甲醛(formaldehyde) 在室温下是一种无色有刺激性气味的气体,容易发生聚合反应形成多聚甲醛。甲醛易溶于水、酒精和其它有机溶剂,市售甲醛一般为30/100~50/100的水溶液。37/100的水溶液称福尔马林。由于来源广泛和大量应用,甲醛普遍存在于空气、水、土壤、生物体内以及室内环境中。
1、甲醛的来源
环境中的甲醛主要由有机物质的燃烧以及多种自然和人类的活动产生,也可由空气中挥发性有机物通过光化学反应产生。自然界自然界中存在的天然甲醛是多种自然过程的产物。例如在森林火灾时有甲醛产生,腐殖质被阳光照射也能产生甲醛。由于甲醛是一种代谢中间产物,多数生物体内也存在低浓度的甲醛。多种细菌、藻类、浮游生物和植物也能释放甲醛[1 ] 。
2、人类活动
甲醛的人类来源包括燃料的燃烧、工业应用、以及装修材料和各种消费品。尽管汽油中不含甲醛,但汽油不完全燃烧时有甲醛产生。根据1997 年加拿大的调查,汽车尾气是甲醛的最大来源,当年由于汽车尾气释放的甲醛估计达11284 吨。其它各种燃烧过程如使用火炉、农作物的燃烧、火力发电、垃圾焚烧、吸烟等都能释放甲醛。在工业生产、应用、储存和运输含甲醛产品的各个环节上都有可能向环境中释放甲醛。加拿大报告1997 年101 家加工厂释放的甲醛总量为142319 吨[2 ] 。人工合成板材、乳胶漆、地毯、织物和树脂等家庭装饰材料和家具也能释放甲醛,并且致使室内甲醛浓度有超过室外甲醛浓度的趋势[3 ] 。由于现代人的一生约有80/100的时间是在室内度过的,所以近来室内甲醛与人体健康关系的研究已成为热点。室内甲醛浓度主要受甲醛释放源的强度、装载度(1m3 室内空间内能散发有机物的材料的表面积) 、装饰材料的使用年限、温度和通风效率等因素的影响。在诸多建筑装饰材料中,甲醛的最主要来源是人工合成板材[4 ] 。人工合成板材主要由脲醛树脂粘合挤压制成。Kelly 等[5 ] 的研究发现,人工合成板材的甲醛释放率一般小于013mgP(m3 ·h) 。新制成的板材甲醛释放率最高,随着使用年限的增加,甲醛释放率逐渐降低。板材表面的加工处理和良好的密封能降低甲醛的释放率。
2 甲醛在实验动物与人体内的代谢
由于高度的水溶性和与生物大分子的高度反应性,甲醛主要在直接接触部位被吸收。例如,吸入的甲醛主要在上呼吸道沉积并被吸收。经口进入体内的甲醛主要在口腔粘膜和胃肠道被吸收。在体内甲醛首先被氧化为甲酸,再进一
步转化为CO2 和甲酸盐。甲醛代谢为甲酸的过程中最主要的酶类为甲醛脱氢酶,现已发现人类的肝细胞、红细胞以及大鼠的呼吸道上皮细胞、嗅觉上皮细胞和肾、脑中都有甲醛脱氢酶存在。甲醛在甲醛脱氢酶和其它酶的作用下通过利用辅酶Ⅰ(NAD) 和还原型谷胱甘肽形成中间产物S2甲酰谷胱甘肽,然后谷胱甘肽被释放形成甲酸。甲酸经代谢后,以CO2 形式呼出,或以甲酸盐的形式从尿中排出。从甲酸代谢为CO2 的过程是甲醛代谢的限速步骤。这一过程主要通过两个途径,其中主要途径为甲酸与四氢叶酸在胞浆中经甲酸四氢叶酸合成酶的作用被催化生成甲酰四氢叶酸,后者再被氧化为CO2 和水,另一途径是在过氧化物酶作用下的过氧化反应,这一反应依靠生成H2O2 的速度。另外甲酸也可被纳入体内的碳库供甘氨酸、组氨酸和丝氨酸的生物合成[3 ,6 ] 。
甲醛主要沉积在呼吸道并且代谢迅速,人暴露于213mgPm3 甲醛40min、F344 大鼠暴露于1713mgPm3 甲醛2h、猴暴露于甲醛712mgPm3 4 周(每天6h ,每周5 天) 均未发现血液中甲醛浓度显著升高[3 ] 。
甲醛