作者：颜磊（清华大学化学系基础分子科学中心博士生）
来源：公号“知识分子”
编者按：
校园“问题跑道”事件愈演愈烈，据公开报道统计，2014年至今已发生了三十余起。近日，北京第二实验小学白云路分校“毒跑道”的事还未了结，杭州外国 语学校又发生了类似事情。实际上，室外工程污染并非只涉及学校、孩子、家长，在我们的周围，劣质工程、廉价材料造成的潜在“有毒”室外工程比比皆是，虽然 不能脱离浓度谈危害，但我们谁都不可能完全置身事外。从标准到制度，到人性化管理，从下而上的改善，我们也许需要从获得相关知识开始。
室外工程为人们提供了便捷舒适的生活，并成为标志性的都市图景，但也是潜在的污染源。
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五种室外工程可能含有的污染物
五种室外工程可能含有的污染物五种室外工程可能含有的污染物
[塑胶跑道]
塑胶跑道根据使用的材料和铺装结构的不同， 可分为预制型塑胶跑道、复合型塑胶跑道和混合型塑胶跑道。其中混合型塑胶跑道性价比最高，是国内最常见的。
塑胶跑道基础材质中最大的安全隐患是聚氨酯材料。聚氨酯分为TDI型与MDI型，尤其前者挥发性较大，有刺鼻味道和比较大的毒性，其味道的来源主要是未反应完全的聚氨酯单体。人长期接触会出现胸闷、虚脱、打喷嚏等症状，甚至会出现气管炎、肺气肿、哮喘等病症。
另一类隐患较大的物质是制造、铺设塑胶跑道时用到的挥发性有机溶剂，如甲苯、二甲苯等。在化学试剂毒性分类中甲苯、二甲苯均属低毒类，社会上传言其致癌 性并不属实。但作为有机溶剂，它们对皮肤、粘膜仍然有刺激性，对中枢神经系统有一定的麻醉作用。重症者可有躁动、抽搐、昏迷。长期接触可发生神经衰弱综合 征，肝肿大，女性月经异常等。
邻苯类塑化剂能增加劣质跑道弹性，使其弹性达到国家标准。但它被一些环保人士称为“环境激素”，疑似影响男性生殖功能。
除了这些空气中的毒物，固态的铅盐也不能忽略，它会造成永久性土壤污染。儿童的皮肤与这种塑胶跑道长期接触后，铅会渗透进身体内部，造成血铅超标，也就是铅中毒。
[人造草坪]
人造草坪经常和塑胶跑道相伴而建，近期杭外发生的“毒跑道”事件，最受家长质疑的便是人造草坪的问题。
人造草坪按生产工艺分为注塑人造草坪和编织人造草坪，都由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。这一层的材料中除了沥青（将在道路材料一节介绍），一般不会有污染。
基础层之上是一层缓冲层，通常为橡胶或泡沫塑料组成。缓冲层要牢固地粘贴在基础层上，一般用白乳胶或万能胶粘贴。这里采用的塑胶材料可能造成的危害与塑 胶跑道类似。白乳胶是常用的装修材料，由醋酸乙烯单体在引发剂作用下经聚合反应而制得的一种热塑性粘合剂，劣质产品可能残余较多的甲醛。万能胶就不那么友 好了，它的溶剂可能会用到高毒性的二氯乙烷、苯等物质，也常常含有二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、丁酮等刺激性气味的物质。这些有机溶剂轻则刺激粘膜，重则影 响神经系统，甚至致癌。
第三层，也是表层，为草皮层。过去常用尼龙，现在多以聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）代替，表面添加紫外线吸收 剂。这些都是生活中常见的塑料，本身无害，但可能会有溶剂残余和塑化剂问题，需要注意的是低工艺水平的人造草坪纤维中常含有氯元素杂质，在高温、强日照条 件下会分解并释放出氯气，损害空气质量。
[公共场所PVC地板]
PVC地板也称为“轻体地材”，除了家庭，PVC地 板在博物馆、科技馆、图书馆、报告厅、体育馆等公共场所也经常见到它们的身影。PVC地板主要材料是聚氯乙烯，在片状连续基材上，经涂敷工艺或经压延、挤 出或挤压工艺生产而成。它的主要优点有防滑、耐磨、阻燃、防水、易于清洁、易于塑形等。
聚氯乙烯是最常见的塑料之一，广泛用于食品包 装、建材、工程领域，在正常情况下是稳定而安全的。聚氯乙烯树脂、增塑剂和防老剂组成的树脂，本身并无毒性。但所添加的增塑剂、防老剂等主要辅料有毒性， 日用聚氯乙烯塑料中的增塑剂，主要使用对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等，尤其是邻苯类增塑剂（塑胶跑道中也有）不仅含有毒性，导致人体出现不良反 应、甚至致癌；对空气、水、土壤等都有不可忽视的危害。因此，许多欧盟国家已经开始禁止使用此类产品作为主增塑剂，我国也日渐加强对此的重视程度。聚氯乙 烯的防老剂硬脂酸铅盐也是有毒的。含铅盐防老剂的聚氯乙烯和乙醇、乙醚及其他溶剂接触会析出铅。
PVC地板如果出现异味，除了有机溶剂未挥发干净外，还可能是长期摩擦、高温、紫外线照射、氧自由基等打断了聚合物中的化学键，释放出了刺激性气味的小分子。
[道路材料]
沥青是由长链碳氢化合物及其衍生物组成的黑褐色复杂混合物，看上去是固体，实际上是粘度非常高的液体。1944年都柏林圣三一学院进行的沥青滴落实验， 到2013年才第一次拍到沥青液滴滴落。作为一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料，沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。
沥青主要分为煤焦沥青、页岩沥青、石油沥青和天然沥青四种：煤焦沥青是炼焦的副产品；页岩沥青是页岩炼油所得副产品；石油沥青是原油蒸馏后的残渣；天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。
四种主要沥青的毒性：煤焦沥青 > 页岩沥青 > 石油沥青 > 天然沥青 ，前二者有致癌性（致癌物主要为3，4-苯并芘）。沥青对皮肤的损害包括：光毒性皮炎，皮损限于面、颈部等暴露部分；黑变病，皮损常对称分布于暴露部位， 呈片状，呈褐-深褐-褐黑色；职业性痤疮；疣状赘生物及事故引起的热烧伤。此外，可能有头昏、头胀，头痛、胸闷、乏力、恶心、食欲不振等全身症状和眼、 鼻、咽部的刺激症状。
沥青本身可能有毒，生产、铺设沥青过程中产生的烟气也同样对人体有害，笔者小时候路过铺路搭的沥青锅，总是看到黑烟滚滚，刺鼻异常。
除了沥青，道路材料中使用的无机材料、工业废渣和金属材料可能会带来重金属污染，在建设过程中也应当注意。
[道路护栏喷漆]
路修好了，为了人车安全，往往要加装护栏。护栏一般是合金材料，需要油漆帮其遮风挡雨，因此，所选油漆需要具备如下性能：抗紫外线、耐弱酸、耐水、耐温。
醇酸漆是国内生产量最大的油漆，其价格便宜，用途广泛，且施工方便。不过寿命较短，2-3年就需要进行修补翻新。传统的醇酸涂料为溶剂型含有大量溶剂 （质量比大于40 %），主要成分为醇酸树脂、200号溶剂汽油、催干剂（含钴锰铅锌钙，或是钴锰稀土）、防结皮剂。色漆还含有颜料等。在生产施工过程中会严重危害环境和操 作人员的身体健康。
丙烯酸聚氨酯油漆、氟碳油漆等也是常用的道路护栏喷漆，它们比醇酸漆性能更优越，保护期更长，但溶剂型油漆的缺点同样无法避免。
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科技提供更优选择
综上所述，室外工程的环境隐患确实不少，但是是否有更先进、更环保的技术可供选择呢？答案是肯定的。
例如塑胶跑道、人造草坪、PVC地板等塑胶材质中都会用到的塑化剂。邻苯类塑化剂的潜在危害已经得到了众多科研结果的证实，但塑化剂是非用不可的，提倡 非邻苯类塑化剂就显得非常必要。早在2011年，中国卫生部就将塑化剂邻苯二甲酸酯类物质，列入食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂名 单。2013年，针对愈演愈烈的“塑化剂”风波，全国政协委员、中山大学食品与健康工程研究院院长刘昕在全国“两会”上呼吁，大力扶持非邻苯类塑化剂产 业，减少塑化剂污染对人类健康的影响。此外，不含邻苯类塑化剂的PVC材料目前已经商业化，相信在不久的将来，非邻苯类塑化剂会逐步替代邻苯类。
再如毒害隐患较大的沥青，从不同沥青的毒性排序看，尽量选用毒害小的石油沥青和天然沥青更符合环保理念。还有一种称为“环氧沥青”的新型沥青材料也可以 考虑。传统的沥青路面由于热胀冷缩容易产生裂分并发生滑移，这样的路面需要经常修补，也就意味着要用更多沥青材料。环氧沥青是沥青和环氧树脂以一定比例混 合，能够大幅度提高沥青的强度和韧性，尤其是能减小沥青在高温下的形变。使用环氧沥青相当于减少了沥青使用量，对环境的危害也会减少。另一种近年开始流行 的沥青是橡胶改性沥青，它用废旧轮胎制成的胶粉，按适当比例加入基质沥青中，经一定的工艺流程制成的一种沥青混合料。橡胶改性沥青具有高温稳定性、低温柔 韧性以及抗老化、抗疲劳、抗水损等优良性能，是较为理想的“环保低碳型”路面材料。已在上海、南京、天津、烟台等多个城市的高速路上使用。对于沥青的废 气，也有专门的净化设备。可以说，借助新技术手段，完全可以做到沥青的无害化使用。
近年来，世界各国环保法规对传统溶剂型油漆的限制越 来越多。水性油漆能够有效避免传统油漆中甲醛、芳香烃类、游离TDI等污染物，近年来受到了越来越多的关注。水性油漆经历了丙烯酸、丙烯酸和水性聚氨酯复 合物等几个发展阶段，虽然环保方面优越，但性能上一直比传统油漆差（除了某些高端产品）。直到2008年，日本朝日涂料推出了世界首款双组份水性油漆，这 款产品不仅拥有普通水性油漆环保和非危险品的优点。由于使用了环保的固化剂，其漆膜的性能无论是在硬度上还是耐高温和漆膜的清澈度上都可以超过市场上普通 双组份油性漆的性能。这一产品的上市意味水性油漆代替普通油漆的时代已经真正开始，因为水性油漆在各种性能上达到和超过了油漆的性能。此后水性油漆的种类 便越来越丰富。
这一部分的最后谈一点“气味”的问题。几乎所有这些室外工程都要用到有机溶剂，而它们又是刺鼻气味的主要来源，虽说气味 不能代表有害，但让人不开心已经是“大罪”了。很遗憾，越是基础的东西越是难进步，笔者没找到能够取代有机溶剂的现实方法。只能希望施工方和厂家尽量少 用，尽量选用低毒溶剂，施工后能够留出足够长的时间晾干。
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乱象从何而来？
在这个问题上，去年江 苏省教育厅对于“毒跑道”事件的总结说的比较到位：“一是少数建设单位降低造价；二是一些招标文件中没有具体的技术指标；三是评标专家忽视技术要求，使不 良企业中标；四是塑胶跑道施工质量市场监管不健全；五是教育部门缺乏专业管理技术人员。从调查结论中可看出，塑胶跑道的招评标、建设施工、监理等各个环节 几乎都存在问题。”
这类大型室外工程中，成本问题一定是建设方优先考虑的事情。以塑胶跑道为例，有业内人士透露，依据国标铺设塑胶跑道 费用区间为每平方米250元到300元，而“市场中很多报价是这个的一半。”北京晚报记者分别向三家塑胶跑道建设公司询价，各家列出的价格区间为每平方米 100元至200元以上不等。 “我接触到的客户，80%至90%先问价，因为价格不够低，丢过不少项目。”北京某塑胶跑道建设公司经理表示，“有的公司送样本时送的是好样本，实际做的 不是好东西，报价也低。”
为了追求低价，有些商家是没有底线的。央视《经济半小时》最近爆出河北多地工厂用废轮胎、废电缆等廉价原料生产塑胶跑道原料，这些来源不明的橡胶垃圾，是国际公认的有害物质，它们最终的流向不言自明，令人担忧。
20年前原材料价低，每平方米跑道价格在240元至260元之间，现在原材料贵了，报价却普遍每平方米100多块。成本高了，修造费用反而低了，这样能造出合格的跑道才怪。
前文提到的环氧沥青，在2006年前进口价7万/吨，只有长江二桥这样的重点工程才能用得起，俗话说“金桥银路”，普通道路不可能铺得起环氧沥青。好在 我国已于2006年实现了环氧沥青国产化，环氧沥青的价格降至3万/吨，越来越多的高速公路用上了它。但这个价格依旧高于普通沥青，毛细管般密布的普通公 路要想都铺上环氧沥青恐怕还要等不少年。
水性油漆也类似，高品质的水性油漆技术仍然掌握在少数国外厂商手中，价格远高于传统油漆，室内装修用量小还能承受得起，道路护栏喷漆这样大规模的使用，恐怕成本上难以承受。
以上说的就一个字“钱”，但室外工程污染的乱象绝不单单是钱的事。
政府对于市场有监督的责任，对室外工程也应当给出一套科学、严格、切实可行的生产建造及环评标准。尤其是公益性质的设施，如学校的跑道、市民广场的人造草坪、图书馆的PVC地板等，政府应当保证环保、安全优先级高于成本考量。
不过现实中政府在这一块做得相当不到位，此起彼伏的“毒跑道”事件也印证了这一点。
以塑胶跑道为例，我国已颁布的塑胶跑道的质检标准有两个：
《合成材料跑道面层》（GB/T 14833-2011）和《体育场地使用要求及检验方法第6部分：田径场地》（GB/T 22517.6-2011）等两项国家标准，但据业内人士介绍，对于“T”字的标准，意味着“推荐”，并非强制（Q为强制）。
摘自《合成材料跑道面层》（GB/T 14833-2011）摘自《合成材料跑道面层》（GB/T 14833-2011）
从表中可以看到，GB/T 14833-2011跑道“面层”中的有害物质限量做了规定，包括苯、甲苯和二甲苯、游离甲苯二异氰酸酯和四种重金属。姑且不论这个标准定的是否太高，它 涵盖的检测内容也太少了，如前文分析，至少还应包括游离TDI、邻苯类塑化剂、更多种类的有机溶剂（尤其是甲醛、含氯溶剂等）。
更需要关注的是，该标准仍旧是对跑道面层的检测，而非对跑道空气的检测，更无法评估阳光暴晒后的跑道释放了多少毒气。
这样的国家标准既不强制也不全面，更不科学，难怪不能起到有效约束。
国外的情况又怎么样呢？很多发达国家/地区也没有对跑道附近的空气质量做明确的规定，如ASTM F2157—02《人造表面的跑道标准（Standard Specification for Synthetic Surfaced Running Tracks）》、德国标准DIN 18035 Part 6 A一1992《运动场合成地面标准，要求，检验，保养（Standard for Spots Grounds，Symhetic Surfacings，Requirements，Test，Maintenance）》、我国台湾标准CNS 6482《聚氨酯运动场所用铺设材料》和CNS 6483《聚氨酯运动场所用铺设材料检验法》，这三个标准重点仍然是面层的物理性能（摩擦、硬度、弹性等）。
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重塑整个监管体系
在家长群体和媒体不懈努力下，很多事发地方政府和学校经历了一段时间“酝酿”后，终于采取了行动，例如北京西城区教委、杭州外国语学校、深圳多所学校都同意铲除“毒跑道”。
最可喜的进展是，终于有地方政府迈出了科学监管的第一步。2016年5月，深圳市发布了《合成材料运动场地面层质量控制标准》（试行）（简称“深圳标 准”），并由此促成了国内第一条最环保跑道的建成。“深圳标准”对塑胶跑道、人造草坪、粘胶的各种用料和可能含有的有害物质都做了明确规定。
以上内容摘录自深圳市《合成材料运动场地面层质量控制标准》（试行）以上内容摘录自深圳市《合成材料运动场地面层质量控制标准》（试行）
相较于之前的国家标准，“深圳标准”明显重视强调了对有机溶剂、芳香烃、邻苯类塑化剂的监管，相关指标也更严格。
不过“深圳标准”更大的进步是首次在标准中加入了气味评定方法和标准。这是塑胶跑道等室外工程监管领域第一个具有可操作性的“气味评定方法”。
该办法首先要挑选嗅觉灵敏的测试员，进行一系列的嗅辨和评定，最后给出气味评定等级：
整个流程看起来是科学、规范的，当然实际操作时还应该减少主观性和随机性，采用多人次、多点、多次测试，并请家长学生监督。
深圳也曾爆发过多起“毒跑道”事件，但市政府痛定思痛，不仅对原国家标准做了改进，还非常人性化地引入气味评定办法，虽然是否有毒、毒性如何需要准确的 实验数据说明，但也不能忽视异味问题，有异味可能代表已有标准定的太松。要知道很多“毒跑道”时间中，异味是家长发现问题的警报，牵动着家长敏感的神经。 “深圳标准”值得国家有关部门和其他地方政府学习.
