深度认识甲醛,如何有效控制?

如题所述

作者:知行合一


调研:知行合一

住新房,有甲醛,心慌慌……

天生带有原罪的甲醛和可怕的白血病、癌症什么关系?

对甲醛一知半解,难免造成未知的恐慌,

甲醛到底是怎么来的?应该怎么控制?……

鉴于网上大部分文章对甲醛的认识不够全面也不够严谨,甚至有误导和低估成份,而且弄一堆高逼格的专业术语把人绕懵圈,时不时冒出生僻枯燥的知识点打击着文科生的智商,乏味的解说如同嚼蜡喝白开水。

知行合一设计团队查阅研究了大量的文献、权威档案以及历史纪录片等资料,并走访工厂和建材市场做深入调研,结合历年的设计选材经历和专业经验,对甲醛展开“盘根问底”的全景式透彻剖析。

(知行合一设计团队调研工作照)

在自然界中,树木、动物和微生物的代谢降解过程中会产生微量的甲醛,甲醛在地球上其实是天然的存在,是一种古老的有机物质,之前一直没被人类发现,一些水果和蔬菜,例如苹果和洋白菜,都含有微量的甲醛,只是吃进去被人体新陈代谢系统分解掉了。

(知行合一设计团队摄于意大利佛罗伦萨)

直到1859年,俄国科学家布特列罗夫最早提出理论报告发现了甲醛。

(图源CCTV-10探索发现频道)

1869年,德国化学家威廉.冯.霍夫曼通过实验论证确认:可以在甲醇的化学反应中提炼出甲醛。

没错,就是下面这位胡子造型和《哈利波特》魔法学校的校长同款的教授,神似摘了帽子的《指环王》巫师甘道夫。

(图源baike.baidu.com)

1959年,伦敦化学品公司Formox在瑞典柏斯托研发的第一套甲醛生产装置正式投产。

(图源Formox官网)

各大厂商纷纷效仿,加入制造甲醛大军,开启商业化崛起之路,甲醛的用途广泛,有着举足轻重的工业地位,作为一种获取成本低廉的化工制品,一跃成为世界上最重要的工业基础原料之一,正式拉开了渗透人类生活的序幕,人类大步迈进甲醛时代,源源不断地将甲醛应用于粘合剂、塑料、医药、纺织、杀菌等领域,我们生活中熟悉的家具、汽车、涂料、布艺都有它的身影,在它的毒性被引起重视之前,它是工业社会的宠儿,有很多可利用的实用价值,工业之手尽情挥舞着这把亦正亦邪的双刃剑,给商品制造业带来福音的同时,在毒性方面也开枝散叶,走向妖魔化之路。

(图源51sole.com)

甲醛会破坏蛋白质内部结构,使生物活性丧失,这种特性通常被用于防腐和杀菌,抑制寄生的微生物繁殖,甲醛易溶于水,含有35%~40%甲醛的水溶液,医学上叫福尔马林,可以用来制作动物标本,浸泡保存人体解剖器官,还可以对天然木材进行防虫蛀和杀菌处理,用甲醛溶液泡过的海鲜水产品,可以保持表面色泽的光鲜亮丽。

(图源sohu.com)

我们来看甲醛是如何“入侵”家居行业的

由于森林被过度砍伐,地球环境遭到破坏,天然木材、动物皮革和植物纤维等自然材料的供应量远远满足不了人类日益增长的需求,导致原生态材料资源紧张,于是人类研发出各种人工合成材料做为替代品,样式繁多,又有成本优势,迅速受到家居市场的青睐,甲醛在人工材料的生产中起到了重要作用,以人造板材为例,在其制造过程中含甲醛的胶粘剂是不可或缺的组成部分。

(图源edushi.com)

甲醛可以和很多化工业品一起催生出新的工业原料,比如“甲醛”家族的衍生成员:三聚氰胺树脂,可在塑料和涂料等生产领域大展身手。

当甲醛遇上尿素,可以联合打造出“脲醛树脂”,业界简单粗暴起了这个名字,实用好记,是“甲醛”家族非常高调的成员,它是人造板材㬵粘剂用量最大的品种,价格十分便宜,产能充足,在价格竟争上击败了其它可替代的无醛高价材料,满足了大众化市场的巨量需求,受广大厂商欢迎。

(图源woodmaket.com)

人造板材在生产加工过程中,用脲醛树脂粘合拼接木块废料、碎渣颗粒物等,被机床进行多层压缩过后,成型的板材中已经凝固干燥的胶粘剂不太稳定,会出现不耐水、粘性差、易收缩等问题,被困在里面的甲醛趁着结构变化的空隙,解除封印般逃了出去,转移并寄生在板材容易挥发甲醛的位置,另一部分没有参加机床压缩活动的甲醛,也呈气态发生逃逸现象,悄无声息附着在板材表面上,为木工制品的甲醛释放埋下了伏笔。

虽然业界已研发出不含甲醛的MDI生态胶做为脲醛树脂等原料的替代品种(这种材料与秸秆纤维通过化合反应,形成稳定的高分子结构,相对更安全),但价格太高,不具备价格竞争优势,市场普及仍有一定的难度,目前脲醛树脂等胶粘剂仍然牢牢地占据着人造胶的主流地位。

(图源qiyeku.com)

甲醛的工业价值总是被人类“善加”开发利用:“哪里有需要,我就去哪里!”,在纺织布料行业,甲醛助剂的加入,可以让服装和窗帘达到抗皱、增强柔顺挺直感、防止褪色的目的,要手感有手感,要颜值有颜值,还有床垫、床品、沙发布料、地毯等等,甲醛的加入为它们的商业需求打助攻。

(知行合一设计团队调研工作照)

甲醛的沸点很低,-19.5摄氏度,极易挥发弥漫到空气中,

随着气温的升高加倍释放,无色透明,有刺激性气味。

甲醛在室内一般存在3种状态:

(1)、游离态:呈气态漂浮扩散在空气中,随着空气游荡。

(2)、吸附态:附着在物体表面,如果把物体比作月球,甲醛粒子就像航天器着陆停留在月球表面。

(3)、结合态:与其他东西混合成液体或固体,比如块状的高密度板和多层夹板,隐藏得足够深。

无论处于什么态,只要威胁到人体健康,动机都显得变态。

甲醛已经被世界卫生组织旗下的IARC机构列为一级致癌物,为了防止人工材料中的甲醛释放量超标,各国都制定了不同级别的环保标准。

目前常见的环保标准有:国标E1级、E0级(非国标)、欧标E1、E2级、美国CARB标准,日本F星标准等,在理清这些标准的区别之前,先来认识一下检测甲醛释放量的方法:

一般有穿孔萃取法、干燥器法、气候箱法。

萃取法原理是,用甲苯溶剂浸透板材样品,将甲醛分离出来,再转溶于水中,得到萃取液,最后测出液体中的甲醛浓度。

(图源firmly.com.cn)

干燥器法原理是,将板材样品密封在干燥的玻璃容器中,架空起来,释放的甲醛被容器底部的蒸馏水直接吸收,再用仪器测出水中的甲醛浓度。

(图源b2b.hc360.com)

以上两种方法通常用于企业产品的生产质量控制。

气候箱法是指调控箱内温度、湿度、空气流速和换气率,模拟人们日常生活中的环境状态,将板材样品关进箱子里,让板材中的甲醛自然释放,检测出箱内空气中甲醛的浓度,用软件计算出检测结果。

(图源goepe.com)

美国CARB标准是由美国加州空气资源委员会(California Air Resources Board)制定的环保标准,是甲醛释放量最严格的标准之一,用气候箱法检测样品,不仅严格限制人造板材的甲醛释放量,还要监控工厂的生产过程,从工艺、销售到运输等环节都有记录,保证工厂每一个批次板材都是合格产品。

按环保等级从低到高分为:

CARB Phase1(≤0.05ppm)

PPM是浓度单位,parts per million的缩写,即百万分比率

CARB Phase2(≤0.05ppm)

限值一样,但检测方法比P1更加严格

ULEF(全称Ultra-low Emitting Formaldehyde)

超低甲醛排放

NAF(全称No-added formaldehyde)

最严苛的无醛豁免认证,不含甲醛

日本F星标准源于日本权威发布的农业标准法(简称JAS法,是Japanese Agriculture Standard的缩写),以字母F后面的星星数量划分环保等级,能达到F星级别的板材,首先工厂必须通过JIS(Japanese Industrial Standards的缩写,注意不要和上面的JAS混淆,JAS与JIS中间的字母不同)工业标准的审核和认证,还要对原材料、生产工艺和成品的各个环节进行定期的跟踪检查,工厂认证通过后,其生产的产品才有资格进行F星认证,虽然用的是干燥器法检测,但对甲醛限量的监督管控非常严格,F星环保级别从高到低依次分为:

F★★★★(≤0.3mg/L)

F★★★(≤0.5mg/L)

F★★(≤1.5mg/L)

F★(≤5.0mg/L)

欧标E1级和E2级最早是德国的测评等级,后来成为欧盟国家CE认证的通用标准,E1限量值≤0.1ppm(也可换算为0.124mg/m3),比超出限值的E2级更环保,用气候箱法进行检验,欧标是目前国内市场最为熟知的环保标准,是含醛产品进出口贸易商业活动中的“合格证”,类似中国的3C认证,这也是国内各大厂商经常用来参照比较的对象。

国标以测定“送检样品”的环保级别为准,评估工厂是另外的独立第三方质量认证体系,比如ISO、3C、CNCA、OHSMS等。自2017年,国家质检总局、国家标准委修订发布了《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量》(GB18580-2017)(以下简称新标准)。

新标准E1级对甲醛释放量的要求比以前更加严格,限量值为0.124mg/m3,开始与国际标准接轨。mg/m3这个单位是描述在一个三维空间里,所含甲醛气体的总重量。m3(立方米)衡量空间体积大小,mg(毫克)表示物质重量,毫克可以用来计量一颗芝麻,一只蚂蚁,一根头发丝的重量;一粒米的重量约为4.3毫克,3台正常规格的洗衣机总体积约为1立方米,可以自行脑补一粒米的重量与3台洗衣机的体积对比,想象一下0.124mg/m3是什么样的概念。

新国标E1级是国家强制执行的健康“安全标准线”,从2018年5月1日正式开始执行,限量标志为E1级。新标准修改了甲醛检测试验方法及其甲醛释放限量值,取消了旧国标的E2级,同时取消了穿孔萃取法、干燥器法的检测方法,统一为“1立方米气候箱法”,这种方法在国家GB18580-2017标准中被规定为仲裁方法。

怎么没有E0级?市场上出现的E0级又是什么鬼?

这要和老的国标制订说起,在2007年国际甲醛检测限量值的规范标准中,仅对强化复合木地板和细木工板的标准提过E0级(干燥器法检测为0.5mg/L),其它的材料品类根本没有E0级这个说法。结果,这个指标被厂家曲解混淆成各种板材环保等级的通用标准,被市场滥用并大加渲染,将强化复合木地板和细木工板的E0级覆盖面扩大到所有板材品类。

打个比方,在动物世界,如果要给金丝猴评定一项攀爬技能标准,爬树高度超过1.0m/秒即为合格的金丝猴,将1.0m/秒这个指标命名为A0级,这个标准仅适用于金丝猴界,A0级不能强行越界套用在长鼻猴、大象、蜘蛛、鳄鱼、老鹰等动物身上。

(图源win4000.com)

虽然在2017年发布的新标准中,国家已经废止了E0级这个指标,但E0概念上却延袭了下来,成了企业的宣传噱头,并没有写进国家标准里。

市场上流行的E0级约定俗成限值为0.5mg/L(单位:毫克每升),成了商业活动宣传口号,于是E0级大行其道成了行业“专业术语”,在概念上制造等级鄙视链,让自定义的E0级的标准更上一层楼,居高临下显得比E1和E2更高级。

市场定义出来的E0级概念被炒得火热,时间久了就成了流行词,加上铺天盖地的广告,大众就习惯性的认同了“E0级”这种叫法,名号中的这个数字“0”起的也是意味深长,让人引发字面联想产生错觉,心理作用下觉得E0比E1好,甚至以为E0级是零甲醛。

不管是市场化的E0级还是新国标E1级,不要纠结于叫法,只需记住一点,认准数据0.124mg/m3就行。

综合上述,我们概括成懒人浓缩精华版:

1、从环保举措的严格程度来看,美国CARB标准和日本F星标准不止针对产品检测,还要走访调查了解工厂各个环节,对整个生产流程和质量体系进行全面评估,是从点到面的品控机制。简单打个比方,除了检查孩子作业成绩,还要家访了解情况。

2、新国标E1和欧标E1甲醛限量数值相同,都是0.124mg/m3,新国际E1级已经足够安全。

3、新国标E1级现在是唯一的国家标准,没有E0级,也没有E2级。

4、建材检测报告文件如写有mg/L和mg/100g为单位的,都是过时的(旧)国标等级。

*上图为欧标E1与新国标E1的单位换算,限值都是0.124mg/m3*

是不是选择了环保达标的材料就能避开甲醛的侵袭?

虽然选择的单品或一个品类都达到了环保标准线,但室内用的材料通常不止一种,即使选用的每样材料和产品的甲醛释放量都没有超标,不代表室内甲醛污染程度就在安全范围之内,新国标E1级的板材仅仅是表示在出厂时符合国家标准,在实际装修过程中,板材会被锯开露出横截面、拼接组装、上胶刷漆等,这个过程中会破坏原有结构,使内部胶粘剂更多地暴露在空气中,又会增加大量的污染。

甲醛有叠加效应,当各种各样的的含醛物品共处一室,本来不超标的材料,集体加起来在室内释放的甲醛总量也有可能超标。

国家规定I类民用建筑的甲醛释放量≤0.08mg/m3(住宅属于I类)。

这就产生了新的问题,如何清除室内的甲醛?

严格地说,应该叫治理,甲醛是没办法彻底清除掉的,除甲醛不等于灭绝甲醛,也许有人会开玩笑说,即然除不掉它,我住毛胚房总可以了吧。

甲醛:“你们低估了我在人类世界的渗透范围。”

哪怕是毛胚房,都逃不过甲醛的入侵,为了在楼体建造过程中提高水泥的强度,加快凝固速度,在拌制混凝土时都有可能加入含甲醛的外在添加剂。

其实也不用过于害怕,甲醛毒性和剂量成正比关系,好比喝酒,要控制好酒量,如果突破了肠胃可承受酒量的上限,就有可能导致身体出现状况甚至酗酒死亡。

含甲醛的物品和会释放甲醛的物品,在危害身体健康层面是有区别的。

比如用含醛的树脂制成的塑料盆,它已经不再挥发甲醛,人呼吸不到游离态的甲醛,就不会影响人的健康,就像厨房里含有天然气的燃气管道和卫生间的排污下水管,只要它们不泄漏,管道处于安全的状态就不会进入人的呼吸道。所以,即使室内存在甲醛释放的物体,只要整体释放总量不超标,就是安全的。

会释放甲醛的材料才是健康的罪魁祸首,治理室内甲醛的目的是让释放量不要超标,尽可能清除到最低量。

前面说过室内甲醛的三种状态。游离态和吸附态的甲醛比较好清理,甲醛不是含碳分子的有机物吗(化学式CH₂O,结构简式HCHO),可以用化学反应分解转化成别的物质吗?

可以。于是民间常用的土方法有,绿萝、吊兰、茶叶、柚子皮等,分布在室内各个角落和点位,有一些效果,但作用很有限,大多数的作用是驱除和覆盖住室内的异味。闻不到刺鼻味道不等于没有甲醛,闻到有刺鼻的味道也不等于有甲醛,室内空气可以是夹杂多种材料气味的混合气体,人的鼻子不是精确的检测仪器。

(图源wattsn.com)

甲醛不是溶于水吗,是不是放几盆水也可以?其实收效同样甚微,甲醛分子不是饥饿的猫咪,见到一盆猫粮就主动扑上去,除非把整个房子浸泡水里;还有活性炭包,只能局部吸收附近的甲醛,吸饱了甲醛如果没有及时扔掉,会随着温度升高回吐造成二次污染。

为了治理甲醛,市场上各种方法和产品层出不穷,如空气净化器、速醛净、清除剂、净味凝胶等,虽然能起到一定的作用,但不是最佳方法;术业有专攻,为了加大治理甲醛的力度,很多人会请专业的除甲醛公司上门检测并清理,效率和效果比前面的方法都要高些。

相比之下,其实最有效最低成本的做法是:通风换气!通风换气!通风换气!

让空气流动起来,没有通风条件就人工创造通风条件。通风可以和以上方法结合起来运用,加快驱除附着在物品表面和挥发在空气中的甲醛。

清理游离态和吸附态甲醛这关过了,还有最重要的一关要过:结合态甲醛的治理和预防。有些顽固的结合态甲醛的释放周期长达3~15年,总不可能拆散物体的内部结构去治理。

还是要回到源头来看,在最开始选材时,除了环保等级要达标,还要检查材料的封闭性,比如板材的封边是否完好,有无破损,好的工艺会严密封住板材横截面,将结合态的甲醛“锁死”在板材内芯防止其往外挥发,并提升侧边结构的稳定性,防止湿气进入板材,导致边沿起翘、发霉和开胶。

(知行合一设计团队调研样品照片)

科学在不断进步和向前发展,环保政策措施出台,建材市场的竞争加剧,相信越来越多更环保的材料和除醛方法被研发出来,人们生活品质上去了,对健康的要求越来越高,目前,室内甲醛控制的最重要方法是从选材的源头抓起。

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第1个回答  2022-07-13
活性炭:这是一种比较常见的家用吸附材料,在很多地方都可以看到它的身影。但实际上它只能减少甲醛含量,而不能将其彻底消除,所以在有限的内部空间被填满后,就需要立即更换,否则还会造成反弹污染。
通风:通风虽然无法从根源上解决甲醛污染,但在户外风力强劲时,通过开窗换气让室内外空气形成对流,也能在改善空气质量的基础上,促使室内甲醛排出,以达到降低甲醛浓度的作用。