跑道各地標準比較及高風險項目分析

陳凱敏，陳 秀

(上海華測品標檢測技術有限公司，上海 201206)

隨著社會的進步，人民生活水平的提升，我國對體育教育重視程度日益提高，合成材料面層運動場地已成為各體育場館和大中小學的基礎硬件之一，在廣大中小學運動場和室內開始大量鋪設。塑膠跑道的生產廠家也由一開始的3家，增加到現在的數千家，一些無資質、無技術、無生產管理和質量保障的小型“作坊”居然有高達 50%以上的市場占有率，產品質量得不到有效保障。國家相關部門也陸續出臺了一些標準來進行市場管控，如GB/T 19851.11-2005 《中小學體育器材和場地 第 11 部分：合成材料面層運動場地》、GB/T 20033.3-2006《人工材料體育場地使用要求及檢驗方法 第3部分:足球場地人造草面層》、GB/T 14833-2011 《合成材料跑道面層》、GB/T 22517.6-2011 《體育場地使用要求及檢驗方法 第6部分:田徑場地》、GB/T 20394-2013《體育用人造草》、GB/T 19851.11-2005《中小學體育器材和場地 第11部分:合成材料面層運動場地》，這些標準規定了合成材料運動場地鋪設面層的技術要求、質量標準及檢測方法，對物理性能和部分化學性能制定了要求，在一定程度上保障了合成材料面層運動場地建設和使用。2015 年以來，塑膠跑道成為學生家長和媒體關注的焦點，不少地方學生出現了流鼻血、咳嗽、頭暈、出紅疹等癥狀，甚至有孩子凝血功能出現異常，家長懷疑跟塑膠跑道有關，紛紛要求鏟除塑膠跑道，“毒跑道”事件一時引發輿論熱潮，社會各界反應強烈。自此之后，各地紛紛出臺相應的地標或者是團體標準，包括國家也推出了強制性的國家標準GB 36246-2018《中小學合成材料面層運動場地》，增加了較多的化學檢測項目，以此來對“毒跑道”進行全面的管控。本文列舉了12個地區的地標或是團體標準以及國家強制標準關于面層化學類項目的比較，可以全面的了解各地區的管控力度和重點項目，同時對各化學項目的危害性進行了分析，結合實際檢測情況分析了上海地區跑道面層易超標項目以及具體的超標成分，可以在一定程度上給相關跑道生產廠家或是檢測機構作參考。

1 跑道面層各地標準比較

1.1 比較的標準種類

國家強制標準，內蒙古地標，黑龍江地標，山東地標，江蘇團體標準，上海團體標準，浙江省通知，湖北團體標準，湖南地標，陜西團體標準，廣州地標，福建地標，深圳地標。

1.2 塑膠面層與人造草面層

將塑膠面層與人造草面層分開進行考慮的標準有：國家強制標準，內蒙古地標，江蘇團體標準，上海團體標準，浙江省通知，湖北團體標準，陜西團體標準，廣州地標，福建地標，深圳地標。黑龍江地標，山東地標，湖南地標并未明確對人造草面層進行限值管控。

1.3 無機填料

塑膠跑道表面防滑層顆粒較硬，主要原因是膠粒的無機填料較高，含膠量少，造成膠粒不夠柔軟，學生摔倒時，容易劃破學生皮膚。無機填料是橡膠制品的重要原材料之一，合理添加無機填料對于提高橡膠制品耐磨、導熱、阻燃等性能具有重要的作用，但是如果無機填料添加過度，會造成橡膠制品的物理性能和抗老化性能大大下降，耐低溫性能也下降，因此，將橡膠制品中無機填料的含量控制在合理范圍是對其品質的有效保障。

國家強制標準，內蒙古地標，上海團體標準，福建地標，深圳地標都對無機填料項目提出了限值要求，其中國家強制標準、上海團體標準的要求相對寬松一些，為≤65%，其余省市的要求都是≤60%。

1.4 聚氯乙烯層中氯乙烯單體

聚氯乙烯塑膠跑道具有很多優異的性能，如彈性、耐候性、耐磨性、耐沖擊性、使用壽命長等，但其中的氯乙烯單體揮發出來會對人體造成一定的危害，2017年10月27日，世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的致癌物清單初步整理參考，氯乙烯在一類致癌物清單中。僅湖北團體標準、福建地標對含聚氯乙烯層的面層材料單獨規定了氯乙烯單體的限值，均為5mg/kg。

1.5 苯、甲苯和二甲苯總和

苯、甲苯、二甲苯、乙苯可作為聚氨酯膠體主料的稀釋劑，但有刺激性氣味且毒性較大，是合成材料面層異味的來源，而產品或施工中加入此類物質會導致合成材料面層建成后，異味長時間難以消散。國家強制標準、上海團體標準、湖北團體標準沒有此三項的管控要求。黑龍江地標，山東地標、福建地標更為嚴格，苯的要求都是不得檢出，即0.02g/kg，內蒙古地標，江蘇團體標準，浙江省通知，湖南地標，陜西團體標準，廣州地標，深圳地標的要求相對寬松一些，苯的限值要求都是0.05 g/kg。對于甲苯和二甲苯總和，各地標準限值都是一致的，即0.05 g/kg，僅廣州地標將乙苯也納入到管控的行列，且總體限值為0.1 g/kg。

1.6 游離甲苯二異氰酸酯(TDI)、游離六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、游離二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)

異氰酸酯類化合物是聚氨酯類塑膠場地施工中的重要原料，施工時異氰酸酯組份與多元醇組份發生聚合反應生成大分子固體材料。 甲苯二異氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)是常用的兩種芳香族異氰酸酯化合物，以其為原料制備的聚氨酯材料力學性能良好；六亞甲基二異氰酸酯(HDI)反應活性較低，以其為原料制備的聚氨酯材料力學性能劣于芳香族異氰酸酯類聚氨酯，但耐黃變性能優良，因此在聚氨酯跑道中一般用于面層材料的罩光涂層，因價格昂貴，使用量較小。MDI、TDI 和 HDI 都被列入《危險化學品目錄(2015 版)》，屬于 1 類皮膚和呼吸道致敏物。游離異氰酸酯類化合物的主要危害一是揮發在空氣中的蒸氣對人體呼吸道的刺激危害，二是異氰酸酯液體接觸到身體皮膚和黏膜所產生的刺激損害。僅國家強制標準、上海團體標準規定了TDI&HDI和MDI的限值，上海團體標準關于TDI&HDI的要求更加嚴格。其余省份都只規定了TDI的限值，其中黑龍江地標，山東地標、福建地標的要求更為嚴格，要求不得檢出，即0.1g/kg，福建地標僅限聚氨酯膠體主料的面層檢測。需要特別注意的是，湖北團體標準并沒有將異氰酸酯類物質納入管控的要求。

1.7 重金屬類

重金屬主要來源于催化劑及顏料，可能存在于面層材料中。人從環境中攝取的重金屬，會在身體中累積，造成慢性中毒。由于室外運動場地受陽光照射、氣流的影響，合成材料面層材料有可能形成可吸入顆粒物，因此除通過皮膚接觸暴露外，還有可能通過呼吸道危害中小學生健康。因此，有必要規定可溶性重金屬的含量限值。所有標準都對可溶性鉛、可溶性鎘、可溶性鉻、可溶性汞規定了限值要求，其中對于可溶性鉛，內蒙古地標、江蘇團體標準、浙江省通知、湖北團體標準、湖南地標要求都是≤90mg/kg，國家強制標準、山東地標、廣州地標、福建地標、深圳地標要求都是≤50mg/kg，黑龍江地標、上海團體標準、陜西團體標準要求都是≤30mg/kg。另外，黑龍江地標對于銻、砷、鋇、硒、六價鉻也規定了限值要求，湖南地標對于可溶性砷也規定了限值要求。

1.8 鄰苯二甲酸酯類

鄰苯二甲酸酯類是鄰苯二甲酸形成的酯的統稱，主要用于塑料制品中，起到增塑劑的作用。鄰苯二甲酸酯在人體和動物體內發揮著類似雌性激素的作用，可干擾內分泌，尤其對正在處于生長發育期的兒童，此類物質的危害更大。合成材料面層中有可能加入鄰苯二甲酸酯類物質作為增塑劑，應控制其含量。浙江省通知、黑龍江地標對于鄰苯類物質沒有限值要求，內蒙古地標和陜西團體標準對于合成材料面層中的鄰苯沒有要求，反而對于人造草面層有限值要求。在管控的標準中，只有國家強制標準、上海團體標準將DBP、BBP、DEHP總和以及DNOP、DINP、DIDP總和分開進行限值管控，其余標準都是將六種鄰苯的總和進行管控。在限值要求上，只有內蒙古地標的人造草面層的限值略高，其余標準保持一致。

1.9 多環芳烴類

多環芳烴是一種由二至七個不等的苯環所組成的線狀、角狀或團狀的化學物質，具有毒性。而苯并[a]芘是多環芳烴中毒性最大的一種強致癌物質。多環芳烴會存在于合成材料或橡膠制品，特別是黑色或深色聚合物橡膠制品中，如預制卷材、橡膠類防滑顆粒和橡膠類填充顆粒。黑龍江地標、浙江省通知、湖南地標，陜西團體標準對于多環芳烴類物質沒有限值要求，內蒙古地標對于合成材料面層中的多環芳烴沒有要求，反而對于人造草面層有限值要求。在管控的標準中，只有國家強制標準、上海團體標準將18種多環芳烴總和的控制按照材料來源分成了兩個部分，特意對于“取距合成材料面層上表面5 mm以內的部分”進行限值的管控。

1.10 短鏈氯化石蠟

氯化石蠟作為聚氨酯類合成材料面層(除人造草坪)中的增塑劑和阻燃劑，可改善運動場地物理性能。但其中可能含有少量有毒性的短鏈氯化石蠟或者被人為摻入價格較低的短鏈氯化石蠟，因此需控制短鏈氯化石蠟的含量。黑龍江地標、浙江省通知、湖南地標、陜西團體標準對于短鏈氯化石蠟沒有限值要求。在管控的標準中，上海團體標準的管控限值相對來說更低一些，僅有0.1g/kg。

1.11 4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷(MOCA)

MOCA 主要用作現澆型聚氨酯材料的擴鏈劑，是疑似致癌物，應進行限制。黑龍江地標、浙江省通知、湖南地標、陜西團體標準對于4,4'-二氨基-3,3'-二氯二苯甲烷(MOCA)沒有限值要求。在管控的標準中，上海團體標準的管控限值相對來說更低一些，僅為0.01g/kg，福建地標中僅限聚氨酯膠體主料的面層檢測。

1.12 面層有害物質揮發速率

合成材料面層運動場地對人體健康產生危害的主要方式之一是其有害物質釋放。近年來屢次爆發的“毒跑道”事件均發生在夏季太陽高溫直射的條件下，控制其在這種環境條件下的有害物質釋放才是防止“毒跑道”事件再次發生的關鍵。TVOC 是指揮發性有機化合物的總量指標。由于大多數異味分子來自于揮發性有機化合物，在材料組分不明確或者有多種不同物質共同作用的情況下，可選用控制TVOC這個指標，來達到控制材料揮發性有機化合物污染的目的。甲醛是膠粘劑中經常含有的一種有害物質，被列入我國《危險化學品目錄(2015)版》，其致癌性分類為 1A。合成材料面層運動場地施工過程中使用大量膠粘劑，其中部分種類的膠粘劑可能含有甲醛并以游離形式釋放到空氣中。一方面甲醛強烈的刺激性容易對學生的呼吸道產生嚴重的負面影響，另一方面長期接觸甲醛會顯著增加患白血病的風險。苯和苯系物是合成材料面層原料中可能含有的對人體危害較大的一類有害物質，苯、甲苯和乙苯都被列入我國《危險化學品目錄(2015 版)》，在合成材料面層運動場地施工中的作用相同，主要作為溶劑使用。二硫化碳是損害神經和血管的毒物，急性中毒表現為頭暈、頭痛、眼及鼻粘膜刺激癥狀，橡膠需要通過硫化把塑性的膠料轉變成具有高彈性的橡膠，二硫化碳是該過程中的重要反應溶劑。盡管硫化溫度較高，但是二硫化碳可能以單體形式被包裹在橡膠的網狀結構中，沒有揮發完全。在后期的使用過程中，紫外線、溫濕度和表層材料的破損等自然或人為情況會導致游離二硫化碳重新被釋放出來，造成學生健康損害。

湖北團體標準、湖南地標考察的是單位體積內揮發的有害物質含量，使用的是mg/m3單位，但湖南地標對于單位面積的揮發物含量也有管控的要求。其余標準都將時間因素考慮進去，考察了單位面積揮發的有害物質含量，使用的是mg/(m2·h)單位，更加貼近于實際面層使用的情況，其中山東地標對單位質量揮發性有機化合物(VOC)含量也有要求。

TVOC:嚴格程度，國家強制標準、黑龍江地標、山東地標、上海團體標準、浙江省通知、福建地標<內蒙古地標<江蘇團體標準<陜西團體標準(合成材料面層)、廣州地標、深圳地標(合成材料面層)<陜西團體標準(人造草皮)、深圳地標(人造草皮)。

甲醛：嚴格程度，國家強制標準<黑龍江地標、山東地標、江蘇團體標準、上海團體標準、浙江省通知、福建地標<內蒙古地標(丙烯酸面層和人造草)、陜西團體標準(水性材料和人造草)、廣州地標、深圳地標(丙烯酸面層和人造草)。

苯系物：內蒙古地標、浙江省通知、陜西團體標準、廣州地標、深圳地標對于苯系物揮發速率沒有要求。在要求管控的標準中，嚴格程度，國家強制標準<黑龍江地標、山東地標、江蘇團體標準、上海團體標準、福建地標。其中只有山東地標沒有將乙苯納入管控的要求。

二硫化碳：只有國家強制標準、上海團體標準將二硫化碳釋放率納入管控的要求。湖北團體標準也將硫化物納入管控的要求，但是僅針對橡膠制品需要測試。

苯乙烯：只有上海團體標準將苯乙烯釋放率納入管控的要求。

游離甲苯二異氰酸酯(TDI)：國家強制標準、內蒙古地標、上海團體標準、浙江省通知、陜西團體標準、廣州地標、福建地標、深圳地標沒有將TDI揮發速率納入管控的要求。其余省份管控的嚴格程度基本一致。

游離二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)：國家強制標準、內蒙古地標、山東地標、上海團體標準、浙江省通知、湖南地標、陜西團體標準、廣州地標、深圳地標沒有將MDI揮發速率納入管控的要求。其中福建地標僅限聚氨酯膠體主料的面層檢測。其余省份管控的嚴格程度基本一致。

1.13 氣味

針對當前合成材料運動場地面層有可能存在各種指標均合格但仍有異味的情況，運動場地異味會影響人們對運動場地的正常使用，也有潛在危害。盡管“有害的化學物質不一定有氣味，有氣味的化學物質也不一定有害”，但是合成材料運動場地的氣味是人可直接感受到的，刺激性氣味會引起運動場地使用者的擔憂。2015 年以來，塑膠跑道之所以成為學生家長和媒體關注的焦點，其氣味問題是一個重要的誘因。國家強制標準、上海團體標準、浙江省通知、湖北團體標準、陜西團體標準、廣州地標、深圳地標對氣味評定有要求，其中陜西團體標準對于小學生和幼兒園有更嚴格的要求。

1.14 場地環境

內蒙古地標、深圳地標對于運動場地的環境提出了要求，要求甲醛、苯、TVOC滿足GB 50325的要求。室內運動場地需符合室內環境的國標要求，對可能引入的苯、TVOC 和甲醛污染，進行檢測。《民用建筑工程室內環境污染控制規范》GB 50325 是工程驗收的強制標準，室內場地建設應主要參考該標準的要求，各地面層管控化學項目及指標見表1。

表1 各地面層管控化學項目及指標

表1 各地面層管控化學項目及指標(續)

2 上海區域高風險項目及成分分析

自2017年～2018年以來，實驗室實際檢測的成品樣塊有將近1000塊，其中絕大多數是按照上海團體標準進行測試的，分析這些樣塊的超標項目集中在TVOC和甲醛釋放速率兩個項目上，這兩個項目也是人們對于跑道毒性產生擔憂的主要原因，因為其較強的揮發性，會直接被人體吸收，產生危害。對TVOC超標樣塊的成分以及可能的用途進行分析，見表2，主要分為以下5類。

(1)溶劑類

乙酸仲丁酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、碳酸二甲酯、二甲基甲酰胺、高分子量烷烴(如十二烷、十四烷、十六烷等)、甲苯、二甲苯、環己酮等。

(2)增塑劑或增塑劑原料

碳酸丙烯酯、1，2-丙二醇、乙二醇、2-乙基己醇、正丁醇、異丁醇等。

(3)涂料&膠粘劑改性劑、橡膠改性劑

2-乙基己酸、異辛酸、苯并噻唑、二氯異丙醇、四甲基硫脲、N,N-二甲基環己胺等。

(4)橡膠防老化劑

四氫二聚環戊二烯、2,6-二叔丁基對甲苯酚等。

(5)硅橡膠類原料

八甲基環四硅氧烷、十甲基環五硅氧烷、十四甲基環七硅氧烷等。

表2 TVOC超標樣塊成分及用途分析表

3 結論

本文比較了12個地方跑道標準以及國家強制標準中對于面層的要求，以及不同測試項目的危害性。根據實驗室實際測試的經驗，總結了上海區域面層高風險項目的種類，并進行了原因分析，對于跑道行業從業人員以及測試人員具有一定的參考意義。