塑膠運動場材料對學(xué)生體育鍛煉的影響與措施

李淑芳

（河南大學(xué) 學(xué)生體質(zhì)健康研究所，河南 開封 475001）

0 引言

目前，高校體育運動場地大多采用了塑膠材料。但塑膠材料由一些化學(xué)成分組成，學(xué)生在享受高質(zhì)量運動的同時，也擔(dān)憂塑膠環(huán)境會給自己健康帶來諸多危害。筆者基于讓人們了解塑膠運動場材料有關(guān)知識、從而合理利用塑膠運動場地的目的，做了一些相關(guān)的調(diào)查研究。

1 我國高校塑膠運動場地材料分析

1．1 塑膠運動場地的組成材料及其性能

1．1．1 塑膠運動場地主要材料的組成

塑膠運動場地基本原料是甲苯二異氰酸酯，是具有強烈刺激性氣體的有機化合物。聚醚型甲苯二異氰酸酯塑膠運動場材料由兩個部分組成，其中一部分是由聚醚和甲苯二異氰酸酯反應(yīng)得到的預(yù)聚體；另一部分是由四羥基聚醚等交聯(lián)固化劑、催化劑、著色劑等經(jīng)過研磨后再加溶劑得到的混合物。施工時，將這兩部分按一定比例混合，然后均勻地鋪在基礎(chǔ)地面上，即時刮平，并在室溫下固化［1］。

1．1．2 塑膠運動場地主要材料的性能

（1）甲苯二異氰酸酯的化學(xué)性能。甲苯二異氰酸酯主要用于制造聚氨酯涂料的固化劑，為無色透明至淡黃色液體，有刺激性氣味，遇光顏色變深。甲苯二異氰酸酯不溶于水，溶于丙酮、乙酸乙酯和甲苯等，易與包含有活潑氫原子的化合物胺、水、醇、酸、堿發(fā)生反應(yīng)，特別是與氫氧化鈉和叔胺發(fā)生難以控制反應(yīng)，并放出大量熱。與水反應(yīng)生成二氧化碳，是聚氨酯泡沫塑料制造過程中的關(guān)鍵反應(yīng)之一。在常溫下聚合反應(yīng)速度很慢，加熱至450℃以上或有催化劑存在的情況下能自聚生成二聚物，這種二聚物能與強氧化劑發(fā)生反應(yīng)，遇熱、明火、火花會著火，加熱分解放出氰化物和氮氧化物［2］。

（2）甲苯二異氰酸酯的揮發(fā)性能。二異氰酸酯的毒性與其揮發(fā)度有關(guān)，室溫下僅甲苯二異氰酸酯和六亞甲基二異氰酸酯有揮發(fā)性，其他二異氰酸酯揮發(fā)性都很低，大氣中的含量也很低，對健康影響不大。甲苯二異氰酸酯的蒸汽壓分別為3 KPa（25℃）、69 KPa（40 ℃）和 1．5776 MPa（80 ℃）。 因而，甲苯二異氰酸酯在加熱時揮發(fā)性很大，遠遠超過空氣中的允許含量。

1．2 塑膠運動場地主要材料對運動的影響

1．2．1 塑膠運動場地主要材料對運動的正面影響

塑膠材料構(gòu)成的運動場地具有以下幾個方面的優(yōu)點［3］。

（1）彈性好：具有適度的彈性，能對運動員產(chǎn)生一個適當?shù)姆磸椓?，可減少體力的消耗，增進競賽成績，同時保護運動員骨關(guān)節(jié)和韌帶，減少受傷的危險。

（2）防滑：特制的覆蓋層，能保證其表面防滑，并為運動員提供一個接觸穩(wěn)定的安全感覺，即使在潮濕條件下和惡劣天氣中也能保證運動員腳下踏實，起步、加速、跑動快速安全。

（3）耐磨：由聚醚和甲苯二異氰酸酯反應(yīng)得到的預(yù)聚體與由四羥基聚醚等交聯(lián)固化劑、催化劑、著色劑等經(jīng)過研磨后再加溶劑得到的混合物，按一定比例混合后均勻地鋪在基礎(chǔ)地面上，即時刮平，并在室溫下固化，形成的層面不掉粒。卓越的耐磨性能，能保證鋪面結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定不變，并可使用裝備9 mm以下鞋釘?shù)呐苄?。耐磨耗性小?．5%，滿足長時間、高使用頻率的需要。

（4）穩(wěn)定：優(yōu)良的抗老化及耐鹽霧、溫?zé)?、臭氧、紫外線功能，以保證鋪面內(nèi)在物理機械性能及外觀結(jié)果特征恒久不變，延長其最佳使用壽命。不會因紫外線、臭氧、酸雨的污染而褪色、粉化或軟化，并能長期保持其鮮艷的色彩。

（5）色彩：表面顏色柔和，顆粒狀表層，防止刺眼光線的反射，美觀耐久，并可采用多色彩搭配。

（6）強調(diào)跑道整體性能，適應(yīng)多種運動項目及長遠比賽訓(xùn)練等。

（7）畫線不易掉漆，色澤鮮明、不褪色，耐磨性更佳。

（8）平整度達到國際田聯(lián)標準，濾水性好，小雨天不需停止比賽，大雨后可立即比賽，不會有積水現(xiàn)象。

總之，塑膠運動場地具有強度高、彈性好、耐磨損、耐高低溫的特點，具有黏結(jié)力較強、可調(diào)的硬度、隔音防震、施工便利和美觀、耐用、全天候使用等優(yōu)點；適度的彈性及反彈力，能減少體力消耗，適度吸收腳部沖擊力，減少運動傷害；防滑安全、耐沖擊效果好；具有耐磨性和保持長期鮮艷色彩等優(yōu)點；聚氨酯塑膠運動場地對于美化校園環(huán)境、減少場地揚塵、促進學(xué)生自覺參加體育鍛煉都有著積極意義［4］。

1．2．2 塑膠運動場地主要材料對運動的負面影響

（1）甲苯二異氰酸酯的危害作用。甲苯二異氰酸酯為有毒的致癌物質(zhì)，腐蝕眼睛、皮膚和呼吸道。據(jù)報道，吸入甲苯二異氰酸酯可引起機體氣道上皮、肺間質(zhì)、肺內(nèi)血管及免疫系統(tǒng)等多方面損傷；長期接觸甲苯二異氰酸酯者可出現(xiàn)胸悶 （有時非常嚴重）、打噴嚏、紫紺和虛脫等癥狀，引起慢性阻塞性氣管炎、肺氣腫、化學(xué)性氣管炎、哮喘等綜合癥，以及精神疾患、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾患和血液病。接觸外濺出的極高濃度的甲苯二異氰酸酯時可過敏，經(jīng)皮膚吸收或攝入可引起死亡。

（2）催化劑的危害作用。聚氨酯工業(yè)中常用的催化劑主要有叔胺類化合物和有機酸的金屬衍生物，這兩類化合物對人體都具有一定的毒性和腐蝕性，甲苯二異氰酸酯聚氨酯材料使用的是有機金屬類，如錫鹽、汞鹽，觸及皮膚能產(chǎn)生滲透作用，并有可能引起局部皮炎和皮膚過敏，吸入蒸汽會損傷肝臟。汞和鉛類催化劑會損傷人體中樞神經(jīng)和末梢神經(jīng)系統(tǒng)，屬于毒性較大的化學(xué)品。

（3）苯溶的危害作用。甲苯溶劑可引起眼睛、皮膚、鼻、肺刺激。慢性接觸可引起頭痛、疲勞和惡心；二甲苯溶劑可引起眼睛、皮膚和呼吸道刺激，長期接觸伴有心、肝、腎損害，引起貧血、腸道紊亂、中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制［5］。

由于塑膠運動場地組成材料存在的危害性，學(xué)生體育運動時，呼吸量大約是安靜時的20～30倍，肺通氣量迅速增加，這樣會使學(xué)生在較短的時間內(nèi)攝入較多的二苯基甲烷二異氰酸酯氣體，通過新陳代謝的加快，加速有毒氣體在體內(nèi)與血液的結(jié)合，對學(xué)生身體健康造成一定影響。因此，在塑膠運動場上開展體育活動具有一定的局限作用。

2 利用塑膠運動場地進行科學(xué)運動

2．1 合理利用塑膠運動場地

大學(xué)生在塑膠運動場地進行體育活動的狀況如何，作者選擇河南大學(xué)2012～2013年級中部分學(xué)生為調(diào)查對象，以發(fā)放問卷的方式，調(diào)查學(xué)生因體育鍛煉項目、場地、時間、鍛煉強度方面的不同選擇，而帶來塑膠運動場對學(xué)生體質(zhì)健康的不同影響。向?qū)W生發(fā)出調(diào)查表620份，收回561份，有效問卷547份，有效回收率為88%。

2．1．1 適宜的運動項目

據(jù)對學(xué)生調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果顯示，在參與課內(nèi)外體育鍛煉的學(xué)生中，學(xué)生喜歡選擇的體育項目依次是：籃球、足球、排球、網(wǎng)球等。學(xué)生課內(nèi)外體育鍛煉項目選擇如表1所示。

表1 河南大學(xué)學(xué)生體育鍛煉項目選擇統(tǒng)計表Table 1 Henan university student physical exercise items selection statistics

學(xué)生選擇運動項目時，既要考慮自己的愛好，也要考慮運動環(huán)境和個體的身體狀況。

2．1．2 學(xué)生活動場地選擇

學(xué)生課內(nèi)外體育鍛煉的場地選擇，將其分為室內(nèi)塑膠運動館、室外塑膠運動場和其他地點三方面進行統(tǒng)計。選擇情況如表2所示。從表2可以看出，有39．9%的大學(xué)生選擇在室內(nèi)體育館進行體育鍛煉，34．7%的大學(xué)生選擇在室外塑膠運動場地上運動，多數(shù)學(xué)生還是喜歡在塑膠運動場地進行體育活動，更證明了對該課題研究的必要性。

2．1．3 適宜的運動時間

體育運動時間指每次進行運動持續(xù)的時間，運動時間是決定運動量的主要因素，當運動量確定后，該運動量的運動時間就成為影響運動時吸入氣體量的重要因素［5］。學(xué)生進行體育運動時間統(tǒng)計如表3所示。

表2 河南大學(xué)學(xué)生體育鍛煉地點選擇統(tǒng)計表Table 2 Henan university student physical exercise sites selection statistics

表3 河南大學(xué)學(xué)生每次體育鍛煉強度統(tǒng)計表Table 3 Henan university student physical exercise intensity statistics

調(diào)查結(jié)果顯示：在被調(diào)查參加體育運動的學(xué)生中，公共體育課內(nèi)活動時間是每天上午8.00-12點，下午2.30-6.00點區(qū)間。有32.7%的男生和38%的女生每次參加體育鍛煉的時間在1小時以上，35.1%的男生和21.7%的女生運動時間達到兩小時以上。

在一天中的高溫時段或氣候炎熱的夏季，建議大學(xué)生健身者應(yīng)當盡量減少在塑膠跑道上面活動，可選擇其他場地、活動時間或改變活動方式。在悶熱天氣和有強烈紫外線照射季節(jié)，管理部門可關(guān)閉體育場地，對應(yīng)調(diào)整學(xué)生的上課時間。

2．1．4 適宜的體質(zhì)

（1）呼吸道不好的體質(zhì)。由于塑膠材料存在的危害性，學(xué)生體育運動時，肺通氣量迅速增加，這樣會使學(xué)生在較短的時間內(nèi)攝入較多的二苯基甲烷二異氰酸酯氣體，對學(xué)生身體健康造成一定影響；因此，呼吸道不好的同學(xué)應(yīng)盡可能少地在塑膠運動場上做劇烈運動。

（2）皮膚容易過敏的體質(zhì)。由于塑膠材料對眼睛、皮膚、呼吸道都有潛在的刺激作用，經(jīng)接觸可引起皮膚過敏，導(dǎo)致局部皮炎，嚴重時可導(dǎo)致死亡。所以，皮膚容易過敏的同學(xué)一般不要在室內(nèi)塑膠運動場上運動，或者最好不在塑膠運動場地上運動。

2．2 強化高校塑膠運動場地質(zhì)量建設(shè)

2．2．1 嚴把塑膠場地材料和建設(shè)質(zhì)量關(guān)

（1）選擇環(huán)保的塑膠場地材料。為了保證塑膠跑道的良好性能，降低對人體的不利影響，應(yīng)選擇毒性小、低揮發(fā)、穩(wěn)定性強，對環(huán)境影響小、對人體健康危害小，符合當前環(huán)保要求的塑膠場地材料。目前，由于多種原因，我國生產(chǎn)聚氨酯塑膠的廠家良莠不齊，應(yīng)加大對環(huán)保塑膠材料生產(chǎn)廠家的支持力度［6］。

（2）加強建設(shè)監(jiān)督?，F(xiàn)在塑膠運動場鋪設(shè)廠家同樣良莠不齊，相互間的競爭異常激烈，在修建過程中難免有人以次充好、偷工減料，留下隱患。因此，在塑膠場地的建設(shè)中一定要把好 “材質(zhì)關(guān)”“設(shè)計關(guān)”“資質(zhì)關(guān)”等質(zhì)量關(guān)，建立起體育場地建設(shè)的監(jiān)督檢測機制，確保塑膠場地的質(zhì)量安全［6］。

2．2．2 加強對國家有關(guān)標準執(zhí)行情況的監(jiān)督

為了科學(xué)使用、保證學(xué)生身心健康，國家體育總局于2003年9月發(fā)布的《人工材料體育場地使用要求及檢驗方法第1部分：室外合成面層田徑場地》（征求意見稿）中對合成塑膠運動場地中產(chǎn)生的甲苯二異氰酸酯游離指標不超過0.7%這一標準做了專門規(guī)定［7］。這一規(guī)定能否解決塑膠運動場地材料中確實存在的危害問題，一個重要方面就在于落實和監(jiān)督。

3 結(jié)語

如何正確引導(dǎo)學(xué)生在塑膠運動場地進行體育活動，減少二苯基甲烷二異氰酸酯氣體對體質(zhì)健康的影響，是一項重要的長期的課題，需要多方努力。

［1］ 王哲廣．鋪設(shè) TDI聚氨酯塑膠跑道的危害與對策［J］．環(huán)境保護，2004（3）:51-55．

［2］ 360 百科．甲苯二異氰酸酯［DB／OL］．［2014-09-23］．http: ／／baike．so．com ／doc／5995328．html．

［3］董仙蘭．關(guān)于塑膠跑道質(zhì)量指標問題的思考［J］．河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2005（3）:37-40．

［4］柳知非．塑膠場地揮發(fā)氣體中TDI對人體危害的探討［J］．青島理工大學(xué)學(xué)報，2007（3）:65-67．

［5］龍鳘．TDI聚氨酯塑膠跑道的環(huán)境污染問題 ［J］．云南建筑，2008（4）:68-69．

［6］蘇仕君．塑膠田徑場聚氨酯面層材料的選擇與應(yīng)用［J］．化工新型材料，2008（6）:13-15．

［7］北京金奧創(chuàng)業(yè)體育設(shè)施工程有限公司．聚氨酯塑膠材料［DB/OL］． ［2014 -06 -14］．http://www．bjjacy．com/product．a(chǎn)sp?bigtype ＝%CB%DC%BA%C5%DC%B5%COemode＝sjpd．