当前位置: 华文问答 > 健康

「强致癌物」甲醛真能从根源被制止吗?科学家给出新答案

2022-09-29健康

一个 C、两个 H、一个 O,通过化学反应,便形成了一种对人体有害的物质——甲醛(Formaldehyde)。

图|甲醛的结构

生活中 ,无论是在刚装修完的住宅中,还是在公共会议室内的各个角落,以及大到地毯、小到卫生纸表面,甲醛几乎无处不在; 工业上 ,甲醛也是纺织品、油漆、汽车制造的重要化合物。

作为一种无色、无味的刺激性气体,甲醛被证明是一种强致癌物,即便是较低的暴露水平也与某些类型的癌症和白血病有关。

面对这种人类已知的致癌物,人们往往谈「甲醛」色变。 有没有一种方法可以抑制甲醛的产生? 有没有一种方法能够把产生的甲醛全部清除掉?

图|三夹板(胶合板)装修建材中含有大量甲醛,是甲醛室内来源之一。(来源:维基百科)

近日,由马萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)和北德克萨斯大学(University of North Texas)联合领导的一项新研究, 促进了人们对「家中和办公室的木材如何释放出超过一定健康限度的甲醛」的理解。

研究团队表示,这一研究结果有望促进公众健康,他们的解决方案是 通过使用一种有效、低成本的方式来减轻甲醛造成的损害 。同时,研究团队也已经为此申请了专利。

相关研究论文以「 Formaldehyde emission from wood promoted by lignin in the presence of iron residues 」为题,已发表在科学期刊【绿色化学】( Green Chemistry )上。北德克萨斯大学教学研究员 Yu Fu 为论文的第一作者。

一种无处不在的致癌物

从刨花板到窗帘和地毯,某些人工制造的家居产品会向生活空间中释放甲醛,木材本身也会释放出甲醛,高温木材加工更会释放出大量的甲醛。

然而,事实证明, 木材——包括我们家里的木制家具和其他木制品——即使在室温下也会释放少量的甲醛

「人们知道木材在低温下也会释放甲醛,但没有人真正知道这些甲醛是如何产生的,」Barry Goodell 说,他是马萨诸塞大学阿默斯特分校的微生物学教授,也是该论文的通讯作者之一。

那么,这是为什么呢? 关键在于一种特殊的化学现象,研究团队将其描述为 「木质素介导的芬顿反应」 lignin-mediated Fenton reaction )。

以木材为例,反应原理是这样的:

木材的「木质化」(硬度和刚度)是由一种名为「木质素」的物质赋予的,木质素可以产生坚硬的细胞壁。由于树木生长在土壤中,它们会不断吸收微量的铁元素(地球上最丰富的元素之一),而这些铁元素则会留存在树木中。

之后,当树木被砍伐并被锯、刨床等含铁元素的工具制成木材时,更多的铁元素进入木材表面。然后,木质素通过与铁反应,会形成一种高活性铁。当这种高活性铁与空气接触时,会形成一种腐蚀性的氧自由基,最终与木质素结合形成甲醛。

而形成的甲醛从木材中逸出,进入空气中,甚至人们的肺部内。

这一发现表明,人们在「甲醛是如何在室温下从木材和木材表面产生的」这一科学问题有了新的理解。

有望从源头消灭

对于研究团队而言,仅仅知道甲醛产生的原因并不够, 他们还希望基于这一研究成果来抑制甲醛的产生。

「一旦我们知道了木质素介导的芬顿反应是如何发生的,以及它是如何在木材中进行的,」Goodell 说,「我们就有了一些关于如何防止反应发生的猜测。」

Goodell 猜测, 抗氧化剂(Antioxidant)或许可以阻止氧自由基的产生,而简单的「螯合剂」(chelator)也可以把束缚铁元素,从而阻断铁元素与周围环境发生反应。

(来源:Pixabay)

为了验证他们的猜测,Goodell 团队进行了一系列实验。他们发现,通过简单地将这些抗氧化剂和螯合剂与木材混合,或者在某些情况下将它们喷洒在木材表面, 甲醛的释放水平得到了减轻,并降到了安全水平 。此外,他们在商业木质产品上也看到了甲醛的减少。

这一发明简单,成本低,可以很容易地与现有的木材加工生产线相结合,从而生产出高质量、环保的木材产品 ,」 论文通讯作者之一、北德克萨斯大学机械工程教授 Sheldon Q. Shi,「我们开发的甲醛控制方法在家中也应该是安全的,人们可以轻松地使用室内系统来改善空气质量。」

未来,研究团队将致力于开发出可用于家庭和工作场所的产品,以降低在这些环境中木质产品释放的甲醛水平。

关于甲醛的一些真相

当前,甲醛是最常见的室内空气污染毒物之一,约有 3000 多种不同建筑材料均含有甲醛,主要来源为纤维板、三夹板、隔音板、保丽龙等装潢材料。

甲醛对皮肤及黏膜有刺激性作用,比如咽喉和眼睛鼻腔等,造成这些位置水肿,发炎、溃烂,甚至最后导致鼻咽癌等严重病变;接触过甲醛的皮肤可能出现过敏现象,严重者甚至会导致肝炎、肺炎及肾脏损害;甲醛对婴幼儿的孕妇危害更加严重,可导致未出生的胎儿停止生长发育,心脑发育不全,甚至胎儿畸形和孕妇流产等。

因此,人们往往谈「甲醛」色变,但不知道的一个真相是,只有长时间接触高浓度的甲醛才会表现出显著的致癌效果。 (不过,在日常生活中接触的甲醛浓度,还是越低越安全。)

此外, 通过闻气味的方式并不能判断周围甲醛是否超标 ,甲醛是一种无色无味的刺激性气体,但甲醛的气味阈值(也就是人们能够闻到的最小浓度)基本上小于大多数人能闻到的气味最小浓度。

而且, 基本上不存在不释放甲醛的家具 ,几乎每一个家具都包括板材、粘合剂等,这些部分都可能释放甲醛,一些木材本身也会含甲醛。

另一个真相是, 绿植吸收甲醛的效果或许很有限 ,尽管植物叶片可以吸收甲醛,但小小的绿植并不能完全将大空间内的甲醛全部吸附掉。

无论如何,在日常生活中,还是要远离高浓度甲醛。

参考资料:

https:// ersp.lib.whu.edu.cn/s/o rg/rsc/pubs/G.https/en/content/articlelanding/2022/gc/d2gc02632e

https:// en.wikipedia.org/wiki/F ormaldehyde

https://www. piyao.org.cn/2020-09/18 /c_1210805932.htm