塑膠跑道中TDI的檢測(cè)方法及管理現(xiàn)狀

徐晶晶

【摘 要】隨著毒跑道事件的曝光，全國(guó)中小學(xué)生的身體健康受到嚴(yán)重威脅，各種塑膠跑道的質(zhì)量安全問(wèn)題也引起了公眾的極大關(guān)注。塑膠跑道當(dāng)中主要存在的有毒有害物質(zhì)主要是TDI。TDI有毒，會(huì)刺激人體的黏膜，引起咳嗽、嘔吐，嚴(yán)重者會(huì)頭暈等癥狀，如果是小孩，可能就會(huì)發(fā)生報(bào)道中流鼻血的癥狀。如果長(zhǎng)時(shí)間的吸入TDI就可能對(duì)腎臟、肝臟等臟器造成傷害，這就表明我們研究塑膠跑道的重要性。本文對(duì)塑膠跑道中的有毒有害物質(zhì)進(jìn)行研究和分析，從而讓人們真正的了解塑膠跑道。

【關(guān)鍵詞】塑膠跑道；管理現(xiàn)狀；TDI

Detection Method and Management Status of TDI in Plastic Track

XU Jing-jing

（Yancheng Institute of Industry Technology， Yancheng Jiangsu 224005， China）

【Abstract】With exposure of tainted track events， the health of the primary and middle school students causes a serious threat， the quality safety problems of all kinds of plastic track also caused great concern in the public. Plastic track has a lot of toxic and harmful substances， the primary substance is TDI.TDI is toxic， which will stimulate the body mucosa， causes cough， vomiting， etc. If its a child may reported flowing nosebleed symptoms. If long time inhalation of TDI may in the kidneys， liver and other organ damage， which shows the importance of our study of plastic runway. This paper on plastic runway of toxic and harmful substances of research and analysis， so that people truly understand plastic runway.

【Key words】Plastic track； Management status； TDI

0 前言

很多人都喜歡在學(xué)校的塑膠跑道上運(yùn)動(dòng)，跑步、踢球等，可是在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，總是可以聞到一種氣味。不管是新建的塑膠跑道還是投入使用一段時(shí)間的塑膠跑道或多或少都會(huì)散發(fā)出一種氣味，新建的塑膠跑道氣味更為濃烈。在全國(guó)中小學(xué)、幼兒園，不少孩子頭暈、起疹、流鼻血，有的甚至戴口罩上課，這些都是這種氣味造成的。這件事引發(fā)了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注和思考。因此，對(duì)塑膠跑道中的有毒有害物質(zhì)、TDI的檢測(cè)方法等方面進(jìn)行研究也就顯得尤為必要。

1 塑膠跑道概述

1.1 塑膠跑道簡(jiǎn)介

塑膠跑道最早是在美國(guó)出現(xiàn)的，又稱(chēng)為全天候田徑運(yùn)動(dòng)跑道，它的主要成分有混合聚醚、聚氨酯預(yù)聚體、混合聚醚、廢舊輪胎橡膠、三元乙丙橡膠（EPDM）橡膠粒和聚氨基甲酸酯（PU）顆粒，此外還有一些輔料，例如，填料、顏料、合劑等。

塑膠跑道平坦性好、耐壓、耐磨、使用壽命長(zhǎng)，硬度和彈性都較為適中。能讓運(yùn)動(dòng)員發(fā)揮出真正的水平，在一定程度上能夠起到保護(hù)作用，運(yùn)動(dòng)員不致受到嚴(yán)重的傷害。能有效地提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)，并且降低摔傷率，受到國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的喜愛(ài)。

我國(guó)中小學(xué)、幼兒園基本上都采用塑膠跑道來(lái)作為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地。不管是刮風(fēng)下雨還是春夏秋冬都不會(huì)影響塑膠跑道的使用，因此，國(guó)際上都認(rèn)為它是最適合用來(lái)制造室外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的材料。

1.2 塑膠跑道的分類(lèi)

塑膠跑道根據(jù)用途、用料及施工結(jié)構(gòu)可以大致分為四類(lèi)：透氣式塑膠跑道、復(fù)合式塑膠跑、預(yù)制式塑膠跑、混合式塑膠跑道[1]。

1.2.1 透氣式塑膠跑道

透氣式塑膠跑道是由基礎(chǔ)層和面層組成的雙層聚氨酯跑道。它是將聚氨酯樹(shù)脂作為粘合劑，橡膠顆粒作為基礎(chǔ)層，用有顏色的EDPM橡膠顆粒和聚氨酯混合在一起再?lài)娚湓诨A(chǔ)層表面上[2]。

1.2.2 復(fù)合式塑膠跑道

復(fù)合式塑膠跑道是雙層澆鑄的聚氨酯跑道，底層為聚氨酯樹(shù)脂粘合的黑色橡膠粒，表層是把有色的EPDM橡膠顆粒澆鑄在聚氨酯樹(shù)脂中。

1.2.3 預(yù)制式塑膠跑道

預(yù)制式塑膠跑道是將天然橡膠及人工橡膠為基礎(chǔ)，礦物質(zhì)填充劑、穩(wěn)定劑和色料混合均勻，再經(jīng)壓延處理，高溫一體化成型制成的一種卷材跑道。這種跑道施工安裝方便，只需顧客量得運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的實(shí)際面積，然后計(jì)算得出需要的卷材數(shù)量和規(guī)格，顧客自己也可以完成整個(gè)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地的鋪設(shè)。

1.2.4 混合式塑膠跑道

混合式塑膠跑道的底部使用PU和橡膠顆?；旌现瞥傻?，上面再鋪設(shè)一層PU顆?；虿噬獷PDM顆粒。鋪設(shè)安裝方便，厚度大約在13mm，符合國(guó)際上對(duì)于比賽場(chǎng)地的要求。

1.3 塑膠跑道的特性

1）任何季節(jié)及溫差，都不會(huì)影響塑膠跑道的使用，從而提高了場(chǎng)地的使用率；

2）塑膠跑道具有適度的彈性，可以減少體力的浪費(fèi)，從而提高運(yùn)動(dòng)員的比賽成績(jī)；

3）塑膠跑道具有一定的緩沖能力，可以減少運(yùn)動(dòng)造成的傷害，很適合作為練習(xí)和比賽場(chǎng)地使用；

4）塑膠跑道能吸收強(qiáng)勁的沖擊力，能減少表面的磨損，可以長(zhǎng)期保持鮮艷的色澤，使用壽命長(zhǎng)；

5）塑膠跑道的表面非常平整，適合用作比賽場(chǎng)地。塑膠跑道可防止跌倒所發(fā)生的運(yùn)動(dòng)傷害；

6）塑膠跑道施工維護(hù)方便，無(wú)須進(jìn)行特別的管理[3]。

2 塑膠跑道中有毒有害物質(zhì)的來(lái)源

2.1 有毒原料

巨大的市場(chǎng)需求，而國(guó)家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)卻不完善，使蜂擁而來(lái)的塑膠跑道生產(chǎn)廠家陷入惡性競(jìng)爭(zhēng)。據(jù)權(quán)威人士透露，近年來(lái)，全國(guó)新增的塑膠跑道原料供應(yīng)商中，占有半數(shù)以上的市場(chǎng)份額的是黑作坊。沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)資質(zhì)、技術(shù)。

黑作坊為了賺取高額利潤(rùn)還違法采用劣質(zhì)原料來(lái)生產(chǎn)塑膠跑道，并在其中添加有毒助劑，例如，甲苯、二甲苯、丙酮。這樣生產(chǎn)出來(lái)的塑膠跑會(huì)發(fā)出刺鼻的氣味。為了掩蓋這種氣味，一些廠家甚至采用芳烴類(lèi)的劇毒化學(xué)物品，使得生產(chǎn)出來(lái)的塑膠跑道毒性更加劇烈[4]。

2.2 塑膠跑道中的主要有毒物質(zhì)

鋪設(shè)塑膠跑道的材料主要是由聚醚（聚酯）、多元醇、異醇、甲苯二異氰酸脂以及一些助劑等鋪設(shè)而成。其中劇毒的是甲苯二異氰酸酯（TDI），這也是塑膠跑道中最主要的有毒有害物質(zhì)，對(duì)人類(lèi)的危害程度也是最大的。TDI對(duì)人體的呼吸道和皮膚都有強(qiáng)烈的刺激作用。人吸進(jìn)這種氣體會(huì)引發(fā)支氣管炎，接觸到它的液體會(huì)引起皮炎，如果接觸到眼睛也會(huì)對(duì)眼睛造成嚴(yán)重傷害，若清理不及時(shí)則會(huì)對(duì)眼睛造成永久性的傷害。研究中表明[5]：甲苯二異氰酸酯是污染預(yù)防的重點(diǎn)對(duì)象，它的潛在毒性最大，潛伏時(shí)期最長(zhǎng)，造成的危害最重。

有專(zhuān)家經(jīng)過(guò)充分研究后指出[6]，當(dāng)前我國(guó)大多數(shù)田徑運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上鋪設(shè)的聚氨酯塑膠跑道，都有很多有毒有害的物質(zhì)，在長(zhǎng)時(shí)間的紫外線照射下會(huì)釋放出更多的有害物質(zhì)。如果對(duì)其進(jìn)行鋪設(shè)的人是不專(zhuān)業(yè)的，在鋪設(shè)過(guò)程中沒(méi)有將毒氣進(jìn)行有效釋放，則會(huì)將其鋪設(shè)成一個(gè)毒氣罐，隨時(shí)釋放毒氣。

3 TDI概述

3.1 TDI的物化性質(zhì)

甲苯二異氰酸酯又稱(chēng)為甲苯-2，4-二異氰酸酯，無(wú)色到淡黃色透明的液體，熔點(diǎn)13.2℃，沸點(diǎn)118℃，遇明火、高熱可燃，易發(fā)生氧化反應(yīng)。和胺類(lèi)、純堿類(lèi)還有熱水反應(yīng)劇烈，能引起燃燒或者爆炸[7]。

3.2 TDI的危害

TDI會(huì)損害呼吸系統(tǒng)，對(duì)眼、皮膚、黏膜產(chǎn)生刺激作用。其具體表現(xiàn)為眼刺痛、流淚、結(jié)膜充血、視線模糊、干咳、胸痛、氣急、呼吸困難、昏迷。國(guó)外有機(jī)構(gòu)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)[8]，大概有20%的職業(yè)哮喘病是由TDI引起，長(zhǎng)期的吸入TDI者將出現(xiàn)胸悶虛脫等癥狀。接觸TDI濃度過(guò)高時(shí)，甚至?xí)?dǎo)致死亡。

4 TDI的檢測(cè)方法

4.1 氣相色譜法

氣相色譜法是一種以氣體為流動(dòng)相，采用沖洗法的柱色譜分離技術(shù)。載氣是不與被測(cè)物反應(yīng)的，只是作為載體用來(lái)載送試樣的惰性氣體，例如，氫氣、氮?dú)獾?。?dāng)載氣攜帶著混合物樣品通過(guò)色譜柱時(shí)，其中的一部分物質(zhì)就會(huì)被固定相吸附。隨著固定相中物質(zhì)濃度的增大，固定相中也會(huì)有等量的物質(zhì)揮發(fā)到氣相中，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡[9]。

4.1.1 氣相色譜法原理

試樣經(jīng)氣化后通過(guò)色譜柱，使待測(cè)的游離TDI與其它組分分離，用氫火焰離子化檢測(cè)器檢測(cè)，采用內(nèi)標(biāo)法測(cè)定。主要步驟為取樣→稀釋→氣相色譜定量。

4.1.2 氣相色譜法具體操作

色譜條件：柱溫為150℃，汽化溫度為150℃，載氣（氮?dú)猓┝魉贋?0mL/min，空氣流速為500mL/min，進(jìn)樣量為1μL。

1）校正因子的測(cè)定

稱(chēng)取1.0000g偏三氯代苯，放入燒杯中，攪拌至溶解。移入100mL的容量瓶中，用乙酸乙酯定容且搖勻，標(biāo)注為1號(hào)溶液。

稱(chēng)取0.2500gTDI，溶解并移入容量瓶中，再加入10mL1號(hào)溶液，定容至100mL，充分搖勻，靜置20分鐘，標(biāo)為2號(hào)溶液。

按上述色譜條件進(jìn)行分析并計(jì)算校正因子。

2）樣品溶液的配制

稱(chēng)取5.0000g試樣放入25mL的容量瓶中，用移液管取1mL1號(hào)溶液密封后充分搖勻，待測(cè)[10]。

3）樣品分析

先用進(jìn)樣器注入約1？滋L純TDI，使色譜柱很快達(dá)到飽和，然后注入1？滋L樣品溶液進(jìn)行分析。樣品中如有溶劑影響內(nèi)標(biāo)物和甲苯二異氰酸酯峰時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生拖尾峰現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)回歸到基線，否則會(huì)分析結(jié)果帶來(lái)很大誤差。

4）結(jié)果計(jì)算

4.1.3 氣相色譜法特點(diǎn)

氣相色譜法是目前最常用的TDI檢測(cè)方法，該法簡(jiǎn)便，干擾因素少，特別適合氣體分析。但是難以做到進(jìn)樣量固定和操作條件穩(wěn)定，因此測(cè)定結(jié)果精密度不高，誤差較大。

4.2 對(duì)二甲胺基苯甲醛分光光度法

4.2.1 對(duì)二甲胺基苯甲醛分光光度法原理

對(duì)二甲胺基苯甲醛（DABA）分光光度法。是用溶液吸收法采集空氣中TDI，將TDI水解為相應(yīng)的芳香胺，芳香胺與DABA縮合，產(chǎn)生黃色化合物，再用分光光度法測(cè)定[11]。

4.2.2 對(duì)二甲胺基苯甲醛分光光度法具體操作

用對(duì)二甲胺基苯甲醛分光光度法測(cè)定所用試劑主要是1%DABA的40%醋酸溶液。測(cè)定時(shí)，取該溶液于吸收管中，用溶液吸收法采樣。之后放置10～15分鐘即可進(jìn)行測(cè)定，不需要再進(jìn)行酸度調(diào)整、顯色等操作。第一標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用甲苯二銨鹽酸鹽[12]。

4.2.3 對(duì)二甲胺基苯甲醛分光光度法特點(diǎn)

該方法簡(jiǎn)便快捷，靈敏度極高，容易推廣應(yīng)用。

5 塑膠跑道管理現(xiàn)狀

世界衛(wèi)生組織明確規(guī)定[13]，異氰酸酯聚合物中TDI的含量不允許超過(guò)0.5%。我國(guó)制作TDI方面的技術(shù)水平較為落后，無(wú)法和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，很難解決游離TDI的超標(biāo)等問(wèn)題。塑膠跑道的毒性散發(fā)濃度和溫度有著很大關(guān)系，溫度增加，TDI散發(fā)濃度將會(huì)增大。塑膠跑道中含有多種有毒有害物質(zhì)，除了TDI之外還有二元胺類(lèi)擴(kuò)鏈劑、有機(jī)分子增塑劑、溶劑等等。塑膠跑道中的游離物質(zhì)能夠在幾年之內(nèi)揮發(fā)掉，但是其內(nèi)部存在的有毒物質(zhì)卻會(huì)一直殘留，對(duì)人體造成傷害[14]。

學(xué)校體育場(chǎng)地或是室外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所鋪設(shè)的塑膠其主要成分是工業(yè)聚氨酯材料TDI，使用TDI在遇到強(qiáng)光時(shí)會(huì)釋放出大量的有毒有害氣體。國(guó)家體育總局及中國(guó)裝飾協(xié)會(huì)將TDI列為高級(jí)污染化學(xué)物質(zhì)，但是這種物質(zhì)又是鋪設(shè)體育跑道所必須要用到的物質(zhì)，所以對(duì)其加強(qiáng)檢測(cè)和質(zhì)量把關(guān)尤為重要。TDI在炎熱的天氣里會(huì)釋放出有毒的氣體，但是這些氣體也具有擴(kuò)散性，在流動(dòng)的空氣中會(huì)慢慢稀釋。通常來(lái)說(shuō)，只要等于或是小于0.7%的標(biāo)準(zhǔn)塑膠場(chǎng)地散發(fā)出來(lái)的有毒物質(zhì)就不會(huì)對(duì)人體健康造成威脅，但是國(guó)家田徑協(xié)會(huì)田管中心副秘書(shū)長(zhǎng)陳雷表示這個(gè)0.7%標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有科學(xué)依據(jù)。實(shí)際上，TDI中存在著大量的有毒氣體，只用一個(gè)0.7%的室內(nèi)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)很難解決其污染問(wèn)題。當(dāng)前，我國(guó)塑膠跑道方面僅僅是在鋪設(shè)完工后檢驗(yàn)一下質(zhì)量問(wèn)題，但很少有人對(duì)其化學(xué)達(dá)標(biāo)問(wèn)題進(jìn)行驗(yàn)收。

從對(duì)我國(guó)青少年身體有利的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看[15]，我們必須向許多西方的發(fā)達(dá)國(guó)家看齊，引進(jìn)高質(zhì)量、低污染的塑膠跑道材料。據(jù)報(bào)道[16]，發(fā)達(dá)國(guó)家早就已經(jīng)明令禁止學(xué)校繼續(xù)使用塑膠跑道。在我國(guó)，這種有毒的塑膠跑道還很普遍。這種由橡膠顆粒和聚氨酯制成的跑道中含有大量的有毒有害物質(zhì)，特別是TDI。它的表面是由顆粒組成的?；覊m容易嵌入顆粒之間的縫隙。清潔起來(lái)很不方便，且絕緣、隔音性能差、難降解，對(duì)環(huán)境造成極大的污染[17]。

6 結(jié)束語(yǔ)

塑膠跑道有很多優(yōu)點(diǎn)，但我國(guó)大多數(shù)塑膠跑道都含有大量的TDI和其它有毒有害物質(zhì)。TDI會(huì)腐蝕人的眼睛、皮膚和呼吸道。導(dǎo)致塑膠跑道中有TDI和其它有毒有害物質(zhì)的主要原因是[18]：國(guó)內(nèi)技術(shù)落后，鋪設(shè)塑膠跑道必須使用TDI作為固化劑；生產(chǎn)廠家為了賺取高額利潤(rùn)，在生產(chǎn)塑膠跑道的原料中添加甲苯、二甲苯、丙酮以及還有過(guò)量重金屬的催化劑、溶劑等；當(dāng)前我國(guó)許多化工企業(yè)是不具備檢驗(yàn)游離的TDI器材的，導(dǎo)致了市場(chǎng)上各類(lèi)TDI原材料質(zhì)量參差不齊；檢驗(yàn)方法欠缺，無(wú)法控制其質(zhì)量。

我們應(yīng)當(dāng)想辦法減少塑膠跑道中的有毒有害物質(zhì)，各個(gè)行業(yè)部門(mén)應(yīng)該高度重視，制定相關(guān)的化學(xué)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)體系，加大對(duì)非法生產(chǎn)塑膠跑道的商家打擊力度。同時(shí)，生產(chǎn)廠家應(yīng)該抓緊開(kāi)發(fā)性能先進(jìn)、綠色環(huán)保的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地材料，從而減少TDI對(duì)人類(lèi)的危害。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉新民.深圳大學(xué)體育場(chǎng)塑膠跑道工程的監(jiān)理[J].水運(yùn)工程，2002（1）：45-46.

[2]徐啟章.透氣型塑膠跑道施工[J].建筑工人，2007（12）：10-13.

[3]劉棋.塑膠跑道面層開(kāi)裂的預(yù)防和處治措施[J].科技傳播，2012（5）：110-113.

[4]梁方余.塑膠跑道的特點(diǎn)、應(yīng)用和維護(hù)[J].黑龍江科技信息，2007（1）：18-19.

[5]田勇.淺析塑膠跑道裂縫預(yù)控[J].工程質(zhì)量，2012（52）：10-13.

[6]國(guó)家體育總局.體育建筑設(shè)計(jì)規(guī)范[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013（32）：5-6.

[7]李華，符斌.簡(jiǎn)明溶劑手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009（22）：52-53.

[8]裘式綸，霍慶洲，肖豐收.塑膠跑道的質(zhì)量控制[M].1998：155-156.

[9]程素蘭.塑膠場(chǎng)地的施工工藝與技術(shù)[M].山西建筑出版社，2009：52-53.

[10]高小燕.塑膠體育場(chǎng)地施工工藝及施工質(zhì)量控制研究[J].科技風(fēng)，2013（5）：88-89.

[11]楊俊明.PVC塑膠地板面層的施工技術(shù)[M].山西建筑出版社，2007：52-53.

[12]卓園嬌，谷晨.形形色色的塑膠跑道[J].文體用品與科技，2014（02）：45-46.

[13]蔡淑娥.工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)分析[M].武漢大學(xué)經(jīng)濟(jì)出版社，1993：54-55.

[14]張米揚(yáng).校園塑膠跑道：暗藏的“毒氣帶”？[J].新華每日電訊，2004（12）：78-79.

[15]蔣夫爾.塑膠跑道異味引發(fā)停課的反思[J].中國(guó)教育報(bào)，2013（2）：145-146.

[16]李勇剛.高科技塑膠跑道基地落戶(hù)廊坊[J].人民日?qǐng)?bào)，2003（5）：33-46.

[17]沈鎮(zhèn)平.北京研制出納米塑膠跑道[J].中國(guó)化工報(bào)，2003（2）：45-56.

[18]王慧全.淺談塑膠跑道基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制[J].山西建筑，2008（2）：88-92.