяет  воспользоваться диффузионной или автоклавной пропиткой.
• Антисептическая обработка – это нанесение на поверхность материала необходимого вещества (состав его зависит от потребностей). Это делают распылителем, валиком или кистью.      

      

Ведущие производители антисептиков и антипиренов

В таблице, которая приведена ниже, указаны лучшие фирмы, которые производят средства защиты для древесины. В ней также указаны разновидность препаратов, которые они изготавливают, а также их назначение.

 

Фирма	Разновидность продукции	Назначение
Акватекс	Декоративные пропитки	Защищает древесину от гниения, грибков, а также от выгорания и обесцвечивания в результате действия солнечных лучей. Помимо этого может окрашивать материал под ценные породы дерева.
Neomid	Декоративные пропитки, антипирены	Защита от повреждения и от огня. Большой ассортимент отбеливающих и несмываемых продуктов, которые чаще всего выпускаются в виде концентрата, что делает их намного дешевле.
Сенеж	Антисептики	Усиленная защита от грибков, плесени, консервация древесины. Препараты пригодны как для отдельного использования, так и для первичного покрытия поверхности перед обработкой красками или лаками.
Нортекс	Уникальные защитные средства, антисептики	«Доктор» древесины, усиленная огнебиозащита.
Tikkurila	Лакокрасочные материалы, антисептики	Ассортимент лессирующих и кроющих материалов, а также разнообразных колеров.
Vallti	Антисептики, окрашивающие продукты	Защитное действие от солнечных лучей, влажности и микроорганизмов на разные сроки – до пяти или восьми лет и больше. Есть специальная серия, предназначенная для дерева, из которого сделаны садовая мебель и террасы. В их составе, помимо обеззараживающих веществ, есть также масла и воски, которые обеспечивают полноценный уход.
Vinha	Водоотталкивающие составы для наружного применения	Предоставляет надежную защиту от грибков и воздействия погоды. Покрытие приобретает красивый вид, через полуматовую поверхность видна структура дерева. В ассортименте фирмы более тридцати разных оттенков. С их помощью возможно не только обрабатывать новые изделия, но и изменять цвет старых, например, темный на светлый.
Belinka Belles	Антисептики	Защита от микроорганизмов и вредителей благодаря бесцветным препаратам, содержащим биоциды.
Pinotex	Антисептики	Лучшие в Европе деревозащитные средства оберегают не только от грибков и насекомых, но и нейтрализуют действие от резких перепадов температур. Составы подходят как для наружной, так и внутренней отделки.

Вот основные рекомендации, которые помогут выбрать подходящий антисептик для древесины и значительно продлить жизнь деревянного изделия.

Виды антисептиков для древесины

Чтобы древесина не гнила и прослужила дольше, ее необходимо обработать антисептиком. Термин «антисептик» означает противогнилостное средство.

Антисептики для дерева бывают двух видов. Первый — это антисептик для древесины (противогрибковое и противомикробное средство), он может иметь зеленоватый оттенок, так как в составе присутствует медный купорос. Экологически чистые антисептики для дерева имеют в качестве растворителя в своем составе органические или водосодержащие соединения. Такой антисептик отличается более низкой стоимостью, обладая хорошим качеством. Экологически чистый антисептик глубоко проникает в поверхность дерева и равномерно распределяется, максимально защищая. Чем больше глубина проникновения этого вещества, тем долговечнее и эффективнее защита.

Второй вид антисептиков называется заключительным покрытием. После его нанесения, как правило, остается защитная пленка. Однако стоит учесть тот факт, что древесина способна сжиматься и расширяться в зависимости от погодных условий. Если образовавшаяся пленка не настолько эластична, то через некоторое время она лопнет, оставив трещины.

Есть еще пропитка — это антипирен, который защищает древесину от огня. После покрытия антипиреном дерево становится трудновоспламеняемым, а антисептические свойства сохраняют его от микробов.
Большинство антисептиков делятся на применяемые внутри деревянных помещений и для использования снаружи. Однако сейчас можно найти и комбинированные средства, которыми можно обрабатывать все деревянные постройки.

При нанесении антисептика на поверхность немаловажно знать тот факт, что мягкая древесина поглощает больше средства, чем твердая. Хвойные породы деревьев содержат сучки, которые периодически могут выделять смолу, разрушающую защитные свойства антисептика, поэтому проблемные места нужно обрабатывать дополнительно специальной грунтовкой.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

• Рекомендуем почитать —

Дипломная работа или диссертация | Обработка древесины методом двойной диффузии медным купоросом и фтористым натрием | ID: jd473090f

Создатель
Аннотация	При изучении обработки древесины в качестве возможного варианта обработки для производителей лесной продукции Аляски наиболее предпочтительным подходом оказался метод двойной диффузии с использованием фторида натрия и сульфата меди. Тем не менее, было мало информации об удержании химических веществ после обработки и его устойчивости к выщелачиванию.Образцы сердцевины ели ситкинской зеленой (Picea sitchensis) обрабатывали методом двойной диффузии 2,2% раствором фторида натрия, а затем 6,2% раствором сульфата меди. Образцы анализировали на химическое удержание после обработки, после 30-дневного периода диффузии и после выщелачивания водой в течение двух недель. Наблюдалась небольшая тенденция к увеличению поглощения раствора с исходной влажностью древесины и уменьшению с плотностью древесины. Наблюдалась селективная абсорбция фтора из раствора в древесину, но не было признаков селективной абсорбции меди.Часть фторида натрия терялась из древесины при обработке в растворе медного купороса. Следовательно, удержание фтора не следует оценивать без последовательной обработки сульфатом меди. Поглощение раствора сульфата меди было смешано с потерей фторида натрия и, следовательно, не должно использоваться для оценки химического удерживания. Хотя это и не является статистически значимым, удержание меди увеличивалось между двумя и тремя днями лечения. Удержание меди было выше в образцах, первоначально обработанных раствором фторида натрия.Фторид был более подвижен, чем медь, в течение 30-суточного периода диффузии и при выщелачивании. Большая часть меди оставалась во внешних шести мм древесной матрицы в течение 30-дневного периода диффузии. Хотя статистических различий нет, от 15% до 62% фторида и меди, первоначально осажденных в образцах, были потеряны во время выщелачивания. Потенциальное воздействие этих потерь на окружающую среду заслуживает дальнейшего изучения.
Тип ресурса
Дата доступности
Дата выпуска
Степень Уровень
Название степени
Поле градусов
Обладатель степени
Год начала
Советник
Академическая принадлежность
Неакадемическая принадлежность
Субъект
Заявление о правах
Издатель
Язык
Технические характеристики оцифровки	Файл, отсканированный с разрешением 300 ppi (монохромный) с помощью Capture Perfect 3.0,82 на Canon DR-9080C в формате PDF. CVista PdfCompressor 4.0 использовался для сжатия pdf и распознавания текста.
Заменяет
Дополнительная информация	description.provenance : Доступно в DSpace 19 января 2011 г. 21:20:03Z (GMT). Количество битовых потоков: 1 PaviaJonesKJosephine2004.pdf: 1421182 байт, контрольная сумма: c8005a7ba510593597c0f9bce38e278a (MD5) описание[email protected]) от 2011-01-19T20:33:20Z (GMT) Количество битовых потоков: 1 PaviaJonesKJosephine2004.pdf: 1421182 байт, контрольная сумма: c8005a7ba510593597c0f9bce38e278a (MD5) description.provenance: Утверждено для внесения в архив Патрицией Блэк ([email protected]) 2011-01-19T2031:20 , битовых потоков: 1 PaviaJonesKJosephine2004.pdf: 1421182 байт, контрольная сумма: c8005a7ba510593597c0f9bce38e278a (MD5) description.provenance: Представлено Эриком Хеплером ([email protected]ком) на 2011-01-18T22:40:35Z Количество битовых потоков: 1 PaviaJonesKJosephine2004.pdf: 1421182 байт, контрольная сумма: c8005a7ba510593597c0f9bce38e278a (MD5)

Высвобождение частиц с добавлением меди из микронизированной древесины, обработанной медью под давлением, при механическом истирании | Journal of Nanobiotechnology

Размер частиц древесной пыли

Распределение частиц по размерам для различных образцов древесины (необработанная, 2% MCA-обработанная под давлением, 2% CC-обработанная под давлением, 0% MCA-обработанная под давлением, лакированная, 2 % МСА, обработанных давлением и покрытых лаком) показаны на рис.1(а, б). Более конкретно, на рис. 1а представлены распределения частиц по размерам, измеренные с помощью SMPS, размером менее 1 мкм, а на рис. 1b представлены распределения, измеренные с помощью APS, размером более 1 мкм. Все образцы демонстрируют одинаковую картину размером менее 1 мкм с пиками около 400 нм; в то время как два разных контура видны выше 1 мкм: один для истертых частиц лакированных образцов, а другой — истертых частиц нелакированных образцов. В первом случае пик находится между 700 нм и 1,3 мкм, а во втором — около 2.3 мкм. Таким образом, установка максимально увеличивает выброс крупных (PM10), мелких (PM2,5) и ультрадисперсных частиц (обычно определяемых как менее 100 нм). Эти три фракции размера частиц обычно связаны с неблагоприятными последствиями для здоровья человека, как показано Schwartz et al. [35], Raaschou-Nielsen и соавт. [36] и Oberdörster et al. [37]. Кроме того, настройка соответствовала цели обнаружения любых изменений в образующейся древесной пыли на наноуровне, которые могли возникнуть из-за присутствия НЧ карбоната меди.Во всяком случае, для древесины, обработанной 2 % МСА, дополнительного выделения нанофракции не наблюдалось.

Рис. 1

Характеристика истертых частиц. a Распределение размеров частиц необработанной древесины (контроль), древесины, обработанной водой (0% СМА), древесины, обработанной МСА (2% СМА), и древесины, обработанной СС (СС), измеренное с помощью SMPS. Большинство истираемых частиц имели диаметр 400 нм. Данные представлены как среднее из трех повторов. b Гранулометрический состав необработанной древесины (контроль), обработанной водой древесины (0% СМА), лакированной древесины (лакированной), древесины, обработанной СС (СС), древесины, обработанной МСА (2% СМА) и лакированной СМА обработанная древесина (лакированная 2% MCA), измеренная APS.Большинство истертых частиц имели диаметр около 1 мкм. При нанесении лака средний диаметр смещается в сторону 2,3 мкм. Данные представлены как среднее из трех повторов. c , d СЭМ-изображения древесной пыли, образующейся в процессе истирания на древесине, обработанной 2% MCA. e СЭМ-изображение древесной пыли, образующейся в процессе истирания необработанной древесины (контроль)

Мы могли наблюдать, как нанесение лаков влияет на размер высвобождаемых частиц, увеличивая средние размеры, уменьшая воздействие ультрамелких частиц.

Результаты APS по аэродинамическому диаметру частиц хорошо согласуются с исследованием Торпа и Брауна [38], в котором оценивалось распределение древесной пыли по размерам после различных процессов шлифования. Средний диаметр частиц составлял от 1,52 до 2,65 мкм. Однако другие абразивные процессы, т.е. резка, шлифовка, сварка могут привести к выделению древесной пыли с разным гранулометрическим составом. Несмотря на это, поскольку наша абразивная установка максимизирует выброс крупных, мелких и сверхмелких частиц, мы можем предположить, что другие абразивные процессы не будут выделять больше наночастиц, чем наша система.

Наши тесты были сосредоточены только на сосне обыкновенной, однако разные породы древесины могут выделять частицы, которые различаются по размеру из-за свойств древесины, как продемонстрировали Lehmann и Fröhlich [39] и Ratnasingam et al. [40]. В случае обработанной МСА древесины особенности породы могут также влиять на количество частиц карбоната меди, присутствующих в древесине после пропитки.

С точки зрения воздействия на человека, наши результаты показывают, что часть истертых частиц, произведенных различными образцами древесины, может проникать в нижние дыхательные пути (трахео-бронхиолярные области или даже альвеолярные мешочки) из-за их небольшого размера.Нанесение лаков изменяет распределение по размерам истертых частиц и тем самым смещает отложение частиц в носоглоточную и трахеобронхиолярную области [41]. Однако широкий диапазон размеров частиц не позволяет провести точную количественную оценку отложения частиц в дыхательных путях.

Морфология частиц древесной пыли

Образовавшиеся частицы из необработанной, СС- и МСА-обработанной под давлением древесины были морфологически оценены с помощью SEM (рис. 1c–e).Визуальный осмотр всех полученных СЭМ-изображений подтвердил присутствие частиц размером менее 10 мкм, а также наличие более крупных частиц (10 ² мкм) за пределами принятых пределов обнаружения APS и SMPS. Кроме того, не было обнаружено различий между различными образцами древесины (рис. 1d, e), что указывает на отсутствие механических изменений из-за обработки древесины в соответствии с результатами APS и SMPS. Во всех случаях образовавшиеся частицы оказались в основном волокнистыми, хотя и неправильными и неоднородными по форме и размеру.Поверхности не всегда были ровными.

В различных исследованиях сообщалось об аналогичных особенностях, полученных при исследованиях с помощью СЭМ древесной пыли различных пород древесины [42, 43]. В частности, Маццоли и Фавони [44] сообщили об отсутствии различий в размере и морфологии частиц древесной пыли разных пород древесины, что свидетельствует об отсутствии различий в цитотоксичности in vitro. Тем не менее, древесные породы, которые задокументированы как канцерогенные, т.е. бук [45], не оценивали. В этом случае могут наблюдаться различные структуры, ответственные за увеличение побочных эффектов.Кроме того, в результате абразивного процесса могут образовываться частицы древесной пыли, различающиеся по размеру и морфологии.

Содержание Cu в древесной пыли

С помощью анализов ICP-OES и ICP-MS мы смогли оценить различные концентрации Cu в древесной пыли из необработанных образцов и образцов древесины, обработанных МХА под давлением, как показано в таблице 1. Результаты ICP-OES и ICP-MS, которые согласуются, мы определили базовое количество Cu в необработанной древесине на уровне 0,01 ± 0,02 мг/г. Точно так же, когда древесина была покрыта лаком, базовое количество было равно 0.02 ± 0,01 мг/г. При истирании древесины, обработанной МСА под давлением, количество высвобожденной меди составило 2,02 ± 0,09 мг/г, что соответствует 0,20% масс./масс. от общего количества обработанной древесины, и резко уменьшилось при нанесении лака (0,23 ± 0,01 мг/г). Эта разница может быть связана с более высоким выделением лака вместо древесины, что подразумевает, что лаки могут предотвращать выделение меди при механическом истирании обработанной древесины. Количество высвобождаемой меди почти удвоилось в древесине, обработанной СС под давлением (4,26 ± 0,26).01 мг/г). Это связано с различиями в рецептурах: фактически количество Cu в исходной рецептуре CC удваивает количество в MCA. Поскольку 2% является экономически целесообразной концентрацией, обычно используемой в лесной промышленности, результаты показывают, что при аналогичных разбавлениях (2%) древесина, обработанная МСА под давлением, будет выделять меньше меди из-за механического истирания. Процент меди, высвобождаемой из древесины, обработанной МСА под давлением, хорошо согласуется с исследованиями по распиловке древесины, обработанной ССА, в помещении: Decker et al.[46] сообщили о 0,3% Cu в древесной пыли, а Nygren et al. [47] 0,1%. Кроме того, можно провести сравнение между нашими результатами и результатами менее инвазивного эксперимента по вытиранию, о котором сообщается в отчете EPA [24]. Фактически, в последнем случае количество Cu, выделившееся из древесины, обработанной МСА под давлением, было ниже и составляло от 0,0135 до 0,072 мг.

Таблица 1 Содержание меди в частицах опилок и их элюатах

Количество Cu, обнаруженное в наноразмерной фракции древесной пыли, было ниже концентрации Cu в цельной древесной пыли как из необработанной, так и из обработанной МХА под давлением древесины.В частности, концентрация Cu в наноразмерной пыли, образующейся при обработке древесины МХА под давлением, составляла 1,50 ± 0,30 мг/г (0,15% масс./масс.). Таким образом, объединяя эти данные с результатами SMPS, мы можем заключить, что большая часть высвобожденной меди была связана с более крупными частицами древесины, однако небольшое количество меди, связанное с наноразмерной фракцией, могло бы осаждаться в глубоких отделах легких при вдыхании. Поэтому необходимы токсикологические исследования для полной оценки опасности для здоровья человека.

Оценка цитотоксичности

Наиболее опасным путем воздействия частиц опилок являются легкие.Поэтому мы сосредоточили наше исследование in vitro на эпителиальной клеточной линии легких A549 и макрофагах, дифференцированных из моноцитарной клеточной линии THP-1. Оба типа клеток, вероятно, будут одними из первых типов клеток, вступивших в контакт с вдыхаемыми частицами. Мы исследовали потенциальное неблагоприятное воздействие частиц опилок, стертых с необработанной древесины, древесины, обработанной под давлением MCA, и древесины, обработанной под давлением CC. Кроме того, для оценки эффектов, вызываемых растворимыми соединениями, а не древесной пылью как таковой, элюаты этих трех типов древесных частиц были включены в оценку цитотоксичности.Эти результаты сравнивали с токсичностью, вызванной прямой обработкой эпителиальных клеток легкого МКА и его активными компонентами тебуконазолом и ионами Cu ²⁺ из пентагидрата сульфата меди (CuSO ₄ · 5H ₂ O).

Согласно парадигме АФК [34], взаимодействие (нано)частиц с клетками, вероятно, вызывает повышенный уровень АФК в клетках. Последующие реакции окислительного стресса могут вызвать серьезное повреждение биомолекул (белков, липидов и нуклеиновых кислот), вызвать воспалительные реакции и, наконец, привести к гибели клеток.Поэтому мы первоначально оценивали перепроизводство АФК с помощью анализа DCF. Как показано в дополнительном файле 1: рисунок S1, только положительный контроль Sin-1 и MWCNT приводил к значительному увеличению уровней АФК в клетках A549. Все испытанные элюаты и абразивные частицы не повышали образование АФК. Однако гибель клеток также может быть вызвана независимыми от АФК путями. Поэтому мы исследовали жизнеспособность эпителиальных клеток легких A549 с помощью анализа MTS. Анализ внутреннего положительного контроля CdSO ₄ вызывает гибель клеток дозозависимым образом (фиг.2а), что свидетельствует о том, что токсичность может быть надежно обнаружена в экспериментальных условиях.

Рис. 2

Оценка жизнеспособности клеток эпителия легких A549. Клетки обрабатывали в течение 24 ч указанными концентрациями a CdSO ₄ в качестве положительного контроля b МСА, тебуконазол и Cu c частицы опилок из необработанной, обработанной MCA под давлением и обработанной CC под давлением древесины d элюаты соответствующих древесных частиц.Жизнеспособность клеток оценивали с помощью анализа MTS. *Тебуконазол и Cu ²⁺ применялись в соответствующих количествах, присутствующих в МСА, как описано в дополнительном файле 1.

Цитотоксичность самого MCA определяли до концентрации 2% (об./об.) в среде для культивирования клеток. Параллельно были проанализированы его активные соединения тебуконазол и Cu ²⁺ в эквивалентных количествах (рис. 2b; дополнительный файл 1). Наши результаты показывают рейтинг токсичности тебуконазола < Cu ²⁺  < MCA, что указывает на аддитивный эффект тебуконазола и Cu ²⁺ .Кроме того, наши результаты показывают, что цитотоксичность МСА, скорее всего, вызвана ионами Cu ²⁺ , а не наночастицами.

Самая высокая, технически осуществимая, концентрация абразивных частиц, которую можно было нанести на клетки A549, составляла 80 мкг/мл, что соответствует площади роста 47 мкг/см ² . Для всех трех типов частиц опилок цитотоксичность не была обнаружена вплоть до этой концентрации и в течение периода инкубации 24 ч (рис. 2c). Согласно Таблице 1 наибольшее количество 80 мкг частиц из древесины, обработанной MCA или CC под давлением, содержит 0.16 или 0,34 мкг Cu ²⁺ соответственно. Измерения элюатов соответствующих истертых частиц показали, что только часть 4,4% Cu ²⁺ высвобождается в среду в течение 24 часов (таблица 1). Поэтому мы не ожидаем концентраций выше 0,007 мкг/мл или 0,015 мкг/мл Cu ²⁺ для двух образцов соответственно. По отношению к рис. 2b, если цитотоксичность иона Cu ²⁺ начинается выше 5 мкг/мл (=0,01%), эти значения кажутся очень низкими. Тем не менее, следующие соображения свяжут выбранные дозы in vitro со сценарием вдыхания для рабочих-деревщиков.Если мы рассмотрим объем вдоха 1,9 л на вдох и примерно 26 вдохов в минуту во время тяжелых упражнений [48], мы можем предположить, что общий объем 24 м ³ воздуха вдыхается в течение 8-часового рабочего дня. Согласно Декеру и соавт. [46], концентрация древесной пыли в воздухе может колебаться от 0,6 мг/м ³ (пробы взяты на открытых рабочих площадках в течение 229 минут) до максимальных 49 мг/м ³ (пробы взяты во время шлифовальных работ внутри помещений в течение 229 минут). период 127 мин.). С этими данными общая сумма 3.Можно оценить 8–555 мг вдыхаемых частиц за рабочий день. Учитывая 102 м ² общей площади поверхности легких [49] и предполагая, что все частицы древесной пыли оседают в легких, мы можем оценить общее количество осажденных частиц древесной пыли в 0,004–0,545 мкг/см ² . В этом сценарии доза 47 мкг/см ² in vitro представляет собой довольно высокую концентрацию, имитирующую повторное воздействие в течение как минимум 17 недель (в помещении) до всей жизни (49 лет работы; на открытом воздухе). Тем не менее, пространственно ограниченные эффекты, связанные с отложением частиц, клеточным поглощением частиц и потенциальным внутриклеточным высвобождением Cu ²⁺ , не могут быть учтены ни с помощью испытаний на токсичность in vitro, ни с помощью продемонстрированных выше расчетов воздействия.Таким образом, дозы, выбранные в настоящем исследовании, адекватно отражают наихудший сценарий облучения работников деревообрабатывающей промышленности.

Кроме того, мы проанализировали элюаты, полученные из трех типов истертых древесных частиц, и оценили цитотоксичность растворимых факторов, высвобождаемых из опилок, на клетках A549. Как показано на рис. 2d, после 24 часов инкубации с элюатами из необработанной древесины, а также обработанной под давлением МСА древесины не было обнаружено никакой цитотоксичности. Элюаты из древесных частиц, обработанных CC под давлением, снижали жизнеспособность клеток при самой высокой испытанной концентрации до 63% жизнеспособных клеток по сравнению с необработанными контрольными культурами.Эта самая высокая концентрация элюата (таблица 1) содержала только 0,8 мкг/мл Cu ²⁺ . Поскольку цитотоксичность иона Cu ²⁺ начиналась при концентрациях выше 5 мкг/мл (=0,01%) (рис. 2b), Cu ²⁺ , скорее всего, является основной причиной наблюдаемого эффекта, а скорее хромом. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы доказать реальную опасность для человека от древесины, обработанной СС под давлением, что не входило в задачи настоящего исследования. Кроме того, наши результаты ясно указывают на отсутствие дополнительного наноспецифического эффекта, поскольку истираемые частицы древесины, обработанной МХА под давлением, а также ее элюаты не вызывали цитотоксичности в испытанных экспериментальных условиях.Это является дополнительным доказательством гипотезы о том, что ионы Cu ²⁺ несут ответственность за любые неблагоприятные эффекты, а не наночастицы.

Помимо жизнеспособности клеток, воспалительные реакции при сублетальных концентрациях могут быть признаком неострых, но, тем не менее, существенных побочных эффектов. Поэтому мы оценили высвобождение провоспалительного цитокина TNF-α из иммунореактивных клеток in vitro с использованием метода твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA). В качестве модельной клеточной линии использовали макрофаги, дифференцированные из моноцитов THP-1.Первоначально была исследована жизнеспособность клеток, чтобы убедиться, что сублетальные концентрации применялись для последующих экспериментов по высвобождению цитокинов. Макрофаги THP-1 подвергались воздействию соответствующих стимулов в течение 8 ч, и жизнеспособность клеток оценивалась с использованием анализа MTS. Технические подробности см. в дополнительном файле 1. CdSO ₄ снова служил в качестве внутреннего положительного контроля анализа и индуцировал цитотоксичность дозозависимым образом (дополнительный файл 1: рисунок S2a). Следуя той же экспериментальной схеме, которая описана для клеток A549, MCA и его активные компоненты тебуконазол и Cu ²⁺ применяли в эквивалентных количествах (дополнительный файл 1: рисунок S2b).В этом случае эффекты Cu ²⁺ и МКА были сопоставимы, поэтому даже в этом случае эффекты МКА, по-видимому, обусловлены ионами Cu ²⁺ , а не наночастицами. Жизнеспособность клеток изменялась при концентрациях выше 0,05% MCA в зависимости от дозы. Все три типа истертых древесных частиц (до 80 мкг/мл), а также их элюаты не вызывали неблагоприятного ответа (дополнительный файл 1: рисунок S2c, d) в макрофагах THP-1. Соответственно, для измерения высвобождения цитокинов использовали MCA, тебуконазол и Cu ²⁺ в концентрациях ниже 0.Использовали эквиваленты 05% MCA и частицы измельченной древесины до 80 мкг/мл. Более низкие концентрации элюата (от 6,25 до 25,00%) показали увеличение жизнеспособности клеток, а не снижение. Поэтому мы использовали концентрации ниже 25,00% для экспериментов ELISA. Лечение липополисахаридами (ЛПС) положительного контроля привело к 16- и 25-кратному увеличению высвобождения ФНО-α при 10 и 100 нг/мл ЛПС соответственно (дополнительный файл 1: рисунок S3). Тем не менее, после обработки МСА, его активными компонентами, абразивными частицами древесины или их элюатами при любой из протестированных концентраций не наблюдалось значительного высвобождения TNF-α (дополнительный файл 1: рисунок S3).Таким образом, даже в этом случае специфического наноэффекта не наблюдалось.

Таким образом, наши результаты по цитотоксичности показывают (1) рейтинг токсичности тебуконазола < Cu ²⁺  < MCA (2) отсутствие индукции цитотоксичности для истертых частиц до 80 мкг/мл (3) только незначительная токсичность была обнаружена самая высокая концентрация элюатов, полученных из древесины, обработанной CC под давлением, которая наблюдалась только для эпителиальных клеток легких A549, и это, вероятно, связано с присутствием хрома в составе; самое главное (4) не было выявлено никакой дополнительной наноопасности (вызванной присутствием НЧ на основе меди как таковой).Кроме того, наше исследование цитотоксичности указывает на низкие побочные эффекты при низкочастотном воздействии на потребителей. Однако столяры могут постоянно подвергаться воздействию древесной пыли, в частности потому, что столяры, подвергающиеся воздействию пыли, не всегда носят соответствующие респираторы, одобренные для древесной пыли [50]. Обрабатываемая древесина могла быть обработана под давлением составами на основе меди, и выделяющиеся частицы могут усилить неблагоприятное воздействие из-за присутствия меди. Тем не менее, MCA, вероятно, будет самой безопасной альтернативой: не было свидетельств нано-опасности, а количество Cu, особенно легко биодоступной Cu, в CC было вдвое больше, чем в MCA.Кроме того, оба типа протестированных клеток человека показали более низкие побочные эффекты (более высокую жизнеспособность клеток) по сравнению с клетками, подвергшимися воздействию CC. В заключение следует отметить, что истирание обработанной МСА под давлением древесины не представляет собой наноспецифического риска. Тем не менее, необходимы дальнейшие более продвинутые исследования токсичности на тканях и in vivo.

Медь в консервантах древесины Замедленное разложение древесины и изменение состава почвенного грибкового, но не бактериального сообщества

РЕЗЮМЕ

Фунгициды на основе меди обычно используются для защиты древесины и растений, что может привести к обогащению устойчивых к меди микробных сообществ в почве .Чтобы изучить влияние таких консервантов древесины на состав почвенных грибковых и бактериальных сообществ, пять различных почвенных сред виноградников и фруктов были оценены с использованием инкубационных исследований с течением времени. Образцы заболони сосны пропитывали либо водой, либо различными растворами биоцидной обработки, содержащими смесь меди, триазолов и четвертичных аммониевых соединений (CuTriQAC), смесь триазолов и четвертичных аммониевых соединений (TriQAC) или только медь (Cu). Образцы инкубировали в почве с каждой пробной площадки в течение 8, 16, 24 и 32 недель.Влияние обработки консервантом на модуль упругости (MOE) образцов древесины и состав почвенного грибкового и бактериального сообщества на поверхности раздела почва-древесина оценивали с помощью количественной ПЦР и ампликонного секвенирования грибкового внутреннего транскрибируемого спейсера (ITS). ) и бактериальный ген 16S рРНК. Образцы, импрегнированные CuTriQAC и Cu, показали снижение MOE и снижение числа копий грибков и бактерий с течением времени по сравнению с образцами, импрегнированными водой и TriQAC.Обработка древесины консервантом существенно повлияла на состав грибных, но не бактериальных сообществ. Относительная численность представителей семейства Trichocomaceae по сравнению с другими родами увеличилась в присутствии обработки Cu и CuTriQAC в трех местах, что позволяет предположить, что это грибы, устойчивые к Cu. В заключение, медьсодержащие обработки привели к незначительному увеличению MOE, снижению числа копий микробного гена по сравнению с теми, что были при обработке TriQAC и водой, и, таким образом, к усилению защиты древесины от деградации древесины почвенными микробами.

ВАЖНОСТЬ Медьсодержащие составы, а не TRIQAC, являются эффективными консервантами древесины независимо от происхождения и состава почвенных микробных сообществ. Тем не менее, некоторые грибы, по-видимому, нечувствительны к меди и должны быть в центре внимания будущих составов консервантов для древесины, чтобы увеличить срок службы деревянных конструкций в контакте с почвой, а также свести к минимуму общее воздействие на окружающую среду.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ген 16S рРНК, область ITS, секвенирование ампликона, состав сообщества, консерванты для древесины на основе меди, исследование инкубации в почве

ВВЕДЕНИЕ

Состав и функции сообщества.Применение пестицидов вызывает сдвиги в составе почвенного микробного сообщества, а также в его активности за счет инактивации чувствительных микробов и последующего отбора более устойчивых (1,–3). Таким образом, пестициды могут прямо или косвенно влиять на плодородие и здоровье почвы, а также на качество агроэкосистемы (4).

Медь является важным микроэлементом для живых организмов, но токсична при повышенных концентрациях, и даже сублетальные концентрации влияют на микробную активность во многих средах, включая почву (5).В то время как элементарная медь нерастворима в воде, оксиды меди или сульфат меди растворяются при низком pH как Cu ²⁺ , а также при высоком pH как Cu(OH) ₂ (6, 7). Медь сохраняется за счет связывания с органическим веществом во многих почвах в течение длительного времени и может накапливаться (7). Медь присутствует почти в любой нетронутой почвенной среде в концентрациях от 2 до 276 мг кг ⁻¹ (8), а антропогенная деятельность увеличивает ее концентрацию за счет внесения удобрений и фунгицидов.Почвы на виноградниках и фруктовых садах характеризуются концентрацией меди более 1500 мг кг ⁻¹ (9), вероятно, в результате применения медьсодержащих средств защиты растений, а также выщелачивания из деревянных кольев и опор. консервированы материалами на основе меди.

Небольшие биодоступные количества меди в почве могут влиять на микробные популяции с точки зрения общей биомассы, разнообразия и активности (10). Применение медьсодержащих фунгицидов (т.g., при дозах от 16 до 48 кг меди на га ^-1 ) в течение многих лет приводит к образованию микробного сообщества, которое характеризуется высокой устойчивостью к тяжелым металлам (11).

В последние годы в Европейском союзе было издано несколько директив и постановлений, регулирующих использование химических веществ, в частности биоцидов, используемых для защиты древесины. Как следствие, для защиты древесины можно использовать лишь ограниченное количество биоцидов (12), и большинство из них основано либо исключительно на органических биоцидах, либо на системах на основе меди.Последние эффективны против большинства разрушающих древесину микроорганизмов (5) и используются для древесины, предназначенной для контакта с почвой, такой как колья и опоры для виноградников и фруктовых деревьев.

Влияние биоцидов, используемых для защиты древесины, на микробное сообщество почвы, а также их микробное разложение недостаточно изучены (5, 13). Более того, механизмы, с помощью которых такие биоциды инактивируют разрушающее древесину микробное сообщество in situ , также плохо изучены, что затрудняет оценку того, как изменения в рецептуре могут повлиять на эффективность биоцида.В литературе имеются данные о влиянии разнообразных микробных популяций на деградацию древесины. Неудивительно, что почвенные микробные сообщества с более высокой функциональной избыточностью разлагали консервированную древесину более эффективно, чем в лабораторных экспериментах только с отдельными дереворазрушающими грибами (5, 14).

Было показано, что медьсодержащие консерванты для древесины в значительной степени задерживают колонизацию деревянных кольев населяющими почву грибами (15). Хотя определенные повреждения деревянных кольев, обработанных консервантом, иногда наблюдаются, неясно, какие компоненты почвенных грибных и бактериальных сообществ с ними связаны.Поэтому необходимо выяснить влияние консервантов на воздействие на состав почвенного микробного сообщества.

В этом исследовании изучались характеры деградации образцов сосновой заболони, пропитанных либо водой (H ₂ O), либо различными биоцидами, содержащими смесь меди, триазолов и четвертичных аммониевых соединений (CuTriQAC), смесь триазолов и соединения четвертичного аммония (TriQAC) или только медь (Cu) (). Кроме того, влияние этих обработок на состав грибковых и бактериальных сообществ почв, полученных на пяти участках отбора проб (центральная Германия [CG], северная Франция [NF], северная Германия [NG], Португалия [PO] и южная Франция [ СФ]) () был изучен.Эти почвенные среды представляли интерес из-за предшествующего воздействия удобрений и биоцидов на основе меди и, следовательно, присутствия микробного сообщества, которое, как ожидается, будет адаптировано к консервантам на основе меди.

Таблица 1

Древесина консервантные процедуры, используемые в этом исследовании

5 (0,0036) 5 (0,0036)

Сохранитель древесины (сокращение) A				Wood) B
	Медь	Триазол	Соединения четвертичного аммония
Триазол меди четвертичный аммоний (CuTriQAC)	0.48 (0.0923)	0.0185 (0.0036)	0,24 (0,0462)
Триазол четвертичный аммоний (Triqac)
0,24 (0,0462)
Медь (CU)	0.48 (0.0923)
Вода (H 2 O)

Таблица 2

Параметры почвы от пяти различных сайтов выборки

9039 105 9 20 9 12 9039 3 9039 17.4 9039 14.0 9039 4,0

9 60

9 60

9 25

9039 9039 1 040016 90 339 Zn (мг / кг) 98 98 909 1 096 9039 829 1

9 10.6

9 9.2 9039 26,1

9 14,0

9039 45.9 9039 1.2

Параметр	Значение на сайте:
	Северная Германия (NG)	Центральная Германия (CG)	Северная Франция (NF)	Южная Франция (SF)	Южная Франция (SF)	Португалия (PO)
Земля на земле	Apple Plantation	Подготовленное поле	Виноградник	Виноградник	Виноградник
pH	4.9	6.0	6.0	7.0	6.3	4.4
105	167
TN Содержание (мг / литр)	27	13	4	3
C-To-n Соотношение	5.1	70016	7.4
AL (MG / KG)	47 000	56 000	35 750	35 750	38 750	47 300
51
Fe (MG / KG)	35 900	39,750	35 000	35 000	32 300	40 450
1,220	393	387
102	103	61	78	78
Rainfall (MM) (AVG Годовые осадки 2012-2014)	710	353	822
Максимальная дневная температура (°C) (в среднем 2012–2014 гг.)	13.5	8.8	17.2	17.9	17.0	18.8
		1
	8.8
Silt	70.2	70.2	51.2	51.2	58.0	7.6
глины	2.0	1.2	0.2	1,0

РЕЗУЛЬТАТЫ

Влияние консервантов на МОС.

На снижение модуля упругости (MOE) значительно повлияли консерванты древесины и время инкубации ( F значение по данным двустороннего дисперсионного анализа [ANOVA] = 29,163; P < 2,2 × 10 ⁻¹⁶ ). Снижение MOE было ниже при обработках древесины медьсодержащими консервантами (CuTriQAC и Cu), чем при других обработках (H ₂ O и TriQAC) ().Снижение MOE и потеря массы образца древесины соответствовали друг другу (сравните с рис. S1 в дополнительном материале) и не зависели от места отбора проб (NG, CG, NF, SF или PO) ().

Процентное снижение модуля упругости (MOE) образцов древесины, подвергшихся воздействию почвы, полученное на пяти участках отбора проб (NG, CG, NF, PO и SF) () и четырех обработках консервантом древесины (H ₂ O, CuTriQAC , TriQAC и Cu) () с течением времени (розовый, 0 недель, белый, 8 недель, черный, 16 недель, голубой, 24 недели, темно-желтый, 32 недели).Столбики погрешностей указывают на стандартную ошибку ( n = 4).

Число копий генов грибов и бактерий на границе раздела почва-древесина.

Количество копий области внутреннего транскрибируемого спейсера (ITS) грибов и бактериального гена 16S рРНК было значительно ниже в образцах, обработанных медьсодержащими консервантами для древесины, чем при других обработках, независимо от места отбора проб ( и ).

Грибные ITS-регионы номера копий поверхности раздела почва-древесина из пяти мест отбора проб (), четыре обработки древесины консервантом () и почва без контакта с древесиной (эталон) с течением времени (розовый, 0 недель; белый, 8 недель; черный, 16 недель; голубой — 24 недели; темно-желтый — 32 недели).Влажность почвы доводили до 95% водоудерживающей способности путем добавления бидистиллированной воды для поддержания постоянного содержания влаги во время инкубации. Столбики погрешностей указывают на стандартную ошибку ( n = 4).

Число копий гена 16S рРНК бактерий на границе раздела почва-древесина в пяти местах отбора проб () и четырех обработках древесины консервантом () с течением времени (розовый, 0 недель; белый, 8 недель; черный, 16 недель; голубой, 24 недели; темно-желтый, 32 недели). Влажность почвы доводили до 95% водоудерживающей способности путем добавления бидистиллированной воды для поддержания постоянного содержания влаги во время инкубации.Столбики погрешностей указывают на стандартную ошибку ( n = 4).

Количество копий области ITS грибов, а также гена 16S рРНК бактерий значительно увеличилось за время инкубации (для операционных таксономических единиц грибов [OTU], значение F по одностороннему дисперсионному анализу   =   8,0946 и P = 3,285 × 10 ^-5 ; для бактериальных OTU значение F по одностороннему ANOVA = 3,3922 и P  = 0,0183). Количество копий области ITS грибов значительно различалось в разных местах отбора проб (значение F по одностороннему дисперсионному анализу   =   6.8263; P  = 2,798 × 10 ⁻⁵ ) и были ранжированы по номерам в следующем порядке по месту отбора проб: CG > NF > NG > PO > SF (). Количество копий бактериального гена 16S рРНК уменьшалось в NG, CG и PO сайтах в ответ на обработку Cu и CuTriQAC с течением времени и ранжировалось по номерам в следующем порядке по месту отбора проб: CG > NG > NF > SF > PO () .

Состав почвенных грибковых и бактериальных сообществ.

На состав грибкового, но не бактериального сообщества значительно повлияла обработка древесины консервантом (для грибкового сообщества отношение F по тесту Монте-Карло = 2.988 и P =  0,0004; для бактериального сообщества отношение F по тесту Монте-Карло = 1,461 и P =  0,1785) () и достоверно различалось по местам отбора проб (для грибного сообщества отношение F по тесту Монте-Карло = 8,119 и P =  0,0001, для бактериального сообщества отношение F по тесту Монте-Карло = 1,631 и P =  0,1316) (). Кроме того, на составы грибковых и бактериальных сообществ в значительной степени влияли параметры почвы, а также время инкубации (для грибных OTU значение F по двустороннему дисперсионному анализу   =   6.8843 и P  = 5,354 × 10 ^-11 ; для бактериальных OTU значение F по двустороннему ANOVA   =   2,9925 и P   =   0,0006) (см. Таблицу S1 в дополнительном материале). Таким образом, параметры почвы и соответствующие им составы грибковых и бактериальных сообществ сильно зависят от места (таблица S1). Состав грибкового, но не бактериального сообщества со временем значительно изменился (для грибного сообщества соотношение F по тесту Монте-Карло = 1,657 и P =  0.0342; для бактериального сообщества соотношение F по тесту Монте-Карло = 1,631 и P =  0,1316).

Анализ соответствия композиций сообществ почвы на основе области ITS (I) грибов и гена 16S рРНК (II) бактерий, полученных на пяти участках отбора проб (зеленый, NG; коричневый, CG; синий, NF; розовый, SF; оранжевый , PO) () и четыре обработки консервантом для древесины (H ₂ O, CuTriQAC, TriQAC, Cu и эталон) () с течением времени (0, 8, 16, 24 и 32 недели). Для каждого графика указаны собственные значения.Анализ соответствия области ITS грибов и составов сообщества на основе гена бактериальной рРНК 16S для каждого места отбора проб можно найти на рис. S6–S10 в дополнительном материале.

Относительное количество прочтений последовательностей ампликонов OTU, потенциально связанных с деградацией древесины, должно быть выше на границе раздела почва-древесина, чем только в почве, что верно для OTU грибов, относящихся к родам Conlarium , Pluteus , Pseudallescheria и Scedosporium (см. Таблицу S2 в дополнительном материале).Ни одна из бактериальных OTU не имела такой высокой относительной численности на границе раздела почва-древесина по сравнению только с почвой (таблица S2).

Кроме того, выбранные таксоны грибов выделялись, если их относительное обилие значительно увеличивалось в течение времени инкубации с обработкой Cu и/или CuTriQAC (см. рис. S2 в дополнительном материале). Частота грибковых OTU (69 из 80 OTU) была ниже при обработке медьсодержащими консервантами, чем при других обработках (рис. S2). Тем не менее, некоторые OTU грибов продемонстрировали повышенное относительное количество прочтений последовательности ампликона при обработках, содержащих медь, независимо от места отбора проб (1).Сравнение медьсодержащих обработок на конкретных участках показало, что на каждом участке отбора проб использовались одни и те же представители пяти родов ( Cryptococcus, Mortierella , Penicillium , Talaromyces и Paecilomyces ), а также неклассифицированные представители семейства Trichocomaceae, независимо от времени инкубации. Относительная численность неклассифицированных организмов Trichocomaceae (в SF) и Penicillium (в NG, CG и SF) увеличивалась в присутствии обоих медьсодержащих обработок (Cu и CuTriQAC).

Таблица 3

Влияние консервантных лечений древесины и почвы, полученные из пяти сайтов отбора проб на относительных изобилиях грибковых таксонов ^A

2 9039 9.0 9039 21,0 9039 3,4 9039 9.3 9.5 19.0 9039 9039 70016

9 7.4

39 3.8 9039 4,8 классифицировано Chaetomiaceae 9039 7.1 9039 7.2 9039 7.9 99 9039 0.0

Taxon	Обработка образец древесины	Изобилие (%) на WK : :
8
8
24	32
32
Unlassific Chaetosphaeriaceae	H 2 O	CG	8.5	29,8	50,1	81,9
	TriQAC		33,5	42,3	47,7	90,8
	TriQAC	SF	0,1	29,5	12,1	9,8
Geastrum	H 2 O	SF	SF	19.1
	Cutriqac			13.5	3,3	10,8	7,0
	TriQAC			40,1	12,3	9,6	7,6
Cu	20,4	12,6	19,8	10,9
Cryptococcus	RUTRIQAC	NG	NG	9.3	10.1	6.9
	CU	15.59		12.4	9,7
	CuTriQAC	CG	12,8	13,1	8,4	8,0
	Си		18,2	5,0	5,0	14,3
	CuTriQAC	ПО	3.7	3.1	3.1	3.8	3.9
	CU
		Cutriqac	NG	9.8	13,0	6,4	3,9
		Си		8,6	11,0	7,7	2,9
		CuTriQAC	CG	10,6	10,6	11,6	13,0
CU		15.1		3.5	3.8
	6
Cutriqac	NG	NG	7.2	16,3
Penicillium	Си	Н.Г.	11,8	17,0	26,8	36,2
		CG	1,5	71,3	35,4	22,9
		SF		7,7 6,9		15,1 24,6
		CuTriQAC SF		0,1 50,9		0,3 1,7
		CuTriQAC CG	6.1	3,7	9,4	11,3
		NF	17,9	3,1	2,1	0,4
		SF	15,7	20,2	25,2	21,6
Chaetomium	RUTRIQAC	NG	NG	8.4
			NF	0.0	18.0	5.7
ПО	12,2	19,1	8,0	13,3
Pseudallescheria	CuTriQAC	NF	4,3	26,0	8,5	31,0
Scedosporium	H 2 o	NF	27.1	27,8	43.8	38,0	38,0	52.49
	Cutriqac		58.9	48.2	43,9	41,7
	TriQAC		72,1	49,6	56,3	54,5
	Cu		12,5	34,9	41,7	58,8

Actinobacteria , Alphaproteobacteria , Acidobacteria и Chloroflexi были доминирующими типами бактерий в каждом месте отбора проб и при каждом времени инкубации (см. рис. S3 в дополнительном материале).Примерно 50% всех бактериальных OTU присутствовали при каждом лечении и в каждом месте отбора проб (рис. S2). На состав бактериального сообщества время инкубации не влияло. Тем не менее, несколько бактериальных OTU увеличивались со временем при обработке медью, например, у представителей родов Sphingomonas, Bacillus и Burkholderia .

Показатели грибкового и бактериального разнообразия.

Индекс разнообразия Шеннона для состава грибного сообщества был неравномерно распределен и различался между обработками древесины консервантами и местами отбора проб (см.S4 в дополнительном материале). Напротив, состав бактериального сообщества был распределен более равномерно (см. рис. S5 в дополнительном материале).

ОБСУЖДЕНИЕ

Места отбора проб в данном исследовании различались по расположению, климатическим условиям и истории применения медьсодержащих биоцидов для защиты растений и древесины (длительная история [>50  лет], NG, NF, SF и ПО; без истории, КГ). Образцы древесины со всех пробных площадок характеризовались пониженной МОЕ () и повышенной потерей массы (см.S1 в дополнительном материале), сопровождающееся уменьшением количества копий гена ITS грибов и бактерий ( и ), где применялись медьсодержащие консерванты для древесины (CuTriQAC и Cu). Кроме того, состав грибкового сообщества значительно изменился при обработке древесины консервантом, а состав как грибкового, так и бактериального сообщества значительно различался между участками отбора проб (см. рис. S2, S11 и S12 в дополнительном материале).

Эффективность медьсодержащих консервантов для древесины против разрушающих древесину грибов обеспечивается главным образом медью в ее растворимой форме (6, 7).Это вызывает нарушение разложения целлюлозы и подавляет активность микробной целлюлазы (10). Таким образом, применение медьсодержащих консервантов высокоэффективно против микробной деградации древесины, но после того, как они высвобождаются из древесины в окружающую среду, они влияют на биологическое разнообразие и активность с некоторыми пока неизвестными, но, возможно, значительными затратами.

Содержание меди в верхнем слое почвы составляло от 18 до 110  мг кг ^-1 (), что может быть достаточным для воздействия на свойства почвы, выращивание растений и урожайность (9).Широко описано воздействие медьсодержащих средств защиты растений и других медьсодержащих источников в сельском хозяйстве, таких как минеральный и сельскохозяйственный навоз, компост и осадок сточных вод (16, 9). Сдвиги в составе микробного сообщества и снижение биоразнообразия с увеличением содержания меди в загрязненных медью местах могут происходить из-за различной чувствительности к меди (17). Зеллес и др. (18) указали, что длительное использование медьсодержащих фунгицидов в почвах, поддерживающих урожай хмеля, может привести к увеличению содержания меди в сочетании с изменением микробного сообщества.Длительное применение медьсодержащих фунгицидов в среде выращивания фруктов и виноградников также привело к увеличению содержания меди, что, в свою очередь, могло оказать заметное влияние на состав бактериального сообщества (19).

Число копий гена ITS-области грибов и бактериальной 16S рРНК значительно различалось в разных местах отбора проб, что, вероятно, было связано с разными свойствами почвы (). Физические и химические свойства почвы являются ключевыми параметрами для распространения грибковых и бактериальных сообществ в различных средах (20, 21).

Количество копий области ITS грибов первоначально увеличивалось при обработке CuTriQAC NG и NF (). После 16 недель инкубации они уменьшались, а затем снова увеличивались до конца фазы инкубации. Эти результаты сопровождались сдвигами в составе грибкового сообщества (22), предполагая, что члены грибкового сообщества претерпели процесс отбора и адаптации, как постулировалось ранее для среды, содержащей медь (22).

Присутствие неконсервированной древесины изменило состав почвенного грибкового сообщества (см. Таблицу S2 в дополнительном материале), и ранее в средах, содержащих древесину без обработки консервантом, было обнаружено высокое обилие соответствующих родов грибов (23,–26).Эти композиции грибковых сообществ были высокоэффективны при деградации неконсервированной древесины ( и S1), но только представители родов Pseudallescheria и Scedosporium имели аналогичную высокую численность в присутствии древесины, обработанной медьсодержащими консервантами. Кроме того, относительная численность представителей родов Cryptococcus, Mortierella , Paecilomyces , Penicillium и Talaromyces , а также неклассифицированных представителей семейства Trichocomaceae увеличилась по сравнению с другими родами грибов. наличие медьсодержащих обработок независимо от места отбора проб и времени инкубации ().Известно, что представители этих родов толерантны к металлам (27,–30), а некоторые — к меди. Более того, представители рода Talaromyces являются мощными разрушителями целлюлозы и демонстрируют высокую устойчивость к меди (29). Кроме того, известно, что Paecilomyces метаболизирует сельскохозяйственный гербицид алахлор, используя цианидгидратазу (31), что может быть очень полезным свойством в отношении потенциальной деградации TRIQAC. Первоначальное разложение древесины и модификация консервантом или деградация, вероятно, выполняются устойчивыми к меди представителями многих родов грибов, включая Cryptococcus и Mortierella ().После этого, предположительно, биодоступность консервантов снижалась из-за осаждения меди, транслокации грибов и микробной трансформации соединений-консервантов. Это должно быть подробно проанализировано в будущих исследованиях. Снижение биодоступности консервантов может способствовать колонизации более чувствительными к консервантам членами микробного сообщества. Сдвиг в микробном составе, за которым последовало увеличение относительной численности неклассифицированных Chaetomiaceae, а также представителей родов Chaetomium и Fusarium (), действительно наблюдался.Известно, что представители родов Chaetomium и Fusarium устойчивы к меди (30). Кроме того, Fusarium solani был описан как один из самых мощных разрушителей лигнина в лесных почвах и обладает ферментативной активностью по разложению лигнина, такой как лакказа и лигнинпероксидаза (32).

В отсутствие медьсодержащих обработок (т.е. H ₂ O и TriQAC) представители грибкового рода Geastrum и семейства Tricholomataceae (оба Agaricomycetes), а также неклассифицированные Chaetosphaeriaceae и Scedosporium (оба Sordariomycetes) присутствуют в высоких относительных количествах ().Это менялось со временем для Geastrum , который присутствовал только при каждом лечении SF. Известно, что некоторые виды Geastrum являются сапротрофами (33), и в этом исследовании их относительная численность со временем росла. Многие дереворазрушающие грибы в нашем исследовании относятся к классу Agaricomycetes, которые являются эффективными разрушителями неподатливых биополимеров, таких как лигнин, и, как известно, секретируют пероксидазы с высоким окислительно-восстановительным потенциалом (34). Точно так же разрушающие древесину грибы семейства Tricholomataceae продуцируют лигнолитические ферменты, такие как марганцевая пероксидаза и лакказа (35).Относительная численность неклассифицированных Chaetosphaeriaceae увеличилась в CG с обработкой H ₂ O, а также в CG и SF с обработкой TriQAC с течением времени. Chaetosphaeriaceae способны активно расти на разложившихся растительных субстратах и ​​распространены по всему миру (36).

Обработка не повлияла на состав бактериального сообщества (), что согласуется с предыдущими исследованиями (37, 38). Actinobacteria , Alphaproteobacteria , Acidobacteria и Chloroflexi (см.S3 в дополнительном материале) были доминирующими бактериальными типами на каждом участке и в любое время инкубации, и представители этих типов были обнаружены ранее в почвах, загрязненных тяжелыми металлами (39, 40). Было обнаружено, что Bacillus и Burkholderia доминируют в загрязненных тяжелыми металлами почвах и отложениях (39, 40), что соответствует результатам этого исследования. Гремион и др. (41) показали, что актинобактерий преобладали в бактериальном сообществе в загрязненной почве.Кроме того, бактерии и грибы реже встречаются на мертвой древесине случайно, а взаимодействие бактериально-грибковых сообществ различается при гниении древесины между породами деревьев (23). Следовательно, необходимы дополнительные исследования, чтобы понять взаимодействие бактериально-грибковых сообществ и их вклад в разложение как консервированной, так и неконсервированной древесины.

Таким образом, медьсодержащие консерванты для древесины оказались очень эффективными в замедлении деградации древесины и уменьшении общего числа копий грибков и бактерий на границе раздела почва-древесина.На каждом участке отбора проб присутствовали очень гетерогенные составы грибных и бактериальных сообществ, хотя они вызывали одинаковую скорость деградации древесины. Разработка инновационных консервантов для древесины требует более точно подобранных композиций органических биоцидов в качестве аналогов соединениям меди, чтобы можно было разработать консерванты для древесины с более низким содержанием меди, чем в этом исследовании. Дальнейшие лабораторные исследования в сочетании с предстоящими полевыми исследованиями лягут в основу таких новых рецептур, которые направлены на максимальное увеличение срока службы деревянных конструкций, а также на минимизацию воздействия на окружающую среду.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Участки исследования и отбор проб почвы.

Пробы почвы были отобраны в октябре 2012 г. в пяти точках отбора проб по всей Европе, различающихся по климату и условиям землепользования. Почвы были собраны с трех разных виноградников (NF, SF и PO) и одного фруктового сада (NG), каждый из которых имел опыт обработки на основе меди, а также с полевого участка, на который были добавлены опилки и обрезки, но без предварительной обработки. обработка биоцидами (CG) (). С каждого места отбора проб удаляли верхний опад, а затем собирали почву горизонта А из случайно выделенных мест на каждом участке отбора проб.Затем почву просеивали через сито с ячейкой 4 мм и транспортировали при 4°С в лабораторию.

Свойства почвы.

Каждый параметр почвы определяли в трех независимых повторностях. pH определяли в суспензии почвенной водопроводной воды 1:5 (масса/объем). Каждую взвесь почва-вода перемешивалась в течение 60 минут для создания гомогенной суспензии частиц почвы, а затем определялся рН в супернатанте с помощью стеклянного электрода (WTW Sentix 41; Xylem Analytics Germany Sales GmbH & Co.KG, Вайльхайм, Германия). Проводимость измеряли в соответствии с DIN ISO 11265 путем смешивания 20 г высушенной на воздухе почвы со 100 мл водопроводной воды в течение 30 мин при 20°C. Электропроводность определяли при 25°C с помощью кондуктометра (микропроцессорный кондуктометр WTW LF537; Xylem Analytics Germany Sales GmbH & Co. KG, Weilheim, Germany). Определение содержания карбонатов проводили, как описано Мюллером и Гастнером (42). Плотность зерна определяли, как описано ранее (43). Тип почвы определяли в соответствии с DIN 18123 по гранулометрическому составу минерального почвенного материала.Крупнозернистые компоненты (>2 мм) удаляли просеиванием через сито с размером ячеек 2 мм. Мелкозернистый грунт (<2 мм) характеризовался относительным соотношением глины, ила и песка, которые определяли по почвам, высушенным в печи (105°С). Элементы выделяли из 100 мл суспензии почвенной водопроводной воды в соотношении 2:1 (масса/объем) путем добавления 0,5 мл 70% (масса/объем) азотной кислоты. После этого определяли Al, Cu, Fe, Mn и Zn с помощью атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой в соответствии с DIN EN ISO 11885.Образцы распыляли, а аэрозоли переносили через гелий (5.0; Westfalen AG, Мюнстер, Германия) в индуктивно-связанную плазму. Характеристические эмиссионные линии разбирались с помощью фотометра и измерялись интенсивности линий. Общее содержание органических веществ (TOC) определяли в соответствии с DIN 18128 путем высушивания образца почвы в течение ночи при 105°C и последующего нагревания его в течение двух часов при 550°C в муфельной печи (Heraeus Instruments, Ханау, Германия). ОСО рассчитывали как разницу между исходной массой образца почвы и массой охлажденных остатков.Растворенный органический углерод (DOC) и общий азот (TN) определяли в суспензии водопроводной воды и почвы в соотношении 2:1 (вес/объем) и измеряли с помощью автоматического анализатора (TOC-VCPH; Shimadzu, Киото, Япония) в соответствии с инструкции производителя.

Консервирующая обработка образцов древесины.

Образцы заболони сосны ( Pinus sylvestris L.) (100 мм [продольные] на 10 мм на 5 мм) сушили в печи (103°C) в течение нескольких дней, охлаждали над осушителем (силикагелем; VWR International, Дармштадт, Германия), точно взвешивали в сушильных условиях, а затем хранили в эксикаторе до обработки.Каждый образец пропитывали либо водой (H ₂ O) в качестве эталона, либо CuTriQAC, TriQAC или Cu (2). Для процесса пропитки использовали предварительный вакуум 10 ⁴ Па (30 мин) и давление от 9 × 10 ⁵ до 1 × 10 ⁶ Па (90 мин). Чтобы ускорить микробную деградацию древесины в лабораторных исследованиях, была применена минимальная концентрация меди 0,48 кг м ^-3 древесины (0,0923% [вес/вес]), чтобы пройти экспериментально аналогичный DIN V ENV 807:2001 (44).После сушки и климатизации при температуре 20°C и относительной влажности 65% пропитанные образцы немедленно взвешивали, чтобы можно было рассчитать любую потерю веса после закапывания в почву. Затем образцы древесины после каждой обработки подвергали искусственному старению в соответствии со стандартом DIN EN 84:1997 (45). Деминерализованную воду готовили методом обратного осмоса, электродеионизации и УФ-стерилизации (Lenntech, Delfgauw, Нидерланды) в соответствии с инструкциями производителя до достижения проводимости 0,1 мкСм.К образцам после каждой обработки применяли вакуум перед погружением в деминерализованную воду на два часа с последующим выщелачиванием в деминерализованной воде в течение 14 дней (20°C, относительная влажность 65%) и сушкой (20°C, относительная влажность 65%) в течение дополнительного времени. 14 дней.

Экспериментальная установка и отбор проб почвы.

Почва с каждого из пяти участков отбора проб была доведена до 95% ее водоудерживающей способности. Затем образцы каждой почвы (8 кг) помещали в отдельные ящики с крышками. Образцы обработанной древесины помещали в каждую почву в соответствии с DIN V ENV 807:2001 (44) для определения потенциала деградации древесины для каждого типа почвы (14).Шестнадцать повторных образцов каждой обработки были помещены в ящики с крышками вместе с восемью контрольными образцами (непропитанные образцы древесины). В каждую коробку (четыре ряда по девять образцов, вставленных вертикально) помещали 36 образцов древесины (восемь повторных образцов каждой обработки и четыре контрольных). Всего 360 образцов древесины (пять мест отбора проб почвы [CG, NG, NF, PO и SF] [] × четыре обработки [CuTriQAC, TriQAC, Cu и H ₂ O] [] × четыре времени инкубации [8 , 16, 24 и 32 недель инкубации] × четыре повторных измерения, плюс 40 контролей) инкубировали при 27°C ± 2°C и относительной влажности 70% ± 5% (RH) в темноте.Влажность почвы доводили до 95% водоудерживающей способности путем добавления бидистиллированной воды для поддержания постоянной влажности во время инкубации. При каждом инкубационном интервале из ящиков извлекали повторные (4 на обработку) образцы древесины для измерения MOE и потери веса. Кроме того, были отобраны образцы почвы на границе каждого образца древесины и проанализированы с помощью экстракции нуклеиновых кислот и количественной ПЦР (кПЦР). Пробоотборник с прямоугольным поперечным сечением (внутренние размеры 17 мм на 8 мм) использовали для взятия одного образца почвы, непосредственно примыкающего к каждому образцу и окружающего его перед его удалением (см.S13 в дополнительном материале). Повторные образцы почвы ( n = 10), не имевшие контакта с древесиной, также отбирали для каждой почвы и в каждый момент отбора проб. Все образцы охлаждали на льду перед хранением при -20°C для последующего выделения нуклеиновых кислот.

МЧС и потеря веса образцов древесины.

Перед инкубационными исследованиями был измерен модуль упругости (MOE) образцов древесины для регистрации его исходного значения. Для этих и образцов, взятых в ходе исследования, образцы сушили в течение ночи в климатической камере, а затем помещали в ящики с крышками.Измеряли массу каждого образца. Затем образцы погружали в деминерализованную воду на ночь при комнатной температуре, чтобы убедиться, что содержание влаги в древесине было выше точки насыщения волокна, чтобы содержание влаги не влияло на эластичность (46).

Затем образцы древесины протирали мягкой тканью и взвешивали для определения текущего содержания влаги, а МОЕ измеряли с помощью универсальной испытательной машины Tira test 2805 (Tira GmbH, Шалькау, Германия), как описано ранее (47).После испытаний образцы древесины сушили в печи в течение 18–24 ч при 103°С ± 2°С, охлаждали до комнатной температуры в эксикаторе и затем взвешивали.

Экстракция нуклеиновых кислот, количественная ПЦР и анализ секвенирования ампликонов.

Общая ДНК микробного сообщества была выделена из подобразцов (250  мг), взятых с поверхности каждого образца древесины и соответствующей почвы, с использованием набора для выделения ДНК PowerSoil (MoBio Laboratories Inc., Карлсбад, Калифорния, США) в соответствии с инструкциями производителя. .

Количественную ПЦР (кПЦР) применяли для определения количества копий последовательностей из областей ДНК внутреннего транскрибируемого спейсера (ITS) грибов с набором праймеров fITS7 (48) и ITS4 (49). ITS кПЦР грибов проводили в 20 мкл реакционных смесей, содержащих 10-кратное разведение почвенной ДНК в 1 мкл ДНК-матрицы (приблизительно от 10 до 30 нг), 0,3 мкМ каждого праймера, 1× энхансер ПЦР TaqMaster (5-Prime, Гамбург). , Германия), 1× iTaq universal SYBR green supermix (Bio-Rad, Мюнхен, Германия) и вода без нуклеаз (Carl Roth GmbH, Карлсруэ, Германия).Условия реакции включали начальную 2-минутную денатурацию при 96°C, затем 50 циклов по 15 с денатурации при 96°C, отжиг при 53,4°C в течение 30 с и удлинение при 72°C в течение 60 с. Конечная стадия элонгации проводилась при 72°С в течение 6 мин. Кроме того, была проведена количественная ПЦР для подсчета общей популяции бактерий с использованием гена 16S рРНК, как описано Zaprasis et al. (50) с комплектом грунтовки Eub341F и Eub534R (50). КолПЦР гена 16S рРНК проводили в 25 мкл реакционных смесей, содержащих 10-кратное разведение почвенной ДНК в 1  мкл ДНК-матрицы, 0.3 мкМ каждого праймера, 1 × усилитель ПЦР TaqMaster (5-Prime), 1 × универсальный зеленый супермикс iTaq SYBR (Bio-Rad) и вода, не содержащая нуклеаз (Carl Roth GmbH). Условия реакции включали начальную 8-минутную денатурацию при 95°C, затем 45 циклов денатурации по 40°C при 95°C, отжиг при 55°C в течение 30°C и удлинение при 72°C в течение 15°C. Финальная стадия элонгации проводилась при 72°C в течение 5 мин. Число копий гена рассчитывали путем сравнения пороговых значений цикла ПЦР ( C _T ) со стандартной кривой трехкратных 10-кратных разведений геномной ДНК (гДНК), выделенной из известной концентрации Escherichia coli K-12 ( DSM 423) и Aspergillus terreus (DSM 1958) с использованием набора для выделения ДНК PowerSoil.ГДНК концентрации на ПЦР E. coli и A. Terreus стандарт варьирован от 5 × 10 ¹² до 5 × 10 ³ и от 5 × 10 ¹¹ до 5 × 10 ³ ген копии , соответственно. Количество копий гена 16S рРНК и области ITS в геномах E. coli и A. terreus составляло семь и один соответственно, как указано в базах данных нуклеотидных последовательностей NCBI. Все реакции проводили в трех повторностях в 96-луночных планшетах с использованием системы реального времени CFX96 (Bio-Rad), а контрольные образцы мастер-микса, не содержащие нуклеазы, использовали в качестве отрицательного контроля.Одновременно проводили несколько разведений для проверки наличия ингибиторов в анализах количественной ПЦР. Основываясь на этих результатах, экстракты ДНК, разведенные в 10 раз, лучше всего подходили для анализа КПЦР. C _T и эффективность ( E ) были рассчитаны с помощью программного обеспечения Bio-Rad CFX manager версии 3.1.

Для анализа таксономического состава грибных и бактериальных сообществ почвы была объединена ДНК четырех повторных образцов почвы в вариантах H ₂ O, CuTriQAC, TriQAC и Cu (), а также эталонных образцов почвы. для представления одного образца на обработку.Всего было отобрано 105 объединенных образцов для амплификации и последующего секвенирования ампликонов (MiSeq V3; Illumina, Сан-Диего, Калифорния, США) последовательностей гена ITS-области грибов и бактериальной 16S рРНК. Набор праймеров для амплификации последовательностей области ITS был fITS7 (48) и ITS4 (51), тогда как набор праймеров для амплификации гена 16S рРНК был 341F-785R (52). ПЦР, включая мечение и лигирование адаптера, выполняла компания LGC Genomics GmbH, Берлин, Германия. Кроме того, компания LGC Genomics GmbH выполнила генерацию кластеров и секвенирование парных концов длиной 300 п.н. на системе Illumina MiSeq V3.Необработанные данные были демультиплексированы и отфильтрованы по качеству, а анализ микробных сообществ был выполнен с использованием Mothur 1.35.1 (53), CD-HIT 4.6.1 (54) и QIIME 1.9.0. (55). Область ITS и последовательности на основе гена 16S рРНК были предварительно обработаны, а рабочие таксономические единицы (OTU) были отобраны из ампликонов с помощью Mothur 1.35.1 (53). Последовательности удаляли, если они содержали неоднозначные основания с участками гомополимера более 8 оснований или со средним показателем качества Phred ниже 35. Выравнивание выполняли по эталонному выравниванию 16S Mothur-Silva SEED r119.Короткие выравнивания были отфильтрованы в отношении укороченных или неспецифических продуктов ПЦР. Была включена подвыборка последовательностей до 40 000 последовательностей на образец, а также уменьшение ошибок секвенирования путем предварительной кластеризации в Mothur. Химеры были устранены с помощью алгоритма uchime (56). Таксономическая классификация последовательностей на основе гена 16S рРНК с использованием эталонной классификации Сильвы и удаление последовательностей из других доменов жизни была проведена на основе уровня идентичности 97%. Таксономическая классификация последовательностей областей ITS на OTU была выполнена по эталонной базе данных UNITE версии 6 на основе уровня идентичности 97%.

После обработки последовательностей было получено 0,64 × 10 ⁶ и 2,85 × 10 ⁶ последовательностей из ITS-области грибов и генов 16S рРНК соответственно. Последовательности были сгруппированы в 489 (грибная область ITS) и 867 (бактериальный ген 16S рРНК) OTU. Всего в почвах пяти мест отбора проб было идентифицировано семь грибных и 36 бактериальных типов и отделов-кандидатов; пять грибковых и 15 бактериальных типов содержали относительное количество OTU> 1% на образец (см. рис. S3 в дополнительном материале).

Статистика.

Характеристики распределения наборов данных были определены с использованием теста Шапиро-Уилка, как описано Armougom et al. (57). Двухфакторный дисперсионный анализ (ANOVA) был выполнен с использованием функции ANOVA (58) от R, используемой для функции линейной модели lm, для определения статистической значимости любых различий, наблюдаемых в MOE, измерениях потери веса и грибковых, а также числа копий бактериального гена ( P  ≤ 0,05). Индексы разнообразия рассчитывали с помощью Canoco 4.5 (Microcomputer Power, Итака, Нью-Йорк, США). Исследовательский статистический анализ был выполнен с анализом соответствия (CA), и относительное содержание состава OTU было рассчитано, как описано Noll et al. (59). CA выполняли с относительной численностью ≥2% последовательности области ITS грибов и генов бактериальной 16S рРНК с использованием Canoco 4.5 и визуализировали с помощью Origin 6.1 (OriginLab Corporation, Нортгемптон, Массачусетс, США). Чтобы проверить влияние переменных окружающей среды (место отбора проб, время инкубации, обработка образца, количество копий генов грибов и бактерий, потеря массы, pH почвы, содержание в почве TOC, TN, Cu, Al, Mn, Fe и Zn) на составов грибковых и бактериальных сообществ, использовался анализ канонического соответствия (CCA), как описано в другом месте (59).Чтобы получить тесты на независимые эффекты, влияние каждой переменной окружающей среды (например, рН почвы) тестировали после поправки на влияние других переменных окружающей среды (например, места отбора проб, времени инкубации, обработки образца, количества копий генов грибов и бактерий, массы). потеря, почва, содержание в почве TOC, TN, Cu, Al, Mn, Fe и Zn) и наоборот, а также взаимодействие, после корректировки для каждой переменной окружающей среды, путем указания эффектов, которые должны быть устранены в качестве копеременных в CCA . Влияние каждой переменной среды и их взаимодействия на сумму всех канонических собственных значений было протестировано с помощью тестов перестановки Монте-Карло, доступных в Canoco, с использованием 9999 повторных прогонов для оценки значимости значений трассировки, как объяснялось ранее (60).Были построены диаграммы Венна относительного содержания грибных и бактериальных ОТЕ в Р, которые присутствовали на каждом участке отбора проб и в каждый момент отбора проб.

Номер(а) доступа.

Грибная ITS-область и последовательности гена 16S рРНК были депонированы в базе данных нуклеотидных последовательностей NCBI под номером доступа. PRJNA315846.

CCAResearch.org — Что такое обработанная древесина?

CCAResearch.org — Что такое обработанная древесина? Что Является ли CCA-обработанная древесина?

Консервация древесины процесс включает в себя пропитку древесины химическими веществами, которые защищают древесину от биологического разрушения и для задержки возгорания из-за пожара.Большинство общий процесс включает обработку давлением, при которой химическое вещество переносится в древесину жидкостью-носителем под давлением. Химикаты для обработки используемые в процессе консервации древесины, делятся на четыре основные категории. (АВПИ, 1994). Эти категории включают: консерванты на водной основе, включая CCA, консервант на масляной основе, включая пентахлорфенол, креозот и антипирены. Назначение первых трех химических веществ — продлить срок службы древесины. продукты, защищая их от насекомых и грибкового поражения.Древесина подвергается воздействию атмосферный воздух и при прямом контакте с почвой и водой более склонны распадаться и поэтому обычно требуют лечения. Четвертый консервант, антипирены, замедляют процесс горения при воздействии на древесину огня.

Огнезащитные составы представляют собой наименьшая часть рынка обработки древесины. Составы для антипиренов включают соли аммония, бораты, фосфаты, бромиды и оксиды сурьмы. Креозот — тяжелая черно-коричневая жидкость, образующаяся при конденсации паров нагретых богатые углеродом источники, такие как уголь или древесина.Полученный консервант иногда в смеси с дегтярными маслами и нефтяными маслами. Масляные консерванты используют масло для нести химикат обработки в древесину. Масляные консерванты включают медь нафтенат, нафтенат цинка и пентахлорфенол. Наиболее распространенный из них представляет собой пентахлорфенол, представляющий собой кристаллическое ароматическое соединение. Оба пентахлорфенола и креозот придают древесине темный цвет, имеют запах и приводят к жирная поверхность, которую трудно покрасить. Древесина, обработанная любым химическим легко воспламеняется и контакт с кожей может вызвать раздражение.Наиболее распространенное использование для обработанная креозотом древесина включает железнодорожные и мостовые шпалы. Пентахлорфенол – это используется для обработки опор и траверс (Milton, 1995). Ни пентахлорфенол- древесина, обработанная креозотом, не должна использоваться внутри жилых помещений.

Водорастворимые консерванты использовать воду в качестве жидкости-носителя в процессе очистки. Вода испаряется из древесины вскоре после обработки, оставляя после себя обработку химические вещества. Наиболее распространенными химическими веществами, содержащимися в воде, являются оксиды металлов.Эти химические вещества включают хромированный арсенат меди (CCA), кислый хромат меди (ACC), аммиачную арсенат меди (ACA), хромированный хлорид цинка (CZC) и аммиачная медь арсенат цинка (ACZA). Наиболее распространенным из этих водорастворимых консервантов является CCA. что составляет более 90% рынка консервантов на водной основе в США (AWPI, 1996). CCA состоит из оксидов или солей хрома, меди и мышьяка. Медь в древесине служит фунгицидом, а мышьяк защищает. дерево от насекомых.Хром связывает медь и мышьяк с древесиной. CCA можно разделить на тип «A», «B» или «C» в зависимости от относительного пропорции металлов (таблица I-1). Относительные пропорции колеблются в пределах 35-65%, 16-45%, 18-20% для хрома, мышьяка и меди соответственно. Количество CCA, используемый для обработки древесины, или уровень удерживания зависит от конкретного заявка на изделие из дерева (таблица I-2). Низкие показатели удержания (0,25 фунт/фут ³ ) допустимы для фанеры, пиломатериалов и пиломатериалов, если древесина используется для вышеуказанных наземные приложения.Для несущей древесины требуются более высокие показатели удерживания. такие компоненты, как сваи, конструкционные столбы и колонны. Самое высокое удержание уровни (0,8 и 2,5 фунт/фут ³ ) требуются для деревянных компонентов, используются для фундаментов или приложений для соленой воды.

Основные преимущества использования древесины, обработанной CCA, заключаются в том, что она не производит запаха или пара, а ее поверхность легко окрашивается. При низких значениях удержания это не меняет общий вид древесины, сохраняя эстетические качества натурального древесина.Древесина подходит для использования в помещении и обычно используется для внутренней отделки. части деревянной конструкции, соприкасающиеся с полом. К недостаткам дерева относятся сильный зеленый цвет при высоких значениях удерживания. Его нельзя использовать в приложениях в местах контакта с пищевыми продуктами или питьевой водой. CCA используется для лечения в первую очередь пиломатериалы, бревна, столбы и фанера. Его использование в обработке других продуктов, таких как как столбы и сваи, также наблюдается относительный рост.
 

	CCA-тип А	CCA-тип Б	CCA-тип С
Хром как CrO 3	65.5%	35,3%	47,5%
Медь как CuO	18,1%	19,6%	18,5%
Мышьяк как 2 O 5	16,4%	45,1%	34,0%

Таблица I-1: Состав CCA-Type A, B и C (AWPA, 1996)

Заявление	Удержание Значение (фунт/фут 3 )
Выше основание: пиломатериалы, брус и фанера	0.25
Грунт/пресная вода контакт: пиломатериалы, пиломатериалы, фанера	0,40
Соль брызги воды, деревянные фундаменты: пиломатериалы, бревна и фанера Структурные столбы	0,60
Фундамент/пресная вода: сваи и колонны	0,80
Соль погружение в воду: сваи и колонны	2.50

Таблица I-2: Удержание Требования к древесине, обработанной CCA (AWPA, 1996)

5 лучших консервантов для древесины для защиты и консервации

Все слышали о средствах защиты древесины, но что это такое, почему они так важны и как они работают?

Хотя древесина является удивительно универсальным и прочным материалом, она может быть подвержена износу, особенно в среде, где вероятны плесень, водоросли, грибки и насекомые-древоточцы.Лучший способ защитить и сохранить древесину, в том числе древесину, подвергнутую танализации или обработке давлением, — это использовать консервант для древесины.

Заброшенный садовый сарай, которому позволили гнить и разлагаться.

В прошлые годы навесы, заборы, железнодорожные шпалы и другая древесина для наружных работ обрабатывались креозотом, машинным маслом или другими консервантами, содержащими биоциды и инсектициды товарного качества. Спустя десятилетия, когда стало известно о токсичности этих продуктов, многие из них были запрещены или ограничены для коммерческого использования только строгим государственным законодательством.К счастью, современные бытовые консерванты для древесины, хотя и токсичны при неправильном использовании, в целом безопаснее как для пользователя, так и для окружающей среды.

Типы консервантов для древесины

Из-за ужесточения законодательства в отношении используемых ингредиентов большинство консервантов для древесины в настоящее время основаны на аналогичных формулах. У них могут быть немного разные рецептуры и ингредиенты, но все они работают одинаково, защищая древесину от угроз окружающей среды. С точки зрения пользователя, решающий фактор обычно сводится к тому, требуется ли прозрачный или цветной консервант, и какая формула предпочтительнее: на водной основе или на основе растворителя.

Прозрачные консерванты помогают сохранить естественный внешний вид древесины, в то время как цветные версии действуют как консервант и морилка двойного назначения. Большинство консервантов традиционно были основаны на растворителях, но все больше и больше производителей меняют их на формулы на водной основе, чтобы соответствовать строгим правилам VOC (летучие органические соединения), введенным правительствами Великобритании, Европы и всего мира.

Зачем использовать консервант для древесины?

Короче говоря, консерванты для древесины помогают предотвратить многие условия, которые со временем могут вызвать деградацию и распад древесины.Использование консерванта для древесины защищает древесину от плесени, водорослей, грибков и насекомых-древоточцев, которые являются наиболее распространенными причинами гниения и гниения древесины. Древесина, которая была законсервирована, обработана подходящим верхним слоем и обслуживалась, прослужит десятилетия или дольше.

Как действуют консерванты для древесины?

Основными ингредиентами средств для защиты древесины являются биоциды и инсектициды, наиболее часто используемым из которых является перметрин. Перметрин — инсектицид из семейства пиретроидов. Пиретроиды — это синтетические химические вещества, которые действуют как натуральные экстракты цветков хризантемы.Другие распространенные ингредиенты включают йодпропинилбутилкарбамат и тебуконазол. Большинство современных консервантов для древесины безопасны для людей, животных и растений в сухом состоянии, а это означает, что их можно использовать на сараях, заборах, деревянных шпалерах, собачьих будках, конюшнях, столярных изделиях и т. д.

Являются ли консерванты для дерева универсальным решением?

Хотя консерванты для древесины отлично защищают древесину от биологических угроз, они обеспечивают лишь ограниченную защиту от атмосферных воздействий и долговечность при прямом контакте. Некоторые консерванты для дерева содержат небольшое количество воска, что означает, что дождевая вода сначала будет собираться в капли и стекать с обработанной древесины.Однако поверхности, обработанные только консервантом для древесины, скорее всего, потребуют повторного покрытия каждый год или два. масло для дерева, краска для дерева или лак для дерева. Эти верхние покрытия закрепляются в консерванте и обеспечивают защиту от атмосферных воздействий и износа при прямом контакте.

При покрытии консерванта для дерева краской или лаком на водной основе важно выбрать консервант, не содержащий воск.

5 наших самых продаваемых средств для защиты древесины

Хотя мы продаем десятки консерванты для древесины, вот лишь некоторые из наших самых продаваемых продуктов.

Средство для защиты древесины Barrettine Premier

Антисептик для наружных работ на основе растворителя, обеспечивающий микропористую защиту древесины от гниения, грибков, гниения и плесени. Доступен в прозрачном и привлекательном диапазоне цветов тона дерева.

Средство для консервации древесины Barrettine для внешней древесины — идеально подходит для садовых навесов, заборов и многого другого.

Отзыв покупателей – Средство для консервации древесины Barrettine Premier

Продукт легко наносится, если не перегружать кисть и не впитаться в древесину. Доски в доме были покрыты двумя слоями 3 года назад и до сих пор хорошо выглядят с небольшими признаками зеленого грибка (тенистая сторона). Мой сосед теперь решил использовать его на своей территории.

Консервант для древесины Ronseal Total Wood

Средство для ухода за древесиной на основе растворителя с высокой проникающей способностью для наружных деревянных конструкций. Идеально подходит для использования на садовых навесах, заборах, балках, дверях и оконных рамах.

Ronseal Total Wood Preserver — доступен в прозрачном виде и в различных цветах для наружных работ по дереву.

Отзыв покупателей – Ronseal Total Wood Preservant

Используется как для террасы, так и для забора. Хорошее покрытие, легко наносится кистью. Естественный цвет, подчеркивающий зерно. Рекомендовал бы.

Cuprinol 5 Star Complete Wood Treatment (WB)

Бесцветное универсальное средство на водной основе для обработки древесины внутри помещений. Формула глубокого проникновения обеспечивает эффективное лечение и длительную защиту от нападения насекомых, повторного заражения и грибкового распада.

Комплексная обработка древесины для внутренних работ, включая половые доски, балки, столярные изделия и многое другое.

Отзыв клиента – Комплексная обработка древесины Cuprinol 5 Star (WB)

Я заказал этот продукт, так как мне нужно было нанести тонкое покрытие, которое легко впитывалось, как на старые внутренние деревянные балки, так и на новые дубовые балки. Мало признаков какого-либо окрашивания, что было важно. Наносится распылителем, а также кистью. Слабый запах и хватает на долго.

Защитное покрытие для дерева Osmo (4006)

Средство для защиты древесины, не содержащее биоцидов и консервантов.Идеально подходит для обработки древесины в помещениях с повышенной влажностью, таких как влажные помещения, кухни и ванные комнаты. Особенно подходит для древесины, подверженной синеве, например, сосны.

Osmo Wood Protector 4006 – защитное средство для древесины, не содержащее биоцидов и консервантов, идеально подходит для внутренних работ в условиях повышенной влажности.

Отзыв покупателя – Osmo Wood Protector (4006)

Могу только сказать, что мне нужна была грунтовка для защиты деревянной двери ванной от пара, влаги и тому подобного. Поэтому использование марки Osmo имело смысл до использования масла Osmo.

Быстросохнущий консервант для древесины Садолин

Прозрачное средство для защиты древесины на водной основе, подходящее для новой и необработанной древесины. Идеально подходит в качестве предварительной обработки перед нанесением морилки, краски или другой отделки дерева. Обеспечивает превосходную защиту внутренних и наружных столярных изделий от дереворазрушающих грибков и синевы.

Быстросохнущий защитный состав для древесины Садолин – прозрачный защитный состав без воска.

Отзыв покупателя – Быстросохнущий консервант для древесины Садолин

Отличный продукт, который легко носить.Он защищает мою бревенчатую хижину еще до того, как я надену верхний слой. Хорошая подготовка должна обеспечить долгую жизнь.

Лучший совет по защите древесины!

Всю древесину, как новую, так и старую, перед обработкой средством для защиты древесины следует обработать фунгицидной смывкой или мультицидным очистителем для древесины. Почему? Древесине достаточно один раз намочить или намочить, чтобы споры плесени и водорослей закрепились в древесных волокнах. Это может произойти в любой момент при транспортировке или хранении древесины или готовых изделий, включая навесы, заборы и террасные доски.Хотя консерванты для древесины помогают предотвратить появление плесени, водорослей и грибков на древесине, они не всегда эффективны для уничтожения уже поселившихся спор в древесине.

По этой причине мы всегда рекомендуем сначала обрабатывать всю древесину фунгицидная промывка или средство для очистки от плесени и грибка, чтобы убить любые существующие споры в древесном волокне перед нанесением консерванта.

Хотите узнать больше о средствах для защиты древесины?

Для получения дополнительной информации о средства для защиты древесины и их применение, свяжитесь с нашей командой экспертов-резидентов, которые всегда готовы помочь советом по проекту и рекомендациями по продукту.Как вариант, смотрите наш Страница часто задаваемых вопросов о средствах для защиты древесины, на которой представлены многие из наиболее часто задаваемых вопросов о средствах для защиты древесины.

Нам нравится видеть фотографии до, во время и после любого проекта по отделке дерева. Если вы хотите поделиться фотографиями вашего проекта с нами и нашими подписчиками, вы можете отправить нам несколько фотографий или поделиться ими на нашем фейсбук, Твиттер, Пинтерест или Страницы инстаграма.

Другие отличные блоги, в которых обсуждаются консерванты для древесины

>Как сохранить панель забора, чтобы она служила долго! – Средство для защиты древесины Ronseal Total Wood Preserver

>Сохранение древесины – приведение вашего садового сарая в форму корабля

Полная статья: Нафтенат меди — защита американской инфраструктуры на протяжении более 100 лет и его потенциал для расширенного использования в Канаде и Европе

Креозот и пентахлорфенол исторически были наиболее широко используемыми консервантами органического типа (на масляной основе) для тяжелых условий эксплуатации. используется для обработки опор, балок мостов и железнодорожных шпал (шпал) в Северной Америке и Европе.Однако пентахлорфенол не использовался в Европейском союзе (ЕС) в течение десятилетий, а креозот получил 5-летнюю отсрочку от его первоначальной отмены в 2018 году в ЕС из-за предполагаемого отсутствия альтернативных консервантов. Европейское химическое агентство в настоящее время проводит общественные консультации по креозоту, активному консерванту древесины, с целью сбора информации о наличии альтернатив, то есть заменителей и альтернативных материалов, подходящих для замены обработанной креозотом древесины в соответствии с Регламентом о биоцидных продуктах (BPR 2012). .Была предпринята общеевропейская программа CreoSub для определения альтернативных способов обработки, результатом которой в конечном итоге стала рекомендация использовать медные системы на масляной основе (Hundhausen et al . 2014). В настоящее время в ЕС находят применение три состава на масляной основе, в том числе нафтенат меди (который перед использованием разбавляют в масле). Все они содержат гидроксид меди в качестве основного активного ингредиента и сорастворители органических кислот (таблица 1).

В этом документе рассматривается история и эффективность нафтената меди и сравнивается его эффективность в долгосрочных полевых испытаниях с другими масляными и водными консервантами для древесины для тяжелых условий эксплуатации.

Нафтеновая кислота и нафтенат меди

Нафтеновая кислота представляет собой природную смесь карбоновых кислот, извлекаемых из керосина, реактивного топлива и дизельных фракций при переработке нефти, и состоит преимущественно из алициклических кислот с формулой C _n H _{2n -z} O ₂ , где n указывает число атомов углерода, а z указывает гомологический ряд (Brient et al. . 1995). Нециклические и ароматические кислоты также присутствуют в заметных количествах, обычно 20-30% вместе взятых.В основном нафтеновая кислота используется в производстве растворимых в масле металлических мыл, включая нафтенаты меди, кобальта, железа и цинка (Brient et al. , 1995).

Карбоновые кислоты, включая нафтеновую кислоту, также обладают подтвержденной фунгицидной и термитицидной активностью (Becker 1975, Avis and Bélanger 2001, Clausen et al . 2010). Противогрибковые жирные кислоты вызывают высвобождение внутриклеточных ионов и белков при контакте с чувствительными грибами, предполагая, что они нарушают свойства и функции цитоплазматической мембраны (Hajlaoui et al .1992). Нафтеновая кислота проявляет более высокую фунгицидную эффективность, чем другие карбоновые кислоты в препаратах, не содержащих медь, при тестировании на чистых грибковых культурах и в почве (Marsh et al. . 1944). Потеря прочности при заглублении в почву (рис. 1а) и Metarrhizium sp. тесты на грибки показали, что низкие концентрации нафтеновой кислоты в целлюлозной ткани более эффективно предотвращали распад, чем любые другие карбоновые кислоты, даже при тестировании в гораздо более высоких концентрациях, как показано на рисунке 1 (Marsh et al .1944). Аналогичным образом, испытания на четырех различных почвах показали, что нафтенат меди последовательно обеспечивал лучшую защиту при более низких концентрациях меди в тканях, чем другие карбоксилаты меди (Marsh et al. , 1945). Тем не менее, включение до 50% синтетических кислот в рецептуры нафтената меди оказывает незначительное вредное воздействие на эффективность защиты древесины, и такие смеси были приняты Американской ассоциацией защиты древесины (AWPA) в стандарте P36 (Barnes et al .2003 г., АВПА 2016 г.).

Нафтенат меди — защита американской инфраструктуры на протяжении более 100 лет и его потенциал для расширенного использования в Канаде и Европе нафтеновая кислота по сравнению с другими карбоновыми кислотами (Marsh et al. , 1944, таблица 6). (а) результаты 9-дневного закапывания в почву (б) 7-дневного Metarrhizium sp. результаты воздействия.

Рис. 1. Эффективность нафтеновой кислоты по сравнению сдругие карбоновые кислоты (Marsh et al. , 1944, таблица 6). (а) результаты 9-дневного закапывания в почву (б) 7-дневного Metarrhizium sp. результаты воздействия.

Нафтенат меди (CuN) получают путем смешивания соединений меди (II) с нафтеновой кислотой и растворяют в маслах-носителях на нефтяной основе для масляных систем (Brient and Freeman 2004). Системы на водной основе также изготавливаются с использованием алканоламинов в качестве сорастворителя (Shaw 1994). CuN был принят в стандарты AWPA специально для пиломатериалов (включая траверсы и дорожное строительство), столбов, стоек и свай в 1988 году и для шпал в 2005 году.

Масляные консерванты для древесины

Масляные консерванты для древесины для обработки давлением делятся на две группы; один включает различные составы креозота, а второй состоит из растворов активных ингредиентов, растворенных в маслах-носителях на углеводородной основе (AWPA 2019). Стандартизованные AWPA продукты в этой последней группе в настоящее время включают пентахлорфенол, нафтенат меди, 8-хинолинолат меди (оксин меди), 4,5-дихлор-2-октил-3(2H)-изотиазолон (DCOI), 3-йодо-2. -пропинилбутилкарбамат (IPBC) и неорганический бор в масле (SBX-O).Три масляные системы, которые наиболее широко используются в Северной Америке для тяжелых условий эксплуатации, таких как шпалы/шпалы, столбы электропередач и ограждения/дорожные столбы, представляют собой креозот, пентахлорфенол и нафтенат меди (Groenier and Lebow 2006). Креозот и пентахлорфенол в настоящее время широко используются, но нафтенат меди имеет самые высокие темпы роста, особенно в шпалах (Gauntt 2019). Продолжающийся рост технологий защиты древесины, классифицируемых Агентством по охране окружающей среды США как пестициды общего назначения (т.е. не ограниченного использования), такие как CuN и боратно-медный нафтенат (B-CuN), предполагает как изменение динамики рынка шпал, так и долгосрочную экономию. (Гаунт, 2019).

Водоотталкивающие свойства, обеспечиваемые гидрофобными носителями на нефтяной основе, используемыми в составах консервантов на масляной основе, замедляют впитывание жидкой воды древесиной, особенно в торцевых волокнах (Williams 2010). Водоотталкивающие свойства позволяют обрабатывать древесину после механической обработки, уменьшают растрескивание и растрескивание, а также уменьшают повторное смачивание после обработки (Lebow and Tippie 2001). Производительность масляных систем также повышается, когда в качестве разбавителя используются более тяжелые (с более высокой температурой кипения, менее летучие) масла (Arsenault 1973, Nicholas 1988).

Консерванты для древесины на основе меди

Фунгициды на основе меди широко и успешно используются уже более века, причем самое раннее известное упоминание об использовании меди в качестве фунгицида относится к 1761 году (Richardson 1997). Медь впервые появилась в качестве компонента консервантов для древесины в патенте США, выданном в 1838 году, на использование сульфата меди (Earle 1838). Медь «прикрепляется» к древесине, реагируя до некоторой степени с кислотными центрами, в основном с фенольными протонами (Xue et al . 2014).Объем изделий из древесины, обработанных консервантами на основе меди, рос в геометрической прогрессии в 1970-е годы и остается высоким, особенно в отношении пиломатериалов, таких как пиломатериалы для жилых помещений (Nicholas et al . 1997, USEPA 2017). Соединения меди относительно легко приготовить, их легко анализировать в растворе и древесине, они устойчивы к фотодеградации и гидролизу (Арчер и Престон, 2007). Хотя бораты и органические (неметаллические) биоциды приобретают все большее значение, медь остается основным биоцидом, используемым для защиты древесины при контакте с землей или при полном воздействии погодных условий.

В относительно низких концентрациях соединения меди довольно токсичны для грибков, бактерий и водорослей, и это свойство уже более 200 лет используется для борьбы с грибковыми и бактериальными заболеваниями растений. Медь в целом подавляет прорастание грибковых спор (Parker Rhodes, 1941). В частности, медь ответственна за вмешательство в гомеостатические процессы и функции клеточных мембран (Ohsumi et al , 1988), повреждение белков и ферментов и преципитацию (Kim et al .2000), производство активных форм кислорода (Sharma and Dietz 2009) и разрушение ДНК (Sagripanti et al. . 1991).

История нафтената меди

Интерес к солям нафтената металлов для использования в консервантах древесины возник из-за превосходной растворимости в масле нерастворимых в масле соединений металлов (Blew 1946). Впервые использованный в качестве консерванта древесины в Европе в 1889 году, CuN был принят Американской ассоциацией защиты древесины в качестве предварительного стандарта в 1948 году и официально принят в стандарте P8 (теперь стандарт P36) в 1950 году (AWPA 1950) с металлической медью в качестве ретенционного материала. основе (AWPA 2016).Последующие данные испытаний привели к тому, что для нафтената меди были приняты стандарты удерживания (Freeman et al . 2005, AWPA 2016), и теперь он легко доступен и все чаще используется для коммерческих продуктов.

CuN был зарегистрирован в качестве пестицида для использования при консервации древесины в Соединенных Штатах с 1951 года и зарегистрирован Агентством по охране окружающей среды США (USEPA) с 1972 года. консерванты на водной основе, используемые для обработки столбов электропередач, шпал, мостовых шпал и балок, столбов и пикетов заборов, пиломатериалов для строительства дорог, деревянных ящиков, а также в качестве восстановительной обработки (USEPA 2011).

Циклы обработки CuN аналогичны циклам обработки пентахлорфенола в отношении давления и температуры; температуры обработки обычно ниже, чем те, которые используются для креозота, поскольку раствор CuN менее вязкий при температуре окружающей среды и обычно имеет более низкую температуру воспламенения, чем креозот.

Нафтенат меди уже давно признан «экологически предпочтительной» альтернативой сильным консервантам для древесины, таким как креозот и пентахлорфенол (Grace et al .1993 г., Фримен и Макинтайр 2008 г.). Несмотря на то, что нафтенат меди был разработан в конце девятнадцатого века, нафтенат меди начал широко использоваться для обработки под давлением в тяжелых условиях только в конце 1980-х годов, особенно для траверс, бревен мостов, столбов электропередач и столбов забора (Brient and Freeman 2004). В то же время регулирующие меры начали стимулировать интерес к нафтенату меди как к альтернативному средству обработки древесины из-за его классификации общего назначения, что делает его пригодным для использования в жилых или потребительских целях (Беккер и Хопкинс, 2008 г.).

Консерванты для древесины, используемые для опор линий электропередач в Северной Америке, были тщательно проверены регулирующими органами на предмет их рисков и преимуществ в рамках процесса принятия решения о перерегистрации с уделением особого внимания воздействию на здоровье человека и воздействие на окружающую среду (USEPA 2007/2008). Агентство США по охране окружающей среды США и министерство здравоохранения Канады классифицируют пестициды, включая консерванты для древесины, либо как пестициды общего назначения (включая нафтенат меди), либо как пестициды ограниченного использования (включая креозот, пентахлорфенол, CCA и ACZA), с конкретными дополнительными требованиями или ограничениями и нормативным контролем для обращение с пестицидами ограниченного использования и их использование (CFR 1988).Нафтенат меди не содержит диоксинов или стойких биоаккумулятивных токсинов (PBT). В отличие от других мощных консервантов для древесины, которые являются пестицидами ограниченного использования, ни нафтенат меди, ни отходы от операций по обработке древесины нафтенатом меди не классифицируются USEPA в соответствии с Законом о сохранении и восстановлении ресурсов (RCRA) как «перечисленные» отходы (CFR 2020). В соответствии с классификацией общего назначения нафтенат меди в готовых к использованию составах как на масляной, так и на водной основе, содержащих 10–20 % нафтената меди (1–2 % меди в виде металла), продается «без рецепта» для бытовых нужд. потребительское использование (Rust-Oleum 2019, Nisus 2020).Кроме того, в соответствии с классификацией общего назначения EPA не требует использования автоматических дверец гидравлических цилиндров, чтобы свести к минимуму воздействие CuN на работников в недавнем Решении о приемлемости для перерегистрации, в отличие от требований к автоматическим дверям для цилиндров, использующих мышьяк, креозот и пентахлорфенол (USEPA 2007).

Четыре состава концентрата CuN и одиннадцать готовых к применению составов зарегистрированы EPA пятью владельцами регистраций в США, включая продукты, содержащие другие активные ингредиенты.Нафтенат меди также зарегистрирован в Канаде Агентством по регулированию борьбы с вредителями Министерства здравоохранения Канады (PMRA), хотя в настоящее время только для применения без давления. В настоящее время в Канаде зарегистрировано 19 активных регистраций PMRA для продуктов CuN, включая 3 продукта коммерческого концентрата на масляной основе (8–8,15% Cu) и один продукт на водной основе (5%). Все 15 готовых к использованию продуктов представляют собой составы на масляной основе для бытового/бытового использования путем нанесения кистью или для коммерческого использования путем нанесения кистью, погружением или распылением (Brient 2016).Товары, обработанные под давлением нафтенатом меди в США, в настоящее время импортируются для использования в Канаде. Поправка о добавлении обработки давлением в существующие канадские регистрации в настоящее время находится на рассмотрении PMRA.

Нафтенат меди с его полной совместимостью с нефтеносными системами использовался для увеличения запасов креозота во время его нехватки во время и после Второй мировой войны (Baechler and Gjovik 1986). В настоящее время это ведущая альтернатива креозоту для защиты шпал (шпал) в Северной Америке (Gauntt 2019).Работа лаборатории Eastern Forest Products Lab (в настоящее время FPInnovations, а ранее Forintek Canada) показала, что нафтенат меди является подходящей альтернативой креозоту в качестве консерванта для шпал, основываясь на результатах испытаний на нескольких тестовых площадках в Канаде (Krzyzewski 1977). Сегодня большинство железных дорог «Класса 1» (согласно определению Совета по наземным перевозкам США; CFR 2018), включая Norfolk Southern, CSX, Union Pacific, Canadian Pacific, Canadian National и Genesee & Wyoming, а также многие железные дороги коротких линий в Северной Америке, использование нафтената меди в качестве альтернативы креозоту для обработки шпал и мостовых шпал (Смит, 2019; Корселли, 2020).Почти треть балок мостов и примерно 5% шпал в настоящее время обрабатываются нафтенатом меди в маслах, соответствующих спецификациям AWPA Standard HSA или Standard HSG, и в настоящее время в эксплуатации находится около 4 миллионов шпал, обработанных нафтенатом меди (Lafhlin 2020). В Европейском союзе шпалы, обработанные нафтенатом меди, используются на путях, а в Бельгии начата коммерческая обработка шпал и опор для оценки железными дорогами (Belgium Rail и SNCF во Франции) и коммунальными службами (Lloyd 2020).В США компания Conrail (теперь Norfolk Southern) провела крупную сравнительную оценку в процессе эксплуатации, в ходе которой нафтенат меди с половиной стандартного минимального удерживания AWPA показал такие же результаты, как и креозот (Brient and Webb 2002). В последующих исследованиях сообщалось о шпалах и мостовых шпалах, обработанных нафтенатом меди (Brient 2014, 2015).

Нафтенат меди обычно используется для изготовления балки мостов, особенно в чувствительной водной среде и там, где возникает опасность просачивания или вытекания консерванта (Wacker and Crawford, 2003).Благодаря своей эффективности и благоприятному токсикологическому профилю нафтенат меди был признан оптимальной альтернативой обработанным креозотом мостовым шпалам и брусам (Lombard and Kubiczki 2011). В этом исследовании, проведенном Министерством транспорта Нью-Гемпшира (США) и вызванном капанием креозота с железнодорожной эстакады в экологически чувствительной зоне, были рассмотрены варианты консервации для будущих деревянных конструкций мостов, чтобы определить оптимальные характеристики при уменьшении ущерба окружающей среде. Из семи оцененных продуктов нафтенат меди и креозот были рекомендованы для использования в древесине железнодорожных мостов, при этом нафтенат меди был предпочтительнее для чувствительных водных сред.По состоянию на 2019–2020 годы 55–60% всех мостовых стяжек обрабатываются нафтенатом меди (Laughlin 2020).

Столбы электропередач и деревянные траверсы — еще один товар, для которого нафтенат меди все чаще используется в качестве менее опасной альтернативы хромированному арсенату меди, креозоту и пентахлорфенолу (SnoPUD 2013). В 2002 г. для обработки опор электропередач было израсходовано от 0,68 до 0,82 млн кг нафтената меди, и, по оценкам отраслевых источников, спрос на нафтенат меди может увеличиваться на 10% в год (Becker and Hopkins 2008).Из 130–150 миллионов деревянных столбов, используемых сегодня в Северной Америке, примерно 5 миллионов заменяются каждый год, из которых около 4–5% в настоящее время обрабатываются нафтенатом меди (Laughlin 2020). Столбы, обработанные нафтенатом меди, не проводят ток (Ragon et al. . 2010, Morrell et al. . 2011) и на них легче взбираться, чем на столбы с другим покрытием (Shupe et al. . 2011). Отдельные проблемы с преждевременным отказом наблюдались в опорах электропередач, начиная с конца 1980-х годов, хотя обследование опор, находившихся в эксплуатации в то время, показало, что частота отказов (< 1%) была значительно ниже 5% предела исключения, обнаруженного в нормальном распределении выборок с любая консервирующая система (Barnes и др. .2000). Было обнаружено, что отказы в первую очередь являются результатом зарождающегося (предварительной обработки) распада из-за неправильной выдержки «зеленых», необработанных полюсов и склонности к образованию эмульсии составов нафтената меди, которые не соответствовали тогдашнему стандарту AWPA P8, теперь пронумерованному как стандарт P36. (Макинтайр 2000b, AWPA 2016). Внедрение рекомендуемых изменений в методы лечения, выявленные в ходе анализа первопричин, привело к быстрому снижению преждевременных неудач (McIntyre and Freeman, 2002). Подобные случаи преждевременного выхода из строя из-за инфицирования и распада перед обработкой, которые продолжали вызывать дальнейшую потерю прочности в процессе эксплуатации, были обнаружены в опорах электропередач, обработанных пентахлорфенолом (Morris and McAfee 1992).

Нафтенат меди также рекомендован для обработки древесины, используемой в строительстве дорог, включая столбы, ограждения и «соляные амбары» (AASHTO 2013). Нафтенат меди благодаря своей доступности, низкой токсичности, водоотталкивающим свойствам и простоте применения использовался для защиты целлюлозных тканей, используемых в палатках и других временных убежищах (Marsh et al. . 1945). Это сравнительное исследование показало, что обработка нафтенатом меди была неизменно более эффективной на единицу веса ткани, чем другие соединения меди, при этом хлопковая основа сохраняла большую остаточную прочность (т.е. меньшая потеря прочности на растяжение или «разрывная» прочность) после захоронения в нестерильном грунте. Характерный зеленый цвет и запах армейских и разведывательных брезентовых палаток в прошлом частично объяснялись обработкой консервантом нафтенатом меди. Компания FPInnovations недавно опубликовала долгосрочное исследование эффективности после забора, которое снова показало, что нафтенат меди столь же эффективен, как и другие консерванты для древесины, предназначенные для тяжелых условий эксплуатации (Stirling et al. 2017). Нафтенат меди также широко используется в Азиатско-Тихоокеанском регионе, особенно для местного применения без давления (Singh et al .2014).

Нафтенат меди на масляной основе, будучи практически нерастворимым в воде, демонстрирует меньшее выщелачивание меди в воду и почву, чем водные неорганические составы меди, а скорости потери консерванта существенно не различаются между 1,28 и 2,24 кг/м ³ (как Cu ) удержания (Брукс 2003). Обработка нафтенатом меди на водной основе приводит к меньшему выщелачиванию меди в воду, чем ACQ или ACZA, при оценке в динамических иммерсионных испытаниях (Brooks 2004). | Поиск по дереву Перейти к основному содержанию

.gov означает, что это официально.
Веб-сайты федерального правительства часто заканчиваются на .gov или .mil. Прежде чем делиться конфиденциальной информацией, убедитесь, что вы находитесь на сайте федерального правительства.

Сайт защищен.
https:// гарантирует, что вы подключаетесь к официальному веб-сайту и что любая предоставленная вами информация шифруется и передается безопасно.

Автор(ы):

Даррел Д.Николай

Мария Томазо-Петерсон

Сьюзан В. Дил

Первичная(ые) станция(и):

Лаборатория лесных товаров

Источник:

В: Материалы ежегодного собрания Американской ассоциации защиты древесины, 2016 г. Сан-Хуан, PR: Vol.112. 106-113.

Описание

Представьте, если бы вы могли измерить все гены, экспрессирующиеся в организме в любой момент времени, и вы бы знали, что делают все гены в клетке. Сила этих знаний позволит вам определить, как организмы регулируют активность генов, чтобы выжить. В этом суть того, как наука «омика» ускоряет биологическое понимание. С точки зрения защиты древесины, понимание того, какие гены регулируют толерантность к меди, эффективно выявляет метаболические узкие места, которые с наибольшей вероятностью будут мешать толерантности к меди.Таким образом, поиск собиоцидов меди больше не является случайным, а вместо этого следует рациональному процессу, руководствуясь знанием того, какие этапы метаболизма по-разному регулируются для выживания на субстратах, содержащих медь. Мы использовали этот рациональный процесс для выявления потенциальных ингибиторов, которые могут нарушить толерантность к меди: пираклостробин (член семейства стробилуриновых фунгицидов) и салицилгидроксамовая кислота (SHAM). Стробилурины и SHAM нарушают различные этапы митохондриального дыхания, метаболического пути, который, как мы обнаружили, активируется биосинтезом оксалата в нашем омик-анализе.Оксалат — это молекула, которая играет непосредственную роль в устранении токсичности меди, удерживая медь в нерастворимом кристалле оксалата меди. В соответствии с нашей гипотезой, тройная комбинация 5000 мкг/мл сульфата меди, 4 или 8 мкг/мл пираклостробина и 100 мкг/мл SHAM полностью ингибировала рост по сравнению с соединениями, протестированными отдельно в течение 20-дневного периода наблюдения в исследованиях на агаровых чашках. с толерантным к меди грибком Fibroporia radiculosa . Результаты испытаний грунтовых блоков AWPA E22, в которых в качестве меры разложения используется потеря прочности на сжатие в процентах, также оказались многообещающими при испытаниях на F.radiculosa и другой устойчивый к меди вид, Fomitopsis palustris . При использовании надземных удержаний для этаноламина меди тройная комбинированная обработка древесины (медь, пираклостробин и SHAM) показала себя намного лучше, чем только медный этаноламин, и показала такие же или лучшие результаты, чем древесина, обработанная по нашему эталону, наземное удержание для ACQ-D. . С более чем 900 потенциальными мишенями или генами, которые продемонстрировали дифференциальную регуляцию выживания на меди, мы надеемся, что открытие собиоцидов больше не будет узким местом в разработке консервантов для древесины.

Цитата

Тан, Джульетта Д.; Чиарамитаро, Тина; Николас, Даррел Д.