塑膠跑道中TDI的檢測方法及管理現狀

徐晶晶

【摘 要】隨著毒跑道事件的曝光，全國中小學生的身體健康受到嚴重威脅，各種塑膠跑道的質量安全問題也引起了公眾的極大關注。塑膠跑道當中主要存在的有毒有害物質主要是TDI。TDI有毒，會刺激人體的黏膜，引起咳嗽、嘔吐，嚴重者會頭暈等癥狀，如果是小孩，可能就會發生報道中流鼻血的癥狀。如果長時間的吸入TDI就可能對腎臟、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。本文對塑膠跑道中的有毒有害物質進行研究和分析，從而讓人們真正的了解塑膠跑道。

【關鍵詞】塑膠跑道；管理現狀；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

很多人都喜歡在學校的塑膠跑道上運動，跑步、踢球等，可是在運動的過程中，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間的塑膠跑道或多或少都會散發出一種氣味，新建的塑膠跑道氣味更為濃烈。在全國中小學、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。這件事引發了社會各界的廣泛關注和思考。因此，對塑膠跑道中的有毒有害物質、TDI的檢測方法等方面進行研究也就顯得尤為必要。

1 塑膠跑道概述

1.1 塑膠跑道簡介

塑膠跑道最早是在美國出現的，又稱為全天候田徑運動跑道，它的主要成分有混合聚醚、聚氨酯預聚體、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，硬度和彈性都較為適中。能讓運動員發揮出真正的水平，在一定程度上能夠起到保護作用，運動員不致受到嚴重的傷害。能有效地提高運動成績，并且降低摔傷率，受到國內絕大多數運動愛好者的喜愛。

我國中小學、幼兒園基本上都采用塑膠跑道來作為運動場地。不管是刮風下雨還是春夏秋冬都不會影響塑膠跑道的使用，因此，國際上都認為它是最適合用來制造室外運動場地的材料。

1.2 塑膠跑道的分類

塑膠跑道根據用途、用料及施工結構可以大致分為四類：透氣式塑膠跑道、復合式塑膠跑、預制式塑膠跑、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層和面層組成的雙層聚氨酯跑道。它是將聚氨酯樹脂作為粘合劑，橡膠顆粒作為基礎層，用有顏色的EDPM橡膠顆粒和聚氨酯混合在一起再噴射在基礎層表面上[2]。

1.2.2 復合式塑膠跑道

復合式塑膠跑道是雙層澆鑄的聚氨酯跑道，底層為聚氨酯樹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脂中。

1.2.3 預制式塑膠跑道

預制式塑膠跑道是將天然橡膠及人工橡膠為基礎，礦物質填充劑、穩定劑和色料混合均勻，再經壓延處理，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，只需顧客量得運動場地的實際面積，然后計算得出需要的卷材數量和規格，顧客自己也可以完成整個運動場地的鋪設。

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?，上面再鋪設一層PU顆?；虿噬獷PDM顆粒。鋪設安裝方便，厚度大約在13mm，符合國際上對于比賽場地的要求。

1.3 塑膠跑道的特性

1）任何季節及溫差，都不會影響塑膠跑道的使用，從而提高了場地的使用率；

2）塑膠跑道具有適度的彈性，可以減少體力的浪費，從而提高運動員的比賽成績；

3）塑膠跑道具有一定的緩沖能力，可以減少運動造成的傷害，很適合作為練習和比賽場地使用；

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

5）塑膠跑道的表面非常平整，適合用作比賽場地。塑膠跑道可防止跌倒所發生的運動傷害；

6）塑膠跑道施工維護方便，無須進行特別的管理[3]。

2 塑膠跑道中有毒有害物質的來源

2.1 有毒原料

巨大的市場需求，而國家檢測標準卻不完善，使蜂擁而來的塑膠跑道生產廠家陷入惡性競爭。據權威人士透露，近年來，全國新增的塑膠跑道原料供應商中，占有半數以上的市場份額的是黑作坊。沒有任何經驗資質、技術。

黑作坊為了賺取高額利潤還違法采用劣質原料來生產塑膠跑道，并在其中添加有毒助劑，例如，甲苯、二甲苯、丙酮。這樣生產出來的塑膠跑會發出刺鼻的氣味。為了掩蓋這種氣味，一些廠家甚至采用芳烴類的劇毒化學物品，使得生產出來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

鋪設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，對人類的危害程度也是最大的。TDI對人體的呼吸道和皮膚都有強烈的刺激作用。人吸進這種氣體會引發支氣管炎，接觸到它的液體會引起皮炎，如果接觸到眼睛也會對眼睛造成嚴重傷害，若清理不及時則會對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防的重點對象，它的潛在毒性最大，潛伏時期最長，造成的危害最重。

有專家經過充分研究后指出[6]，當前我國大多數田徑運動場上鋪設的聚氨酯塑膠跑道，都有很多有毒有害的物質，在長時間的紫外線照射下會釋放出更多的有害物質。如果對其進行鋪設的人是不專業的，在鋪設過程中沒有將毒氣進行有效釋放，則會將其鋪設成一個毒氣罐，隨時釋放毒氣。

3 TDI概述

3.1 TDI的物化性質

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

3.2 TDI的危害

TDI會損害呼吸系統，對眼、皮膚、黏膜產生刺激作用。其具體表現為眼刺痛、流淚、結膜充血、視線模糊、干咳、胸痛、氣急、呼吸困難、昏迷。國外有機構調查后發現[8]，大概有20%的職業哮喘病是由TDI引起，長期的吸入TDI者將出現胸悶虛脫等癥狀。接觸TDI濃度過高時，甚至會導致死亡。

4 TDI的檢測方法

4.1 氣相色譜法

氣相色譜法是一種以氣體為流動相，采用沖洗法的柱色譜分離技術。載氣是不與被測物反應的，只是作為載體用來載送試樣的惰性氣體，例如，氫氣、氮氣等。當載氣攜帶著混合物樣品通過色譜柱時，其中的一部分物質就會被固定相吸附。隨著固定相中物質濃度的增大，固定相中也會有等量的物質揮發到氣相中，最終達到動態平衡[9]。

4.1.1 氣相色譜法原理

試樣經氣化后通過色譜柱，使待測的游離TDI與其它組分分離，用氫火焰離子化檢測器檢測，采用內標法測定。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（氮氣）流速為50mL/min，空氣流速為500mL/min，進樣量為1μL。

1）校正因子的測定

稱取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，標注為1號溶液。

稱取0.2500gTDI，溶解并移入容量瓶中，再加入10mL1號溶液，定容至100mL，充分搖勻，靜置20分鐘，標為2號溶液。

按上述色譜條件進行分析并計算校正因子。

2）樣品溶液的配制

稱取5.0000g試樣放入25mL的容量瓶中，用移液管取1mL1號溶液密封后充分搖勻，待測[10]。

3）樣品分析

先用進樣器注入約1？滋L純TDI，使色譜柱很快達到飽和，然后注入1？滋L樣品溶液進行分析。樣品中如有溶劑影響內標物和甲苯二異氰酸酯峰時，可能會產生拖尾峰現象，此時應回歸到基線，否則會分析結果帶來很大誤差。

4）結果計算

4.1.3 氣相色譜法特點

氣相色譜法是目前最常用的TDI檢測方法，該法簡便，干擾因素少，特別適合氣體分析。但是難以做到進樣量固定和操作條件穩定，因此測定結果精密度不高，誤差較大。

4.2 對二甲胺基苯甲醛分光光度法

4.2.1 對二甲胺基苯甲醛分光光度法原理

對二甲胺基苯甲醛（DABA）分光光度法。是用溶液吸收法采集空氣中TDI，將TDI水解為相應的芳香胺，芳香胺與DABA縮合，產生黃色化合物，再用分光光度法測定[11]。

4.2.2 對二甲胺基苯甲醛分光光度法具體操作

用對二甲胺基苯甲醛分光光度法測定所用試劑主要是1%DABA的40%醋酸溶液。測定時，取該溶液于吸收管中，用溶液吸收法采樣。之后放置10～15分鐘即可進行測定，不需要再進行酸度調整、顯色等操作。第一標準物質用甲苯二銨鹽酸鹽[12]。

4.2.3 對二甲胺基苯甲醛分光光度法特點

該方法簡便快捷，靈敏度極高，容易推廣應用。

5 塑膠跑道管理現狀

世界衛生組織明確規定[13]，異氰酸酯聚合物中TDI的含量不允許超過0.5%。我國制作TDI方面的技術水平較為落后，無法和發達國家相比，很難解決游離TDI的超標等問題。塑膠跑道的毒性散發濃度和溫度有著很大關系，溫度增加，TDI散發濃度將會增大。塑膠跑道中含有多種有毒有害物質，除了TDI之外還有二元胺類擴鏈劑、有機分子增塑劑、溶劑等等。塑膠跑道中的游離物質能夠在幾年之內揮發掉，但是其內部存在的有毒物質卻會一直殘留，對人體造成傷害[14]。

學校體育場地或是室外運動場所鋪設的塑膠其主要成分是工業聚氨酯材料TDI，使用TDI在遇到強光時會釋放出大量的有毒有害氣體。國家體育總局及中國裝飾協會將TDI列為高級污染化學物質，但是這種物質又是鋪設體育跑道所必須要用到的物質，所以對其加強檢測和質量把關尤為重要。TDI在炎熱的天氣里會釋放出有毒的氣體，但是這些氣體也具有擴散性，在流動的空氣中會慢慢稀釋。通常來說，只要等于或是小于0.7%的標準塑膠場地散發出來的有毒物質就不會對人體健康造成威脅，但是國家田徑協會田管中心副秘書長陳雷表示這個0.7%標準沒有科學依據。實際上，TDI中存在著大量的有毒氣體，只用一個0.7%的室內檢測標準很難解決其污染問題。當前，我國塑膠跑道方面僅僅是在鋪設完工后檢驗一下質量問題，但很少有人對其化學達標問題進行驗收。

從對我國青少年身體有利的長遠發展來看[15]，我們必須向許多西方的發達國家看齊，引進高質量、低污染的塑膠跑道材料。據報道[16]，發達國家早就已經明令禁止學校繼續使用塑膠跑道。在我國，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，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。清潔起來很不方便，且絕緣、隔音性能差、難降解，對環境造成極大的污染[17]。

6 結束語

塑膠跑道有很多優點，但我國大多數塑膠跑道都含有大量的TDI和其它有毒有害物質。TDI會腐蝕人的眼睛、皮膚和呼吸道。導致塑膠跑道中有TDI和其它有毒有害物質的主要原因是[18]：國內技術落后，鋪設塑膠跑道必須使用TDI作為固化劑；生產廠家為了賺取高額利潤，在生產塑膠跑道的原料中添加甲苯、二甲苯、丙酮以及還有過量重金屬的催化劑、溶劑等；當前我國許多化工企業是不具備檢驗游離的TDI器材的，導致了市場上各類TDI原材料質量參差不齊；檢驗方法欠缺，無法控制其質量。

我們應當想辦法減少塑膠跑道中的有毒有害物質，各個行業部門應該高度重視，制定相關的化學檢測標準體系，加大對非法生產塑膠跑道的商家打擊力度。同時，生產廠家應該抓緊開發性能先進、綠色環保的運動場地材料，從而減少TDI對人類的危害。

【參考文獻】

[1]劉新民.深圳大學體育場塑膠跑道工程的監理[J].水運工程，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.塑膠跑道面層開裂的預防和處治措施[J].科技傳播，2012（5）：110-113.

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

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

[6]國家體育總局.體育建筑設計規范[M].中國建筑工業出版社，2013（32）：5-6.

[7]李華，符斌.簡明溶劑手冊[M].北京：化學工業出版社，2009（22）：52-53.

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

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

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

[11]楊俊明.PVC塑膠地板面層的施工技術[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.工業企業經濟分析[M].武漢大學經濟出版社，1993：54-55.

[14]張米揚.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.塑膠跑道異味引發停課的反思[J].中國教育報，2013（2）：145-146.

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

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

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