Dr. Prepper — выпуск 9
Покрытия, содержащие канцерогенное химическое соединение хромат (шестивалентный хром, CrVI)
CrVI (6) обнаружен в 55% исследованных образцов покрытий с помощью нового метода испытаний — нового прорывного метода самостоятельного выявления шестивалентного хрома в образцах покрытий. Новое решение устраняет проблему ложноотрицательных и ложноположительных результатов.
Грунтовочные покрытия, содержащие канцерогенное химическое соединение хромат (шестивалентный хром, CrVI), широко применялись со времён Второй мировой войны.
Регулярный выпуск RED PAPER от MontiPower®. Полезные и необходимые факты об оптимальной подготовке поверхности — с 1987 года.
Такие покрытия встречаются во многих напыляемых покрытиях; их часто применяют на металлических поверхностях судов, самолётов и объектов инфраструктуры, таких как мосты, контейнеры, заводы, стальные конструкции зданий и даже металлические и деревянные оконные рамы. После нанесения CrVI стабилен и безопасен для человека.
В зависимости от области применения могут быть выявлены различные соединения CrVI — соли шестивалентного хрома. Например, в авиационной промышленности хромат стронция по-прежнему является наиболее используемым химическим средством защиты от коррозии. Нидерландская железнодорожная компания (NS) использовала хромат свинца для покрытий вагонов. В прошлом в грунтовочных покрытиях широко применялся хромат цинка.
Соединения CrVI в покрытиях зарекомендовали себя как превосходные ингибиторы коррозии и обеспечивают отличную адгезию к различным основаниям. Химический процесс прост: сталь (Fe) или алюминий (Al) притягивают хромат-ионы.
Затем на поверхности основания образуется очень тонкий слой, иногда толщиной всего в одну молекулу. Это вызывает пассивацию: электроны не могут переходить из основного материала в окружающую среду, и процесс коррозии останавливается. Интересная особенность хрома-6 в том, что он действует снова и снова. Каждый раз при повреждении покрытия хромат-ионы приходят на помощь, пока все хроматы не растворятся.
Покрытие наносится следующим образом: сначала на защищаемый металл наносится очень тонкий слой предварительной обработки. Толщина этого слоя — всего несколько микрометров. Он наносится для того, чтобы последующие слои могли сцепиться с металлом.
Поверх этого адгезионного слоя наносится слой с антикоррозионной функцией — грунтовка, толщина которой обычно составляет около 25 микрометров. А поверх неё наносится так называемое финишное покрытие толщиной не менее 30 микрометров. Грунтовка содержит соль хрома-6. Вариантов много, и каждый производитель сам выбирает конкретную соль хрома-6. Примеры солей, добавляемых в грунтовку, — хромат стронция или хромат бария.
Первые государственные исследования хроматов в Нидерландах относятся к 1985 году, когда безопасность работников стала важным вопросом, и многие исследования продолжаются по сей день. С 1 марта 2017 года правительство Нидерландов установило предельно допустимый уровень воздействия 1 μg/m3. Этот предел действует и для подготовки поверхности. Более чем в 55% всех образцов покрытий, проанализированных лабораторией Seef BV, присутствовал шестивалентный хром. Масштаб проблемы особенно серьёзен при подготовке поверхности к повторному нанесению покрытия для продления срока службы объектов.
Однако, помимо полезных свойств, использование CrVI в покрытиях имеет потенциально серьёзные недостатки. Применение высокоскоростных ударных методов подготовки поверхности, таких как резка, шлифование и абразивоструйная очистка, на объектах с покрытием может оказывать вредное воздействие на сталь из-за размазывания и заглаживания. Образующиеся газы, дымы, пыль и частицы покрытия могут быть опасны для здоровья исполнителя и для окружающей среды.
Мелкие частицы с канцерогенным CrVI могут распространяться по воздуху и вызывать рак лёгких, носа, придаточных пазух, желудка или гортани. Кроме того, эти мелкие частицы пыли могут способствовать развитию астмы или ХОБЛ (хронической обструктивной болезни лёгких). Выбрасываемые вещества наносят вред окружающей среде.
Недавние исследования показали, что в период с 1984 по 2006 год около 2 500 военнослужащих армии Нидерландов подвергались воздействию покрытий, содержащих CrVI. Их средства индивидуальной защиты были недостаточными.
Раннее выявление соединений CrVI в покрытиях позволяет устранить эти риски для здоровья, чтобы можно было использовать соответствующие средства защиты.
Наиболее известный метод — тест с тампоном (swab-test). В тесте используется небольшое количество реагента, который реагирует на CrVI. Реакция становится видимой благодаря появлению розового/фиолетового окрашивания. Тест прост в использовании, но крайне ненадёжен по ряду причин, важнейшая из которых — возможность ложноотрицательных результатов (результаты показывают отсутствие CrVI, хотя CrVI присутствует!!). Ложноотрицательные результаты возникают даже при высоких концентрациях CrVI в покрытии > 1000 mg/kg. На тест сильно влияют компоненты, которые обычно содержатся в покрытиях.
Ложноположительные результаты также возможны из-за пигментов в покрытии, цвет которых может быть очень похож на цвет реагента.
Лабораторный анализ — альтернативный способ выявления соединений CrVI. Хотя применяемый в лаборатории метод снижает вероятность ложноотрицательного результата, он по-прежнему чувствителен к мешающим компонентам покрытия.
Например, при высоких концентрациях таких примесей, как цинк или алюминий, которые обычно присутствуют во всех типах покрытий, анализ искажается и показывает заниженное содержание CrVI или его полное отсутствие. Кроме того, этот метод медленный (3–8 рабочих дней) и дорогой, а время — деньги!
В этом выпуске Dr. Prepper рассказывается о новом прорывном методе выявления шестивалентного хрома (CrVI), который решает проблему ложноположительных и ложноотрицательных результатов.
Большое преимущество революционного метода в том, что он позволяет выявлять CrVI непосредственно на объекте с максимальной надёжностью. Шестивалентный хром можно обнаружить начиная с 20 mg/kg, даже при наличии мешающих примесей. В зависимости от требуемого предела обнаружения один тест может быть выполнен за 20 минут.
По результатам отбора проб, проведённого нами на множестве различных объектов инфраструктуры, ясно, что проблема хроматов выходит далеко за рамки нидерландских железнодорожных вагонов и техники армии Нидерландов. Более того, по нашим непосредственным наблюдениям, показатель в 55% образцов — лишь верхушка айсберга.
Экспресс-обследование мостов в провинции Северная Голландия показало, что 50% обследованной стали содержали CrVI. В 2018 году CrVI был обнаружен на знаменитом мосту Ваалбрюг в Нидерландах, что повлекло дополнительные расходы в размере 25 млн евро. Необходимы экологичные и безопасные для исполнителей методы удаления покрытий. Методы удаления покрытий или слоёв покрытий не должны приводить к образованию газов, дымов и пыли, способных нанести вред окружающей среде и здоровью исполнителей.
Сегодня CrVI запрещён в Европе как компонент покрытий. Он внесён в чёрный список регламента ЕС REACH (Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals — регистрация, оценка, разрешение и ограничение химических веществ). С 2017 года пользователи покрытий, содержащих CrVI, должны иметь специальные разрешения на их производство. Тем не менее на рынке остаются многие тысячи объектов инфраструктуры с покрытиями, содержащими CrVI, поэтому хроматы необходимо тщательно контролировать.
Подрядчики, инженеры и владельцы объектов должны максимально снижать риски, чтобы защитить людей и природу. Такие решения, как bristle blasting, при котором пыль может улавливаться специальными блоками, присоединёнными к инструменту или машине, — один из способов решения проблемы хроматов. Bristle blasting — метод подготовки поверхности, создающий профиль > 50 микрон и обеспечивающий степень очистки, аналогичную ISO 8501-1 Sa2,5.
Руководством по отбору проб служит OGOS-300-TRL. В этом руководстве рассматриваются пробы краски применительно к CrVI. Существуют также методы нейтрализации, переводящие CrVI в CrIII. Например, это метод ChroNO64.
Инженеры, владельцы объектов и подрядчики должны учитывать возможные дополнительные расходы, если перед началом проекта по реконструкции или техническому обслуживанию требуется отбор проб на CrVI. Важно знать превентивные методы нейтрализации CrVI до CrIII или такие методы, как bristle blasting без образования пыли. Непринятие мер предосторожности в этом отношении может привести к остановке проекта.
Скачать Dr. Prepper No. 9
Вы также можете скачать другие полные выпуски:
Dr. Prepper No. 1 Dr. Prepper No. 2 Dr. Prepper No. 3 Dr. Prepper No. 4 Dr. Prepper No. 5 Dr. Prepper No. 6 Dr. Prepper No. 7 Dr. Prepper No. 8