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1、1校园人造草坪对大气环境和人体的危害识别摘 要：人造草坪已被广泛用于儿童和成人休闲游玩的草场、公园和各个运动场馆以及学校运动场地的建造。但人们仍然对它存在着疑虑，其中人造草坪材料内部有毒有害化学污染物的挥发和“热岛效应”对活动的主体少年儿童的卫生安全问题越来越引起国内外人们的普遍关注。本文通过对渭滨区小学校园草坪的调查，结合专家对人造草坪调研的相关文献和数据分析后，提出人造草坪对大气环境和人体可能存在的危害因子。人造草坪中有害物质的挥发对大气的污染问题各国都在积极寻找革新的办法，随着我国部分拥有知识产权有实力企业的崛起，我国的人造草坪质量会随着全球一体化蓬勃发展，那时我们的天更蓝，水更绿。关键
2、词：草皮层、橡胶粒、有毒有害物质挥发、热岛效应、污染、细菌、结语一、校园人造草坪的国内现状人造草坪诞生于上个世纪 60 年代的美国，它是以非生命的塑料化纤产品为原料，采用人工方法制作的拟草坪。由于人造草坪养护简单、排水迅速、场地平整等功效，目前人造草坪已被广泛用于儿童和成人休闲和游玩的草场、公园和各个运动场馆以及学校运动场地的建造。目前国内有 20 多家人造草坪的生产商，从规模、设备、技术、产品质量、销售能力等指标来看，真正有实力的只有寥寥数家。其他生产商目前还处于小工厂、非专业生产的阶段，甚至有些生产商是由地毯厂转变而来。这些人造草坪生产商大都集中在我国的南方以及上海等地区，它们之间的大多数
3、都缺乏品牌意识，缺乏一定的市场操作能力，缺乏非常专业的管理团队和技术人员；致使国内的人造草坪质量参差不齐，低档2产品泛滥，同时国内编织低端产业发达，但核心材料草丝纤维制备高端产业空白。我国所使用的人造草坪大多依靠赖进口，昂贵的价格会使许多的学校望而却步，有的不得不从一些小作坊式的生产厂家选购低价劣质的产品。虽然人造草坪已被广泛用于儿童和成人休闲和游玩的草场、公园和各个运动场馆及学校运动场地，但人们仍然对它存在着疑虑，其中人造草坪材料内部有毒有害化学污染物的挥发和“热岛效应”对活动的主体少年儿童的卫生安全问题越来越引起国内外人们的普遍关注。现就有关专家的数据调查和我们的分析结果做如下阐述，仅供参
4、考。二、人造草坪的结构人造草坪由 3 层材料组成。基础层是由夯实土层、碎石层和沥青或混凝土层组成。基础层之上是一层缓冲层，通常为橡胶或泡沫塑料组成。第三层，也是表层，为草皮层。依制造的表面形状有绒毛草皮、圆环形卷曲状尼龙丝草皮、叶状聚丙烯纤维草皮、尼龙丝编制的透水草皮等。三、草皮层有毒有害化学污染物的危害识别人造草坪是由聚乙烯和聚丙烯混合材料组成、编织起来可以模拟草叶。这种“草”被垂直铺设，多为聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）为主，也可用聚氯乙烯和聚酰胺等。片叶上着以仿天然草的绿色。塑料化纤材料包含了大量的已知或疑似能引起健康影响的化学物。生产厂家为了改善或弥补塑料材料的性能，往原料中加入添加剂
5、是可以使具有更多的新的功能仿天然草的颜色、阻燃特性、耐高温、紫外线吸收剂、结构增强和耐磨性等。然而,往往是这些品种如此繁多的添加剂,在改善和增强了材料的某些性能之后,也成为人造草坪二次污染的主要危害因子。再生塑料常用的添加剂有:3(l)填料多数填料起增强作用,同时也是塑料改性、制备复合材料的重要组成部分,例如石墨、二硫化铝、石棉纤维和玻璃纤维等;又称填充剂或填料。填料在塑料组成材料中约占 40%一 70%,常用的填料有木粉、滑石粉、硅藻土、石灰石粉、铝粉、炭黑、云母、二硫化铝、石棉、玻璃纤维等。其中纤维填料可提高塑料的结构强度;石棉填料可改善塑料的耐热性;云母填料能增强塑料的电绝缘性;石墨、二
6、硫化铝填料可改善塑料的磨擦和耐磨性能等。此外,由于填料一般都比合成树脂便宜,故填料的加入能降低塑料的成本。(2)固化剂又称硬化剂或熟化剂。其作用在于通过交联使树脂具有体型网状结构,成为较坚硬和稳定的橡胶制品,不同品种的树脂应采用不同品种的固化剂。例如,在酚醛树脂中加入六亚甲基四胺,在环氧树脂中加入乙二胺、顺丁烯二酸酐等。(3)增塑剂为了提高塑料在加工时的可塑性和制品的柔韧性、弹性等，在塑料制品的生产加工时要加入少量的增塑剂。增塑剂通常是具有不易挥发的分子量较低的固体或液体有机化合物。主要为脂类和酮类、常用的有邻苯二甲酸二辛脂、磷酸二辛脂、磷酸二甲苯脂、己二酸脂、二苯甲酮等。例如,聚氯乙烯树脂中
7、加入邻苯二甲酸二丁脂,可使塑料变得柔软而有弹性,但研究表明,它可对实验动物的生殖器官、血液、肾脏、肺脏、肝脏等多种器官造成损伤,尤其是孕妇和发育期儿童对其的毒作用非常敏感。(4)稳定剂人造草坪在成型加工和使用过程中,由于受热、光氧的作用,过早地发生降解,氧化断链、交联等现象,使材料性能变坏。为了防止受热、光照等的作用使塑料纤维过早老化而加入的少量能起稳定化作用的物质,例如,添加酚类和胺类等有机物能抗氧化,炭墨则可用作紫外线吸收剂; 热稳定剂是除增塑剂外塑料制品中用得最多的添加剂。总的来说, 环氧化的种子油或植物油如大豆油( ESBO) 等被大量用作塑料食品包装材料的热稳定剂、润滑剂和增塑剂等。
8、聚氯乙稀、聚偏二氯乙烯和聚苯乙烯等材料通常含有 0. 1% 27%不等的环氧化植物油。由于植物油中残留的乙烯氧化物毒性极强, 因此油的纯度将直接影响其毒性程度。通常, 其分子量越大(即溶解度越小), 毒性越弱。 【1】(5)阻燃剂作用是阻止燃烧或造成自熄,比较成熟的阻燃剂有氧化锑等无机物或磷酸酷类和含澳化合物等有机物。4(6)着色剂为使塑料制品具有特定的色彩和光泽,可加入着色剂。着色剂按其在着色介质中的溶解性分为染料和颜料。染料皆为有机化合物,可溶于被着色的树脂中;颜料一般为无机化合物,不溶于被着色介质,其着色性是通过本身的高分散性颗粒分散于被染介质,其折射率与基体差别大,吸收一部分光,而又反
9、射另一部分光线,给人以颜色的视觉。颜料不仅对塑料具有着色性,同时兼有填料和稳定剂的作用。此外,根据建筑塑料使用及成型加工中的需要,有时还加入润滑剂、抗静电剂、发泡剂、阻燃剂及防霉剂等。下面以人造草坪的草皮层再生塑料纤维为例,来分析其主要成份再生塑料纤维中可能存在的危害因子。塑料纤维的生产原料来源极其复杂,不可避免地含有聚氯乙烯成分,或含有其他未知的毒物及大量肉眼无法见到的微生物。原料在加工的过程中,加入增塑剂以及塑料稳定剂如硬脂酸铅, 再生塑料纤维在生产过程中为掩盖原料杂质多而加入着色剂,所以常见各种色彩炫丽的草坪。其渗透性、挥发性较强,遇油、热时易渗出。若是有机着色剂,还含有苯并芘致癌物,可
10、导致胃癌、肠癌等，有的再生塑料生产中加入大量的碳酸钙及滑石粉等无机矿物填充料,卫生指标蒸发残渣大大超标,学生在上面玩耍时误食，进入人体后易形成胆石症等。有的再生塑料有一股刺鼻的气味,释放出有毒气体 HCl, ,进入人体形成危害。 【2】综上所述,再生塑料纤维主要存在的污染因子及其对人体和环境的危害如表一所示。5表一 塑料纤维和橡胶粒主要污染因子及其危害塑料纤维和橡胶粒主要污染因子对环境和人体的危害固化剂(六亚甲基四胺、乙二胺、顺丁烯二酸酐等)六亚甲基四胺主要引起皮炎和湿疹。乙二胺对粘膜和皮肤有强烈刺激性,接触易引起结膜炎、支气管炎、肺炎或肺水肿,并可发生接触性皮炎,可引起肝、肾损害,皮肤和眼直
11、接接触其液体可致灼伤,还可引起职业性哮喘。顺丁烯二酸酐粉尘和蒸气具有刺激性,吸入后可引起咽炎、喉炎和支气管炎,可伴有腹痛,眼和皮肤直接接触有明显刺激作用,并引起灼伤。慢性影响:慢性结膜炎,鼻粘膜溃疡和炎症。有致敏性,可引起皮疹和哮喘。增塑剂(邻苯二甲酸二丁醋等对皮肤粘膜有刺激作用,有轻度致敏作用。接触者可引起多发性神经炎,脊髓神经炎及颅神经炎,过敏性鼻炎,皮炎及胃肠炎、有误服后引起恶心、头晕及中毒性肾炎等。稳定剂(硬脂酸铅等类)铅化合物健康危害:表现为头痛、失眠、健忘、易兴奋等,特别是对小儿更为严重,可以出现多动症,并严重影响智力发育，干扰血红素的合成,严重时会贫血、食欲减退、便秘、腹痛、可以
12、出现肝脏肿大,压痛及肾性高血压。特别是对胎儿影响很大,易造成流产,胎儿异常等,对男性则有性功能减退,精子减少等症状。钠化合物健康危害:运动系统表现为下肢肌肉疼痛，用力压迫骨骼后有疼痛感，骨质疏松。咳嗽、呼吸困难,引发肺炎、肺水肿。引起慢性间质性肾炎、慢性肾功能衰竭、恶心、呕吐、腹痛、嗅觉障碍、睡6眠不安、虚脱。阻燃剂(氧化锑、磷酸脂类和含溴化合物通过食物链不断地进入并累积于人体内,将导致发育性毒害神经效应,如自发意识的改变、学习能力和记忆能力的损害,还会影响婴儿的大脑发育以及荷尔蒙平衡,出生婴儿食用母乳时也可能会产生同样后果。有毒气体(HCl 等)对眼和呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。急性中毒:出
13、现头痛、头昏、恶心、眼痛、咳嗽、痰中带血、声音嘶哑、呼吸困难、胸闷、胸痛。重者发生肺炎、肺水肿,眼角膜可见溃疡或混浊。皮肤直接接触可出现大量粟粒样红色小丘疹而呈潮红痛热。慢性影响:长期较高浓度接触,可引起慢性支气管炎、胃肠功能障碍及牙齿酸蚀症。着色剂(如苯并芘等）强致癌物,可导致胃癌、肠癌等其他未知的毒物及微生物、病菌四、橡胶粒填充物的危害识别人造草坪通过加铺一层由回收的轮胎制成的直径为 3 毫米或更细小的橡胶颗粒作为垫子。有时橡胶粒还会混合以硅沙作为填料。最常见合成橡胶主要由乙烯-丙烯和苯乙烯-丁二烯组成，其中添加不同含量的硫化剂、填料、增塑剂和抗氧化剂，不同厂家添加配方也不同。轮胎橡胶还含
14、有多环芳烃(PAHs)、邻苯二甲酸酯和挥发性有机化合物(VOCs)。橡胶在燃烧后可能产生 CO、SO 2、H 2S、HCN、NO 2、HCI、砷、镉、铅、镍、多环芳烃和挥发性有机化合物。一些研究显示，这些化学物在橡胶燃烧时会被大量释放，也7可以在橡胶颗粒老化的过程中被缓慢释放出来。 【3】加州环境健康危害评估办公室(OEHHA)在其 2007 年 1 月题为“运动场和田径跑道使用的回收废弃轮胎的健康效应评估”的报告中指出，轮胎橡胶颗粒可释放出 49 种化学物。基于一项模拟胃液消化的实验，OEHHA 估算了人终生一次摄入橡胶颗粒患肿瘤的风险为千万分之 1.2，远低于百万分之 1 的最低风险阈值。
15、在一个手试实验中，OEHHA 估算人通过手、口途径接触橡胶颗粒填充物，摄入 1，2-苯并芘(轮胎橡胶中发现的一种可疑人致癌物)而患肿瘤的风险增至百万分之 2.9。这一估算值是建立在常规运动场最初 12 年使用寿命的假设基础上。作者认为该致癌风险“较最低水平略高。 ”【4】美国康乃狄克州环境与人群健康公司于 2007 年夏季委托康乃狄克州农业实验站进行一项研究，以确定橡胶颗粒中的毒性物质能否释放至空气或水体。名为“人造草坪”的报告(Artificial Turf)中，用质谱-气相色谱方法共检测出25 种化学物，其确定性为 7299%。肯定包含的化合物包括刺激物苯并噻唑和正十六烷、致癌剂及疑似内分
16、泌干扰物叔丁基对羟基茴香醚和可损害粘膜的腐蚀剂特辛基酚。 【5】人造草坪的填充物是细小的橡胶颗粒，这些填充颗粒可通过空气传播，被吸入体内，并可随着衣物和运动器材被带入屋内。对成人而言，黑色细小的橡胶颗粒充其量不过是惹人生厌。但是当儿童暴露于这些填充物时会不会有什么危害。非营利的草根环境教育组织的执行主任 PattiWood 认为：“由于其毒性，在废渣填埋或海洋倾废区处理这种橡胶粒本都是非法的，我们又怎么能让孩子们在它们上面玩耍?”综上所述,橡胶粒主要存在的污染因子及其对人体和环境的危害如表二所示。8表二 橡胶粒主要存在的污染因子及其对人体和环境的危害橡胶粒主要污染因子 对环境和人体的危害烷烃、芳香烃碳氢化合物烷烃:蒸气具有麻醉和痉挛作用;芳香烃:致癌效用。多环芳烃 对人体的主要危害部位是呼吸道和皮肤。常见症状有日光性皮炎,座疮型皮炎、毛囊炎及疣状生物等。多环芳烃落在植物叶片上,会堵塞叶片呼吸孔,使其变色,萎缩,卷曲,直至脱落,影响植物的正常生长和结果。含硫化合物(H2S、硫醇
