樟子松生材的防霉防變色處理
樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica),是歐洲赤松的變種,別稱海拉爾松、蒙古赤松、樟松等,與馬尾松、油松、云南松同屬于油松類,但材質較好,可代替紅松,主要分布于俄羅斯和我國大興安嶺北部及呼倫貝爾地區。近幾年我國大量進口俄羅斯樟子松,其材性與馬尾松相似,耐腐性中等(指心材),易遭白蟻危害,原木及濕鋸材極易發霉和藍變。木材防護是實現深度開發和高效利用的關鍵問題之一。國外對木材防霉、防藍變十分重視,如美國、加拿大、新西蘭和蘭等國,對凡易發生霉變及藍變的原木和制材后不能及時干燥的鋸材,幾乎都采用防霉處理。目前國內尚未見有關樟子松防霉防藍變處理的報道。2003年廣東東莞某公司從內蒙古購買的100m3無霉變、藍變樟子松鋸材,經約兩周的運輸,到東莞后邊材幾乎全部發霉,藍變深度達2～10mm,嚴重影響了產品質量,引起木材貿易加工單位和用戶的重視,迫切要求解決此問題。為此,筆者等對該批木材進行了采樣和防霉防藍變處理,以期尋找有效的處理藥劑和處理工藝。
試驗方法
1.1 試材 取自東莞成就木材加工廠于2003年5月從二連浩特運回的樟子松鋸材,選取5cm×18cm×400cm的邊材3塊,盡量刨除霉變部分(因內部藍變太深,未能全部刨掉),然后制成尺寸為2cm×8cm×48cm的試塊,平均含水率為81%。
1.2 防腐劑 采用筆者所在的公司研制的TBQ防護劑,為白色糊狀體,活性成分為烷基銨化物和硼化物,含量91%,易溶于水,pH值7～8。將TBQ分別配制成4%、5%、6%等3種濃度,另用自來水作對照,共4組,每組設12塊試材。常溫浸漬1h,浸漬后平均含水率91%。
1.3 防霉防藍變效力的測定方法 試塊經浸漬處理后,按氣干方法堆垛,堆基高20cm。為增加材堆內部濕度,材堆下放置一盆水。墊條采用氣干的、未經過處理的輻射松板條,厚2cm。為加材堆內部霉菌和藍變菌來源,每層試驗板之間及材堆頂部,各放一層已長霉和藍變的樟子松板條,板條與試材之間用玻璃棒隔開,不直接接觸。每層都有3種濃度TBQ防護劑處理的試塊和對照試塊各1塊或2塊,每層6塊,有8層,總計48塊。材堆外部用塑料薄膜覆蓋保濕。試驗從5月22日開始,到7月15日結束,每周觀察一次(最后一次隔9d),并測定含水率。被害值按GB/T18281-2000《防霉劑防治木材霉菌及藍變菌試驗方法》計算。
2 結果分析與討論 對照組試塊一周后全部發霉,被害值多數達4級,少數3級;到第7周觀察,內部完全藍變。TBQ濃度為4%、5%的藥液處理組在3周后少數試塊出現霉點,被害值1～2級,4～5周后達3級,個別達4級,多數試塊在7周后仍無霉點,保持原狀。防治效力為:濃度4%TBQ藥液的為79.2%,濃度5%TBQ的為85.4%。6%TBQ藥液處理組試塊在6周內無任何霉變和藍變現象,第7周僅有一塊試材出現零星霉點,防治效力達98%。試驗結果詳見表1。治效力和木材含水率密切相關。本試驗中,濃度4%和5%TBQ處理組共有7塊試材被害,其中2塊在第二層,4塊在第三層,這兩層的含水率最高,試驗開始時分別為146%和157%,至第五周時仍分別為70%和93%,至第7周分別降到40%和25%。而在這兩層中,用濃度6%TBQ處理試材則無一被害,說明當鋸材含水率高時,增加防護劑的處理濃度可增強試材的防霉防藍變能力。對于試驗前已有藍變的試塊,經TBQ藥液浸漬處理后,不僅表面無菌絲體出現,內部藍變也沒有發展,說明TBQ的滲透性較好,對木材內部的藍變菌也有一定抑制作用。
3 建議
3.1 自2001年聯合國環境規劃署(UNEP)公布實施“關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約(POPS)”之后[1],國內外已停止使用過去普遍采用的五氯酚鈉防霉劑,現在國外大量推廣使用有機雜環化合物及有機碘化合物殺菌劑,多數為乳劑或懸浮劑,雖然殺菌劑效果較好,但價格較貴,且易分層或沉淀,只適宜噴灑,不適用于池內浸漬。TBQ主要活性成分與在歐美使用的F-2、Timbercoite和katah等同屬于烷基銨化合物(AAC)防腐劑,是替代鹵代酚類較理想的產品之一。本試驗亦表明:TBQ具有較好的防霉、防藍變、防腐效果,并有一定的防蛀蟲、防白蟻效力,而且低毒,不污染環境,易溶于水,藥液可反復循環使用。同時,其價格較低(稍高于五氯酚鈉),因此,市場前景看好[2]。
3.2 樟子松邊材易感染霉菌和藍變菌,除在冬季采伐或制材后立即干燥外,原木及鋸材均需在產地進行防霉防藍變處理。建議在制材車間內設浸漬槽,制材分級后裝入浸注筐,放入浸漬槽內用6%TBQ藥液浸泡。浸泡時間為2h,使吸液量達到200～250g/m2(按表面積計算),浸漬槽結構見圖1。圖中浸漬槽為磚砌水池(150cm×150cm×450cm),容積10.125m3,高位池高出地面130cm,地面以下20cm。高位池,底部裝一管道,與低位池連接;低位池高出地面20cm,地面下130cm,設一水泵,可將藥液抽回到高位池。6%TBQ藥液需5～6t,另設有一配藥罐,容積1m3左右。具體操作:將板材裝在筐內,每層板間加二條墊木隔開,墊木尺寸為2cm×3cm,放入高位池浸泡2h(由于浸泡木材數量較多,不易浸透,浸泡時間適當延長到2h左右),隨后將藥液排放到低位池。木材在高位池內滴干1h后用電動滑輪取出;第二批木材的浸泡在低位池進行,方法同上,一天可處理6槽。也可以高、低位池同時進行,浸過的木材吊出后放在原池上面滴干1h,這樣兩池每天可處理8槽。藥液池內如有鋸屑等雜物時應及時清理,以免污染藥液和木材。藥液可循環使用,不需外排,對環境無不良影響。
3.3 俄羅斯遠東地區森林資源(包括樟子松)十分豐富,是我國進口北洋材的主要產地,通過黑龍江綏芬河和內蒙古滿洲里兩口岸進口后運往全國。據報導,滿洲里平均每天進口木材達1.5萬m3,2002年綏芬河進口原木和鋸材達607萬m3[3,4],最近這兩個口岸均被批準為依托進口原木加工為鋸材后復出口的定點口岸,產品可直接出口到韓國和日本等地。對于象樟子松等在貯存或運輸途中易發霉和藍變的木材,為保證產品質量,建議有關部門規定,必須經防霉防藍變處理才準運往國內或出口。同時規定,為保護環境,根據聯合國環境規劃署(UNEP)的POPS公約,不得使用五氯酚鈉等含有持久性有機污染物的防霉劑。