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【地板污染】地板里的甲醛从哪来,为什么有毒,如何选择靠谱的地板?

引言

甲醛的安全事故年年都会有报道,比如2019年的安徽幼儿园甲醛超标。

新装修的教室启用后,上课的孩子陆续出现身体过敏起红疙瘩、肚子疼、恶心呕吐等症状。

经检测,室内甲醛超标3倍,去医院体检后也发现孩子集体出现碱性磷酸酶指标偏高,暗示了新装教室的甲醛含量不合国家标准。

这些小孩算是幸运的,如果发现晚,等待他们的结果可能更糟。

比如血液中白细胞数量大幅下降,从数据上看甚至和化疗后的病人差不多(央视新闻:自如屡曝甲醛超标致房客生病 退租金?可以!需“封口”),也可能增加罹患癌症的风险(甲醛是白血病元凶之一!)。

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甲醛如何威胁健康,为什么家装家具还要用?能不能想办法避免呢?

本文是我阅读三天相关资料后的精华,既然点进来了,就请静下心读完,十分钟以内肯定看得完,为了自己和家人的健康多学点儿东西。建议先收藏后阅读。

甲醛的生物学毒性

先说一个反常识的背景:人自身会产生甲醛。

在2017年的Nature杂志上,英国Patel博士等人[1]报道了哺乳动物细胞会通过某些方式产生甲醛。

之后这些甲醛会变为甲酸盐,甲酸盐进入“一碳代谢”并促进合成脱氧核苷酸,而脱氧核苷酸是遗传物质DNA的重要组成部分。

不过,凡事都有个度,如果从外界摄入过量甲醛,那么它们就会展示出魔鬼的一面。

举个例子,生物学实验中经常会利用甲醛固定DNA,方便之后的切片观察,这些甲醛会干脆利索地让细胞失去生理活性,俗称杀死细胞。

类似地,如果过量甲醛进入人体细胞内,作为遗传物质的DNA可能会被这些甲醛“固定”,丧失生理活性。引言中提到有住户白细胞减少,这可能就是甲醛直接伤害DNA的结果。

同时,细胞内的蛋白质也会和甲醛发生化学反应,因为蛋白质都有氨基末端,所以这个反应基本没有特异性,所有蛋白质都有可能走这一遭,经此一役的蛋白可能就会面临失活的命运。

甲醛诱发DNA和蛋白质连接失活,可以类比把大臂和躯干粘起来,失活

另外,甲醛可以参与多种酶促反应。

有研究表明[2],甲醛会使得胞内产生过量氧化性很高的物质(比如ROS),这些物质会对细胞造成明显的氧化损伤,并且会促进炎性因子IL-17的表达,最终诱导哮喘炎症的发生。人接触甲醛会感觉眼睛不舒服可能就是甲醛诱发炎症这类。

总之,甲醛参与各种反应致毒的机制五花八门,海量的研究三天三夜都介绍不完。我甚至怀疑甲醛这小子是不是思想不端正,怎么哪条信号通路你都能掺和进来一脚?

问题来了,既然甲醛害处这么大,为什么地板里还要加这个东西,没有不行吗?还真有点难。

地板里的甲醛哪里来?

类似人类,木材自然生长过程中会合成微量甲醛,这是内源性的。一般地,在讨论地板的甲醛释放量上,内源性的因素会被忽视,讨论的中心是加工中引入的甲醛。我们先看几种地板:

除了实木地板外,实木复合地板以及强化板需要把一层层、一块块木头用胶水粘起来,这种胶水学名叫:胶粘剂。

经典胶粘剂的成分是脲(niao)醛树脂和酚(fen)醛树脂。这两种树脂的原料中都有甲醛,在粘接时作为小分子的甲醛会手拉手变成大分子,大分子们通过分子间作用力等机制将两块木板粘起来。

以脲醛树脂为例

参与这个聚合反应的小分子甲醛基本不再有活性,基本被终身监禁了。

但是,类似人群中难免存在的的单身男女们,有些甲醛不会参与聚合,仍以小分子的形式存在,正是这些甲醛分子在危害着我们的健康。

甲醛的释放

地板铺装后,剩余的小分子会从板材中通过热运动扩散出来,胶粘剂用得越多(比如下图的强化板),逸散的甲醛往往就越多。而且,如果想要有更好粘接性能,往往需要在胶粘剂里加更多甲醛,后果可想而知。

有时候会多到1/3的基材层都是胶

除了加工板材,胶粘剂有时也会在铺设地板时出现,比如安装踢脚线,虽然用量不多,但是也会对木质地板整体含醛量有影响。

另外,地板用的装饰层涂料也会含有一些甲醛,即便是几乎不用胶粘剂的实木地板,也需要用到涂料,其中一个原因是原木的颜色看起来不够高端。

总之,地板里的甲醛确实很难归0,既然无法避免,如何减少甲醛对我们的伤害呢?

如何减少地板里飘出来的甲醛

比较经典的方法有:

  • 除醛试剂(活性炭、触媒等)
  • 空气净化器
  • 长时间开窗通风

前面说,地板里本身就有甲醛,再怎么除外面的里面还是有,上面3个方法治标不治本,等地板里甲醛都自然释放完,受精卵都能上小学了,除非...

没错,就是买无醛地板!为了介绍如何选择甲醛少的地板,这里借用一个例子来说明,后文的重点仍然以科普为主,不会变味儿。话不多说:

【2020年,世友地板“无醛添加级地板”——三层实木复合地板和新五层实木复合地板重磅上市,全新升级为EɴF⁺≤0.020㎎/m³ 的“无醛”环保标准,让用户绿色家居的环保标准大为提升。】

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既然说要买低醛地板,那么就需要一个参数去量化地板的甲醛释放量,EɴF⁺是他们品牌考量地板甲醛释放量的指标。

简单地说,地板铺设后这个数字越大,释放的甲醛越多。从安全的角度考量,当然越小越好,最好是0,一点点甲醛都不要有。

这个图可能得点开才看得清

从上图可以看出,国际标准和我国的标准都是0.124 mg/m³,在规定的实验条件下,只要小于这个值,就达到了实木复合地板的国标E1级。而世友的“无醛添加级地板”EɴF⁺小于等于0.02 mg/m³,比国标还小了六倍。

细心的读者可能会发现,上图中0.02mg/m³那个数据处是个横杠,意思是“未检测出”,说白了就是仪器根本测不出来,但是他们宣传词的数据是0.02 mg/m³。

本着客观的原则,这里直接挑含醛多的数据介绍,希望他们别介意,毕竟是安全问题。不过,即便是0.02,从数据上考量,这也是一款相当优秀的产品。

问题来了,他们是如何把“无醛家”降到0.02的?

前文已经介绍,实木复合地板需要用到胶粘剂,胶粘剂基本都是脲醛树脂,多多少少都有甲醛残留,不用胶粘剂,木头还能用大米饭粘起来?

原来世友在这款产品上用的是一种不含醛的胶粘剂单体,二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),我们对比一下脲醛树脂(灰色)和MDI胶粘剂(绿色):

手机客户端请点击图片放大,另外,图里的MDI不是很严格,真的MDI中R基是一个乙基连俩苯环

从上图可以看出,相比脲醛胶粘剂需要依靠甲醛作为聚合单体,MDI胶粘剂只需要MDI和多元醇(木头里的纤维素就是多元醇!)反应即可,这是MDI胶粘剂的先天优势。

但是,相比脲醛树脂,MDI成本高,而且难以实现可回收,虽然高效但难降解不环保,这些弊端都限制了早期MDI的大范围应用。

事实上,我仔细看了下世友的产品宣传,他们用的似乎不是纯MDI胶粘剂:

“无醛家”系列产品,采用原木基材,以生物基为原料及医用级MDI不含甲醛胶粘剂黏合而成,表面涂饰高性能环保涂料,严格控制原材料及生产过程。

“以生物基为原料及医用级MDI”,这句话的意思是他们用生物质+MDI作为胶粘剂。生物质做胶粘剂?难道真是那个东西...?

大米饭翻身农奴把歌唱

在查阅了一些文献资料后,我发现确实有用生物质做胶的,比如大豆分离蛋白[3],木质素[4]等。

这样做的好处是,通过化学改性(或者共混)的方式,MDI和生物质优势互补,既能降低成本,又能保证环保,最重要的是保留了MDI的无醛属性。

多说两句,这个思路在高分子领域应用得蛮广,有些可降解塑料袋也是用生物质+高聚物合成。

作者的具体研究领域——生物医用高分子也会使用类似思路制作细胞支架,生物质能保证生物相容性,而高聚物能赋予支架可靠的力学性能或者其他优异性质[5]。

细胞支架

说回地板,世友这款无醛地板用的MDI是医用级。医用级的试剂不意味着纯度最高,但是这些试剂需要用毒性低的原料来生产,而这些低毒的试剂往往不便宜。所以从成本的角度讲,医用级的试剂可能会比较贵。

做个类比,医用级就像200mL纯水里有1g维生素C杂质,人喝了没事儿。而某些高纯试剂就像往200mL水里放0.1g氰化钾,虽然杂质(氰化钾)少,但是它要命啊。

所以,为了保证安全性,在生物医用领域,好一点的产品经常会选用医用级试剂作为原料。

最后,前文有提到,除了胶粘剂以外,木材使用的涂料和安装时使用的含醛化工产品也是需要考虑的重要因素。世友给我的资料里说:

“无醛家”通过封闭式绿色空间加工,无醛产品生产专线,无甲醛成分添加,杜绝过程污染;另有专利锁扣技术,超强拉力,无需打胶安装。

可以感受出,0.02 mg/m³这个参数是各个环节优化的结果。下次再进家装店,请若有所思地问老板:你们这款地板的树种、胶粘剂和涂料都是什么牌子的?当时估计能给他吓愣了。

这里说一句,吸烟有害健康,图里大叔手里拿的是毛笔,他正在转毛笔,领结本身是白的

最后,说几个我对于选购地板的建议:

如果不差钱的话,直接铺实木地板最好,实木地板的加工基本不需要胶粘剂,就是一块木头刷几层涂料,缺点是贵,有时比同品牌干脆贵一倍,而且后期保养很麻烦,说白了就是买了个大爷回家;

苏·实木·大强

如果和谁有仇,可以考虑送强化地板,自己家就不要考虑了,胶粘剂多得离谱,如果胶质量不好,地板就成了大毒源;

如果既不想承担实木的高昂售价,又比较在意含醛量,以上面这款“无醛家”为代表,实木复合地板给了个折衷的选择。

从数据来看,它可以媲美实木地板的含醛量,价格也比实木的亲民一些。

如果不准备买实木的,可以考虑一下三层或者五层的实木复合,层数越多胶越多,不建议考虑七八九层的实木复合地板。

后面还有结语,别急着点出去啊

结语

过量的外源甲醛确实给人造成很大的伤害,但是我们有办法避免,这是现代科技带给我们的痛苦与快乐,除了那些经典的方法,为了自己和家人的安全,在选购家具和地板时,别太图便宜。

最后,即便铺了高品质的地板,我建议也要做好开窗通风等措施,外源的甲醛,还是能少一点是一点。

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参考资料:

[1] Nature, 2017, 548, 549–554.

[2] 生态毒理学报, 2017, 1, 251-259.

[3] 林业工程学报, 2020, 2, 1-11.

[4] 林业工程学报, 2017, 2, 8-14.

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

关于作者: luda

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