塑胶跑道中挥发性有毒有害物质检测技术研究及风险评估

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1、塑胶跑道中挥发性有毒有害物质检测技术研究及风险评估浙江省家具与五金研究所一、背景目前，随着我国经济持续快速发展，人民生活水平的不断提高，全社会都在提倡全民健身运动，而用塑胶改建体育运动场地面层己经十分普及。许多城市和农村将原来学校黄土裸露的运动场地用塑胶跑道覆盖起来，一方面有助于扬尘整治，另外也可以改善运动条件。塑胶跑道的使用可以追溯到1968年墨西哥第十九届奥运会上，接下来的日子里美国3M公司铺设的塑胶跑道被越来越多的国家所接受并使用。甚至国际田联《田径竞赛规则》还规定：由国际田联组织、认可的比赛，必须在塑胶跑道上进行。塑胶跑道在体育事业及人们牛活中的特殊意义，对其进行研究

2、探讨具有重要意义。我们日常使用的的塑胶跑道多以聚氨酯（PU）为主要材料，因聚氨酯铺面材料具有优良的耐磨耐油防滑性、阻燃耐老化、硬度范围宽、弹性适宜、吸震性能优、色彩美观等特点而被广泛使用。目前我国国内使用的聚氨酯塑胶跑道所采用的原料最普遍的是TDI（甲苯二异氧酸酯）型和MDI（二苯基甲烷二异氧酸酯）型两种，按照国家标准安全生产的产品均能达到产品要求，但是不按要求牛产且原材料等产品出现问题的报道也屡见不鲜。二、塑胶跑道行业发展及基木工艺状况世界上第一条塑胶跑道是由美国3M公司于1961年将含有聚氨酯（PU）成分的材料铺设出的200m长的赛马跑道，1963年开始聚氨酯塑胶被应用到

3、铺设运动场地和跑道。1968年第19届奥林匹克运动会时国际奥委会决定正式采用聚氨酯塑胶跑道，并将它作为国际体育比赛必备的设施。在随后的使用过程中，塑胶跑道由于效果很好而受到各国重视，这促进了聚氨酯塑胶跑道的发展。中国于1972年开始研制合成材料运动跑道，1978年进行了部级鉴定。随着中国塑胶跑道产业得到迅猛发展，塑胶跑道的使用范围也由原先的竞技体育部门逐渐扩大到各级各类学校体育场地和群众休闲健身场地。据了解，现在塑胶场地的铺设工艺流程基本分五步，即各种原材料、浆料搅拌均匀混合；摊铺底料；测厚度、接边；摊铺面胶；撒颗粒、喷胶。因为施工过程中的温度变化及对厚度控制的稍许偏差，都会

4、造成面层性能的改变，施工过程中为确保工程质量，运到现场的塑胶原料要每桶取样进行试验，调节好后方能进行塑胶的铺设；铺设过程中派人现场跟踪检查，在平整度与厚度出现矛盾的情况下，确保塑胶厚度。施工过程中要求技术人员精益求精，认真操作，塑胶跑道的接缝平顺，无脱粒，起泡等质量问题。a)塑胶跑道存在的问题聚氨酯塑胶跑道具有弹性好、强度高、耐磨防滑、色彩鲜艳等特点，能很好的符合田径运动使用特性，普遍为广大体育界和教育界人士所推崇。然而有研究表明，塑胶跑道在完工后会释放出有刺激性气味的物质，口相关标准的检测范围可能存在一定的局限性，主要如下：(1)塑胶跑道可能存在潜在的毒性塑胶跑道自它诞生起

5、一直存在着争议，即它散发的气体到底是否有毒、如果有毒那么毒性有多大。从化学领域来看，铺设塑胶场地的材料主要是聚秘(聚酯)、多元醇、异醇、甲苯二异氧酸脂及一些助剂等，它的毒性来源主要是使用了有毒的甲苯二异氧酸脂。甲苯二异氧酸酯(TDI)有两种异构体：2,4・甲苯二异氧酸酯和2,6■甲苯二异氧酸酯。甲苯二异氧酸酯是水白色或淡黄色液体,具有强烈的刺激性气味，在人体中具有积聚性和潜伏性，对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用，吸入高浓度的甲苯二异氤酸酯蒸气会引起支气管炎、支气管肺炎和肺水肿；液体与皮肤接触可引起皮炎，与眼晴接触可引起严重刺激作用,如果不加以治疗，可能导致永久性损伤。(2

6、)部分塑胶跑道铺设施工不规范由于异氧酸酯化合物含有高度不饱和键的异氧酸酯基团(NCO,结构式-N=C=O),因而化学性质非常活泼。聚氨酯弹性体制品合成后的一段吋间内，在固体状态下还存在着未反应的NCO,需较长吋间才能完全反应。遇炎热天气或紫外线照射下跑道会加速释放出有害气体，危害学生和运动者的身体健康，其中对少年儿童健康的危害会更为严重。对于此，非专业的施工队伍往往并不知情,为建造运动场而装运大量有毒化学品的车辆，会不断地在炎热的施工季节进入校区和公共场所并在露天堆放。在现场配兑、搅拌，进行摊铺施工吋公害严重。这些问题如不能尽快解决，不仅直接影响到运动场所的空气质量，危害师生

7、、运动者和施工人员的健康。三、国内外同类研究现状分析及存在的问题1、国外研究现状异氧酸酯MDI国内外均采用液相光气法生产，其制造方法是将苯胺与甲醛在盐酸（或催化剂）存在下加热至100°C进行缩合反应，生成二苯基甲烷二胺及多亚甲基多苯基多胺混合物，然后再直接送至光气化反应器。其光气化反应的设备和条件与生产TDI十分相似，所用溶剂也是邻二氯苯或氯苯，工艺流程与生产TDI也相仿。目前各国都对非光气法合成异氧酸酯进行了大量研究，主要的有辣基化法和热分解法，由于收率和催化剂冋收等问题，至今没有工业化。随着环保意识