郭舒

（1.安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院綠色建筑與裝配式建造安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 合肥 230032；2.安徽省建筑工程質(zhì)量第二監(jiān)督檢測(cè)站，安徽 合肥 230032）

1 概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，塑膠跑道在全國(guó)體育場(chǎng)及校園范圍內(nèi)大規(guī)模鋪設(shè)，用在幼兒園及中小學(xué)校園操場(chǎng)的尤其多[1]。塑膠跑道的原材料主要包括聚氨酯 （PU）、廢舊輪胎以及三元乙丙橡膠（EPDM）等，其具備易著色、彈性好等諸多優(yōu)勢(shì)，受到國(guó)內(nèi)外業(yè)界人員的廣泛認(rèn)可，成為田徑場(chǎng)地坪材料的最佳選擇之一。然而傳統(tǒng)的塑膠跑道原材料中的聚氨酯PU常用甲苯二異氰酸酯(TDI)與羥基化合物反應(yīng)制得，含有殘余有毒有害成分，且跑道鋪設(shè)過(guò)程中使用的膠水在紫外線的照射下常揮發(fā)出有毒氣體[2,3]。中小學(xué)生長(zhǎng)期接觸此類有毒氣體會(huì)出現(xiàn)氣管炎、哮喘等病癥，嚴(yán)重危害其身體健康。近些年我國(guó)出現(xiàn)了多起中小學(xué)生莫名鼻出血及皮膚瘙癢等狀況，后經(jīng)有關(guān)部門核實(shí)大多與塑膠跑道質(zhì)量不合格相關(guān)[4]。因此，2018年針對(duì)中小學(xué)合成材料面層頒發(fā)新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：《中小學(xué)合成面層運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地》（GB36246-2018），有效地扼制了“毒跑道”事件的發(fā)生。塑膠跑道有害物質(zhì)的檢測(cè)作為其質(zhì)量驗(yàn)收的重要環(huán)節(jié)，更是重中之重。目前，工程上常采用色譜法以及氣相色譜-質(zhì)譜法、分光光度法等方法對(duì)有害物質(zhì)的種類及含量進(jìn)行檢測(cè)，本文主要對(duì)以上檢測(cè)方法進(jìn)行論述。

2 有害物質(zhì)來(lái)源及毒性分析

塑膠跑道一般使用澆筑法鋪設(shè)完成。該法先將合成聚氨酯PU的TDI、羥基化合物以及擴(kuò)鏈劑3,3-二氯-4,4-二氨基二苯基甲烷(MOCA)與各類催化劑、抗氧化劑等按照一定比例混合均勻，然后將混合好的混合物均勻澆筑于跑道基礎(chǔ)面上，通過(guò)一段時(shí)間的固化反應(yīng)形成。同時(shí)，為了使跑道各層面間連接牢靠，常使用膠水對(duì)其連接。塑膠跑道施工完成后，殘留的有機(jī)物原料及膠水在紫外線的照射下會(huì)產(chǎn)生多種有毒揮發(fā)性氣體，主要的有TVOC、甲醛、苯類化合物以及二硫化碳等。現(xiàn)行的《合成材料跑道面層》（GB/T 14833-2011）[5]僅對(duì)塑膠跑道有毒成分的含量進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定，而《中小學(xué)合成材料面層運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地》（GB 36246-2018）[6]對(duì)塑膠跑道有害物質(zhì)的含量及有害物質(zhì)釋放量均進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定。

TDI對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)為致敏和刺激，中小學(xué)生的身體抵抗力較弱，吸入TDI后極易導(dǎo)致流淚、咳嗽、胸悶等情況，長(zhǎng)期吸入后還有可能有致癌風(fēng)險(xiǎn)。

甲醛主要來(lái)自于跑道中殘留的膠水，其自身在空氣中極易揮發(fā)，對(duì)人體的眼、鼻有強(qiáng)烈刺激作用，長(zhǎng)期吸入同樣具備致癌風(fēng)險(xiǎn)。

苯類化合物主要包括苯及甲苯、二甲苯，其中苯、甲苯等也極易揮發(fā)，屬于一級(jí)致癌物，長(zhǎng)期吸入會(huì)對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)造成極大損害。

3 有害物質(zhì)含量及釋放量的檢測(cè)

由上文可知，塑膠跑道在紫外線照射下產(chǎn)生的有毒揮發(fā)性氣體會(huì)對(duì)人體的健康造成極大危害，故對(duì)其檢測(cè)并根據(jù)結(jié)果采取措施控制其在空氣中的含量顯得至關(guān)重要。對(duì)有毒揮發(fā)性氣體進(jìn)行檢測(cè)主要分為采樣及氣體檢測(cè)這兩個(gè)步驟，下文主要對(duì)這兩個(gè)步驟進(jìn)行詳述。

3.1 氣體采樣途徑

對(duì)塑膠跑道上方空氣進(jìn)行采樣的方法主要有直接采樣和濃縮采樣兩種。直接采樣法適用于空氣中揮發(fā)性氣體濃度高且檢測(cè)方法靈敏度高的情況，該法得到的是空氣中瞬時(shí)濃度或短時(shí)間內(nèi)的平均濃度，主要分為注射器采樣、氣袋采樣等采樣途徑；濃縮采樣適用于空氣中揮發(fā)性氣體濃度較低的情況，該法檢測(cè)的結(jié)果是采樣時(shí)間內(nèi)空氣中揮發(fā)性氣體的平均濃度，主要包括溶液吸收法和吸附劑阻留法。在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，通常將兩種采樣途徑相結(jié)合，提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要注意的是，對(duì)采取的氣體樣品需盡快檢測(cè)分析，以減少誤差。

3.2 有害物質(zhì)含量及釋放量的檢測(cè)方法

3.2.1 氣相色譜、氣相色譜 -質(zhì)譜法

氣相色譜法的原理主要是利用混合氣體中每種氣體物理性質(zhì)的不同對(duì)每種氣體進(jìn)行區(qū)分，進(jìn)而對(duì)其含量進(jìn)行檢測(cè)。氣相色譜法檢測(cè)揮發(fā)氣體中的甲苯有很好的效果。對(duì)甲苯含量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要按照相關(guān)規(guī)范要求配置一系列不同濃度的甲苯樣品，繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后在相同的試驗(yàn)條件下得出被測(cè)氣體的測(cè)試曲線，然后與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而獲得被測(cè)氣體中的甲苯含量。已有的研究表明[7]：被測(cè)氣體樣品在6h內(nèi)進(jìn)行甲苯含量檢測(cè)能獲得較好的效果，故對(duì)獲得的氣體應(yīng)盡快進(jìn)行檢測(cè)，避免測(cè)得的結(jié)果誤差性較大。

氣相色譜-質(zhì)譜法即在氣相色譜中對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行有效的分離，使其中的化合物逐個(gè)進(jìn)入質(zhì)譜儀的離子源，真空中利用電子束轟擊待測(cè)化學(xué)物質(zhì)的分子，將該分子打散成一個(gè)一個(gè)的帶電荷的分子離子片段，再根據(jù)質(zhì)譜儀上各個(gè)分子離子片段的出峰位置和強(qiáng)度，最終顯示出各個(gè)離子的分子量以及相應(yīng)濃度。該法在《中小學(xué)合成材料面層運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地》（GB 36246-2018）中得到了充分的利用，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法使得檢測(cè)結(jié)果更加可靠。

3.2.2 分光光度法

分光光度法是通過(guò)測(cè)定被測(cè)物質(zhì)在特定波長(zhǎng)處或一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)光的吸收度，對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法。它具有靈敏度高、操作簡(jiǎn)便、快速等優(yōu)點(diǎn)。原子吸收分光光度法主要用于塑膠跑道原材料及合成面層成品試樣中的重金屬含量的測(cè)定；可見(jiàn)分光光度法主要用于檢測(cè)塑膠跑道非固體原料中的游離甲醛含量以及合成面層成品樣塊中在小型環(huán)境艙中甲醛釋放量的測(cè)定。

3.2.3 小型環(huán)境艙法

隨著科技的不斷的進(jìn)步，近些年已經(jīng)可以對(duì)塑膠跑道的成品樣塊進(jìn)行相關(guān)模擬試驗(yàn)。針對(duì)現(xiàn)澆型和預(yù)制型面層成品中的有害物質(zhì)釋放量，將成品樣塊按照規(guī)定的艙荷比放置于環(huán)境艙中，設(shè)置艙內(nèi)空氣的溫度、濕度以及交換速率等條件，穩(wěn)定后測(cè)試其有害物質(zhì)揮發(fā)物的釋放量。該法省去了現(xiàn)場(chǎng)采樣的不確定因素，同時(shí)可以對(duì)每種塑膠跑道成品樣塊的有害物質(zhì)釋放量進(jìn)行評(píng)測(cè)，為不同的塑膠跑道成品樣塊在實(shí)際中的應(yīng)用提供可靠的數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

校園塑膠跑道作為深受中小學(xué)生青睞的一種運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地，保障其質(zhì)量合格就是保障中小學(xué)生的身體健康，不容忽視。要想從源頭上杜絕“毒跑道”現(xiàn)象的發(fā)生，就要從源頭上采取措施，從原材料、施工流程以及后期維護(hù)等多途徑出發(fā)，將責(zé)任落實(shí)到每一個(gè)相關(guān)部門，讓責(zé)任跑在每一個(gè)環(huán)節(jié)前面，防患于未然，才能凈化校園中跑道上方的空氣，還中小學(xué)生一個(gè)健康的成長(zhǎng)環(huán)境。作為檢測(cè)單位，同樣應(yīng)在原材料上保障塑膠跑道原材料質(zhì)量的合格，堅(jiān)決不讓不合格的原材料進(jìn)入校園，為校園跑道環(huán)境的凈化提供自己的力量。