甲醛
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| 甲醛 | |||
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| IUPAC名 Methanal | |||
| 别名 | 福尔马林，福马林，福美林，蚁醛 | ||
| 识别 | |||
| CAS号 | 50-00-0 | ||
| SMILES |
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| RTECS | LP8925000 | ||
| 性质 | |||
| 化学式 | CH2O | ||
| 摩尔质量 | 30.03 g·mol⁻¹ | ||
| 外观 | 无色气体 | ||
| 密度 | 1 kg·m−3 (气) | ||
| 熔点 | -117 °C (156 K) | ||
| 沸点 | -19.3 °C (253.9 K) | ||
| 溶解性（水） | > 100 g/100 ml (20 °C) | ||
| 结构 | |||
| 分子构型 | 平面三角形 | ||
| 偶极矩 | 2.33168(1) D | ||
| 危险性 | |||
| 警示术语 | R：R23/24/25-R34-R40-R43 | ||
| 安全术语 | S：S1/2-S26-S36/37-S39-S45-S51 | ||
| 主要危害 | 有毒，可燃 | ||
| NFPA 704 |
 4
3
0
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| 闪点 | -53 °C | ||
| 相关物质 | |||
| 相关醛 | 乙醛、苯甲醛 | ||
| 相关化学品 | 酮、酸 | ||
| 若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。 | |||
甲醛（分子式：CH2O）亦称蚁醛，是最简单的醛类，通常情况下是一种可燃、无色及有刺激性的气体。
物理性质
- 纯甲醛为无色透明气体，有刺激性气味
- 沸点 -19.5°C
- 闪点 85°C
- 自燃点 430°C
- 密度 0.815 g/mL（液体，-20°C），1.075-1.085 g/mL（液体，37%）
- 极易溶于水，易溶于醇、醚、丙酮，苯等溶液。其40%的水溶液通称福马林；水溶液中主要以偕二醇的形式存在；一般甲醛溶液中还含有少量稳定剂和甲醇以防止氧化和聚合。
制取
工业上由甲醇的高温催化氧化制取，催化剂为金属银或铁+钼/钒氧化物混合物。发生的反应有以下两个：[1]
化学性质
甲醛的还原性很强，很容易被氧气等试剂氧化为甲酸，普通的甲醛中就含有ppm含量的甲酸。也可以被还原为甲醇。自身聚合生成三聚甲醛和多聚甲醛。
甲醛有亲电性，可以和芳烃发生亲电芳香取代反应，也可以与烯烃发生亲电加成。与乙醛发生交叉Cannizzaro反应生成季戊四醇，后者是制取炸药季戊四醇四硝酸酯的原料。[2] 与酚类以醋酸钠作为催化剂缩合生成酚醛树脂。与4-取代酚类反应生成杯芳烃。[3] 与硫化氢反应生成三噻烷：[4]
甲醛也是曼尼希反应中常用的醛。空气中的甲醛气体可以通过强氧化性的高锰酸钾和其反应。
危险性
甲醛是最常见的室内空气污染毒物，约有三千多种不同建筑物的产品均含有甲醛，主要来源为纤维板、三夹板、隔音板、保丽龙等装潢材料。目前甲醛已被世界卫生组织确定为致癌和致畸型物质，室内浓度达0.5 mg/m^3会使人体产生流泪及眼睛异常敏感的症状。长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、结肠癌、脑瘤、细胞核基因突变等(台大环安卫通讯，2006)([5])
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。
对婴幼儿的孕妇危害更加严重，可导致怀孕期间胎儿停止生长发育，心脑发育不全，严重可导致胎儿畸形和流产等严重后果。[来源请求]
因为甲醛树脂被用于各种建筑材料，包括胶合板、毛毯、隔热材料、木制产品、地板、烟草、装修和装饰材料，且因为甲醛树脂会缓慢持续放出甲醛，因此甲醛成为常见的室内空气污染之一。甲醛一般会从源头慢慢释出，新制产品在最初数月内所释出的甲醛量最高，一段时间后，释出的甲醛量便会渐渐降低。
甲醛若在空气中的浓度超过 0.1 mg/m3， 会导致眼睛和黏膜细胞的伤害。在体内，甲醛可能导致蛋白质不可逆的与DNA键结。动物实验显示暴露在大剂量的甲醛中会使得鼻子与喉咙致癌的几率增加。然而在大部分的建筑内甲醛含量浓度不足以产生致癌性。美国国家环境保护局将甲醛分类为可能致癌物质，国际癌症研究机构（IARC）则将其分类为人类致癌物质。
2009年3月，美国安全化妆品运动组织的一份报告中指出，强生等公司的婴儿产品含有致癌物质甲醛和二恶烷。见1,4-二𫫇烷#强生。
2010年7月31日，中华人民共和国中华全国工商业联合会家具装饰业商会举办了“对甲醛零容忍”新闻发布会，作为对中华人民共和国国家安监总局检测事件的回应。中华人民共和国国家安监总局对全国85家木质家具制造企业的检测结果显示70%以上的家具企业生产环境有毒物质浓度超标，严重影响工人的健康。发布会代表家具制造行业发表“对甲醛零容忍”宣言。[6]
空气中甲醛浓度标准
为改善室内空气质量及加强公众对这方面的关注，香港政府于2003年实施自愿性的“室内空气质量管理计划”。这计划采用两个级别的室内空气质量指标 (“卓越级”及“良好级”)，作为评估楼宇室内空气质量的基准。经参考多份文献，包括世界卫生组织2000年发出的"Guidelines for Air Quality"，得出“卓越级”甲醛含量为每立方米少于30毫克(30mg/m³)(亦等同24ppbv或0.024ppm)而“良好级”指标则要求甲醛含量每立方米少于100毫克(100mg/m³)(亦等同81ppbv或0.081ppm)。[7]
检测方法
检测溶液内含甲醛的方法
希夫试剂
醛类加入希夫试剂会产生紫红色产物，且加入硫酸后会褪色，但甲醛与希夫试剂生成的紫红色产物加硫酸后颜色不消失，故可利用此方法区分甲醛与其他醛类。
紫醛试剂
台湾卫生署有鉴于市面上充斥不肖商人于鱼类中加入甲醛，于2004年开发了一种紫醛试剂，此试剂滴入含甲醛的鱼类，颜色会由淡紫色转成橘红色，但目前成分属于商业机密，故并不公开其组成成分。[8]
检测空气内含甲醛的方法
大致可分两种方法，主动取样(active sampling)或被动取样(passive sampling)。被动取样法则依赖空气扩散去接触反应物或感应器。由于所得的数据可以有很大的偏差，所以只会用于筛选。主动取样法是以气泵把空气抽吸到反应物或感应器。现在的测试指标通常都会指定使用主动取样法以获得8小时平均空气甲醛浓度。
应用技术亦分四大类:
- 高效液相色谱仪 High Pressure/Performance Liquid Chromatography(HPLC) 可应用于主动及被动取样的空气样本。主动取样可依美国环保局TO-11A方法进行分析；
- 比色法采用基于美国试验与材料协会(ASTM)方法D5014-94进行分析，通常使用在被动取样空气样本；
- 气相色谱仪 Gas Chromatograph(GC) 比较准确，但由于仪器体积庞大，未能够于测试现场使用
- 离子色谱仪 Ion Chromatograph (也称电化学传感器)实时量度甲醛水平的方法。这方法的线性范围覆盖至10ppm，检出限为0.05ppm
去除方法（家居环境）
强力通风
强力通风可以有效降低甲醛浓度，但只有在室外温湿度、空气质量及噪音可以接受的情况下才能执行，不一定能让甲醛降至安全量，而且一旦停止通风甲醛浓度就会开始增加。
光触媒
把建材或含甲醛的基材表面涂喷光触媒，光触媒经紫外线照射后表面的氢氧离子会被电洞氧化成"氢氧自由基"而氢氧自由基会从其他的有机物（甲醛及各种挥发性有机化合物）抢走电子，而被抢走电子的有机物会因为失去键结能力而降解成为更小的分子，如二氧化碳、水。
光触媒对于无法经常被很强的日光照射处（如橱柜内部），几乎没有效果。晚上关灯睡觉时，甲醛量可能会上升。尤幸基于室内空间容积比板材体积大得多，而甲醛释放速度普遍不会太快，所以除极端情况外，关灯睡觉的8小时中，室内甲醛浓度通常会维持于安全水平。
藉着对二氧化钛的纳米化处理，新一代的光触媒（例如医疗级光触媒）不再依赖紫外线，即使在室内灯光下依然可分解甲醛。但同时，市面上亦有部分商品标榜不需要光照就能够分解甲醛，取名为“电触媒”，“空气触媒”或“室温触媒”，此类不良销售手法普遍为业界所唾弃。
甲醛清除剂
为应对政府对甲醛污染的管制，市面上有厂商贩售甲醛捕捉剂及类似产品。它们大部分是应用含有氨(胺)基之化合物；结构为R-NH2。氨(胺)基化合物和甲醛作用时的化学反应：
H2CO （甲醛）+ R-NH2（氨(胺)基化合物） → H2C=N-R + H2O
氨(胺)基之化合物虽多带有些微的氨味，但对于甲醛的清除效率高，故在市面上广泛流通售卖。但是随着化学反应的耗损，必须长期重添。
甲醛吸附剂
它们多凭表面的多孔性作物理性吸附，大部分是以活性炭为主要成分。
吸附能力随时间及吸收甲醛量而减，全天均有吸附效果，不受限于空间及光影响。 活性炭吸收程序: 物体本身释出甲醛-->空气中扩散及蓄积-->游移接触到活性炭-->活性炭逐步吸收-->空气中甲醛蓄积含量减少-->逐步减少物体本身尚未释出甲醛总含量。
活性炭能够减少空气中甲醛蓄积总含量，但无法使物体本身不持续释放甲醛。放置活性炭后，空气中甲醛总含量增加速率会减慢。假使活性炭放得够多，空气中甲醛总含量甚至会减少。
任何气味分子被活性炭吸收后是依附在活性炭表面微细孔，所以在正常有效状况下，闻活性炭是不该有任何味道的。但使用约一段时间或6~12个月后，活性炭可能已饱和，所以应把活性炭移到无甲醛环境，约1分钟后，如果闻活性炭发现有味道，即代表活性炭已失效，需要更新。
活性炭对于甲醛的吸附并不稳定，甚至还不如跟水分子结合得紧密。所以，如果室内空气湿度大，水分子会比甲醛多得多，可能会把之前吸附在竹炭上的甲醛挤出，导致室内空气甲醛总含量超标。[9]
有效浓度的臭氧亦有毒，但是臭氧可以在短时间内分解，在确定有一段时间没有人畜存在、人畜进入前一段时间可以关闭的情况下，可以开启臭氧产生器，减少甲醛累积量。
室内盆栽
关于室内植物降低甲醛相关资料，请参考"净化室内空气之植物应用及管理手册 - 行政院环境保护署"一文。 并非所有植物都具备有效降低室内VOCs(挥发性有机化合物)的能力，可参考上述资料挑选。但若考量养殖容易度及综合降低室内VOCs能力，白鹤芋无疑为优先考量之一。
跟据Wolverton于1993年撰写的研究报告，一棵46厘米高的白鹤芋于强光照射下可每小时降解939微克甲醛。[10]假设每日光照12小时，一棵46厘米高的白鹤芋可降解11268微克(11毫克)甲醛。
香港浸会大学于2010年发表的报告，发现植物降解甲醛效率其实并不高，每平方米叶面每小时净化甲醛效率只是0.1毫克。[11]如果要达到1993年文献所指的结果，该棵植物叶面总面积要达10平方米。这意味，之前的研究可能高估了植物降解甲醛效率。
如果是实用面积80平米，层高3米的居室内，甲醛浓度为每立方米0.5毫克。室内空气即总共有120毫克甲醛。要降到安全标准（0.1毫克/立方米）就需要至少清除96毫克甲醛。即使还不考虑从装饰材料里新挥发出来的甲醛，如依赖一棵中形植物(叶面总面积为0.3平方米)也要工作240天。或者如果要在1星期内清除好，就需要34棵，相信并非可行方案。[12]
坊间有关去除甲醛方法的谬误
坊间有很多关于去除甲醛方法的存有有颇大谬误。例如以菠萝、洋葱、茶叶等放于室内环境，声称可吸附甚至分解甲醛。这些方法最后都被证实为无稽之法。即使没有嗅到气味，甲醛并未消失，只是被那些香味所掩盖。这样，反而会令市民放下戒心，忽视通风的重要性，令室内空气的甲醛含量更加高。
参见
脚注
- ^ G. Reuss, W. Disteldorf, A. O. Gamer, A. Hilt, “Formaldehyde” in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry Wiley-VCH, 2005, Weinheim.
- ^ H. B. J. Schurink (1941). "Pentaerythritol". Org. Synth. 1: 425; Coll. Vol. 1.
- ^ Gutsche, C. D.; Iqbal, M. (1993). "p-tert-Butylcalix[4]arene". Org. Synth.; Coll. Vol. 8: 75.
- ^ Bost, R. W.; Constable, E. W. (1943). "sym-Trithiane". Org. Synth.; Coll. Vol. 2: 610.
- ^ 净化室内空气之植物应用及管理手册 - 行政院环境保护署
- ^ 搜狐家居. 全国工商联家具装饰业商会"对甲醛零容忍"新闻发布会. [2010-08-02].
- ^ 香港政府室内空气质量资讯中心. 辦公室及公眾場所室內空氣質素檢定計劃指南. [2014-06-02].
- ^ 台北市政府卫生局. : 生鮮水產量販業者踴躍索取紫醛試劑. 2004-4-19 （中文（台湾））.
- ^ 史军. : 除甲醛，竹炭绿植不给力. 2011-7-28 （中文（中国大陆））.
- ^ B.C. Wlverton and J.D. Wolverton. : Plants and soil microorganisms: Removal of formaldehyde, xylene and ammonia from the indoor environment (PDF). 1993 （英语）.
- ^ 植俊宁，余振辉，吴志辉，李朝康，阮华达. : 利用盆栽植物来净化室内新地板所释放甲醛的研究. 2010 （中文（中国大陆））.
- ^ 史军. : 除甲醛，竹炭绿植不给力. 2011-7-28 （中文（中国大陆））.
