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「甲醛」–建材中都會看到的小小身影

行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
・2017/11/06 ・2218字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 585 ・九年級

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本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局委託,泛科學企劃執行

文/陳衍達│自由寫手

“最近某知名指甲油品牌驗出甲醛超標 82 倍,「甲醛」是什麼?想必很多人馬上聯想到嶄新的裝潢、家具、汽車等等散發出的刺鼻味,以及新聞偶有報導衣物、化妝品、黑心食品等等含有過量甲醛…” — 指甲油、家具、衣服,無所不在的甲醛對人有什麼危害呢?

甲醛是一種在日常生活中被應用廣泛的物質,因此,它除了是毒性化學物質管理法〉中管制的第二類(慢毒性)及第三類(急毒性)化學物質,更還有許多不同主管機關分別管理不同層面的釋放標準。如衛生福利部〈食品安全衛生管理法〉規定金屬罐或紙類食品容器由不得溶出甲醛,〈環境用藥管理法〉亦規定環境用藥中不得含有甲醛;而內政部營建署則限制建築合板中的甲醛含量需低於 1.5 ppm;經濟部〈紡織品安全規範〉規定直接與皮膚接觸的紡織物游離甲醛需低於 75 ppm。

究竟為什麼會有這麼多法規都將甲醛列入「黑名單」?又為什麼我們的食衣住行好像無法完全脫離這個化學物質呢?

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回顧:活潑的最小醛類

首先,不免俗地再次介紹甲醛的結構:一個碳原子與一個氧原子以雙鍵鍵結,並接上兩個氫原子,是醛類中最小的。如果還記得高中化學的內容,我們大概還依稀記得氧和碳相比是比較愛電子的(無論是電子親和力或者電負度都較高),加上雙鍵的鍵長比單鍵短,中心碳原子又沒有接上其他碳原子來分攤氧原子的拉力,所以電荷分布很不均勻。這個情形讓甲醛的「極性」變得相當高,即使在室溫下仍是氣體、也可與水混溶(而若調成 35-40% 水溶液,就是所謂的福馬林囉),反應性也很活躍,較有名的反應是與苯酚的聚合反應,可形成具有耐熱耐水性的合成塑料。

甲醛是最小的醛類。圖/ Benjah-bmm27 @ Wikimedia, CC0

塑膠誕生的重要建材

自 1859 年被俄羅斯化學家 A. M. Butlerov 意外合成,1868 年被德國化學家 A. W. Hoffmann 建立穩定的合成方法後,甲醛被廣泛用做合成化學的「建材(building block)」。

1907 年,來自比利時的化學家 L. Baekeland 利用苯酚和甲醛的縮合反應,發明了酚醛樹脂(就是俗稱的電木),這是史上第一種合成塑膠,也從此改寫了塑膠材料的歷史 ── 自此以後人們衍生出各式各樣的應用,從各類器具的塑膠外殼、建材及零件黏著劑,到化妝品、食品的防腐劑,甚至醫療或養殖產業的殺菌除藻,甲醛相關製品充滿了生活。甲醛是如此重要的化工原料,就算是在被國際癌症研究總署 IARC 認列為確認會致癌的第一級致癌物的2012年,仍有超過四千萬噸的年產量,而且每年持續成長

酚醛樹脂有各式各樣的用途。圖/ Chemical Heritage Foundation @ Flickr, CC by 2.0

如何避免中毒與過敏?

甲醛具致癌性、刺激性,還是常見的過敏原(延伸閱讀:《指甲油、家具、衣服,無所不在的甲醛對人有什麼危害呢?》),但其實日常環境中暴露到的甲醛濃度都不高,且常常與其他物質一起出現。像是油漆的的溶劑除了使用甲醛,還會有甲苯等揮發性物質,也因此暴露的毒性劑量時常因此被忽略,如甲醛油漆事件總是每隔一陣子就會再次出現。

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關於「過敏」,樹脂能在布織品表面產生交聯聚合反應,使其不容易產生皺摺,因此常在成衣生產中被用來處理織品,但若成品殘留過多甲醛,便可能造成過敏。因此經濟部標準檢驗局針對一般我們會接觸到的紡織品限制游離甲醛的濃度需低於 75 ppm 以下,使用於嬰幼兒的紡織品則須低於 20 ppm 以下;如 2013 年臺中發生的國中小制服甲醛超標,去年也有日本品牌因嬰幼兒服裝甲醛殘留超標而回收商品。

不過,大家也不需太過恐慌,前面提到甲醛是反應性很高的氣體,在環境中的半衰期大約只有一小時,濃度基本上沒辦法累積,因此針對室內油漆之溶劑揮發,以及建材中樹脂老化緩緩分解出的甲醛,原則上保持良好的通風換氣就可以改善許多,其他污染源如吸菸、有機物燃燒,則儘量減少或是使燃燒產物排出室外;衣物的部分也可以在買回來後先下水洗過再穿,以避免不必要的甲醛暴露喔。

刨花板(上圖)和密度板等常用建材皆須用膠黏合,有些會使用甲醛相關的樹脂。圖/ Wiher @ Wikimedia, CC by SA-3.0

參考資料:

  1. BBC新聞-塑膠簡史
  2. 國際癌症研究總署-IARC Monograph
  3. Merchant Research & Consulting, Ltd.-World Formaldehyde Production to Exceed 52 Mln Tonnes in 2017
  4. 世界衛生組織-室內空氣品質指導手冊:甲醛
  5. 國家環境毒物中心-甲醛
  6. 列管毒性化學物質及其運作管理事項
  7. 紡織品安全規範

 

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行政院環境保護署毒物及化學物質局_96
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行政院環境保護署毒物及化學物質局,落實毒物及化學物質之源頭管理及勾稽查核,從源頭預防管控食安風險,追蹤有害化學物質,維護國民健康。 網站:https://www.tcsb.gov.tw/

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為什麼用完指甲油,指甲都會又白又乾?護甲油、硬甲油有用嗎?
衛生福利部食品藥物管理署_96
・2023/10/15 ・2437字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文轉載自食藥好文網

指甲油雖然好看,卻容易造成指甲損傷。圖/Pexels
  • 文/泛科知識股份有限公司特約編輯陳語柔

指甲是人體一種特化的角質層,屬於不含活細胞的角蛋白,跟牙齒、骨頭一樣堅硬,也是唯一曝露在人體之外、保護肌膚的組織。不過,除了保護人體以外,指甲還兼具美觀的功能。

人們美化指甲的歷史最早可以追溯到西元前 6000 年,埃及人利用植物、花汁來為指甲染色。在東方也有相關的記載,其中比較有名的方式是將鳳仙花瓣搗碎,再加入些許明礬來浸染指甲。經過數千年的演變,終於在 1932 年,由露華濃公司的創始人做出了第一罐現代指甲油。

到了現在,指甲油越來越普及,許多人會透過各種顏色的指甲油來配合穿搭,已經是造型裡不可或缺的一部份。但在維持指甲的美麗之餘,也要留意它們的健康狀況。若是長期使用使甲油,或是卸甲時操作不慎,指甲就很容易變得白白乾乾的。

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是什麼讓指甲受損?從指甲油成分一探究竟

市售的指甲油為了要快速乾燥,往往會添加揮發性的溶劑、不易脫落的成膜劑、塑型劑以及大量的色素,透過溶劑將這些成分溶解成一罐罐的指甲油。

市面上的指甲油成分中,較常見的溶劑有丙酮、乙酸乙酯等。目前雖然沒有明確研究指出指甲油會對人體造成重大傷害,但過度連續塗抹指甲油也容易破壞指甲的角質細胞,讓指甲變得越來越薄、容易斷裂,生長速度也會變得緩慢。所以,最好不要過於頻繁使用指甲油,擦的時候一定要注意室內通風,避免吸入過多揮發的溶劑,也盡量不要與皮膚直接接觸。

長期使用指甲油,可能導致指甲角質層變薄。圖/PubMed Central

去光水會讓指甲受損更嚴重嗎?

既然指甲油可能會傷害甲面,那是不是每用一次都要儘快卸除呢?

事實上,為了要卸除指甲油,我們使用的去光水就是透過前面提到的揮發性溶劑,來溶解已經塗到指甲上的指甲油,使用時應注意通風。

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使用去光水卸除指甲油,應注意通風。圖/Pixabay

有些人在使用去光水時,會因為擔心卸不乾淨,於是塗到指緣上都是去光水,甚至泡在去光水中,造成指緣乾燥。如果手上剛好有傷口,碰到去光水也會造成刺激,甚至可能導致甲溝炎。

那該怎麼做,才能安全地卸除指甲油、不傷手呢?我們可以利用棉花棒沾取去光水,避免用手直接觸碰,並且在卸除以後確實清潔,來降低對指甲和指緣的傷害。

甲面隔離油能保護指甲嗎?

有些人為了避免指甲受損,會選擇使用甲面隔離油(base coat)。甲面隔離油有點類似透明的指甲油,也含有溶劑、成膜劑、塑型劑,不過廠商通常還會多添加一些滋潤指甲的成分,讓使用者可以同時保養指甲。

甲面隔離油的用法是在上指甲油之前先塗一層,使得甲面上有一層薄薄的膜,讓指甲表面變得平滑,接下來塗上的指甲油也會更平整。

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在甲面隔離油的產品介紹中,通常是以阻擋指甲油中的色素、溶劑直接接觸指甲,避免指甲損傷為主。

透過甲面隔離油,讓指甲油成色更好看。圖/Pexels

護甲油跟硬甲油能拯救指甲嗎?

護甲油的主要成分通常是油脂,是幫助指甲保濕、提供指甲滋潤的產品。雖然塗上後指甲會看起來很水潤,但因為指甲本身的抓水、保水能力本來就不如皮膚強,塗上的效果很有限,無法維持保濕太久。

而硬甲油就像一層透明的指甲油,擦上去雖然能感受到指甲變硬的效果,但卸除後就會消失。市面上大多數硬甲油的成分也含有乙酸乙酯等溶劑,過度使用依舊可能使指甲變薄。

購買指甲油、硬甲油時,務必要看清楚產品包裝有無刊載完整衛生福利部公告應標示項目,也不要購買來路不明及標示不完整的產品。

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想要有漂亮的指甲嗎?那就從指緣開始保養

指甲是從肉裡長出來的,如果指緣的皮膚不好,長出來的指甲也會不好看。所以我們可以利用一般的護手霜塗抹於指緣,並且減少用指甲接觸水、洗潔劑的機會,就能達到幫指甲和指緣保濕,以及強化指甲的效果。

除了日常保養之外,在每次擦指甲油之間,也要留出適當的間隔讓指甲休息,才不容易造成指甲斷裂。

透過保濕指甲、指緣,養出漂亮指甲。圖/Pexels

參考資料

  1. 正確選購指甲油5步驟 (2018)。藥品食品安全週報 (第 659 期)。
  2. 鄭淑晶、黃守潔、曾素香、王德原、陳惠芳 (2018)。售指甲油中甲醛、甲醇、苯及鄰苯二甲酸酯類成分之品質監測。食品藥物研究年報 (編號 9:259-265 )。
  3. Reinecke, J. K., & Hinshaw, M. A. (2020). Nail health in women. International journal of women’s dermatology, 6 (2), 73–79.
衛生福利部食品藥物管理署_96
65 篇文章 ・ 22 位粉絲
衛生福利部食品藥物管理署依衛生福利部組織法第五條第二款規定成立,職司範疇包含食品、西藥、管制藥品、醫療器材、化粧品管理、政策及法規研擬等。 網站:http://www.fda.gov.tw/TC/index.aspx

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最理想的元素週期表?其實元素週期表有很多種!——《元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表》
日出出版
・2023/06/10 ・2017字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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前面幾章都在談元素週期表,但還有一個重要面向沒有提到。為什麼有這麼多元素週期表出版,而且為什麼現在的教科書、文章、網路,提供這麼多種元素週期表?有沒有「最理想的」元素週期表?追求最理想的元素週期表有意義嗎?如果有,我們在找出一份最佳週期表的過程中取得那些進展?

種類數量可觀的元素週期表

愛德華.馬蘇爾斯(Edward Mazurs)關於週期表歷史的經典著作中,收錄自一八六○年代首張元素週期表繪出以來,大約七百張的元素週期表。

馬蘇爾斯的書本出版已過了四十五年左右;之後,期間至少又有三百張週期表問世,如果再加上網路上發表的就更多了。為什麼會有這麼多元素週期表,這件事情需要好好解釋。當然,這些元素週期表中,許多並沒有新的資訊,有些從科學的觀點來看甚至前後矛盾。但即使刪除這些具有誤導性的表,留下的數量還是非常可觀。

元素週期表的變體:有圓形的還有立體的?

我們在第一章看過元素週期表的三個基本形式:短元素週期表中長元素週期表長元素週期表。這三類基本上都傳達差不多的訊息,但相同原子價(編按:原子的價數,金屬為正價、非金屬為負價)的元素,在這些表中有不同的分族。

此外,有些週期表不像我們一般認識的表格那樣四四方方。這種變體包括圓形橢圓的週期系統,比起長方形的元素週期表,更能強調元素的連續性。不像在長方形的表上,在圓形或橢圓形的系統中,週期的結尾不會中斷,例如氖和鈉、氬和鉀。

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但是,不像時鐘上的週期,元素週期表的週期長度不同,因此圓形元素週期表的設計者需要想辦法容納過渡元素的週期。例如本菲(Benfey)的元素週期表(圖 37),過渡金屬排列的地方從主要的圓形突出來。也有三維的元素週期表,例如來自加拿大蒙特簍的費爾南多.杜福爾(Fernando Dufour)所設計的(圖 38)。

圖 37/本菲(Benfey)的圓形元素週期表。圖/《元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表
圖 38/費爾南多.杜福爾(Fernando Dufour)的三維元素週期表。圖/《元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表

但我認為,這些變體都只是改變週期系統的描繪形式,它們之間並無根本上的差異。稱得上重要變體的,是將一個或多個元素放在和傳統元素週期表中不同的族。討論這點之前,我先談談元素週期表一般的設計。

元素週期表的概念好像很簡單,至少表面上是,因此吸引業餘的科學家大展身手,發展新的版本,也常宣稱新的版本某些地方比過去發表的更好。

當然,過去有過幾次,化學或物理學的業餘愛好者或外行人做出重大貢獻。例如第六章提過的安東.范登.布魯克,他是經濟學家,也是首先想到原子序的人,他在《自然》等期刊發展這個想法。另一個人是法國工程師夏爾.雅內(Charles Janet),他在一九二九年發表「左階式元素週期表」(Left-step periodic table),後來持續受到週期表的專家和業餘愛好者的關注(圖 39)。

圖 39/夏爾.雅內(Charles Janet)的左階式元素週期表。圖/《元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表

「理想」的追求

那麼,追求最理想的元素週期表真的有意義嗎?我認為,這個問題的答案取決於個人對週期系統的哲學態度。一方面,如果一個人相信,元素性質近似重複的現象是自然世界的客觀事實,那麼他採取的態度是實在論。對這樣的人而言,追求最理想的元素週期表非常合理。最能代表化學週期性事實的就是最理想的元素週期表,即便這樣的表還沒制訂出來。

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另一方面,工具論者或反實在論者看待元素週期表,可能會認為元素的週期性是人類強加給自然的性質。若是如此,就不必熱切尋找最理想的元素週期表,畢竟這種東西根本不存在。對約定俗成論者或反實在論者來說,元素究竟如何呈現並不重要,因為他們相信我們處理的,不是元素之間的自然關係,而是人造關係。

——本文摘自《【牛津通識課10】元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表》,2023 年 4 月,日出出版,未經同意請勿轉載。

日出出版
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寫在起司工廠邀請函背面的曠世巨作:元素週期表出現的這一天——《元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表》
日出出版
・2023/06/09 ・1127字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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雖然門得列夫一直思考著元素、原子量、分類,但是足足想了十年之久,才終於迎來「我發現了!」這個時刻,就是一八六九年二月十七日這一天,也許可以訂為「我發現了!」紀念日。這一天,他取消了以顧問身分視察起司工廠的行程,決定投入研究他日後最膾炙人口的代表作——元素週期表

真正的發現

首先,他在起司工廠邀請函的背後,把幾個元素的符號列成兩行:

接著,他列出一個稍微更大的陣列,包括十六個元素:

當天晚上,門得列夫就把整個元素週期表都畫了出來,包括六十三個已知元素。此外,這張表還留了幾個空格給當時未知的元素,甚至預測這些未知元素的原子量。

他將這張表複印兩百份,寄給整個歐洲的化學家。同年三月六日,門得列夫的同事在俄羅斯化學學會一場會議上宣布這項發現。一個月內,這個新成立的學會就在期刊上刊登了一篇文章,另一篇更長的則在德國發表。

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多數關於門得列夫的大眾讀物和紀錄片會說他在夢中想到他的元素週期表,或在玩紙牌接龍時把牌當成一個個元素。這兩個故事,尤其後者,現在已經被許多門得列夫的傳記作者視為是杜撰的,例如科學史家麥克.戈爾丁(Michael Gordin)。

原則的堅持

還是回來討論門得列夫的科學方法吧。他和對手洛塔爾.邁耶爾很大的不同是,他不相信所有物質的統一性,也不支持普洛特關於元素具有複合性質的假說。門得列夫也刻意與三元素組的想法保持距離。例如,他提出氟應該和氯、溴、碘放在一起,形成一個至少四個元素的族。

洛塔爾.邁耶爾專注於物理原則,主要關注元素的物理性質,而門得列夫則非常熟悉元素的化學性質。然而,說到分類元素最重要的標準時,門得列夫堅持以原子量排序,不容許有任何例外。當然,許多在門得列夫之前的人,例如尚古多、紐蘭茲、奧德林,以及洛塔爾.邁耶爾都承認原子量的重要性,儘管程度不一。但是門得列夫對原子量與元素的本質有更深層的哲學理解,得以一探尚未被人發現的元素,進入這個未知領域

——本文摘自《【牛津通識課10】元素週期表:複雜宇宙的簡潔圖表》,2023 年 4 月,日出出版,未經同意請勿轉載。

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