化學健康篇
——甲醛

劉哲，馮天富，陳建成

南京大學化學化工學院，南京210046

1 甲醛的危害

小泉是一名大二化學專業非常優秀的本科生，春節回家過年時，姑姑家買了新房，并且已經裝修完畢，便熱情地邀請小泉到她家里做客，小泉爽快地答應了。

到達姑姑家門口，小泉按下門鈴，很快姑姑和姑父便開門招呼小泉進屋。

剛一進屋，小泉便聞到了一種刺鼻的氣味，小泉驚出一身冷汗，這種氣味正是甲醛的氣味。小泉趕忙詢問姑姑：“姑姑，這房子裝修好多長時間了？”

“剛過一周呢，這不，姑姑趕緊就請你來做客了，今天還專門燒了你最愛吃的牛肉呢！”

“姑姑啊，這房子裝修完，一般要等兩三個月之后才能搬進來，你們怎么不等等呢？”

“還有這事嗎，我聽你大嬸她們說不礙事的呀！為什么一定要等兩三個月才能搬進來呢？”

“姑姑，你聽我解釋，房子裝修時用的油漆里面含有甲醛。你聞聞，現在屋里是不是有一股怪味兒？”

姑姑仔細嗅了嗅，恍然大悟，說道：“還真是有股味道，但這個聞著似乎也沒什么大問題，你看我和你姑父都住進來一周了也沒什么事啊。”

“這是因為甲醛中毒是慢性中毒，姑姑啊，今天咱們就到外面吃飯吧，這屋里實在是有害健康。路上我也給你們仔細講講甲醛的危害，你們可千萬要聽信我啊。”

“好，姑姑相信你，你本就是化學專業的，姑姑不相信你相信誰啊？”姑姑笑著說，并且招呼姑父出門了。

姑父開車朝著飯館出發，在路上，姑父剛一啟動汽車，便問：“小泉啊，你懂得多，你給姑父和姑姑講講，那個什么醛到底有什么危害啊？”姑姑也隨聲附和。

“這甲醛啊，對身體健康有很大影響。當室內濃度達到0.45 mg·m?3時，就會引起流淚以及眼睛異常敏感等癥狀，長期接觸低劑量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻咽癌、結腸癌、腦瘤等癌癥。這都是因為甲醛對皮膚粘膜有刺激作用，長期暴露在有甲醛的環境中，會造成咽喉、眼睛和鼻腔等部位水腫、發炎、潰爛最終可能導致癌癥。不僅如此，一些人接觸過甲醛還可能出現過敏現象，嚴重的甚至可能導致肝炎、肺炎及肝臟損害[1]。總之甲醛是一種相當危險的化學物質，可以的話最好不要在濃度偏高的環境中久留。”

“啊，居然這么嚴重！”姑姑和姑父大叫出來，臉色都變了。

“不過不用擔心，姑姑你們只需要暫時搬出來，等一段時間甲醛揮發完全再住進去就沒事了。”

“小泉真是有見識，等小寶寶以后出生了，我定要叫他好好向你學習！”姑姑摸著肚子高興地說。

小泉又驚出一身冷汗，雖然他也為姑姑有喜感到高興，但卻無法直率地笑出來，他緊張地補充道：“姑姑啊，甲醛可是會傷害你肚子里的小寶寶啊！有研究表明，甲醛可能會導致懷孕期間胎兒停止生長發育，心腦發育不全，嚴重可致畸形和流產等嚴重后果，還會增加自然流產的風險[2]！目前甲醛已被世衛組織列為一級致癌和致畸形物質，也就是明確了有致癌作用的物質！[3]”

姑姑的臉色鐵青，有些說不出話來。

“你先別急，昨天咱才去做了胎檢，一切都正常，應該不會有事的。”姑父安慰著姑姑說道，但看得出他的臉色也不好看了。

“小泉啊，真是太感謝你了，要是真出了什么事，我和你姑姑……”

“是啊，姑姑有你這個侄子真是太好了！”姑姑緊緊握著小泉的手，小泉也報以微笑，并且說道：“姑姑啊，不用擔心，只要暫時搬出去就沒問題了，小寶寶會健康成長的，等以后我可就能當哥哥了！”

“哈哈，好，以后滿月酒，姑姑第一個請你！”

車里逐漸又充滿三個人的歡聲笑語，小泉很慶幸自己學了化學，能夠在生活中保護身邊的人。

2 甲醛的凈化

三人在飯店吃完飯后，小泉盛情邀請姑姑和姑父到自己家里先住一段時間，姑父有些為難地說道：“如果只住幾天也就算了，但是要住那么長的時間，會給你們添麻煩的啊！”

“姑父不必擔心，我有幾個妙招來快速除去甲醛，這樣你們就能很快搬進新家去了。”

“不愧是小泉，真棒！趕緊說給姑父聽聽呀。”

“好，姑父你別著急，聽我細細講來。首先姑父需要把家里的窗戶全都打開，這樣有利于通風，就能更好地將甲醛排出到室外。”

“好，小泉，別急，等姑父記錄一下。”說罷，姑父就從口袋里掏出手機，打開記事本開始記錄。

小泉見姑父記完一條，便又接著說：“接下來啊，姑父可以買些活性炭回來，放在家里不通風的地方。”

“什么炭？”姑父有些疑惑地問道，“炭原來還有這樣的功效嗎？”

“對啊，”姑姑也有些不解地問道，“咱們以前在農村也燒過炭，那東西只會弄得煤灰到處都是，怎么還能凈化室內空氣呢？小泉，你可得好好給我倆解釋解釋。”

“好，這活性炭啊，和以前咱們燒的普通的碳可不一樣，活性炭表面有很多肉眼看不見的小孔，它能將甲醛這類有害的氣體吸到那些小孔里并且牢牢地吸附住，就像是海綿有很多小孔，可以用來吸水一樣。”

“哦，我明白了。”姑姑和姑父露出恍然大悟的表情，姑父迅速將這一條記錄在手機上。

“接下來啊，還可以買一些甲醛清除劑，定期噴一噴，可以更快地消除甲醛。”

“這個甲醛清除劑又是什么原理啊，能不能給我們講講？”姑父好奇地問道。

“當然可以了，市面上賣的甲醛消除劑中含有活性氨基，它去除甲醛的方法就要涉及到我們化學上的親核加成了。”

“那個什么加成是怎么回事？”姑父的眼神中充滿了好奇，就連姑姑也被吸引了。

“這就相當于——”小泉從書包里拿出兩個條形磁鐵，“你們看，如果把這個條形磁鐵代表甲醛，甲醛最核心的部位就是羰基——碳和氧通過雙鍵形成的基團，氧上帶有兩對孤對電子，而碳并不帶有孤電子，但是碳周圍的電子會被氧吸引過去，這使得羰基具有很強的極性——即氧帶部分負電荷而碳帶部分正電荷。就像是這根磁鐵一樣，我們讓N極代表氧，S極代表碳。而我們的甲醛清除劑中的活性氨基的氮和氧一樣帶有孤對電子，也相當于N極，”小泉揮了揮手中的另一根磁鐵，話還沒說完就用手中磁鐵的N極靠近桌上那一根磁鐵的S極，兩者一下就結合在了一起，“N極和S極吸在一起，即氨基的氮和羰基的碳相結合，這樣，甲醛就被固定在了甲醛去除劑的液體中，這就使得甲醛從空氣中被除去(圖1)。”

圖1 甲醛與活性氨基的反應

“哦，原來是這樣啊！”姑父迅速地記錄在手機中。

“小泉啊，我之前看廣告說過植物可以去除甲醛，咱也可以買幾盆盆栽回去養養吧？”姑姑問道。

“當然可以養，但是盆栽去除甲醛的能力并沒有那么強。香港浸會大學在2010年發表的報告發現植物降解甲醛的效率并不高，每平方米的葉片每小時能降解的甲醛的量只有0.1 mg左右[4]。”

姑父又問道：“那能不能用洋蔥、鳳梨什么的來除去，網上說用這些之后就沒有甲醛的味道了？”

“絕對不可以！這些植物只是掩蓋了甲醛的氣味，但并沒有真正地去除甲醛。”

“原來是這樣啊。”

“是啊，只要做到我之前講的幾點絕對足夠了！”

三人高高興興地離開飯店，向小泉家出發了。

3 甲醛的應用

在車上，姑父感嘆道：“這個世界上要是少一點像甲醛這樣的有毒物質，咱們的生活就能更加健康了啊。”

聽完這話，小泉笑著說：“那可不一定啊。”

姑父疑惑地問道：“此話怎講？”

小泉笑著說：“凡事都有兩面性，甲醛雖然有危害，但卻也有著各種各樣的功能。比如聚甲醛塑料，這聚甲醛塑料還廣泛用于汽車和消費電子產業，其具有良好的耐磨性、耐熱性、高剛性、低摩擦等特點，俗稱塑鋼、超鋼，在電器、電子、生活等應用領域都有聚甲醛塑料的身影。明明甲醛具有毒性，但卻能廣泛存在于我們的生活中，真是天生我材必有用啊！”小泉摸了摸汽車的門把手，微笑著看了看姑姑。

在一旁的姑姑坐不住了，趕忙問道：“為什么甲醛這樣的氣體可以變成性能如此優秀的材料呢？”

小泉解釋道：“這就是化學的厲害之處了！首先讓甲醛與水在酸性條件下反應，此時水中的氧會對甲醛的羰基碳進行親核進攻，這樣就會發生親核加成，得到水合甲醛，再通過一系列反應得到甲縮醛，再加熱甲縮醛，此時甲醛就會被釋放出來，在催化劑的作用下逐漸聚合最終得到聚甲醛(圖2)。”

圖2 甲醛聚合

“這個親核進攻就是你剛才講過的正負相吸，沒想到這還頗有一番中國傳統陰陽學的智慧在其中啊，我現在算是聽明白了，最后甲醛聚合在一起也是因為這個什么親核進攻吧，之前你說過羰基碳帶部分正電，氧帶部分負電，正好大量甲醛就可以通過碳和氧不斷首尾連接下去，這樣就聚合成我們肉眼可見的塑料了！”姑父激動地說道。

“的確是這樣呀！”姑姑也想明白了，沖小泉豎起大拇指。

小泉又補充道：“姑姑、姑父啊，你們應該聽說過福爾馬林吧？”

兩人點點頭，表示知道，姑父饒有興致地問道：“難道福爾馬林也是由甲醛通過親核進攻來制備的嗎？”

小泉回答道：“這個就沒有那么復雜了，福爾馬林通常是甲醛含量為37%的水溶液，在保存生物體和防腐等方面應用廣泛。不僅如此，甲醛的水溶液還有殺菌消毒的功能，特別是在類毒素疫苗的生產過程中，往往就是使用甲醛來滅活相應的細菌，還可以殺死不需要的病毒和病菌以防污染疫苗。”

“姑姑倒是知道防腐，但為什么甲醛可以消毒殺菌呢？”姑姑和姑父又有些疑惑起來。

“這個啊，且聽我細細講來！”

小泉清了清嗓子，繼續說道：“這就要從蛋白質說起了，首先蛋白質的種類數不勝數，它們有各種各樣的功能來維持我們生命體的正常運作，不管是人類、小動物，還是昆蟲、細菌，要正常地生存下去就需要結構和功能完整正常的蛋白質，否則最終就會危害生命體的健康，甚至導致生命體死亡。”

姑姑想了想問道：“也就是說甲醛可以破壞細菌的蛋白質從而做到殺菌消毒嗎？”

“不愧是我的姑姑，你說對了！”小泉豎起大拇指夸獎道。

“哪里，都是小泉講得好，連姑姑都能聽明白。”

“那甲醛是如何破壞細菌的蛋白質的呢？”姑父的語氣中充滿著好奇。

“這就要談一談蛋白質的結構了，”小泉不緊不慢地說道，“首先蛋白質是由氨基酸組成的，而組成蛋白質的氨基酸都有一個共同的特點，就是具有氨基。之前我們也知道了，利用甲醛去除劑除盡室內甲醛時就利用了活性氨基來親核進攻甲醛的羰基碳，這里的蛋白質與甲醛作用的方式也是類似的。”

“哦，我明白了，剛才你說蛋白質由氨基酸組成，而這些氨基酸上都具有這樣的氮原子，那這些氮原子就能親核進攻甲醛從而與甲醛相連！”姑姑激動地說出了自己的想法。

“沒錯，與大量的甲醛相連會導致蛋白質本身的結構遭到破壞(圖3)，最終甚至還可能會形成沉淀，但總的結果就是蛋白質的結構被破壞失去功能，這樣，病菌也好，病毒也罷，都難以維系自身的生存了，也就達到了殺菌消毒的效果。”

圖3 氨基酸與甲醛的結合

4 結語

姑姑和姑父到了小泉家，向小泉的父母夸獎了小泉，并且感嘆道，這甲醛真是奇妙，雖然會危害人的健康，但是也能殺滅細菌，制作各種材料，為我們的出行安全保駕護航，真可謂是健康的標尺啊！