A kátrány egy sűrű, olajból álló, ragacsos fekete folyadék, amely természetes formában is előfordul (például a La Brea kátránygödrök híres példája). Ipari körülmények között leggyakrabban szerves anyagok hőbontásával állítják elő: a szén, a kőolaj, a tőzeg vagy a fa úgynevezett destruktív desztillációja (száraz lepárlása) során keletkezik.

Előállítás és típusok

A legtöbb ipari kátrányt a kokszgyártás melléktermékeként nyerik: egy tonna szén "destruktív desztillációja" során például körülbelül 700 kg koksz, 100 liter ammónia, 50 liter kátrány és 400 m3 széngáz keletkezik. Emellett léteznek:

  • szénkátrány (coaltar) – szénből nyert, magas aromás szénhidrogén-tartalommal;
  • kőolajkátrány (petroleum tar) – kőolaj-frakcionálás mellékterméke;
  • fakátrány (wood tar) – fából való, hagyományos eljárással nyert termék, amelyet például fatárkonyokban állítanak elő;
  • tőzeg- és egyéb biomassza kátrányok.

Kátránykemencék és hagyományos előállítás

A kátránykemencék olyan száraz desztilláló kemencék, amelyeket hagyományosan például Skandináviában fából kátrány előállítására használnak. Ezek egyszerű szerkezetek: az erdő közelében, mészkőből vagy földbe vájt lyukakból készített üstöket úgy alakítják ki, hogy a fa alul egy kivezető nyílás felé lejtve helyezkedik el. A fát ujjnyi méretűre hasogatják, sűrűn rétegezve rakják az üstbe, majd földdel és mohával szorosan befedik, hogy a levegő beáramlását megakadályozzák. A tetejére tüzet raknak és meggyújtják; a korlátozott oxigén miatt a fa nem ég el teljesen, hanem pirolízissel bomlik, és a keletkező kátrány a lejtős nyíláson keresztül kifolyik. A folyamat néhány órától néhány napig tarthat, és ez a hagyományos, kisüzemi előállítási mód ma is ismert néhány térségben.

Felhasználás

A kátrányt sokféle célra használták és használják ma is:

  • építészeti és ipari alkalmazások — tetőfedés, padlóburkolat, csónakok és faházak vízszigetelése;
  • faanyag-tartósítás — hajóépítésben és kültéri faelemek védelmére (korábban széles körben alkalmazták);
  • ipari alapanyag — vegyipari nyersanyag különböző szénhidrogének és egyéb vegyületek előállításához;
  • gyógyszerészeti alkalmazás — kis koncentrációban egyes bőrbetegségek kezelésére (pl. pikkelysömör) szigorú orvosi felügyelet mellett használatosak kátrány alapú kenőcsök;
  • történelmi jelentőség — korábban a gázgyárak egyik terméke volt, és számos klasszikus ipari eljárás melléktermékeként keletkezett.

Egészségügyi és környezeti kockázatok

A szénből vagy kőolajból származó kátrányokat általában mérgezőnek tekintik, mivel sok kátrány összetétele tartalmaz rákkeltő anyagokat. A legfontosabb kockázatot a poliaromás szénhidrogének (PAH-ok) és az olyan illékony aromás vegyületek jelentik, mint a benzen (benzoltartalom). Ezek az anyagok hosszú távú expozíció esetén növelik a rák, különösen a bőrrák és a tüdőrák kialakulásának kockázatát, valamint okozhatnak bőrirritációt és légúti problémákat.

Fontosabb kockázatok összefoglalva:

  • karcinogenitás — a tartós bőrrel vagy belélegzéssel történő érintkezés növeli a daganatos betegségek esélyét;
  • lokális hatások — bőrirritáció, égési sérülések, dermatitis;
  • légzőszervi hatások — gőzök és porszemcsék belégzése krónikus légúti megbetegedéshez vezethet;
  • környezetszennyezés — kátránytartalmú hulladékok szennyezhetik a talajt és a felszíni vizeket, veszélyeztetve a növény- és állatvilágot.

Védelem, kezelés és szabályozás

A kátránnyal végzett munka során fontos a megfelelő védelem:

  • védőruházat, kesztyű és szemvédelem használata;
  • műszaki óvintézkedések, például helyi elszívás a gőzök és porok csökkentésére;
  • egészségügyi ellenőrzés és kockázatfelmérés a munkavállalók expozíciójának monitorozására;
  • környezeti előírások betartása a kátrányos hulladékok kezelése és ártalmatlanítása során.

Gyógyszerként alkalmazott kátránykészítményeket csak orvosi tanácsra és az előírt módon szabad használni, mert bár kis koncentrációban hatásos lehet bőrbetegségeknél, hosszú távú vagy nem megfelelő alkalmazásuk kockázatos.

Összefoglalva: a kátrány egy sokoldalú, de vegyi összetételében és hatásaiban kockázatokat is rejtő anyag. Előállításának és használatának módja, valamint a keletkező hulladékok kezelése jelentősen meghatározza, hogy milyen mértékben jelent veszélyt az emberi egészségre és a környezetre.