家裝地板的甲醛哪裡來的,如何減弱這些甲醛的毒害?

引言

甲醛的安全事故年年都會有報道,比如2019年的

安徽幼兒園甲醛超標

新裝修的教室啟用後,上課的孩子陸續出現身體過敏起紅疙瘩、肚子疼、噁心嘔吐等症狀。

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經檢測,室內甲醛超標3倍,去醫院體檢後也發現孩子集體出現鹼性磷酸酶指標偏高,暗示了新裝教室的甲醛含量不合國家標準。

這些小孩算是幸運的,如果發現晚,等待他們的結果可能更糟。

比如血液中白細胞數量大幅下降,從數據上看甚至和化療後的病人差不多(央視新聞:自如屢曝甲醛超標緻房客生病 退租金?可以!需“封口”),也可能增加罹患癌症的風險(甲醛是白血病元兇之一!)。

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甲醛如何威脅健康,為什麼家裝傢俱還要用?能不能想辦法避免呢?

本文是我閱讀三天相關資料後的精華,既然點進來了,就請靜下心讀完,十分鐘以內肯定看得完,為了自己和家人的健康多學點兒東西。建議先收藏後閱讀。

甲醛的生物學毒性

先說一個反常識的背景:人自身會產生甲醛。

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在2017年的Nature雜誌上,英國Patel博士等人[1]報道了哺乳動物細胞會通過某些方式產生甲醛。

之後這些甲醛會變為甲酸鹽,甲酸鹽進入“一碳代謝”並促進合成脫氧核苷酸,而脫氧核苷酸是遺傳物質DNA的重要組成部分。

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不過,凡事都有個度,如果從外界攝入過量甲醛,那麼它們就會展示出魔鬼的一面。

舉個例子,生物學實驗中經常會利用甲醛固定DNA,方便之後的切片觀察,這些甲醛會乾脆利索地讓細胞失去生理活性,俗稱殺死細胞。

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類似地,如果過量甲醛進入人體細胞內,作為遺傳物質的DNA可能會被這些甲醛“固定”,喪失生理活性。引言中提到有住戶白細胞減少,這可能就是甲醛直接傷害DNA的結果。

同時,細胞內的蛋白質也會和甲醛發生化學反應,因為蛋白質都有氨基末端,所以這個反應基本沒有特異性,所有蛋白質都有可能走這一遭,經此一役的蛋白可能就會面臨失活的命運。

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甲醛誘發DNA和蛋白質連接失活,可以類比把大臂和軀幹粘起來,失活

另外,甲醛可以參與多種酶促反應

有研究表明[2],甲醛會使得胞內產生過量氧化性很高的物質(比如ROS),這些物質會對細胞造成明顯的氧化損傷,並且會促進炎性因子IL-17的表達,最終誘導哮喘炎症的發生。人接觸甲醛會感覺眼睛不舒服可能就是甲醛誘發炎症這類。

總之,甲醛參與各種反應致毒的機制五花八門,海量的研究三天三夜都介紹不完。我甚至懷疑甲醛這小子是不是思想不端正,怎麼哪條信號通路你都能摻和進來一腳?

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問題來了,既然甲醛害處這麼大,為什麼地板裡還要加這個東西,沒有不行嗎?還真有點難。

地板裡的甲醛哪裡來?

類似人類,木材自然生長過程中會合成微量甲醛,這是內源性的。一般地,在討論地板的甲醛釋放量上,內源性的因素會被忽視,討論的中心是加工中引入的甲醛。我們先看幾種地板:

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除了實木地板外,實木複合地板以及強化板需要把一層層、一塊塊木頭用膠水粘起來,這種膠水學名叫:膠粘劑

經典膠粘劑的成分是脲(niao)醛樹脂和酚(fen)醛樹脂。這兩種樹脂的原料中都有甲醛,在粘接時作為小分子的甲醛會手拉手變成大分子,大分子們通過分子間作用力等機制將兩塊木板粘起來。

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以脲醛樹脂為例


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參與這個聚合反應的小分子甲醛基本不再有活性,基本被終身監禁了。

但是,類似人群中難免存在的的單身男女們,有些甲醛不會參與聚合,仍以小分子的形式存在,正是這些甲醛分子在危害著我們的健康。

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甲醛的釋放

地板鋪裝後,剩餘的小分子會從板材中通過熱運動擴散出來,膠粘劑用得越多(比如下圖的強化板),逸散的甲醛往往就越多。而且,如果想要有更好粘接性能,往往需要在膠粘劑里加更多甲醛,後果可想而知。

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有時候會多到1/3的基材層都是膠

除了加工板材,膠粘劑有時也會在鋪設地板時出現,比如安裝踢腳線,雖然用量不多,但是也會對木質地板整體含醛量有影響。

另外,地板用的裝飾層塗料也會含有一些甲醛,即便是幾乎不用膠粘劑的實木地板,也需要用到塗料,其中一個原因是原木的顏色看起來不夠高端。

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總之,地板裡的甲醛確實很難歸0,既然無法避免,如何減少甲醛對我們的傷害呢?

如何減少地板裡飄出來的甲醛

比較經典的方法有:

  • 除醛試劑(活性炭、觸媒等)
  • 空氣淨化器
  • 長時間開窗通風

前面說,地板裡本身就有甲醛,再怎麼除外面的裡面還是有,上面3個方法治標不治本,等地板裡甲醛都自然釋放完,受精卵都能上小學了,除非...

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沒錯,就是買無醛地板!為了介紹如何選擇甲醛少的地板,這裡借用一個例子來說明,後文的重點仍然以科普為主,不會變味兒。話不多說:

【2020年,世友地板“無醛添加級地板”——三層實木複合地板和新五層實木複合地板重磅上市,全新升級為EɴF⁺≤0.020㎎/m³ 的“無醛”環保標準,讓用戶綠色家居的環保標準大為提升。】

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既然說要買低醛地板,那麼就需要一個參數去量化地板的甲醛釋放量,EɴF⁺是他們品牌考量地板甲醛釋放量的指標。

簡單地說,地板鋪設後這個數字越大,釋放的甲醛越多。從安全的角度考量,當然越小越好,最好是0,一點點甲醛都不要有。

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這個圖可能得點開才看得清

從上圖可以看出,國際標準和我國的標準都是0.124 mg/m³,在規定的實驗條件下,只要小於這個值,就達到了實木複合地板的國標E1級。而世友的“無醛添加級地板”EɴF⁺小於等於0.02 mg/m³,

比國標還小了六倍

細心的讀者可能會發現,上圖中0.02mg/m³那個數據處是個橫槓,意思是“未檢測出”,說白了就是儀器根本測不出來,但是他們宣傳詞的數據是0.02 mg/m³。

本著客觀的原則,這裡直接挑含醛多的數據介紹,希望他們別介意,畢竟是安全問題。不過,即便是0.02,從數據上考量,這也是一款相當優秀的產品

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問題來了,他們是如何把“無醛家”降到0.02的?

前文已經介紹,實木複合地板需要用到膠粘劑,膠粘劑基本都是脲醛樹脂,多多少少都有甲醛殘留,不用膠粘劑,木頭還能用大米飯粘起來?

原來世友在這款產品上用的是一種不含醛的膠粘劑單體,二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI),我們對比一下脲醛樹脂(灰色)和MDI膠粘劑(綠色):

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手機客戶端請點擊圖片放大,另外,圖裡的MDI不是很嚴格,真的MDI中R基是一個乙基連倆苯環

從上圖可以看出,相比脲醛膠粘劑需要依靠甲醛作為聚合單體,MDI膠粘劑只需要MDI和多元醇(木頭裡的纖維素就是多元醇!)反應即可,這是MDI膠粘劑的先天優勢

但是,相比脲醛樹脂,MDI成本高,而且難以實現可回收,雖然高效但難降解不環保,這些弊端都限制了早期MDI的大範圍應用。

事實上,我仔細看了下世友的產品宣傳,他們用的似乎不是純MDI膠粘劑:

“無醛家”系列產品,採用原木基材,以生物基為原料及醫用級MDI不含甲醛膠粘劑黏合而成,表面塗飾高性能環保塗料,嚴格控制原材料及生產過程。

“以生物基為原料及醫用級MDI”,這句話的意思是他們用生物質MDI作為膠粘劑。生物質做膠粘劑?難道真是那個東西...?

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大米飯翻身農奴把歌唱

在查閱了一些文獻資料後,我發現確實有用生物質做膠的,比如大豆分離蛋白[3],木質素[4]等。

這樣做的好處是,通過化學改性(或者共混)的方式,MDI和生物質優勢互補,既能降低成本,又能保證環保,最重要的是保留了MDI的無醛屬性。

多說兩句,這個思路在高分子領域應用得蠻廣,有些可降解塑料袋也是用生物質+高聚物合成。

作者的具體研究領域——生物醫用高分子也會使用類似思路製作細胞支架,生物質能保證生物相容性,而高聚物能賦予支架可靠的力學性能或者其他優異性質[5]。

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細胞支架

說回地板,世友這款無醛地板用的MDI是醫用級。醫用級的試劑不意味著純度最高,但是這些試劑需要用毒性低的原料來生產,而這些低毒的試劑往往不便宜。所以從成本的角度講,醫用級的試劑可能會比較貴。

做個類比,醫用級就像200mL純水裡有1g維生素C雜質,人喝了沒事兒。而某些高純試劑就像往200mL水裡放0.1g氰化鉀,雖然雜質(氰化鉀)少,但是它要命啊。

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所以,為了保證安全性,在生物醫用領域,好一點的產品經常會選用醫用級試劑作為原料。

最後,前文有提到,除了膠粘劑以外,木材使用的塗料和安裝時使用的含醛化工產品也是需要考慮的重要因素。世友給我的資料裡說:

“無醛家”通過封閉式綠色空間加工,無醛產品生產專線,無甲醛成分添加,杜絕過程汙染;另有專利鎖釦技術,超強拉力,無需打膠安裝。

可以感受出,0.02 mg/m³這個參數是各個環節優化的結果。下次再進家裝店,請若有所思地問老闆:你們這款地板的樹種、膠粘劑和塗料都是什麼牌子的?當時估計能給他嚇愣了。

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這裡說一句,吸菸有害健康,圖裡大叔手裡拿的是毛筆,他正在轉毛筆,領結本身是白的

最後,說幾個我對於選購地板的建議:

如果不差錢的話,直接鋪實木地板最好,實木地板的加工基本不需要膠粘劑,就是一塊木頭刷幾層塗料,缺點是貴,有時比同品牌乾脆貴一倍,而且後期保養很麻煩,說白了就是買了個大爺回家;

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蘇·實木·大強

如果和誰有仇,可以考慮送強化地板,自己家就不要考慮了,膠粘劑多得離譜,如果膠質量不好,地板就成了大毒源;

如果既不想承擔實木的高昂售價,又比較在意含醛量,以上面這款“無醛家”為代表,實木複合地板給了個折衷的選擇。

從數據來看,它可以媲美實木地板的含醛量,價格也比實木的親民一些。

如果不準備買實木的,可以考慮一下三層或者五層的實木複合,層數越多膠越多,不建議考慮七八九層的實木複合地板。

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後面還有結語,別急著點出去啊

結語

過量的外源甲醛確實給人造成很大的傷害,但是我們有辦法避免,這是現代科技帶給我們的痛苦與快樂,除了那些經典的方法,為了自己和家人的安全,在選購傢俱和地板時,別太圖便宜。

最後,即便鋪了高品質的地板,我建議也要做好開窗通風等措施,外源的甲醛,還是能少一點是一點。

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參考資料:

[1] Nature, 2017, 548, 549–554.

[2] 生態毒理學報, 2017, 1, 251-259.

[3] 林業工程學報, 2020, 2, 1-11.

[4] 林業工程學報, 2017, 2, 8-14.

[5] Angew. Chem., 2014, 126, 5484–5488.


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