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室内甲醛污染的研究进展

2021-10-31林小政刘云儒

科技创新导报 2021年18期
关键词:室内空气甲醛研究进展

林小政 刘云儒

摘  要:随着社会经济的发展和人民生活水平的改善,人们对居住环境的要求不断提高,随之而来的装修装饰造成的室内空气的污染日益引起全社会特别是公共卫生领域的重视。甲醛是室内空气中最常见的污染物,其污染来源广、对人体健康危害大。本综述对近年来有关室内空气中甲醛污染的来源、危害及防制措施等方面进行探讨。

关键词:室内空气  甲醛  污染  研究进展

中圖分类号:X51                              文献标识码:A                 文章编号:1674-098X(2021)06(c)-0052-04

Abstract: With the development of social economy and the improvement of people's living standards, people's requirements for the living environment are increasing. The indoor air pollution caused by decoration has increasingly attracted the attention of the whole society, especially in the field of public health. Formaldehyde is the most common pollutant in indoor air, which has a wide range of pollution sources and great harm to human health. This review discusses the source, harm and control measures of formaldehyde pollution in indoor air in recent years.

Key Words: Indoor air; Formaldehyde; Pollution; Research progress

甲醛(HCHO)是醛类中最简单的一种。它是一种无色、具有强烈气味的刺激性气体,分子量为30.03,蚁醛是它的另外一种叫法,熔点为-92℃,沸点为-19.5℃,相对密度为0.815。甲醛是由多种有机物混合而成的有机溶剂,其特质易溶于水和乙醚等液体溶液中,当水中含量达到35%~40%可制成甲醛水(俗称福尔马林),通常浓度为37%。随着精装修的普及和化工产品的加工生产的增加,甲醛的污染源也逐渐朝多样化发展,又由于它易挥发、污染浓度也较高,是目前需要重视并需要治理的室内主要污染物之一。甲醛在我国有毒化学品控制名单上高居第2位。

1  甲醛的来源

室内空气中甲醛污染的来源有两大类,一类是室外的污染源,另一类是室内的污染源[1]。不同种类的建筑装饰装修材料,各种家用、日用化学品, 甚至是香烟和燃料的燃烧都可能散发或是释放出甲醛, 从而污染室内环境。

1.1 建筑和装修材料

装修材料及家具是室内空气中甲醛的主要来源。甲醛粘合效果显著,可使板材的硬度得以强化,能有效防蛀和防腐,普遍用于粘合剂的生产,如各种树脂,因为物美价廉而被大量应用于各种装饰材料及家具中。甲醛释放浓度与温度湿度有关,在高温和高湿度环境,树脂水解速度加快,会释放出更多的甲醛[2]。研究显示,甲醛的挥发期极长,短则3年,长则15年[3]。

1.2 来源于室外的甲醛

在甲烷循环过程中,甲醛作为中间产物,其背景值不是很高。汽车尾气的排放、煤和天然气的燃烧、光化学反应等过程中都会生成或排放一定量的甲醛[4]。

1.3 来源于家庭日用品

因为杀菌效率高、亲水性好,价格低廉,甲醛是化妆品中常用的防腐剂,如定型剂、沐浴露等[5]。生活用品中的清洁剂、杀虫剂、消毒剂等,也会向空气中释放少量甲醛。此外,甲醛还被大量用于纺织品的生产中,染色所用的固色剂中含有较高的游离甲醛[6]。

1.4 来源于烟草和燃料的燃烧

烟草的烟雾中也含有高浓度的甲醛,有研究表明,吸烟时,吸烟的人吸进自身的甲醛浓度(主流烟)通常在212mg/m3左右,排放到空气中的甲醛(侧流烟)含量一般在18~58mg/m3[7-8]。Lu CY等[9]对中医诊所和艾灸室艾灸过程中的室内空气污染情况进行调查发现,空气中污染物的浓度升高,包括二氧化碳、一氧化碳、甲醛、总挥发性有机物、PM10和PM2.5等,对医务人员和患者的健康构成了威胁。

2  甲醛对人体健康的危害

甲醛的浓度越高,对人体健康的危害越大,其健康危害可涉及多个器官和系统。

2.1 呼吸系统

刺激作用是甲醛较为直接且快速的作用。上呼吸道刺激症状是呼吸系统受到影响的主要表现。研究发现当室内空气中甲醛含量为0.07mg/m3以上时,儿童会出现轻微的呼吸道炎症[10-11],多见于头痛、流泪、眼痛、咳嗽和呼吸困难等。

2.2 对免疫系统的危害

T细胞在特异性细胞免疫应答中有着非同小可的作用。在体液免疫中,B细胞的作用尤为关键[12]。研究发现500μmol/L的甲醛溶液作用48h能显著抑制B淋巴细胞的增殖能力[13]。甲醛可让Th1细胞或者Th2细胞在分泌过程中受到阻碍,进一步发生如过敏反应等免疫病理学反应[14]。童智敏等[15]采集了65名甲醛作业工人和70名非甲醛暴露工人的静脉血,结果暴露组血清补体C3和血清IgM明显降低,表明甲醛作业工人的免疫功能受到抑制。

2.3 对皮肤的危害

甲醛作为致敏源,是导致接触性皮炎发生的原因之一,对粘膜也有刺激作用,主要表现在皮肤干燥,水疱反应,严重者可出现坏死,黑褐色变和指甲软化现象[16]。

2.4 致癌作用

甲醛被IARC列入一类致癌物名单中。其致癌机理主要有2种,其一是导致DNA单链内交联和DNA与蛋白质交联,且抑制DNA损伤的修复;其二是导致基因发生突变,从而产生肿瘤细胞,最终发展成肿瘤[17-18]。从事接触甲醛工作的人群患癌症的几率明显增加,比如鼻咽癌、髓性白血病等[19]。李克勇等[20]的研究结果显示拉链制造企业甲醛接触人员致癌风险较大,尤其树脂切片岗位致癌风险高。据研究表明,在我国常住人口达100万以上的城市,经过装修后的蚁醛暴露很可能会增加儿童白血病发病率的风险[21]。国外研究发现接触甲醛的病理学实验室工作人员的致癌风险平均值最高[22]。范洁等[23]研究西安新装修办公室、银行、医院等公共场所空气污染情况,发现均存在甲醛和苯的致癌风险,甲醛致癌风险较高的是从事银行工作的人群。

2.5 遗传毒性和生殖毒性

甲醛的遗传毒性有多种,最主要的是可导致DNA链断裂和基因突变[24]。李峰等[25]的研究发现,无论是甲醛染毒,还是甲苯染毒,均能明显提高雄性昆明种小鼠精子畸形率,联合吸入所致的畸形率高于单独染毒,两者在单独和联合吸入染毒时均可致骨髓细胞微核率增加,联合染毒具有一定的协同作用。刘晓明等[26]研究发现甲醛可致体外培养人淋巴细胞的遗传损伤。李兰等[27]用浓度為0.5mg/m2、1.0mg/m2、3.0mg/m3气态甲醛对SPF级昆明种纯系雄性小鼠进行连续动态染毒72h,结果显示,气态甲醛暴露对小鼠外周血白细胞的DNA有明显的损伤作用。

2.6 神经毒性

甲醛和苯联合染毒对神经损害存在一定的协同作用,刘晓丽等学者[28]通过研究发现其联合染毒可发生DNA-蛋白质交联效应及DNA链断裂,分开染毒虽然也能造成小鼠脑细胞DNA损伤,但效果远没有联合染毒作用明显。此外,有研究发现其联合吸入染毒可降低小鼠学习记忆能力,作用效果也强于单独染毒[29]。

3  甲醛防制措施

3.1 污染源的控制

选择符合国家卫生标准的环保装修装饰材料,可以大幅度降低甲醛的释放,使室内空气中甲醛的浓度不会超过国家的卫生标准。

3.2 室内空气甲醛检测

对于新装修的建筑,入住之前必须请专业人员对室内空气中甲醛等污染物的浓度进行检测,检测合格,才能入住[30]。

3.3 通风换气

研究表明随着打开门窗时间的增长,甲醛浓度逐渐下降, 说明开窗通风可使室内甲醛污染状况得到改善[31]。利用扩散原理,将室内的污染物转移到外面,会大幅度降低室内环境中污染物的含量[32-33]。

3.4 增加温湿度

研究发现,环境温度从30℃降到25℃时,甲醛的释放量减少50%,相对湿度从70%降到30%时甲醛的释放量减少40%[34],增加温湿度,可使室内空气中的甲醛尽快释放[35]。

3.5 活性炭吸附

活性炭具有丰富的多孔结构,孔隙大、比表面积大、有多种官能团,吸附容量大,吸附速度快且容易再生,因此具有很强的吸附能力[36]。由于无任何化学添加剂,其对人体不会造成影响和伤害[37]。但在吸附达到饱和的情况下, 污染将更加严重,因为此时的污染物会发生脱附, 并再次排放到空气中,导致二次污染[38]。

3.6 光催化氧化

利用空气污染物具有可氧化还原的特性,对甲醛等空气污染物进行催化氧化进而去除净化。光催化技术的作用原理为在二氧化钛的光催化剂和紫外线的作用下对甲醛等部分空气污染物进行氧化分解,进而产生二氧化碳、水等物质。该技术的产物无污染,较为温和、反应速度较快、设备成本相对较低,因此,被广泛应用于室内空气甲醛净化,效果十分显著[10]。

该技术如果与物理吸附一同使用,效果更佳。后者能为前者提供甲醛含量较高的反应环境,可以更有效地去除甲醛,分解有毒有害物质,吸附剂还能重新使用。纳米TiO2光催化剂借助弱紫外光,与气体吸附剂的反应效率达到最大,也可起到降低污染物浓度的作用[39]。光催化剂是一种稳定性较强的光催化材料,其反应产物不会造成二次污染[40]。

3.7 植物吸附

有些植物可以吸附空气中甲醛等有害气体,如吊兰、绿萝、芦荟等,都有很好的吸附甲醛的能力[41]。有研究表明, 在24h光线充足的条件下,1m3空气中绝大部分的甲醛都能被芦荟所吸收[42]。

4  结语

综上所述,室内空气中甲醛污染问题依然很严重,其对健康的危害涉及到多个器官系统,是确定的人类致癌物和致突变物,对机体的毒作用机制有待于进一步深入研究。目前,虽然有一些有效的甲醛治理措施,但由于甲醛挥发缓慢,释放周期较长,因此,从源头上进行对甲醛的控制更为重要。

参考文献

[1] 杨龙韬,潘宁怡.室内空气污染控制综述[J].大科技,2018(5):302-303.

[2] 张小东,郑艳秋.分光光度法测定室内甲醛的含量[J].黑龙江科技信息,2010(25):12.

[3] 武竞莉.室内空气中甲醛的危害和防治方法[J].商品与质量,2017(52):81.

[4] 袁爽登,周艺,陈久存.室内甲醛来源及其防治措施[J].广州化工,2018,46(16):45-47.

[5] 谢进,潘心红,张宏峰,等.化妆品中甲醛含量检测能力验证结果的分析与讨论[J].医学动物防制,2020,36(7):675-677.

[6] 徐爱平.纺织品中甲醛含量不合格的原因及控制[J].纺织报告,2018(10):21-22.

[7] 刘岩. 胺类甲醛固定剂性能及应用研究[D].西安:长安大学,2009.

[8] 牛成洁.甲醛降解菌的分离、鉴定、降解条件优化及应用研究[D].青岛:青岛理工大学,2018.

[9] Lu CY,Kang SY,Li SH,et al.Controlling indoor air pollution from moxibustion[J].Int J EnvironResPublicHealth,2016,13( 6) : E612.

[10] 黄大展.室内空气中甲醛的危害及其净化技术探讨[J].建材与装饰,2018(34):189.

[11] 刘定安,李文辉,江礼杰.甲醛浓度与保存时间的关系[J].大科技,2018(21):372-373.

[12] 王平.黄河兰州段典型污染物水生生态系统风险评价[D].天津:南开大学,2006.

[13] 翟玲玲,徐兆发,徐斌,等.甲醛免疫毒性的体外实验[J].中国工业医学杂志,2010,23(3):209-210.

[14] Ohtsuka R, Shutoh Y, Fujie H, et al.Rat strain difference in his-tology and expression of Th1-and Thh2-related cytokines in nasal mucosaafter short-term formaldehyde inhalation[J].Exp Toxicol Pathol,2003, 54 (4) :287-291.

[15] 童智敏,施健,杜成,等.甲醛對作业工人免疫系统的损伤作用[J].环境与职业医学,2010,27(10):640,644.

[16] 周秀华,陈伟.儿童推车用纺织物中残留甲醛现状分析[J].中国纤检,2015(8):80-82.

[17] 张森,陈欢,王安,等.甲醛的遗传毒性及作用机制研究进展[J].环境与健康杂志,2017,34(11):1022-1028.

[18] 马志坚.室内环境甲醛的危害及控制措施[J].科技与生活,2011(12):171.

[19] 张兴全.管廊安全距离标准适用性的讨论——基于对某石化厂厂间管廊隐患排查情况的分析[J].职业卫生与应急救援,2017,35(6):554-557.

[20] 李克勇,黄沪涛,赵乾魁,等.某拉链制造企业甲醛职业接触致癌风险评估[J].职业卫生与应急救援,2017,35(6):513-514,557.

[21] 王爽,巨天珍,咸龙,等.京津冀对流层甲醛的时空演变特征及其影响因素[J].环境科学学报,2018,38(4): 1297-1305.

[22] Mahdi Jalali, Somayeh Rahimi Moghadam , Mansour Baziar, et,al.Occupational exposure to formaldehyde, lifetime cancer probability, and hazard quotient in pathology lab employees in Iran: a quantitative risk assessment[J] Environ Sci Pollut Res Int, 2021,28(2):1878-1888.

[23] 范洁,樊灏,沈振兴,等.西安市新装修公共场所空气污染物浓度分析及健康风险评价[J].环境科学,2021,42(5):2153-2158.

[24] 张森,陈欢,王安,等.甲醛的遗传毒性及作用机制研究进展[J].环境与健康杂志,2017,34(11):1022-1028.

[25] 李峰,孙和平,曲莉,等.甲醛和甲苯联合染毒对雄性小鼠生殖与遗传毒性作用的研究[J].中国卫生工程学,2016,15(4):325-327,331.

[26] 刘晓明.甲醛毒性作用机制的研究现状[J].中国城乡企业卫生,2017,32(9):41-44.

[27] 李兰,程文文,高娜娜,等.气态甲醛对小鼠外周血白细胞的DNA损伤作用[J].华中师范大学学报:自然科学版,2010,44(2):284-287.

[28] 刘晓丽,原福胜,张文珍,等.甲醛和苯联合致小鼠脑细胞DNA损伤作用[J].中国公共卫生,2010,26(4):463-464.

[29] 刘晓丽,原福胜,张文珍,等.甲醛和苯单独及联合染毒对小鼠神经系统的毒性作用[J].环境与职业医学,2010,27(5):298-300.

[30] 秦志高.校园室内环境污染及防治对策[J].研究与探索,2014(10):341-344.

[31] 徐倩,杜前明,高灿柱.山东大学室内空气中甲醛污染状况[J].环境与健康杂志,2006,23(6):524-526.

[32] 张亚,张孔思.大学城学生宿舍甲醛污染状况分析及对策研究[J].环境与可持续发展,2009(6):50-51.

[33] 林忠耀,俞雪燕,薛勇江.民用建筑工程室内环境的污染危害及控制[J].广东化工,2009,36(4):115-117.

[34] 朱爽.甲醛室内污染的控制与治理[J].中国质量,2008(6):40-42.

[35] 孙兆东.甲醛的危害及防治方法简述[J].科技风,2014(14):194,200.

[36] 尤名扬.活性炭在吸附室内甲醛上的应用[J].科学技术创新,2019(32):142-143.

[37] 顾春雷.关于室内环境检测污染物的来源及防治对策[J].科技资讯,2015,13(17):120-121.

[38] 宋莉.纳米TiO_2与涂料的复合及其降解室内甲醛的实验研究[D].重庆:重庆大学,2011.

[39] 罗晓良.室内甲醛释放规律及其控制研究[D].重庆:重庆大学,2006.

[40] 王方星.室内空气甲醛的检测与治理技术进展[J].科学家,2017,5(15):19-20.

[41] 李新茹.浅谈室内甲醛污染的危害与防治[J].焦作大学学报,2017,31(4):83-84.

[42] 王文超.改性活性炭吸附甲醛的研究[D].济南:山东科技大学,2006.

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