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合成面跑道現(xiàn)狀
近來，社會各界對學(xué)校場地建設(shè)中鋪設(shè)TDI聚氨酯跑道會釋放有毒氣體，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(wèi)藝司就“學(xué)校體育場地建設(shè)”召集有關(guān)專家進(jìn)行研討，與會者終達(dá)成共識：我國大中小學(xué)校要繼續(xù)大力提倡鋪設(shè)學(xué)校塑膠跑道，這是學(xué)校體育發(fā)展的共同趨勢，但在此過程中要嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)塑膠場地檢測和監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。針對目前可能存在的個別生產(chǎn)廠家在操作過程中的不規(guī)范現(xiàn)象，專家呼吁在學(xué)校塑膠跑道鋪設(shè)過程中，要嚴(yán)格執(zhí)行國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局2001年12月10日發(fā)布的《室內(nèi)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《人工材料體育場地使用要求及檢驗(yàn)方法第1部分：室外合成面層田徑場地》（征求意見稿）中對合成跑道施工過程中產(chǎn)生的游離甲苯二異氰酸酯游離指標(biāo)不超過0.7%的一致規(guī)定。本次研討會的決定，堅定了學(xué)校進(jìn)行體育場地改造與建設(shè)的信心。但在具體實(shí)施過程中，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)展趨勢并沒有一個公認(rèn)的安全標(biāo)準(zhǔn)。
對現(xiàn)有合成面層跑道的調(diào)查與分析：
田徑場合成材料面層，既學(xué)校塑膠跑道。主要分為澆筑彈性材料、樹脂粘合橡膠碎粒、復(fù)合系統(tǒng)和預(yù)先備制的卷材四種類型。前三種鋪設(shè)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(yù)制體系，在我國澆筑彈性材料是目前被廣泛使用的面層類型。
聚氨酯學(xué)校塑膠跑道，不管是哪種類型，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TDI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，即在原料廠按一定比例的TDI和聚醚多元醇反應(yīng)，制得含異氰酸酯端基的預(yù)聚體（甲組分）；以聚醚多元醇、MOCA（鄰苯二甲酸二辛酯）、無機(jī)填料、顏料、催化劑和其他助劑等混配的乙組分。施工時，將甲、乙組分，按一定比例混合，然后均勻地鋪在基礎(chǔ)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)工藝過程中都要求有一定的防護(hù)措施。異氰酸酯根據(jù)對動物實(shí)驗(yàn)以及對人的作用，將其歸類于危害性物料。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在加熱時揮發(fā)性很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過空氣中的允異氰酸酯。吸入TDI可引起機(jī)體氣道上皮、肺間質(zhì)、肺內(nèi)血管及免疫系統(tǒng)等方面損傷。國際衛(wèi)生組織嚴(yán)格規(guī)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(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)中，對游離TDI規(guī)定為油漆調(diào)配之后低于0.7%，就固化劑組份來講實(shí)際上仍屬于劇毒級，因?yàn)閲鴥?nèi)TDI聚合工業(yè)的水平問題，目前與發(fā)達(dá)國家差距甚大，所以從保護(hù)民族工業(yè)的角度出發(fā)，國家制定的標(biāo)準(zhǔn)范圍較寬。
，通常木材油漆需經(jīng)過三道工序,一般耗油漆量在10m2kg,而聚氨酯跑道膠料只能鋪設(shè)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(biāo)準(zhǔn)，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?？梢钥闯?，用游離TDI0.7%的標(biāo)準(zhǔn)，聚氨酯跑道游離TDI的含量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過溶劑型木器涂料的總量。在20℃時，TDI飽和蒸汽濃度為142mg/kg，炎熱天氣時聚氨酯跑道的地表溫度在60℃以上，會使場地空間TDI揮發(fā)氣體的濃度劇增。一個標(biāo)準(zhǔn)的田徑場面積在10000m2左右，同時向大氣中排放TDI氣體的總量不可小視。
第二，人在劇烈運(yùn)動時的呼吸量是安靜時的20倍以上，使肺通氣量劇增，在短時間內(nèi)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加速有毒氣體在體內(nèi)與血液的結(jié)合，從而影響運(yùn)動者的健康。
第三，大部分企業(yè)不具備檢驗(yàn)游離TDI的儀器，原材料來源渠道多，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(guī)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)校體育場地施工，由哪些部門負(fù)責(zé)對現(xiàn)場施工材料進(jìn)行全程、全面而有效的施工檢測，是一個棘手的問題，如果不從根源上徹底解決材質(zhì)問題，是很難達(dá)到監(jiān)測目的的。
第四，游離TDI不超過0.7%的標(biāo)準(zhǔn)，忽略了對TDI聚氨酯跑道組分中多種催化劑（含鉛、汞、錫）、二元胺類擴(kuò)鏈劑、有機(jī)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(jiān)測。游離TDI可以在幾年內(nèi)揮發(fā)掉，但材料內(nèi)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，會在相當(dāng)長的時間內(nèi)存在。北京物資學(xué)院、廈門大學(xué)體育場聚氨酯跑道在鋪設(shè)后，師生感到跑道氣味濃重；北京外交學(xué)院體育場跑道鋪設(shè)后也與之相同，但嚴(yán)重的是體育場邊的辦公樓夏季不敢打開窗戶，因?yàn)榕艿郎l(fā)的氣味熏得頭痛；進(jìn)入國家體育總局田徑館館內(nèi)10分鐘，雙眼角膜就感到刺激感覺不適。
第五，聚氨酯跑道不僅含有多種有毒有害化學(xué)物質(zhì)、攤鋪施工時公害嚴(yán)重，而且還因?yàn)樵诰郯滨渲M分中加入了抗細(xì)菌、酵母、真菌的殺蟲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(shè)8000平米的TDI跑道膠面層需要140噸聚氨酯膠料，建造一個標(biāo)準(zhǔn)的400米田徑場約10000m2，聚氨酯跑道設(shè)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(tǒng)計，全國有大、中、專院校3000所，中、小學(xué)校20萬所以上。大、中專學(xué)校學(xué)校塑膠跑道按照5000m
2、中小學(xué)校按照1000m2計算，國內(nèi)學(xué)校塑膠跑道市場容量將達(dá)到2.15億m2，其中10％已經(jīng)鋪設(shè)完成，仍然保有近2億m2。今后十年每年的社會需求平均達(dá)到2000多萬m2，在國內(nèi)發(fā)達(dá)地區(qū)聚氨酯跑道已開始大量使用，并且呈現(xiàn)上升趨勢。預(yù)計數(shù)年后我國每年將產(chǎn)生35萬噸無法自然降解的、含有多種有毒有害物質(zhì)的、難以處理的聚氨酯跑道垃圾，它會像快餐一樣成為一種新的環(huán)保公害。
對跑道“隱形殺手”認(rèn)識的誤區(qū)
由于TDI聚氨酯跑道內(nèi)含有的重金屬物質(zhì)，會在使用過程中氧化污染環(huán)境。如鉛經(jīng)氧化后變成氧化鉛，以粉塵的形式影響運(yùn)動者的健康。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。這些重金屬還會隨雨水排入河流深入地下水污染水源，影響當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保生物鏈條。而重金屬排放物污染水源，又通過植物鏈在人體內(nèi)長期積累，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集中于某一地區(qū)，負(fù)面效應(yīng)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月、幾年甚至是幾十年。由于慢性中毒的潛伏期長，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，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，正是這樣一個緩慢的過程。當(dāng)吸入這些有毒有害化學(xué)物質(zhì)后，會在人體內(nèi)沉積逐漸積累，終在會某一時刻顯現(xiàn)出來。
近年來，由于對學(xué)校運(yùn)動場地建設(shè)的招標(biāo)、施工和使用存在著不少誤區(qū)，以及施工的層層轉(zhuǎn)包等原因，使得施工方會在施工用料上做文章；加之缺乏懂專業(yè)的體育場地施工監(jiān)理隊(duì)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(shù)目的官能集團(tuán)和不同類形的官能基，采用不同的合成工藝，能制備出性能各異、表現(xiàn)形式各種各樣的聚氨酯產(chǎn)品。因此，TDI聚氨酯跑道的鋪設(shè)可根據(jù)投資的多少在原料上加以調(diào)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，但它是以偷工減料的方式進(jìn)行的。由于甲方對鋪設(shè)聚氨酯跑道技術(shù)的不甚了解，所以施工方會以降低成本的方式進(jìn)行施工。這必然使場地面層的壽命會大打折扣，一般2至3年跑道就出現(xiàn)老化現(xiàn)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(shè)的跑道氣味重，使環(huán)保性能進(jìn)一步降低。
根據(jù)1994年國際運(yùn)動跑道技術(shù)協(xié)會提出：“在歐共體范圍不再接受使用含有TDI成分的聚氨酯系統(tǒng)的運(yùn)動跑道”的建議，中國田徑協(xié)會于1997年就召集聚氨酯生產(chǎn)企業(yè)研制新型環(huán)保運(yùn)動面層材料，在與國際接軌的同時為“入世”作好充分的準(zhǔn)備。由于我國目前還沒有體育場地運(yùn)動面層材料的環(huán)保規(guī)定和環(huán)保測試標(biāo)準(zhǔn)，在場地鋪設(shè)之后，只對鋪設(shè)的場地面層材料進(jìn)行物理指標(biāo)的測試。所以，無法對體育場地面層施工的企業(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(shè)企業(yè)為迎合環(huán)保潮流，打著環(huán)保的幌子、做著文字游戲擠入這個市場，欺瞞不了解情況的甲方?，F(xiàn)在，有部分國內(nèi)廠家可能具備國產(chǎn)MDI聚氨酯跑道的生產(chǎn)能力。但就目前一般的檢測部門力量，還難以對跑道樣塊進(jìn)行異氰酸酯類型的驗(yàn)測。因?yàn)?，在跑道樣塊中反應(yīng)的和未反應(yīng)的異氰酸酯重疊在一起，一般的實(shí)驗(yàn)室很難對其成分進(jìn)行檢測。如果廠家以MDI為名，實(shí)際上鋪設(shè)的是TDI跑道，甲方也無法通過取樣到檢測部門檢測來加以確定。
將有毒跑道趕出校園
在滿足比賽、訓(xùn)練、使用和確保材質(zhì)的彈性、耐磨度及斷裂伸長度等物理指標(biāo)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(jī)械化施工方向發(fā)展；向預(yù)制體系方向發(fā)展。
目前，國產(chǎn)的聚氨酯學(xué)校塑膠跑道由于技術(shù)原因，只能用TDI作為固化劑，因此國內(nèi)鋪設(shè)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(tuán)（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間內(nèi)，體系中還存在著未反應(yīng)的NCO，在固體狀態(tài)下，需較長時間才能完全反應(yīng)。預(yù)炎熱天氣或紫外線照射下跑道會加速釋放出有害氣體，如游離TDI含量越高，對學(xué)生和運(yùn)動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(yīng)的問題會更多一些。
TDI聚氨酯跑道中游離TDI的釋放量，不僅與工藝配方、預(yù)聚體純度有關(guān)，而且還與季節(jié)、地域有關(guān)。由于在炎熱的季節(jié)和地域鋪設(shè)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(shè)TDI聚氨酯跑道，其危害問題將更為突出。
對合成跑道施工過程中產(chǎn)生的游離TDI游離指標(biāo)不超過0.7%的一致規(guī)定，由于沒有考慮到跑道材料的厚度問題，因而標(biāo)準(zhǔn)制定偏低。組分中添加的多種催化劑、二元胺類擴(kuò)鏈劑、有機(jī)分子增塑劑、橡膠配合劑等會對人體和環(huán)境造成一定程度的影響。組分中的有機(jī)溶劑易揮發(fā)、氣味大、使用時造成空氣污染，具有或多或少的毒性。
在學(xué)校體育場地建設(shè)中慎重選擇鋪設(shè)材料和施工企業(yè)，不在室內(nèi)鋪設(shè)TDI體系聚氨酯跑道材料。在目前條件下，對施工過程中產(chǎn)生的游離TDI游離指標(biāo)不超過0.7%的規(guī)定進(jìn)行修訂，從而制定出更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。
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(nèi)逐步淘汰TDI體系。研制不含NCO基團(tuán)、無溶劑、無臭味、無污染、低成本的水性聚氨酯跑道材料。應(yīng)加大力度研制、推廣、開發(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(yù)制型卷材。
由國家體育總局田徑運(yùn)動管理中心、國家體育總局體育設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化工作公辦室牽頭，與環(huán)保部門合作，盡快對合成運(yùn)動面層材料進(jìn)行環(huán)保立項(xiàng)，切實(shí)做好材料的立項(xiàng)、環(huán)保檢測工作。并參照國際標(biāo)準(zhǔn)，建立體育場館合成材料面層環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)及檢測和監(jiān)控體系。確定檢測與監(jiān)控職能部門，加大學(xué)校體育場地施工監(jiān)理人員的監(jiān)理力度，在施工全過程及驗(yàn)收過程中對鋪設(shè)材料進(jìn)行環(huán)保檢測。
（作者為中國青年政治學(xué)院體育教學(xué)中心副主任）
