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「強致癌物」甲醛真能從根源被制止嗎?科學家給出新答案

2022-09-29健康

一個 C、兩個 H、一個 O,透過化學反應,便形成了一種對人體有害的物質——甲醛(Formaldehyde)。

圖|甲醛的結構

生活中 ,無論是在剛裝修完的住宅中,還是在公共會議室內的各個角落,以及大到地毯、小到衛生紙表面,甲醛幾乎無處不在; 工業上 ,甲醛也是紡織品、油漆、汽車制造的重要化合物。

作為一種無色、無味的刺激性氣體,甲醛被證明是一種強致癌物,即便是較低的暴露水平也與某些類別的癌癥和白血病有關。

面對這種人類已知的致癌物,人們往往談「甲醛」色變。 有沒有一種方法可以抑制甲醛的產生? 有沒有一種方法能夠把產生的甲醛全部清除掉?

圖|三夾板(膠合板)裝修建材中含有大量甲醛,是甲醛室內來源之一。(來源:維基百科)

近日,由麻省大學阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)和北德克薩斯大學(University of North Texas)聯合領導的一項新研究, 促進了人們對「家中和辦公室的木材如何釋放出超過一定健康限度的甲醛」的理解。

研究團隊表示,這一研究結果有望促進公眾健康,他們的解決方案是 透過使用一種有效、低成本的方式來減輕甲醛造成的損害 。同時,研究團隊也已經為此申請了專利。

相關研究論文以「 Formaldehyde emission from wood promoted by lignin in the presence of iron residues 」為題,已發表在科學期刊【綠色化學】( Green Chemistry )上。北德克薩斯大學教學研究員 Yu Fu 為論文的第一作者。

一種無處不在的致癌物

從刨花板到窗簾和地毯,某些人工制造的家居產品會向生活空間中釋放甲醛,木材本身也會釋放出甲醛,高溫木材加工更會釋放出大量的甲醛。

然而,事實證明, 木材——包括我們家裏的木制家具和其他木制品——即使在室溫下也會釋放少量的甲醛

「人們知道木材在低溫下也會釋放甲醛,但沒有人真正知道這些甲醛是如何產生的,」Barry Goodell 說,他是麻省大學阿默斯特分校的微生物學教授,也是該論文的通訊作者之一。

那麽,這是為什麽呢? 關鍵在於一種特殊的化學現象,研究團隊將其描述為 「木質素介導的芬頓反應」 lignin-mediated Fenton reaction )。

以木材為例,反應原理是這樣的:

木材的「木質化」(硬度和剛度)是由一種名為「木質素」的物質賦予的,木質素可以產生堅硬的細胞壁。由於樹木生長在土壤中,它們會不斷吸收微量的鐵元素(地球上最豐富的元素之一),而這些鐵元素則會留存在樹木中。

之後,當樹木被砍伐並被鋸、刨床等含鐵元素的工具制成木材時,更多的鐵元素進入木材表面。然後,木質素透過與鐵反應,會形成一種高活性鐵。當這種高活性鐵與空氣接觸時,會形成一種腐蝕性的氧自由基,最終與木質素結合形成甲醛。

而形成的甲醛從木材中逸出,進入空氣中,甚至人們的肺部內。

這一發現表明,人們在「甲醛是如何在室溫下從木材和木材表面產生的」這一科學問題有了新的理解。

有望從源頭消滅

對於研究團隊而言,僅僅知道甲醛產生的原因並不夠, 他們還希望基於這一研究成果來抑制甲醛的產生。

「一旦我們知道了木質素介導的芬頓反應是如何發生的,以及它是如何在木材中進行的,」Goodell 說,「我們就有了一些關於如何防止反應發生的猜測。」

Goodell 猜測, 抗氧化劑(Antioxidant)或特許以阻止氧自由基的產生,而簡單的「螯合劑」(chelator)也可以把束縛鐵元素,從而阻斷鐵元素與周圍環境發生反應。

(來源:Pixabay)

為了驗證他們的猜測,Goodell 團隊進行了一系列實驗。他們發現,透過簡單地將這些抗氧化劑和螯合劑與木材混合,或者在某些情況下將它們噴灑在木材表面, 甲醛的釋放水平得到了減輕,並降到了安全水平 。此外,他們在商業木質產品上也看到了甲醛的減少。

這一發明簡單,成本低,可以很容易地與現有的木材加工生產線相結合,從而生產出高質素、環保的木材產品 ,」 論文通訊作者之一、北德克薩斯大學機械工程教授 Sheldon Q. Shi,「我們開發的甲醛控制方法在家中也應該是安全的,人們可以輕松地使用室內系統來改善空氣質素。」

未來,研究團隊將致力於開發出可用於家庭和工作場所的產品,以降低在這些環境中木質產品釋放的甲醛水平。

關於甲醛的一些真相

當前,甲醛是最常見的室內空氣汙染毒物之一,約有 3000 多種不同建築材料均含有甲醛,主要來源為纖維板、三夾板、隔音板、保麗龍等裝潢材料。

甲醛對皮膚及黏膜有刺激性作用,比如咽喉和眼睛鼻腔等,造成這些位置水腫,發炎、潰爛,甚至最後導致鼻咽癌等嚴重病變;接觸過甲醛的皮膚可能出現過敏現象,嚴重者甚至會導致肝炎、肺炎及腎臟損害;甲醛對嬰幼兒的孕婦危害更加嚴重,可導致未出生的胎兒停止生長發育,心腦發育不全,甚至胎兒畸形和孕婦流產等。

因此,人們往往談「甲醛」色變,但不知道的一個真相是,只有長時間接觸高濃度的甲醛才會表現出顯著的致癌效果。 (不過,在日常生活中接觸的甲醛濃度,還是越低越安全。)

此外, 透過聞氣味的方式並不能判斷周圍甲醛是否超標 ,甲醛是一種無色無味的刺激性氣體,但甲醛的氣味閾值(也就是人們能夠聞到的最小濃度)基本上小於大多數人能聞到的氣味最小濃度。

而且, 基本上不存在不釋放甲醛的家具 ,幾乎每一個家具都包括板材、粘合劑等,這些部份都可能釋放甲醛,一些木材本身也會含甲醛。

另一個真相是, 綠植吸收甲醛的效果或許很有限 ,盡管植物葉片可以吸收甲醛,但小小的綠植並不能完全將大空間內的甲醛全部吸附掉。

無論如何,在日常生活中,還是要遠離高濃度甲醛。

參考資料:

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