「強力な発がん物質」ホルムアルデヒドを本当に発生源から止めることができるのでしょうか？科学者が新たな答えを出す

1 つの C、2 つの H、1 つの O が化学反応を起こして、人体に有害な物質であるホルムアルデヒドを形成します。

図｜ホルムアルデヒドの構造

私たちの日常生活では、新しく改装された家、公共の会議室の隅々、カーペットからトイレットペーパーに至るまで、ホルムアルデヒドはほとんどどこにでもあります。産業界では、ホルムアルデヒドは繊維、塗料、自動車の製造においても重要な化合物です。

無色、無臭、刺激性のガスであるホルムアルデヒドは、強力な発がん性物質であることが示されており、低レベルの曝露でも特定の種類の癌や白血病につながる可能性があります。

この既知の発がん性物質を前にして、人々は「ホルムアルデヒド」について話すときに恐怖を感じることが多い。ホルムアルデヒドの生成を抑制する方法はありますか？発生したホルムアルデヒドをすべて除去する方法はありますか?

図｜合板装飾建材には多量のホルムアルデヒドが含まれており、室内のホルムアルデヒド発生源の一つとなっている。 （出典：Wikipedia）

マサチューセッツ大学アマースト校とノーステキサス大学の研究者らが主導する新たな研究により、住宅やオフィスの木材が健康上の一定の限度を超えるホルムアルデヒドを放出する仕組みについての理解が深まりました。

研究チームは、この発見は公衆衛生の改善に役立つ可能性があり、解決策はホルムアルデヒドによる被害を軽減するための効果的で低コストの方法を使用することだと述べた。同時に、研究チームはこれに関する特許を申請した。

「鉄残留物が存在する場合、リグニンによって促進される木材からのホルムアルデヒド放出」と題する関連研究論文が、科学誌「グリーンケミストリー」に掲載されました。ノーステキサス大学の教育研究者であるYu Fu氏がこの論文の第一著者である。

どこにでもある発がん物質

パーティクルボードからカーテンやカーペットまで、特定の人工家庭用品は生活空間にホルムアルデヒドを放出します。木材自体もホルムアルデヒドを放出しますが、高温での木材加工により、さらに多くのホルムアルデヒドが放出されます。

しかし、木材（木製家具や家庭内のその他の木製品を含む）は、室温でも微量のホルムアルデヒドを放出することが判明しました。

「木材が低温でホルムアルデヒドを放出することは知られていたが、そのホルムアルデヒドがどのようにして生成されるのかは誰も知らなかった」と、マサチューセッツ大学アマースト校の微生物学教授で、論文の責任著者の一人であるバリー・グッデル氏は述べた。

それで、なぜでしょうか?鍵となるのは、研究チームが「リグニン媒介フェントン反応」と呼んでいる特殊な化学現象だ。

木材を例にとると、反応原理は次のようになります。

木材の「木質化」（硬さと剛性）は、硬い細胞壁を生成する「リグニン」と呼ばれる物質によって付与されます。木は土の中で育つため、微量の鉄（地球上で最も豊富な元素の 1 つ）を継続的に吸収し、それが木の中に残ります。

その後、木が伐採され、のこぎりやかんななどの鉄を含む道具を使って木材に加工されると、さらに多くの鉄が木材の表面に取り込まれます。その後、リグニンは鉄と反応して、反応性の高い鉄を形成します。この反応性の高い鉄が空気と接触すると、腐食性の酸素ラジカルが形成され、最終的にリグニンと結合してホルムアルデヒドを形成します。

生成されたホルムアルデヒドは木材から逃げ出し、空気中に入り、さらには人の肺にまで入り込みます。

この発見は、室温で木材や木材の表面からホルムアルデヒドがどのように生成されるかという科学的疑問に対する新たな理解を示唆している。

できれば、根源から除去されることを願っています

研究チームにとって、ホルムアルデヒド生成の原因を知るだけでは十分ではない。この研究結果を基に、ホルムアルデヒドの生成を抑制することも期待されている。

「リグニンを介したフェントン反応がどのように起こり、木材内でどのように進行するかがわかれば、反応を防ぐ方法についていくつかのアイデアが得られます」とグッデル氏は語った。

グッデル氏は、抗酸化物質が酸素フリーラジカルの生成を防ぐ可能性があり、単純な「キレート剤」も鉄と結合して周囲の環境との反応を防ぐ可能性があると推測している。

(出典: Pixabay)

グッデル氏のチームは仮説を検証するために一連の実験を行った。研究者たちは、これらの抗酸化剤とキレート剤を木材に混ぜるだけで、あるいは場合によっては木材の表面にスプレーするだけで、ホルムアルデヒドの放出レベルが緩和され、安全なレベルまで低下することを発見した。さらに、市販の木材製品におけるホルムアルデヒドの減少も確認されました。

「この発明はシンプルで低コストであり、既存の木材加工ラインに簡単に統合して、高品質で環境に優しい木材製品を生産することができる」と、ノーステキサス大学の機械工学教授で論文の責任著者の一人であるシェルドン・Q・シー氏は述べた。 「私たちが開発したホルムアルデヒド抑制方法は家庭でも安全であり、室内システムを使って空気の質を簡単に改善できるはずだ。」

今後、研究チームは、家庭や職場などで木材製品から放出されるホルムアルデヒドのレベルを低減するために使用できる製品の開発に取り組む予定です。

ホルムアルデヒドに関するいくつかの真実

現在、ホルムアルデヒドは最も一般的な室内空気汚染物質の一つです。ホルムアルデヒドを含む建築材料は3,000種類以上あり、主な発生源は繊維板、合板、遮音板、発泡スチロール、その他の装飾材などです。

ホルムアルデヒドは皮膚や喉、目、鼻腔などの粘膜を刺激し、浮腫、炎症、潰瘍、さらには鼻咽頭がんなどの重篤な疾患を引き起こします。ホルムアルデヒドに接触した皮膚はアレルギーを起こす可能性があり、重篤な場合には肝炎、肺炎、腎臓障害を引き起こすこともあります。ホルムアルデヒドは乳児や妊婦にとってさらに有害で、胎児の成長と発育の停止、心臓と脳の発育不全、さらには胎児の奇形や流産を引き起こす可能性があります。

そのため、人々は「ホルムアルデヒド」について話すとき、しばしば態度を変えますが、彼らが知らない真実の 1 つは、高濃度のホルムアルデヒドに長期間さらされた場合にのみ、重大な発がん性の影響が現れるということです。 （ただし、日常生活でさらされるホルムアルデヒドの濃度が低いほど、安全です。）

また、匂いを嗅ぐだけでは周囲のホルムアルデヒドが基準を超えているかどうかは判断できません。ホルムアルデヒドは無色、無臭の刺激性ガスですが、ホルムアルデヒドの臭気閾値（つまり、人が嗅ぐことができる最小濃度）は、基本的にほとんどの人が嗅ぐことができる最小濃度よりも低いです。

また、ホルムアルデヒドを放出しない家具は基本的に存在しません。ほとんどすべての家具には、板材や接着剤などが含まれています。これらの部品からホルムアルデヒドが放出される可能性があり、木材自体にもホルムアルデヒドが含まれている場合があります。

もう一つの真実は、緑の植物がホルムアルデヒドを吸収する効果は非常に限られている可能性があるということです。植物の葉はホルムアルデヒドを吸収できますが、小さな緑の植物は広い空間にあるホルムアルデヒドをすべて吸収することはできません。

いずれにせよ、日常生活においては、高濃度のホルムアルデヒドを避けるべきです。

参考文献:

https://ersp.lib.whu.edu.cn/s/org/rsc/pubs/G.https/en/content/articlelanding/2022/gc/d2gc02632e

https://en.wikipedia.org/wiki/ホルムアルデヒド

https://www.piyao.org.cn/2020-09/18/c_1210805932.htm