防腐木材的安全性与经济性分析

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人们喜爱使用木材，其中一个重要原因就是木材温暖、质感好且本身就具有个性且千变万化，还可降低噪音。与其他材料相比，处在木材、绿色的环境中，产生的精神压力比较小。这也是为什么人们更加愿意在木质步道、凉亭等场所中休息的原因。近年来防腐木材的热销，也是人们追求舒适环境的一种体现。
　　维修的难易及成本高低在考虑使用哪种木材时，要综合考虑成本，既要考虑建造时的购置成本，也要考虑使用过程中的维修、维护、更换的成本。如果使用防腐木材，则可免除木材使用过程中的检查、维护、更换成本。即使使用防腐木材比普通木材的初期（购买）成本高一些，但与以后的使用成本（即检查、更换成本）相比，完全是可以忽略不计的。
　　在决定使用普通木材还是使用防腐木材时，除考虑这两种木材的材料成本及其差别之外，也应考虑在使用过程中木材进行检查、维护、维修、更换的难易程度和成本。例如建筑桁架，通常处于封闭条件下，不便于日常检查木材腐朽、虫蛀状况，一旦木材因糟朽而损坏，维修、更换的成本巨大。同样，用于水泥或砖石基础上的木材，由于其是桥梁、房屋等建筑构件的一部分，建造完成后，很难检查该木材的防腐虫蛀状况，而一旦一根木材出现问题，需要更换，则可能需要将此建筑的一大部分结构拆掉，如此一来，更换成本将非常惊人。
　　木材在户外或景观中使用，比如做户外家具、地板、步道、栅栏等。如果选择天然耐久性很好、使用寿命达25年的某些热带阔叶木（有时侯也称硬木），不经过防腐处理，也未尝不可。但其价格可能非常昂贵，而且数量（资源）极其有限。因此，使用防腐木材是一种比较理想的选择。
　　用天然耐腐木材，如红雪松、柏木等的心材制作的木构件、木制品等，一般在具备半保护的条件下应用，比如建筑侧板，或木材损坏造成的经济损失很小的情况下使用，比如户外家具。
　　大多数木材或木制品用户，之所以对防腐感兴趣，并最终使用防腐木材，另一个最主要的原因是防腐处理可以有效降低木结构或木材部件的维护费用。也就是说，使用防腐木材，具有经济性。美国曾经对使用防腐木材的经济性做过详细研究，并开发了数学计算模型，包括木材的使用寿命、更换木材的成本、防腐处理的成本等，这对选择普通木材还是防腐木材提供了定量的科学依据。
　　更换木材构件、部件等产品的成本包括材料成本、运输成本、人工成本等直接成本。如果更换木材需临时拆掉部分建筑或设施，更换后再复原，则人工成本会更加巨大。除此之外，还包括一些间接成本（或称隐性成本），如公共设施（包括电杆、枕木等）和公共建筑（包括室馆、餐厅、体育馆等）临时停止提供服务造成的收入损失。
　　木材防腐处理的必要性，不仅与木材使用的生物危害程度与等级相关，也与木结构、木构件、部件等的安全性要求的高低、经济适用性等密切相关。木材防腐处理会增加一定的额外成本，使用天然耐久性高的木材，也会增加一定的额外成本。对此额外成本（一次成本），消费者和使用者可以与木材构件或结构损坏导致的维修成本（二次成本）进行比较，并作出适当的选择和平衡。
　　如果某种用途，需要的使用寿命很短，或更换很便宜，则无需使用防腐木材。而其他一些用途，腐朽、虫蛀导致木材损坏后，很难维修或维修成本很高，或将对使用者产生生命危险的隐患，或木制品、木结构的完整性（完好性）将受到破坏，则需选用防腐木材。木材防腐处理的必要性分为4级，见文尾表格。
　　使用防腐木材的场合我们已对耐腐的木材有了一定认识，如楠木不易腐，樟木也不易腐，所以它们以前往往用于制作高档棺木、木箱。但应该说明的是，距地表30cm以下的地下，由于氧气含量很低，相对来说生物危害比地表部位要轻，而木箱（多为衣物箱、珠宝箱等）用在室内且不与地接触的条件下，生物危害程度也较轻。古建筑中使用的木材，大多也有石质基础，且设计上通风良好，处于外露状况的木结构，往往有一些防水、防腐措施，因此生物危害程度都不是很严重。如果木材接触水的机会或风险比较大，则生物危害程度会增加。而与地面、地表接触的场合，包括许多户外应用用途，生物危害程度较严重，须使用防腐木材才能达到相应的使用寿命和使用功能。
　　现将防腐木材的使用范围分为4类，建筑中经常接触冷凝水或雨水的木构件或部件，包括：地板龙骨、浴室内墙；冷藏室的构架、盖板/望板、门、门框、窗框等；游泳池内或周围使用的木材，包括屋顶；用于建筑中通风不良位置（或房间）的木材，如屋顶；建筑中有时聚集大量人员的房间，大量人员聚集在一个房间内，不仅促进空气中水分的冷凝，而且对结构件的安全性要求高：“湿”工业和“湿”商业建筑，即高湿度车间、厂房、公共场所，如洗衣房（车间）、浴室、蒸煮车间；受到雨水飞溅的木材构件或部件。
　　其他种类包括对人类安全很重要的部件，如桥梁、护栏、公告场所的楼梯、扶手等；难于更换（或更换成本高）的木材部件，如木结构房屋使用的木构件；户外使用的木材，如景观、园艺木材。
　　防腐木材是否对人身有害？
　　木材防腐剂的使用要针对合适的对象（木材或人造板或工程木），在适当的时机（发生腐朽变质之前）进行处理，选用有效的防腐剂产品，使用恰当的浓度，采用恰当的处理方法，使木材达到正确的药剂保持量，防腐处理木制品的使用环境是正确的（正确的应用）。
　　硼砂是一种毒性极低的木材防腐剂，甚至公认为无毒的木材防腐剂。硼砂也是制造药皂、玻璃、陶瓷等的原料，对皮肤病有一定的医治效果，而硼元素也存在于人体中，但硼是人体限量元素，人体若摄入过多的硼砂，会引起各脏器的蓄积中毒，硼砂在进入胃部之后会刺激胃酸分泌，严重的会刺激人的胃部出现恶心、呕吐、腹泻等症状，因此硼砂也不能无限制地应用。
　　需要提醒的是，天然耐久木材之所以具有一定的耐腐性或抗蚁性，是因为在其心材中存在一些毒性成分，在木材学中称之为木材“抽提物”。由于毒性成分的存在，这些天然耐久木材的锯末、锯粉等也可引起一些过敏体质人群出现皮疹、呼吸困难和其他健康问题。当这些锯末形成的粉尘浓度较高时，或室内通风不良时，尤其如此。这一点，与防腐木材一样。因此在加工天然耐久木材时，要采取与加工防腐木材同样的人员防护措施。
　　当然，木材防腐剂对人的毒性越低越好，实际使用的防腐剂，毒性大小也确实不同。比如WolmanE和TanalithE防腐剂的毒性就非常低，由于这种防腐剂的主要成分为铜唑（简称CA或CuAz），不含砷，不含铬，其中的唑也用于水果保鲜，因此WolmanE和TanalithE实际是一种铜防腐剂和水果保鲜剂的综合体。美国的健康与环保评估的结论是WolmanE防腐处理木材的安全性比美国环保署（EPA）的要求高17倍。