甲醛

甲醛
IUPAC名 Formaldehyde
系統名 Methanal
別名	福馬林、福美林、蟻醛
識別
CAS號	50-00-0
PubChem	712
ChemSpider	692
SMILES	C=O
InChI	1/CH2O/c1-2/h1H2
InChIKey	WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYAT
Beilstein	1209228
Gmelin	445
3DMet	B00018
UN編號	2209
EINECS	200-001-8
ChEBI	16842
RTECS	LP8925000
DrugBank	DB03843
KEGG	D00017
MeSH	Formaldehyde
IUPHAR配體	4196
性質
化學式	CH2O
莫耳質量	30.03 g·mol⁻¹
外觀	無色氣體
密度	1 kg·m−3（氣）
熔點	-117 °C（156 K）
沸點	-19.3 °C（253.9 K）
溶解性（水）	> 100 g/100 ml（20 °C）
結構
分子構型	平面三角形
偶極矩	2.33168 (1) D
危險性
警示術語	R：R23/24/25-R34-R40-R43
安全術語	S：S1/2-S26-S36/37-S39-S45-S51
主要危害	有毒，可燃
NFPA 704	4 3 0
閃點	-53°C
相關物質
相關醛	乙醛、苯甲醛
相關化學品	酮、酸
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

甲醛（英語：Formaldehyde），又稱蟻醛，化學式為CH2O，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

一瓶甲醛水溶液（福馬林）

• 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1,3,5-三戊烷，它是一種帶有氯仿氣味的白色固體，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

三夾板（膠合板）裝修建材中含有大量甲醛，是一大室內來源

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

用福馬林注射，保存一個巨型烏賊標本。

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。

因為酚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，且因為酚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.）：

研究	甲醛濃度（mg / m 3）	主題	時間（分鐘）	健康影響
Falk et al.（78）	0.13	8有鼻塞	120	鼻塞患者鼻腔黏膜腫脹
Lang et al.（79）	0.3–0.5	21健康	240	眼睛的主觀感覺刺激；眨眼頻率增加；對鼻腔流動和阻力，峰值流量或眼睛發紅沒有影響；對肺功能無影響（PEF，FEV，MMEF）
Casset et al.（80）	0.13–0.41	19隻塵蟎哮喘患者	30	口服預暴露甲醛後對肺功能（PEF，FEV 1）無影響；暴露後Der p 1後肺功能（PEF，FEV 1）可能降低
Wantke et al.（81）	0.5	27名醫學生	70天	PEF沒有顯著下降；4名學生（一名吸菸者）可能是IgE致敏的；沒有特異性甲醛IgG抗體的意義；IgE和症狀之間沒有相關性
Ezratty et al.（82）	0.5	12草花粉哮喘	60	對肺功能無影響（FVC和FEV）
Krakowiak et al.（83）	0.85	10健康+10名哮喘患者	120	4和24小時後炎症介質沒有變化；對肺功能無影響（FEV ），沒有特異性甲醛IgE抗體，健康和哮喘之間沒有差異
Harving et al.（84）	1.3（平均值）	15名哮喘患者	90	對氣道阻力，肺功能（FEV 1）和支氣管活動無影響；沒有延遲反應
Kriebel et al.（85）	0.08-1.4	38名理療學生	150 /周	肺功能下降1-1.5％（FEV ）；4周後效果減弱
Airaksinen et al.（86）	0.08-1.4	95例患者	30	對肺功能沒有影響或影響很小；鼻炎的病例很少
Chia et al.（87）	0.9 / 0.6（個人/平均）	150名醫學生；189名醫學生	-	在第一天和解剖結束後隨機選擇的22名男性和女性受試者中，FEV 和FVC 無差異
Akbar-Khanzadeh & Mlynek（88）	1.6-3.1（呼吸區）	50名醫學生；36名理療學生	60-180	肺功能（FVC，FEV 1，FEV 3，FEF）增加與甲醛暴露之間無劑量反應關係
Kim et al.（89）	0.2-11.2	167名醫學生	-	IgE與甲醛暴露無關

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

主條目：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

主條目：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

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）