甲醛检测

**甲醛**（英語：Formaldehyde），又稱**蟻醛**，化學式 HCHO，是天然存在的有機化合物。無色的刺激性氣體，易溶於水，對人眼、鼻、皮膚等有刺激作用。體積百分比 40% 的甲醛水溶液又稱**福馬林**（Formalin）。氣體相對密度 1.067（空氣為 1），液體密度 0.815g/cm³（-20℃）。它主要用於生產工業樹脂，例如刨花板和塗料。1996 年甲醛的每年生產量為約 870 萬噸。

2011 年美國國家毒理學計劃描述甲醛為「人類已知的致癌物」。

## 物理性質

* 純甲醛為無色透明氣體，具有強烈刺激性
* 沸點 -19.5°C
* 閃點 64°C
* 自燃點 430°C
* 密度 0.815 g/mL（液體，-20°C），1.075-1.085 g/mL（液體，37%）
* 極易溶於水，易溶於醇、醚、丙酮，苯等溶液。其 40% 的水溶液通稱福馬林；水溶液中主要以偕二醇的形式存在；一般甲醛溶液中還含有少量穩定劑和甲醇以防止氧化和聚合。

## 甲醛的多種形式

與許多簡單的碳化合物相比，甲醛更為複雜，由於它有幾種不同形式。作為氣體甲醛具有特殊的刺激性氣味，無色的氣體。冷凝時氣體轉換為各種其它形式的甲醛（具有不同的化學式），更有實用價值。一個重要的衍生物是甲醛環狀三聚物或 1,3,5 - 三惡烷，它是一種有氯仿樣氣味的白色固體，化學式（CH2O）3。還有一種直鏈聚合物所謂的多聚甲醛。這些化合物具有相似的化學性質，並且通常可以互換。

當甲醛溶解在水中也形成水合物水甲醛（Methanediol），化學式 H2C（OH）2。一個飽和水溶液約含 40％（體積）或 37％（質量）的甲醛，被稱為「100％福馬林」。通常添加少量的穩定劑如甲醇，以抑制氧化和聚合，一個典型的商業級福馬林含 10-12％的甲醇。

## 自然界中產生甲醛

在高層大氣過程中貢獻環境中總甲醛的 90％。甲醛是在甲烷以及其它碳化合物氧化（或燃燒）的中間體，例如在森林火災，汽車尾氣和菸草煙霧。通過陽光和氧氣的大氣作用，在大氣中產生的甲烷和其他碳氫化合物，成為煙霧的一部分。甲醛也已在外層空間檢測到。

在活生物體中甲醛和它的化合物無處不在。它是由內源性胺基酸代謝形成的，並且在人類和其他靈長類動物的血液中以約 0.1 毫摩爾濃度存在。因為它由陽光或由存在於土壤或水中的細菌在幾個小時內被分解，所以甲醛不會在環境中積累。人類會快速代謝微量甲醛，在體內將其轉換為甲酸，因此在代謝過程中的少量甲醛，能避免蓄積在體內導致健康問題。

## 製取

### 歷史

甲醛最早是在 1859 年由俄羅斯化學家亞歷山大布特列羅夫（1828 年至 1886 年）提出報告，奧古斯特・威廉・馮・霍夫曼在 1869 年得出結論鑑定。

### 工業製造

1953 年瑞典 FORMOX 公司甲醛工藝技術及催化劑 Formox 過程中（Formox process）。
由甲醇經高溫 250-400°C 催化氧化製取，催化劑為金屬銀或鐵 + 鉬 / 釩氧化物混合物。發生的反應有以下兩個：

　
: ${\rm {2CH_{3}OH+O_{2}\rightarrow 2CH_{2}O+2H_{2}O\,}}$

銀基催化劑通常工作在較高的溫度下（約 650℃）。這兩個脫氫化學反應均產生甲醛。

　
: ${\rm {CH_{3}OH\rightarrow CH_{2}O+H_{2}\,}}$

原則上可通過甲烷的氧化來產生的甲醛，但是這條路線是不適於工業生產，因為甲醇比甲烷更容易氧化。

## 化學性質

甲醛的還原性很強，很容易被氧氣等試劑氧化為甲酸，普通的甲醛中就含有 ppm 含量的甲酸。也可以被還原為甲醇。自身聚合生成三聚甲醛和多聚甲醛。

甲醛有親電性，可以和芳烴發生親電芳香取代反應，也可以與烯烴發生親電加成。與乙醛發生交叉 Cannizzaro 反應生成季戊四醇，後者是製取炸藥季戊四醇四硝酸酯的原料。與酚類以醋酸鈉作為催化劑縮合生成酚醛樹脂。與 4 - 取代酚類反應生成杯芳烴。與硫化氫反應生成三噻烷：

　
: ${\rm {3CH_{2}O+3H_{2}S\rightarrow (CH_{2}S)_{3}+3H_{2}O\,}}$

甲醛也是曼尼希反應中常用的醛。空氣中的甲醛氣體可以通過強氧化性的高錳酸鉀和其反應。

## 用途

### 工業應用

甲醛是一種更複雜化合物和材料的常見前體。由甲醛生成的產品包括脲甲醛樹脂，三聚氰胺樹脂，酚醛樹脂，聚甲醛塑料，1,4 - 丁二醇，和亞甲基二苯基氰酸酯。紡織工業用甲醛的樹脂作為整燙使布料防皺。甲醛是汽車製造的關鍵材料，用於製造傳輸系統，電氣系統，發動機缸體，門板，車軸和制動蹄片組件。2003 年銷售的甲醛和衍生產品的價值超過 $1,450 億。是美國和加拿大國內生產總值（GDP）的約 1.2％，包括間接就業超過 4 萬人在約 11,900 工廠的甲醛行業工作。

當用苯酚，脲或三聚氰胺處理，甲醛會產生硬的熱固性塑料酚甲醛樹脂，脲醛樹脂和三聚氰胺樹脂。這些聚合物是膠合板和地毯常見的永久粘合劑。它也用於濕強度樹脂，加到衛生紙製品如搽面紙，餐巾紙，和捲毛巾。它們還可發泡作出絕緣性，或鑄造成模製品。甲醛樹脂的產量佔甲醛消費量的一半以上。

甲醛也是多官能醇如季戊四醇的前體，這是用於製造油漆和炸藥。其他甲醛衍生物包括二苯基甲烷二異氰酸酯，在聚氨酯塗料和泡沫劑的一個重要組成部分，和乙基六胺，這是使用在苯酚–甲醛樹脂以及黑索今炸藥。

### 消毒和殺菌滅藻

因為它可以殺死大多數細菌和真菌（包括其孢子）甲醛的水溶液可以作為消毒劑使用。甲醛溶液用於局部施用藥物以使皮膚乾燥，例如治療疣。許多水族養殖愛好者使用甲醛處理寄生蟲淡水性白點蟲病。海水白點蟲則對甲醛有抗性。

甲醛於產製類毒素疫苗時用於滅活該細菌。它也於疫苗生產過程中用來殺死不需要的病毒和細菌以免污染疫苗。尿路感染也常使用甲醛的衍生物（烏洛托品）來治療，它可以防止濫用抗生素和產生耐藥性細菌。在酸性環境中烏洛托品在腎臟轉化為甲醛，然後在尿道中行成抗菌作用。一些外用藥膏化妝品和個人衛生產品中含有甲醛的衍生物作為防止潛在有害細菌的生長。

### 組織標本固定液及防腐劑

甲醛保存或固定組織或細胞。經由的蛋白質伯氨基 NH2- 與 CH2- 連接。在室溫下以每小時約一毫米，4％甲醛的溶液固定病理組織標本。甲醛型溶液也可用於防腐消毒和暫時保存人類和動物的遺骸。

福馬林（英語：Formalin），是甲醛含量為 35% 至 40%（一般是 37%）的水溶液，也加入 10%～15% 的甲醇防止聚合。具有防腐、固定屍體、消毒和漂白的功能，不同領域各有其作用，具有刺鼻的氣味。

## 危險性

甲醛是最常見的室內空氣污染毒物，約有三千多種不同建築材料均含有甲醛，主要來源為纖維板、三夾板、隔音板、保麗龍等裝潢材料。目前甲醛已被世界衛生組織確定為致癌和致畸型物質，室內濃度達 0.5 mg/m3 會使人體產生流淚及眼睛異常敏感的症狀。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、細胞核基因突變等。

甲醛對皮膚及黏膜有刺激性作用，比如咽喉和眼睛鼻腔等，造成這些位置水腫，發炎、潰爛，甚至最後導致鼻咽癌等嚴重病變。接觸過甲醛的皮膚可能出現過敏現象，嚴重者甚至會導致肝炎、肺炎及腎臟損害。

對嬰幼兒的孕婦危害更加嚴重，可導致懷孕期間胎兒停止生長發育，心腦發育不全，嚴重可導致胎兒畸形和流產等嚴重後果。孕期甲醛暴露可能會增加自然流產的發生風險。

因為甲醛樹脂被用於各種建築材料，包括膠合板、毛毯、隔熱材料、木製產品、地板、菸草、裝修和裝飾材料，且因為甲醛樹脂會緩慢持續放出甲醛，因此甲醛成為常見的室內空氣污染來源之一。甲醛一般會從源頭慢慢釋出，新製產品在最初數月內所釋出的甲醛量最高，一段時間後，釋出的甲醛量便會漸漸降低。

甲醛若在空氣中的濃度超過 0.1 mg/m3，會導致眼睛和黏膜細胞的傷害。在體內，甲醛可能導致蛋白質不可逆的與 DNA 鍵結。動物實驗顯示暴露在大劑量的甲醛中會使得鼻子與喉嚨致癌的機率增加。然而在大部份的建築內甲醛含量濃度不足以產生致癌性。美國國家環境保護局將甲醛分類為可能致癌物質，國際癌症研究機構（IARC）則將其分類為人類致癌物質。

2009 年 3 月，美國安全化妝品運動組織的一份報告中指出，強生等公司的嬰兒產品含有致癌物質甲醛和二惡烷。（見 1,4 - 二噁烷 #強生。）

2010 年 7 月 31 日，中華人民共和國中華全國工商業聯合會家具裝飾業商會舉辦了「對甲醛零容忍」新聞發布會，作為對中華人民共和國國家安監總局檢測事件的回應。中華人民共和國國家安監總局對全國 85 家木質家具製造企業的檢測結果顯示 70% 以上的家具企業生產環境有毒物質濃度超標，嚴重影響工人的健康。發布會代表家具製造行業發表「對甲醛零容忍」宣言。

急性和短期接觸甲醛後對人體氣道的影響（ZRIVER 摘自 WHO Guidelines for Indoor Air Quality: Selected Pollutants.）：

## 法規標準

* 中華人民共和國合同法 233 條規定，租賃物對健康有重大損害時，合約條款可以全數作廢立即解約，即使承租人簽約時對租賃物狀態有所知悉，此條款依然有效不可對抗。這一條約是租房實務中對於租到裝修甲醛超標房屋時較常引用的條款。國標 GB/T18883-2002 規定甲醛室內標準為不超過 0.1mg/m³。產品面由各地工商行政管理局受理民眾投訴，產品若檢測報告超標屬實會勒令廠商退貨、負擔測試費並額外賠償，但初期專業檢測機構檢測費必須消費者自付。
* 香港政府於 2003 年實施自願性的「室內空氣品質管理計劃」為改善室內空氣品質及加強公眾對這方面的關注。這計劃採用兩個級別的室內空氣品質指標（「卓越級」及「良好級」），作為評估樓宇室內空氣品質的基準。經參考多份文獻，包括世界衛生組織 2000 年發出的「Guidelines for Air Quality」，得出「卓越級」甲醛含量為每立方米少於 30 微克（30μg/m³，亦等同 24ppbv 或 0.024ppm）而「良好級」指標則要求甲醛含量每立方米少於 100 微克（100μg/m³，亦等同 81ppbv 或 0.081ppm）。
* 中華民國行政院環境保護署室內空氣品質標準值，室內甲醛濃度標準為 0.08ppm/1 小時，裝潢材料標準分 F1.F2.F3 三等級以釋出量為標準分別為 0.3 以下、0.5 以下、1.5 以下，對於違反廠商以商品檢驗法第 59 條開罰台幣十萬到一百萬，不送檢驗者罰二十萬到兩百萬。

## 檢測方法

### 檢測溶液內含甲醛的方法

#### 希夫試劑

醛類加入希夫試劑會產生紫紅色產物，且加入硫酸後會褪色，但甲醛與希夫試劑生成的紫紅色產物加硫酸後顏色不消失，故可利用此方法區分甲醛與其他醛類。

#### 紫醛試劑

台灣衛生署有鑒於市面上充斥不肖商人於魚類中加入甲醛，於 2004 年開發了一種紫醛試劑，此試劑滴入含甲醛的魚類，顏色會由淡紫色轉成橘紅色，但目前成份屬於商業機密，故並不公開其組成成份。

### 檢測空氣內含甲醛的方法

大致可分兩種方法，主動取樣（active sampling）或被動取樣（passive sampling）。被動取樣法則依賴空氣擴散去接觸反應物或感應器。由於所得的數據可以有很大的偏差，所以只會用於篩選。主動取樣法是以氣泵把空氣抽吸到反應物或感應器。現在的測試指標通常都會指定使用主動取樣法以獲得 8 小時平均空氣甲醛濃度。

應用技術亦分四大類：

1. 高效液相色譜儀（High Pressure/Performance Liquid Chromatography，HPLC）可應用於主動及被動取樣的空氣樣本。主動取樣可依美國環保局 TO-11A 方法進行分析；
2. 比色法採用基於美國試驗與材料協會（ASTM）方法 D5014-94 進行分析，通常使用在被動取樣空氣樣本；
3. 氣相色譜儀 Gas Chromatograph（GC）比較準確，但由於儀器體積龐大，未能夠於測試現場使用
4. 光離子化檢測儀 Photo Ionization Detectors（簡稱 PID）是一種氣態檢測儀，可以實時量度空氣中甲醛水平。這方法的線性範圍覆蓋至 1000ppm，檢出限為 0.05ppm

## 去除方法（室內環境）

### 物理性方法

最有效的避免甲醛方法還是來源管制，也就是裝潢與家具選購中從風格與材料著手，例如儘量多用原木釘接或金屬材質家具和裝修，減少膠劑型的木工產物，尤其避免廉價三夾板製品，同時油漆和木材無法避免使用時也選擇低甲醛檢驗合格材料。從來源減少甲醛於屋中存量是釜底抽薪的最佳方案。

* 強力通風

　
: 強力通風是強力有效降低甲醛濃度方法，超越其他方式，但只有在室外溫濕度、空氣品質及噪音可以接受的情況下才能執行，不一定能讓甲醛降至安全量，而且一旦停止通風甲醛濃度就會開始增加，若是噪音或冷氣使用等問題造成無法長期開窗，加裝全熱式交換機配合冷氣使用是一種妥協做法，與開窗有接近的效果。

* 植物吸收與吸附

　
: 氣體通過進入氣孔與皮孔的植物細胞內的擴散作用，所以氣孔的開放程度和面積的氣孔數對跟甲醛的吸收量成直接的影響，一般來說，氣孔數越多，開放程度越大，吸收效果就越好。擁有吸收空氣污染物的植物有：波士頓腎蕨、吊蘭、龜背竹，等等。

* 活性碳

　
: 室內放活性碳包可吸附甲醛，碳表面極多小孔構造可鎖住甲醛分子，但除此之外別無其他機制，所以吸附滿後就無效需要頻繁換包，甚至已經吸附的甲醛還會在氣溫上升時又被釋放出來。將碳包在太陽戶外下曝曬可以放走它鎖住的氣體重新使用，但也僅限反覆數次，好處是抽屜中或深處房間等紫外線較少，光觸媒失效的地方可以使用。

* 臭氧裝置

　
: 有效濃度的臭氧亦有毒，但是臭氧可以在短時間內分解，在確定有一段時間沒有人畜存在、人畜進入前一段時間可以關閉的情況下，可以開啟臭氧產生器，減少甲醛累積量。

### 化學反應方法

央視專題實證所有噴劑類的化學變化方法，其實效果都乏善可陳，許多是在最理想實驗室狀態下有效，但實務生活中環境不同於實驗室，且必須永遠不斷補噴以彌補化學反應後噴劑效果遞減，如果勤勞補噴的狀態下是有一些效果，能搭配其他方法形成多管齊下。

* 負離子裝置

　
: 純水添加電解質導通電流，將水分子電解解離。直流電極之（－）極，析出氫氣；（+）極則析出氧氣。經電解質後.PH 值越高的鹼性電解水，水中解離的氫離子和氫氧根離子濃度乘積越高，也能夠迅速中和空氣中的揮發性甲醛、甲苯、VOC 等氣體分子發生反應，使之分解成為水和二氧化碳，該技術不會產生任何其他有害物質。據研究和使用證明：負離子可以有效清除室內甲醛等有害氣體。中科院經實驗證實：小粒徑負離子清除甲醛的有效率達 73.33% 以上，長期使用達 99%，但這只是實驗室中理想理論值，與現實生活環境有所差距，因為家中裝備整套負離子裝備且長期開啟顯然不現實。

* 天然素材噴劑

　
: 已經有專利申報聲稱植物提取劑。例如柏科（英文學名：Cupressaceae 檜類），主要從柏樹中萃取液汁加以提煉和應用，PH 值 6.5 以下者能吸収和分解甲醛、甲苯、VOC 等，但尚缺乏普遍權威性科學論文。

* 甲殼素

　
: 天然的甲殼素（幾丁聚糖），是將蝦、蟹等的甲殼中提煉出來的物質，經過特殊專利的製程與製備方式，經過脫乙醯後具有強大反應性的胺基（-NH2）可與許多有害氣體進行化學反應，因此對於逸散至空氣中的甲醛，能將其補捉分解，並轉化成水和「肟」，無二次污染問題，2008 年北京奧運會比賽場所及奧運村，有使用過幾丁質來處理部分甲醛污染問題。

* 光觸媒噴劑

　
: 光觸媒原料多位二氧化鈦，化學催化劑。把建材或含甲醛的基材表面塗噴光觸媒，光觸媒經紫外線照射後表面的氫氧離子會被電洞氧化成「氫氧自由基」，而氫氧自由基會從其他的有機物（**甲醛**及各種揮發性有機物）搶走電子，而被搶走電子的有機物會因為失去鍵結能力而降解成為更小的分子，如二氧化碳、水。

* 甲醛清除噴劑

　
: 為應對政府對甲醛污染的管制，市面上有廠商販售甲醛捕捉劑及類似產品。它們大部分是應用含有氨（胺）基之化合物；結構為 R-NH2。氨（胺）基化合物和甲醛作用時的化學反應：

　
: H2CO（甲醛）+ R-NH2（氨（胺）基化合物）→ H2C=N-R + H2O

　
: 氨（胺）基之化合物雖多帶有些微的氨味，但對於甲醛的清除效率高，故在市面上廣泛流通售賣。

### 室內盆栽

室內植物降低甲醛為一長期研究課題。並非所有植物都具備有效降低室內 VOC（揮發性有機化合物）的能力。中華民國環保署曾發布專門公開手冊供群眾查閱相關植物並闢除一些民間謠言。但若考量養殖容易度及綜合降低室內 VOC 能力，。Wolverton 於 1993 年撰寫的研究報告稱，一棵 46 釐米高的白鶴芋於強光照射下可每小時降解 939 微克甲醛。假設每日光照 12 小時，一棵 46 釐米高的白鶴芋可降解 11268 微克（11 毫克）甲醛。但在香港浸會大學於 2010 年發表的報告中，植物降解甲醛效率並不高，每平方米葉面每小時淨化甲醛效率僅 0.1 毫克。

如果是實用面積 80 平米，層高 3 米的居室內，甲醛濃度為每立方米 0.5 毫克。室內空氣即總共有 120 毫克甲醛。要降到安全標準（0.1 毫克 / 立方米）就需要至少清除 96 毫克甲醛。即使還不考慮從裝飾材料裏新揮發出來的甲醛，如依賴一棵中形植物（葉面總面積為 0.3 平方米）也要工作 240 天。或者如果要在 1 星期內清除好就需要 34 棵，相信並非可行方案。

## 去除甲醛方法的謬誤

坊間有很多關於去除甲醛的方法存有頗大謬誤。例如以鳳梨、洋蔥、茶葉等放於室內環境，聲稱可吸附甚至分解甲醛。這些方法最後都被證實為無稽之法。即使沒有嗅到氣味，甲醛並未消失，只是被那些香味所掩蓋。這樣反而會放下戒心，忽視通風的重要性，令室內空氣的甲醛含量更加高。

## 參見

* 甲醇
* 甲酸

## 參考文獻

### 引用

### 來源

* NIST webbook （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* ChemSub Online: 甲醛 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）