Грибы, плесень и антисептики.

Титанический труд, написанный многоуважаемым @mfcn , а также небольшая дискуссия, возникшая после его публикации, сподвигли меня на написание данной статейки.
Сразу же оговорюсь - для профессионалов, биологов и биохимиков текст может показаться слишком простым и наивным. С другой стороны, для кого-то он может показаться слишком заумным и насыщенным страшными и непонятными словами.

Итак, попробуем разобраться - что происходит со стволом дерева на пути от лесной делянки до элемента деревянной конструкции с точки зрения биологии.
Для начала необходимо уяснить, что древесина на химическом уровне по сути подобна железобетонной конструкции. Клеточная стенка растения, которая собственно и является структурной единицей доски, бревна или бруса, состоит из двух основных органических соединений:
а) целлюлоза
б) лигнин
Если с целлюлозой все более-менее понятно - это полимер линейной структуры, имеющий в качестве мономерного звена остаток глюкозы, то с лигнином ситуация несколько сложнее.
Лигнин как самостоятельное вещество до сих пор не описан структурной химической формулой. Это также полимер, однако имеющий не линейное, а развитое многомерное строение. Лигнин состоит из смеси ароматических полимеров родственного строения.
Возвращаясь к строению древесины и аналогии с железобетоном, - целлюлоза подобна арматуре, а лигнин подобен бетону. Лигнин обладает высокой прочностью на сжатие, в то время как целлюлоза обеспечивает гибкость древесины.

Важным аспектом является также то, что высшие растения (деревья в частности) в процессе своего жизненного цикла из неорганических соединений образуют органические вещества. Но так как природа не терпит пустоты, после прекращения жизни дерева его ткани перерабатываются так называемыми сапрофитами, которые питаясь отмершей древесиной перерабатывают ее обратно в минеральные вещества и простейшие органические соединения. К сапрофитам относятся грибы и бактерии.
С точки зрения строителей, нас прежде всего интересуют грибы. Грибы отличаются от растений тем, что их способ питания подразумевает выделение ферментов в субстрат, однако в отличие от животных, грибы не осуществляют активный захват и перенос пищи. Следовательно, для жизнедеятельности грибам необходимо проникнуть в питательный субстрат, что они с успехом и проделывают, отращивая мицелий. Для размножения грибы используют споры.
Естественно, что после валки леса стволы оказываются засеянными спорами грибов.

Вспомним про благоприятные условия для роста грибов. Как и любому живому организму, грибам необходима оптимальная температура, наличие кислорода, вода и питательные вещества.

С хозяйственной точки зрения различают деревоокрашивающие и дереворазрушающие грибы. Первыми свежеспиленное дерево заселяют деревоокрашивающие грибы, которые способны развиваться только на древесине естественной влажности, питаясь межклеточными и внутриклеточными веществами. Деревоокрашивающие грибы в процессе жизнедеятельности выделяют различные вещества, окрашивающие древесину в неестественные цвета. Это может быть синева, краснота, желтизна, зелень и другие окраски.
Благоприятными условиями для их жизнедеятельности обобщенно являются температура от +5 до +30С, влажность древесины 22-175% по отношению к сухой массе и воздух порядка 15% от объема. При высыхании древесины деревоокрашивающие грибы прекращают свою жизнедеятельность, а при нагревании выше +80С полностью погибают.
Важным является то, что деревоокрашивающие грибы в основном развиваются в заболонной древесине и лишь немногие их виды способны проникать в ядро.
Деревоокрашивающие грибы не способны разрушать лигниноцеллюлозные комплексы и, как следствие, не оказывают значительного влияния на прочность древесины.

Наличие окраски древесины является важным признаком, говорящим о нарушении правильного режима транспортировки и хранения пиломатериалаи, как следствие, возможности заражения древесины дереворазрушающими грибами.

Некоторые виды деревоокрашивающих грибов могут являться предшественниками и стимулянтами складских и домовых грибов. Также, темная окраска древесины, вызванная деревоокрашивающими грибами, может маскировать гниль.

При неправильном хранении на смену деревоокрашивающим грибам приходят дереворазрушающие грибы, которые способны разрушать лигниноцеллюлозные комплексы, некоторые виды даже выделяют антибиотики, подавляющие деревоокрашивающие грибы.
Дереворазрушающие грибы способны полностью разрушить древесину, переработав ее в гумус и труху совместно с гнилостными микроорганизмами.

Что же делать, если древесина по каким-либо причинам заражена или необходимо защитить конструкции от возможного поражения?
Очевидны два основных пути:
а) создание и поддержание неблагоприятных для развития грибов условий (сушка, некомфортная температура)
б) применение химических веществ, разрушающих или убивающих грибы.

К разрушающим веществам в первую очередь необходимо отнести сильные окислители, разрушающие клетки грибов химическим ожогом.
Вторая же группа веществ носит название фунгицидов.
Фунгициды - это химические вещества для борьбы с грибковыми болезнями.
Фунгициды могут быть как неорганическими веществами, так и органическими соединениями.
К неорганическим фунгицидам в первую очередь относятся соли тяжелых металлов, особенно меди.
Высокой фунгицидной активностью обладают производные фенолов. В общих чертах принцип действия фунгицидов прост - как правило эти вещества нарушают биохимические процессы в клетках грибов, либо блокируют внешнеклеточные ферменты грибов, препятствуя их питанию.

Рассмотрим теперь некоторые широкоизвестные антисептики, биозащиты и прочие пропитки для древесины.
Среди популярных и широкоизвестных составов можно выделить 3 основные группы антисептиков профилактического действия.
1) Препараты "СЕНЕЖ"
2) Препараты "NEOMID"
3) Составы разных производителей по известному рецепту ХМ-11.

Я не зря привел такое странное деление, постараюсь его обосновать.
СЕНЕЖ.
Если посмотреть на официальном сайте производителя, можно легко найти вот такой документ:

Нас в первую очередь интересует химический состав. Понятное дело, что точная рецептура это коммерческая тайна производителя, однако в общих чертах нам будет этого достаточно.
Итак, в состав всех основных антисептиков Сенеж (Сенеж, Сенеж Ультра, Сенеж Био, Сенеж Экобио) входят:
Бораты, соли хромовой кислоты, соли меди, соли фтористоводородной кислоты, вода и "целевые добавки".
С водой и целевыми добавками все понятно - вода и ароматизаторы, подсластители, загустители, регуляторы кислотности и прочее.
Так что же обеспечивает защиту древесины в этих составах?
Обратимся к википедии.
Бораты - соли борной кислоты. Водорастворимыми являются как правило соли щелочных металлов - К, Na. Самым известным соединением является Бура - Na2B4O7. Старый и известный антисептик и дезинфицирующее средство. Активно используется при производстве эковаты в качестве консерванта и в средствах для уничтожения тараканов. Сейчас считается слабоэффетивным антисептиком.
Соли хромовой кислоты: яркие представители - бихроматы калия и натрия. Характерным химическим свойством является то, что в кислой среде являются поставщиком сильнейшего окислителя. Черезвычайно токсичны и канцерогенны. Сильные антисептики. Окрашивают растворы в яркие желтые и красные цвета.
Соли меди: помним, что медь является неорганическим фунгицидом.
Соли фтористоводородной (плавиковой) кислоты: В растворах как правило гидролизуются с образованием активного иона фтора - сильнейшего окислителя, самого активного из галогенов. Страшнее хлора и кислорода.

Как видим, адская, крайне токсичная смесь из неорганических соединений, основная масса которых являются сильными окислителями или их поставщиками. Токсичны, канцерогенны, опасны.
Категорически не стоит применять эти составы для обработки внутренних деревянных конструкций.

НЕОМИД.
Известны и широко распространены следующие составы:
400 для внутренних работ. Инсектицид (отпугивать таракашек) и синтетический пиретроид, который также является инсектицидом. На грибы и плесень никак не действуют, для человека и теплокровных малоопасны.
430 невымываемый для наружных работ. В составе биоциды класса азолов, медь, вода. Т.к. медь не растворима, используют медный купорос.
440 для наружных работ. В составе синергетическая смесь биоцидов.
Что же кроется за страшными словами "азолы" и синергетические смеси биоцидов?
Азолы это противогрибковые препараты. С точки зрения химика пятичленные гетероциклы азота. Обладают фунгистатическим действием. Т.е. останавливают развитие грибов. В бешеных концентрациях способны обладать фунгицидным действием за счет того, что вмешиваясь во внутриклеточный обмен грибов способны вызвать выделение пероксида водорода в клетке.
Тоже известный и часто применяемый окислитель. Нам этот персонаж попозже пригодится.
Синергетические биоциды - если по простому - подавители роста организмов. Их химики насоздавали огромное количество.

Как видим, неомид идет немного по другому пути - используют современную химию, граничащую с фармакологией.

ХМ-11. Производится множеством предприятий, есть ГОСТ 23787.8-80
Состав: смесь бихромата калия или натрия и медный купорос. Про них можно почитать выше, в разделе про СЕНЕЖ. Дешево в производстве, эффективно, но и настолько же токсично.

Отдельно про отбеливатели.
Тут ничего особенного - задача максимально быстро выжечь грибок. Как? Химический ожег - окисление. Чем? - Или перекисью водорода, или гипохлоритом натрия.
Смесь предлагает СЕНЕЖ (двухкомпонентную), сертификат с сотавом тоже есть на их сайте. Двухкомпонентый он т.к. перекись в растворе долго не хранится. Изготавливается на месте при смешивании. Всем хороша, но очень быстро бесследно улетучивается. Раствор выдыхается, теряя свойства.
Гипохлорит натрия - он же белизна. Сильный окислитель. Содержит активный хлор. Является сильным коррозионным средством. Разъедает гвозди и саморезы. После применения обязательно смывать водой. Для человека не является канцерогеном.

А теперь немного личных выводов и итогов.
1) Все антисептики токсичны и для обработки внутренних конструкций не предназначены и опасны. Производители даже ставят "защиту от дурака" (смотрим состав неомида 400). Привет любителям красных и зеленых каркасов.
2) Отбеливать древесину все же стоит, как минимум мы консервируем развитие грибковой болезни, как максимум - можем вскрыть замаскировавшуюся под грибком гниль. Естественно, следует промывать поверхность водой.
3) С грибком вполне успешно можно бороться правильным режимом эксплуатации конструкций - не допускать переувлажнения. Как следствие - увлекаться пропитками бессмысленно.

Замечания с удовольствием обсужу и приму к сведению.