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合成面跑道現狀

　　近來(lái)，社會(huì )各界對學(xué)校場(chǎng)地建設中鋪設TDI聚氨酯跑道會(huì )釋放有毒氣體，影響師生健康一事十分關(guān)注，并引起國家教育部高度重視。去年底教育部體衛藝司就“學(xué)校體育場(chǎng)地建設”召集有關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行研討，與會(huì )者最終達成共識：我國大中小學(xué)校要繼續大力提倡鋪設塑膠跑道，這是學(xué)校體育發(fā)展的共同趨勢，但在此過(guò)程中要嚴格執行國家有關(guān)塑膠場(chǎng)地檢測和監測標準。針對目前可能存在的個(gè)別生產(chǎn)廠(chǎng)家在操作過(guò)程中的不規范現象，專(zhuān)家呼吁在塑膠跑道鋪設過(guò)程中，要嚴格執行國家質(zhì)量監督檢驗檢疫總局2001年12月10日發(fā)布的《室內裝飾裝修材料溶劑型木器涂料中有害物質(zhì)限量》和國家體育總局2003年9月發(fā)布的《人工材料體育場(chǎng)地使用要求及檢驗方法第1部分：室外合成面層田徑場(chǎng)地》(征求意見(jiàn)稿)中對合成跑道施工過(guò)程中產(chǎn)生的游離甲苯二異氰酸酯游離指標不超過(guò)0.7%的一致規定。本次研討會(huì )的決定，堅定了學(xué)校進(jìn)行體育場(chǎng)地改造與建設的信心。但在具體實(shí)施過(guò)程中，校方選用什么材質(zhì)的跑道，才能符合國際合成材料面層的發(fā)展趨勢并沒(méi)有一個(gè)公認的安全標準。

　　對現有合成面層跑道的調查與分析：

　　田徑場(chǎng)合成材料面層，既塑膠跑道。主要分為澆筑彈性材料、樹(shù)脂粘合橡膠碎粒、復合系統和預先備制的卷材四種類(lèi)型。前三種鋪設的為聚氨酯跑道多屬于TDI體系，也有MDI體系;后一種為橡膠預制體系，在我國澆筑彈性材料是目前被廣泛使用的面層類(lèi)型。

　　聚氨酯塑膠跑道，不管是哪種類(lèi)型，其基本原料都是聚醚多元醇和異氰酸酯。其中異氰酸酯主要為甲苯2，4-二異氰酸酯(TDI)。 TDI是聚氨酯工業(yè)生產(chǎn)的重要原料，在配方中加入TDI組分的聚氨酯跑道，為T(mén)DI聚氨酯跑道。在工業(yè)生產(chǎn)中，TDI在空氣中允許濃度為0.2mg/m3。

　　TDI聚氨酯跑道生產(chǎn)工藝一般為雙組分工藝，即在原料廠(chǎng)按一定比例的TDI和聚醚多元醇反應，制得含異氰酸酯端基的預聚體(甲組分);以聚醚多元醇、MOCA(鄰苯二甲酸二辛酯)、無(wú)機填料、顏料、催化劑和其他助劑等混配的乙組分。施工時(shí)，將甲、乙組分，按一定比例混合，然后均勻地鋪在基礎地面上，刮平，在室溫下3～7天完全固化。一般10天后交付使用。

　　跑道“隱形殺手”的危害

　　在聚氨酯工業(yè)中，經(jīng)常使用的化學(xué)制品多是高活性甚至是有害物質(zhì)，在生產(chǎn)工藝過(guò)程中都要求有一定的防護措施。異氰酸酯根據對動(dòng)物實(shí)驗以及對人的作用，將其歸類(lèi)于危害性物料。異氰酸酯的毒性和其揮發(fā)度有關(guān)，室溫下僅TDI和HDI有揮發(fā)性，其它二異氰酸酯揮發(fā)性都很低，大氣中的含量也很低，對健康影響不大。但在TDI在加熱時(shí)揮發(fā)性很大，遠遠超過(guò)空氣中的允異氰酸酯。吸入TDI可引起機體氣道上皮、肺間質(zhì)、肺內血管及免疫系統等方面損傷。國際衛生組織嚴格規定異氰酸酯聚合物中游離單體含量必須控制在0.5%以下。 在現行國家標準中，對游離TDI規定為油漆調配之后低于0.7%，就固化劑組份來(lái)講實(shí)際上仍屬于劇毒級，因為國內TDI聚合工業(yè)的水平問(wèn)題，目前與發(fā)達國家差距甚大，所以從保護民族工業(yè)的角度出發(fā)，國家制定的標準范圍較寬。

　　第一，通常木材油漆需經(jīng)過(guò)三道工序,一般耗油漆量在10m 2 kg,而聚氨酯跑道膠料只能鋪設0.057m2/ kg(木器油漆干饃厚度為30μm，而聚氨酯跑道厚度為13mm)。如果用同樣的標準，聚氨酯跑道每平米游離TDI含量將是溶劑型木器涂料的100倍。可以看出，用游離TDI 0.7%的標準，聚氨酯跑道游離TDI的含量將遠遠超過(guò)溶劑型木器涂料的總量。在20℃時(shí)，TDI飽和蒸汽濃度為142mg/kg，炎熱天氣時(shí)聚氨酯跑道的地表溫度在60℃以上，會(huì )使場(chǎng)地空間TDI揮發(fā)氣體的濃度劇增。一個(gè)標準的田徑場(chǎng)面積在 10000m2左右，同時(shí)向大氣中排放TDI氣體的總量不可小視。

　　第二，人在劇烈運動(dòng)時(shí)的呼吸量是安靜時(shí)的20倍以上，使肺通氣量劇增，在短時(shí)間內可吸入大量氣體，即使是吸入極低劑量的 TDI揮發(fā)氣體，由于新陳代謝的提高會(huì )加速有毒氣體在體內與血液的結合，從而影響運動(dòng)者的健康。

　　第三，大部分企業(yè)不具備檢驗游離TDI的儀器，原材料來(lái)源渠道多，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。在中國如此廣大的地域里，進(jìn)行如此大規模多點(diǎn)的、施工水平參差不齊、投入和功能各不相同的學(xué)校體育場(chǎng)地施工，由哪些部門(mén)負責對現場(chǎng)施工材料進(jìn)行全程、全面而有效的施工檢測，是一個(gè)棘手的問(wèn)題，如果不從根源上徹底解決材質(zhì)問(wèn)題，是很難達到監測目的的。

　　第四，游離TDI不超過(guò)0.7%的標準，忽略了對TDI聚氨酯跑道組分中多種催化劑(含鉛、汞、錫)、二元胺類(lèi)擴鏈劑、有機分子增塑劑、溶劑、橡膠配合劑和雙苯溶劑等有毒有害化學(xué)物質(zhì)的監測。游離TDI可以在幾年內揮發(fā)掉，但材料內有毒有害化學(xué)物質(zhì)對人體的侵害，以及對環(huán)境造成的不良影響，會(huì )在相當長(cháng)的時(shí)間內存在。北京物資學(xué)院、廈門(mén)大學(xué)體育場(chǎng)聚氨酯跑道在鋪設后，師生感到跑道氣味濃重;北京外交學(xué)院體育場(chǎng)跑道鋪設后也與之相同，但嚴重的是體育場(chǎng)邊的辦公樓夏季不敢打開(kāi)窗戶(hù)，因為跑道散發(fā)的氣味熏得頭痛;進(jìn)入國家體育總局田徑館館內10分鐘，雙眼角膜就感到刺激感覺(jué)不適。

　　第五，聚氨酯跑道不僅含有多種有毒有害化學(xué)物質(zhì)、攤鋪施工時(shí)公害嚴重，而且還因為在聚氨酯樹(shù)脂組分中加入了抗細菌、酵母、真菌的殺蟲(chóng)劑及高分子量的聚醚，以免受微生物侵襲，致使 TDI聚氨酯跑道難于在自然條件下降解。

　　鋪設8000平米的TDI跑道膠面層需要140噸聚氨酯膠料，建造一個(gè)標準的400米田徑場(chǎng)約10000m2，聚氨酯跑道設計壽命為8 至10年，隨后將產(chǎn)生175噸的跑道垃圾。按教育部統計，全國有大、中、專(zhuān)院校3000所，中、小學(xué)校20萬(wàn)所以上。大、中專(zhuān)學(xué)校塑膠跑道按照5000m2、中小學(xué)校按照1000m 2計算，國內塑膠跑道市場(chǎng)容量將達到2.15億m 2，其中10%已經(jīng)鋪設完成，仍然保有近2億m2 。今后十年每年的社會(huì )需求平均達到2000多萬(wàn)m2 ，在國內發(fā)達地區聚氨酯跑道已開(kāi)始大量使用，并且呈現上升趨勢。預計數年后我國每年將產(chǎn)生35萬(wàn)噸無(wú)法自然降解的、含有多種有毒有害物質(zhì)的、難以處理的聚氨酯跑道垃圾，它會(huì )像快餐一樣成為一種新的環(huán)保公害。

　　對跑道“隱形殺手”認識的誤區

　　由于TDI聚氨酯跑道內含有的重金屬物質(zhì)，會(huì )在使用過(guò)程中氧化污染環(huán)境。如鉛經(jīng)氧化后變成氧化鉛，以粉塵的形式影響運動(dòng)者的健康。鉛多積聚在離地面1米左右的大氣中，正好為兒童的呼吸帶，對小學(xué)生的健康影響較大。這些重金屬還會(huì )隨雨水排入河流深入地下水污染水源，影響當地的環(huán)保生物鏈條。而重金屬排放物污染水源，又通過(guò)植物鏈在人體內長(cháng)期積累，影響人的新陳代謝，影響人的肝、腎功能。如集中填埋這種污染力會(huì )集中于某一地區，負面效應也將急劇增加。

　　環(huán)境污染引起的慢性中毒的潛伏期可以是幾個(gè)月、幾年甚至是幾十年。由于慢性中毒的潛伏期長(cháng)，病情具有進(jìn)展不明顯的特點(diǎn)，因此這種慢性侵害不易察覺(jué)，往往容易被人們忽視。而TDI聚氨酯跑道中有毒有害化學(xué)物質(zhì)的釋放造成對人體的侵害，正是這樣一個(gè)緩慢的過(guò)程。當吸入這些有毒有害化學(xué)物質(zhì)后，會(huì )在人體內沉積逐漸積累，最終在會(huì )某一時(shí)刻顯現出來(lái)。

　　近年來(lái)，由于對學(xué)校運動(dòng)場(chǎng)地建設的招標、施工和使用存在著(zhù)不少誤區，以及施工的層層轉包等原因，使得施工方會(huì )在施工用料上做文章;加之缺乏懂專(zhuān)業(yè)的體育場(chǎng)地施工監理隊伍，因此難以保證施工質(zhì)量。

　　由于聚氨酯橡膠具有很大的寬泛性，選擇不同數目的官能集團和不同類(lèi)形的官能基，采用不同的合成工藝，能制備出性能各異、表現形式各種各樣的聚氨酯產(chǎn)品。因此，TDI聚氨酯跑道的鋪設可根據投資的多少在原料上加以調整，對于投資低的TDI聚氨酯跑道可用多加填料的方法進(jìn)行施工，如將陶土的填量加大、摻入大量膠粒等。這種低成本多配方的施工方法雖然可以降低造價(jià)，但它是以偷工減料的方式進(jìn)行的。由于甲方對鋪設聚氨酯跑道技術(shù)的不甚了解，所以施工方會(huì )以降低成本的方式進(jìn)行施工。這必然使場(chǎng)地面層的壽命會(huì )大打折扣，一般2至3年跑道就出現老化現象。一些企業(yè)為了降低成本施工方在配方中加入大量陶土，并使用廉價(jià)的石油工業(yè)提取的副產(chǎn)品石油碳5等作為橡膠配合劑，這種物質(zhì)不僅毒性大，而且鋪設的跑道氣味重，使環(huán)保性能進(jìn)一步降低。

　　根據1994年國際運動(dòng)跑道技術(shù)協(xié)會(huì )提出：“在歐共體范圍不再接受使用含有TDI成分的聚氨酯系統的運動(dòng)跑道”的建議，中國田徑協(xié)會(huì )于1997年就召集聚氨酯生產(chǎn)企業(yè)研制新型環(huán)保運動(dòng)面層材料，在與國際接軌的同時(shí)為“入世”作好充分的準備。由于我國目前還沒(méi)有體育場(chǎng)地運動(dòng)面層材料的環(huán)保規定和環(huán)保測試標準，在場(chǎng)地鋪設之后，只對鋪設的場(chǎng)地面層材料進(jìn)行物理指標的測試。所以，無(wú)法對體育場(chǎng)地面層施工的企業(yè)進(jìn)行制約，致使TDI聚氨酯跑道生產(chǎn)企業(yè)只顧眼前利益，而不肯下大力氣研制新型環(huán)保材料。一些TDI聚氨酯跑道鋪設企業(yè)為迎合環(huán)保潮流，打著(zhù)環(huán)保的幌子、做著(zhù)文字游戲擠入這個(gè)市場(chǎng)，欺瞞不了解情況的甲方。現在，有部分國內廠(chǎng)家可能具備國產(chǎn)MDI聚氨酯跑道的生產(chǎn)能力。但就目前一般的檢測部門(mén)力量，還難以對跑道樣塊進(jìn)行異氰酸酯類(lèi)型的驗測。因為，在跑道樣塊中反應的和未反應的異氰酸酯重疊在一起，一般的實(shí)驗室很難對其成分進(jìn)行檢測。如果廠(chǎng)家以MDI為名，實(shí)際上鋪設的是TDI跑道，甲方也無(wú)法通過(guò)取樣到檢測部門(mén)檢測來(lái)加以確定。

　　將有毒跑道趕出校園

　　在滿(mǎn)足比賽、訓練、使用和確保材質(zhì)的彈性、耐磨度及斷裂伸長(cháng)度等物理指標的前提下，國際上合成材料跑道具有以下發(fā)展趨勢：注重合成材料面層的環(huán)保功能，可回收利用;向機械化施工方向發(fā)展;向預制體系方向發(fā)展。

　　目前，國產(chǎn)的聚氨酯塑膠跑道由于技術(shù)原因，只能用TDI作為固化劑，因此國內鋪設的合成跑道多屬于TDI體系。由于異氰酸酯化合物含有高度不飽和鍵的易氰酸酯基團(NCO)，因而化學(xué)性質(zhì)非常活潑。聚氨酯彈性體制品合成后的一段時(shí)間內，體系中還存在著(zhù)未反應的NCO，在固體狀態(tài)下，需較長(cháng)時(shí)間才能完全反應。預炎熱天氣或紫外線(xiàn)照射下跑道會(huì )加速釋放出有害氣體，如游離 TDI含量越高，對學(xué)生和運動(dòng)者身體健康的危害就越大，其中對少年兒童健康的危害反應的問(wèn)題會(huì )更多一些。

　　TDI聚氨酯跑道中游離TDI的釋放量，不僅與工藝配方、預聚體純度有關(guān)，而且還與季節、地域有關(guān)。由于在炎熱的季節和地域鋪設TDI型聚氨酯跑道，材料中游離TDI和其他有毒有害化學(xué)物質(zhì)的釋放量，會(huì )受天氣和氣溫的影響而急劇增加。因此，在我國南方的大部分省市中鋪設TDI聚氨酯跑道，其危害問(wèn)題將更為突出。

　　對合成跑道施工過(guò)程中產(chǎn)生的游離TDI游離指標不超過(guò)0.7%的一致規定，由于沒(méi)有考慮到跑道材料的厚度問(wèn)題，因而標準制定偏低。組分中添加的多種催化劑、二元胺類(lèi)擴鏈劑、有機分子增塑劑、橡膠配合劑等會(huì )對人體和環(huán)境造成一定程度的影響。組分中的有機溶劑易揮發(fā)、氣味大、使用時(shí)造成空氣污染，具有或多或少的毒性。

　　在學(xué)校體育場(chǎng)地建設中慎重選擇鋪設材料和施工企業(yè)，不在室內鋪設TDI體系聚氨酯跑道材料。在目前條件下，對施工過(guò)程中產(chǎn)生的游離TDI游離指標不超過(guò)0.7%的規定進(jìn)行修訂，從而制定出更為嚴格的標準。

　　研制和使用對人體危害較小的MDI合成面層材料，在近3年內逐步淘汰TDI體系。研制不含NCO基團、無(wú)溶劑、無(wú)臭味、無(wú)污染、低成本的水性聚氨酯跑道材料。應加大力度研制、推廣、開(kāi)發(fā)性能先進(jìn)、高科技含量的、安全的、可再生的、適合各種條件下使用的環(huán)保型合成材料面層。有條件的學(xué)校可一步到位，使用預制型卷材。

　　由國家體育總局田徑運動(dòng)管理中心、國家體育總局體育設施標準化工作公辦室牽頭，與環(huán)保部門(mén)合作，盡快對合成運動(dòng)面層材料進(jìn)行環(huán)保立項，切實(shí)做好材料的立項、環(huán)保檢測工作。并參照國際標準，建立體育場(chǎng)館合成材料面層環(huán)保標準及檢測和監控體系。確定檢測與監控職能部門(mén)，加大學(xué)校體育場(chǎng)地施工監理人員的監理力度，在施工全過(guò)程及驗收過(guò)程中對鋪設材料進(jìn)行環(huán)保檢測。