甲醛:高悬的双刃剑

甲醛:高悬的双刃剑

2010-01-30 06:51:28 阅读4 评论0 字号:

远离毒素(九)

     2008年的春天,随着奥运会的临近,中国科学院生态环境研究中心的贺泓博士和他所带领的大气化学与大气污染控制技术研究小组也进入到了最紧张的工作状态。  他们研制的高效去除室内空气中甲醛的技术不仅获得了国家专利,还走出了试验室,变成了产品,即将应用到2008年奥运会的安保中心、指挥中心以及奥运村中,为来自世界各地的工作人员和运动员提供一个舒适、安全的室内环境。

     由于这项技术对室内甲醛有{jj0}的净化效果,奥运会之后,他们所研制的这套净化装置还将用于奥运会中心区地下设施的开发和改造。

     不仅如此,贺泓博士和他的科研小组研发的这项技术还输出到了海外,这在室内空气净化的领域还是头一回。

     那么贺泓博士当年是怎么想到要研制这样一种产品的呢?

     2003年,中国爆发了“非典”,全世界都处于恐慌之中。

     “非典”之后,国家紧急设立了科技攻关项目,重点研究 “新型环保、安全、经济的室内空气xx净化方法”。而这个艰巨的任务就落在了贺泓和他所带领的科研小组的身上。

     其实,贺泓博士早就开始了室内空气xx净化的研究工作,接到任务后,他把这个研究又向前推进了一步,即既要去除空气中对人体健康不利的xx和微生物,还要同时去除空气中的有害气体—甲醛。

     在贺泓的记忆中,他一直忘不了一则关于甲醛污染的案件。

     1998年,陈先生在北京购买了一套住宅,随后请某装饰公司进行装修。工程竣工后陈先生就住了进去,但总是感觉室内气味刺鼻,并伴有咽痛、咳嗽、辣眼流泪等症状。

     于是,陈先生委托室内环境检测部门进行了实地检测,结果发现,陈先生居室内散发的刺激性气味为装修材料中挥发的游离甲醛所致,并且室内空气中甲醛的平均浓度超过了当时国家规定的每立方米0.08毫克的25倍。在多次向装饰公司请求“停止侵害、赔偿损失”未果的情况下,陈先生一纸诉状把装饰公司告上了法庭。

     2001年12月30日,北京市{dy}中级人民法院对陈先生的诉讼作出终审判决,判被告某装饰公司向陈先生赔偿拆除损失费、检测费、医疗补偿费、房租费共计89000元,并责令该公司在10日内清楚污染的装饰材料。这成为我国首例由于室内甲醛污染引发的装饰工程质量的案例。

     陈先生的成功诉讼在社会上引起了不小的反响,人们开始关心起自家的甲醛污染状况。

     在此之后,贺泓发现越来越多的有关甲醛污染的报导开始出现:家具中的甲醛超标,汽车中的甲醛超标,以及由于房屋装修甲醛超标引发白血病的争论一时间也铺天盖地地向人们袭来。

     人们开始恐慌,谈甲醛色变。

     其实甲醛是一种古老的物质,1859年,一个俄国的科学家首先发现了它。1868年,化学家霍夫曼在铂催化剂存在的情况下用空气氧化甲醇获得了甲醛,并确定了它的化学性质。

     纯的甲醛,在常温下是一种具有窒息作用的无色气体,有强烈的刺激性气味,对眼睛和黏膜有刺激作用。甲醛易溶于水,40%的甲醛水溶液被称为福尔马林,在医学和生物学领域常用作防腐剂来浸泡有机标本。这种水溶液的沸点只有19℃,故在室温下甲醛极易随着温度的上升而迅速挥发。

    

     自从人们在100多年前发现甲醛以来,它一直被各行各业的人们频繁的使用着。

     甲醛除了在医学生物领域作为防腐剂外,它还在皮革工业上作为染色时的稳定剂,以保证皮革着色均匀,并且一致延用至今。

     甲醛在纺织工业的使用也是十分广泛的。首先它对棉织物起到很好的固色的作用,同时它也能和其他化学品配成染色剂、增白剂、柔软剂。它对现代生活的{zd0}贡献就是它参与合成了纯棉衬衫的整理剂,使用过这种整理剂的纯棉衬衫不再像以前那样容易起皱,为人们的生活提供了不少的方便。

     1907年,美籍比利时人贝克莱特用苯酚和甲醛经缩聚而获得一种叫酚醛树脂的东西,就是我们今天所说的工业塑料。它的应用可以说深入到我们生活的每一个细节,在我们的生活中扮演着重要的角色。

不仅如此,甲醛还参与了医药中间体、农药化学品、日用化学品、造纸化学品、水处理化学品、混凝土外加剂、胶粘剂等方方面面的工业产品的合成。可以说它的足迹遍及各行各业。

     但是,在人们广泛使用甲醛的时候,却忽视了它的一个重要性质,那就是甲醛具有毒性,如果使用不当,会对人类造成危害。

     当甲醛浓度在每立方米空气中达到0.06 -0.07 毫克时,儿童就会发生轻微气喘;当达到每立方米0.1毫克时,就会有异味和不适感;达到0.5 毫克时,可刺激眼睛,引起流泪;而达到0.6 毫克时,可引起咽喉不适或疼痛;浓度更高时,可引起恶心呕吐,咳嗽胸闷,气喘甚至肺水肿;达到每立方米30毫克时,会立即致人死亡。

     由于甲醛有较高的毒性,在医院中,高浓度的甲醛蒸汽还被当作消毒剂来xx病人们的化验单。

     长时间接触甲醛可以导致多种癌症的发生。2004年6月国际癌症研究机构将甲醛从2类致癌物上升到1类致癌物,这个结论是由来自10个国家的26位科学家经过多年的研究后得出来的。他们认为,有足够的证据证明甲醛可以引起人类的鼻咽癌,这种癌症在发达国家比较少见;另外甲醛能够引发白血病的研究也越来越明确。

     北京儿童医院血液科主任医师臧晏2002年有意识的在问诊时向家长做了调查,半年的统计数据表明,90%的儿童白血病患者的家中近期都进行过装修。虽然臧晏也同时表示这并不能说明装修与导致白血病有直接关系,但我们必须要对此提高警惕。

     2002年,我国根据国际上对室内空气中甲醛控制的标准,重新制定了《室内装饰装修材料有害物质限量》,把室内甲醛允许浓度确定在每立方米0.1毫克。

     1929年,甲醛和尿素在催化剂作用下产生的缩聚物脲醛树脂开始在工业上用作胶粘剂。因为这两种原料都廉价易得,并且胶粘效果非常好,于是,在1962年,这种化学胶粘剂取代了血胶和豆胶,成为我国胶合板生产的主要原料。

     使用这种胶黏剂不仅可以节省xx木材,还可以提高板材的硬度,使板材不易变形,降低制造成本,缩短生产周期。中国经济的高速发展使装修建材市场获得了空前的繁荣,人们在提高生活质量的同时也需要更多的便捷,因此压缩板、密度板和拆装方便的板式家具就成为现代人们在装修居室的{sx}。

     虽然国家对人造板材制定了严格的生产和管理规定,但仍有一些消费者因为价格的关系不愿意到大型的建材市场购买装修材料,他们或许不会想到,这看上去没有什么区别的板材,里面却存在着很大的差异。

     或许有人会提出这样的疑问:既然甲醛这种物质毒性这么大,我们能不能立即停止使用它呢?

     然而,在今天工业高速发展的现代化社会,马上停止使用甲醛几乎是一件不可能的事。

     因为甲醛的用途实在太广泛了,渗透到许多行业的生产环节中。不仅如此,甲醛参与生产出来产品不仅性能优良,更重要的是它的价格便宜。在很多行业中,生产厂商也曾经尝试着使用不含有甲醛的原料,但这样一来,商品的成本就会成倍的增长,消费者难以承受。

     不过,我国的科学家并没有因此放弃对甲醛替代品的研制与开发,他们正在积极的探索,努力寻找既经济实用,又不会给人体和环境造成来危害低成本原料。

     既然我们还要继续使用甲醛,那么有没有好的方法可以把甲醛对人体的危害降到{zd1}呢?

     专家指出,刚买来的衣物{zh0}经过水洗和通风晾晒之后再穿着,这样就能有效地避免衣物中残留甲醛对人体的危害。并且,购买衣物的时候,尽量挑选正规厂家的商品。不仅如此,消费者在购买像皮具箱包、塑料制品、儿童玩具等商品的时候,也同样要注意这一点,千万不要贪图便宜,{zh1}损害了自己和家人的健康。

     对于室内甲醛污染重要的两个来源——装修建材和家具,中国室内装饰协会室内环境监测委员会的宋广生主任这样建议:

     一个是到正规的建材市场去选,这个很重要。就是正规的市场,国家控制比较严,而且国家经常在抽查,所以不符合标准的板子应该不能进到这种市场里面。第二个在选择的时候,也要看价格。就是不同价格、价位的产品,它有着内在的质量的差别。所以价格相对高的一些,肯定它的质量就能好一些。第三个,我们讲的要看检测报告,检测报告现在国家对人造板有严格的控制标准,

     此外,宋广生还指出家庭装修要尽量简单,少用大芯板、密度板这样的建材或板式家具,避免它们所产生的叠加效应。

     日本横滨的研究人员曾经做过一个实验,他们发现家具建材中的甲醛需要3到15年才能最终挥发掉。那么,在这个漫长的时间里,我们应该怎样做才能把甲醛带给我们的危害减少到最小呢?

     开窗通风故然可以使甲醛马上散掉,但这也只是暂时的。比如在北京,并不是所有的季节都适合经常开着窗户:夏季,人们需要在密闭空间中使用空调;而冬季,严寒也会减少人们开窗的时间和次数。专家在研究中发现,室内甲醛在20摄氏度时开始逐渐的从家具或板材中游离出来,随温度上升而加速挥发。所以,冬夏两季中室内的密闭环境很容易导致甲醛超标,对人体的危害也是最严重的。

     中国室内环境监测中心对如何去除室内空气中的甲醛也做了一些工作。他们发现,有些绿色植物能够帮助净化甲醛,特别是吊兰,它的净化能力可以达到80%。

     使用植物去除甲醛固然可以起到一定作用,但人们还是无法判断自己居室内的空气是否安全。所以,贺泓博士认为,研制一种高效的空气净化器势在必行。

     贺鸿博士和小组成员经过调查,归纳了目前国内外使用的几种去除甲醛的方法,即吸附法、光催化法、等离子处理技术和催化、氧化这四种方法。

     他们发现目前市场上90%以上去除甲醛的产品都使用了吸附法。其中又因吸附材料的不同分为活性炭吸附和液体吸附。

     活性炭吸附顾名思义,就是利用活性炭中无数个细小孔洞滞留住通过它的甲醛分子。用这种方法净化空气中的甲醛不仅效果非常好,而且成本很低,很适合推广。但是它的缺点也是十分显著的。人们可能因无法判断甲醛何时饱和而没有及时的更换活性炭滤芯。当温度升高到21摄氏度以上时,甲醛分子开始变得活跃起来,又游离到了空气中。我们可以想象,当一个已经饱和了的活性炭滤芯在源源不断地向室内空气中散发着甲醛该是一件多么可怕的事!

     而液体吸附法则是用一种神奇的络合液,这种液体里的络合剂可以像螃蟹一样同时抓住很多游离在空气中的甲醛分子,形成一种更大的分子团。这种方法的优点就是大分子团相对稳定,甲醛不会再从液体里跑到空气中。然而,人们仍然无法判断更换液体的准确时间,并且,随意处理饱含甲醛的液体还会造成二次污染。

     除此之外,还有光催化法。就是利用紫外光在催化剂的作用下去除空气中的甲醛。但在这种方法中需要使用紫外灯,不仅消耗能源,它使用的催化剂还常常失去活性,不能达到预期的净化效果。

     第三种是等离子体处理技术,就是通过放电产生很多等离子体,利用等离子体来氧化空气中的甲醛,达到净化的目的。然而,这种技术也存在很大隐患,比如等离子体在氧化甲醛的同时会生成臭氧,这对空气又造成了二次污染。所以,这种技术还停留在实验室阶段,没有投放市场。

     第四种催化、氧化技术是利用一种催化剂来活化空气中的氧,使之与甲醛结合生成二氧化碳和水。这项技术的{zd0}优点是处理后的最终产物十分清洁,不会造成二次污染,但要想实现这个反应,必须要在80摄氏度的高温下进行。

     然而在室温下实现这一反应以前从未有人尝试过,这就意味着他们必须自己去寻找一种能在室温下氧化甲醛的催化剂。

     作为中国科学院的一名资深学者,贺泓博士知道,寻找这种催化剂好比大海捞针。

     即便是这样,贺泓博士还是决定要试一试。

     一段时间试下来,他们居然找到了几种对甲醛净化十分有效的物质。然而,经过仔细研究,贺泓发现这几种物质仍然是利用吸附作用净化甲醛。于是他们又改进了研究方法,但问题又出现了。

     他们发现有一些催化剂本身也是氧化剂,如果在反应中很快被氧化掉,它就不再具有去除甲醛的功能了。

     这时候,就连贺泓自己也开始产生了怀疑,世界上是否真的存在这样一种不需要光和其它能量输入,在室温下就能够催化分解甲醛的材料呢?

     但贺泓最终还是选择了坚持,只有坚持才能有希望,他们一直在努力探索,寻求新的突破。

     正是怀着这样坚定的信心,正是凭借着不懈的努力,贺泓和他的学生们在无数次希望和失望的交替中终于迎来了{dy}道曙光。

     2004年8月30日盛夏的{yt}的,当贺鸿的学生张长斌在做实验的时候,发现了一种不同寻常的催化剂。

     百分之百的碳平衡,这就意味着空气中的甲醛在这种催化剂的氧化下已经xx转变成了二氧化碳。难道这就是他们苦苦寻找了将近一年的催化剂吗?贺泓和张长斌都有些不敢相信眼前所发生的一切。

     催化剂,从原理上说是不应该被消耗的,也就是说实验如果成功的话,这个反应是可以一直进行下去的。

     为了验证这一点,贺泓和张长斌连夜对实验进行观测。

     24小时过去了,反应仍在继续。

     48小时过去了,催化剂的活性仍旧很好。

     实验终于成功了。

     那么,贺泓和他的学生到底找到的是一种什么样的物质呢?为什么这种物质会有这样好的催化净化甲醛的效果呢,它的原理又是怎样的呢?

     其实,贺泓他们苦苦寻找了很久的这种物质就是我们熟知的贵金属铂,我们在生活中把它叫做白金。但这种贵金属铂在实验中并不是被直接使用的,而是要和二氧化钛共同制成一种铂钛催化剂才能够达到一个{zj0}的催化效果。它的最终产物是水和二氧化碳,对人体是非常安全的。

     为了减少贵金属铂的用量,降低催化剂的成本,贺泓和他的科研小组又经历了一年的艰苦探索才完成了这个攻关。最终,他们研制的催化剂被附着在一个蜂窝陶瓷体上,这实际上就是一个成形的产品了。这是一种由多个细小空洞组成的模块,用这个模块承载催化剂不仅可以保证催化剂和通过它的空气有一个最充分的接触,模块中的细小空洞还可以减少空气压力,这样就保证了空气在流经模块时不会因为受阻而耗能或是产生很大的噪音。

     我们把它放入到一个国家规定的30立方米的空气舱中进行检测,得到了这样的数据:当时空气舱中的甲醛浓度是42ppm,相当于每立方米56.3毫克时,超出国家标准的56倍还要多。当空气通过模块,我们发现, 17分钟后,舱中的甲醛浓度就基本达到国家所规定的每立方米0.1毫克的标准了;一个小时以后,这个实验舱中已经不再有甲醛。

     正当我们快要结束对贺鸿的采访时,我们又得到一个重要信息:北京化工大学的一个科研小组,经过3年多的努力,在研究低甲醛释放的粘合剂方面,已经初具成果,正在进行{zh1}的攻关。

     因为这项技术还没有最终完成,处于保密阶段,所以我们没有拍摄到科学家们的研制过程,也没能了解到这项技术的化学反应原理和关键细节。不过,据有关专家透露,用这种粘合剂生产的建材产品,所释放出的甲醛要远远低于目前市场上的任何一款同类产品。

     化工大学的研究人员满怀信心的表示,他们的最终目标就是让全世界的人都能用上几乎不再有甲醛释放的人造板材,这在很多人看来简直是一件不可想象的事。

     试想,如果贺泓博士他们研制的高效去除甲醛的空气净化器能够走入千家万户,化工大学的专家们研制的新型低甲醛释放的粘合剂也能广泛的应用到市场,那么,我们在享受着甲醛带给我们带来的便利、丰富的现代生活的同时,也能远离它给我们的健康带来的危害。

     这{jd1}不是幻想,因为这{yt}已经越来越近了。

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