塑胶运动场材料对学生体育锻炼的影响与措施

李淑芳

（河南大学 学生体质健康研究所，河南 开封 475001）

0 引言

目前，高校体育运动场地大多采用了塑胶材料。但塑胶材料由一些化学成分组成，学生在享受高质量运动的同时，也担忧塑胶环境会给自己健康带来诸多危害。笔者基于让人们了解塑胶运动场材料有关知识、从而合理利用塑胶运动场地的目的，做了一些相关的调查研究。

1 我国高校塑胶运动场地材料分析

1．1 塑胶运动场地的组成材料及其性能

1．1．1 塑胶运动场地主要材料的组成

塑胶运动场地基本原料是甲苯二异氰酸酯，是具有强烈刺激性气体的有机化合物。聚醚型甲苯二异氰酸酯塑胶运动场材料由两个部分组成，其中一部分是由聚醚和甲苯二异氰酸酯反应得到的预聚体；另一部分是由四羟基聚醚等交联固化剂、催化剂、着色剂等经过研磨后再加溶剂得到的混合物。施工时，将这两部分按一定比例混合，然后均匀地铺在基础地面上，即时刮平，并在室温下固化［1］。

1．1．2 塑胶运动场地主要材料的性能

（1）甲苯二异氰酸酯的化学性能。甲苯二异氰酸酯主要用于制造聚氨酯涂料的固化剂，为无色透明至淡黄色液体，有刺激性气味，遇光颜色变深。甲苯二异氰酸酯不溶于水，溶于丙酮、乙酸乙酯和甲苯等，易与包含有活泼氢原子的化合物胺、水、醇、酸、碱发生反应，特别是与氢氧化钠和叔胺发生难以控制反应，并放出大量热。与水反应生成二氧化碳，是聚氨酯泡沫塑料制造过程中的关键反应之一。在常温下聚合反应速度很慢，加热至450℃以上或有催化剂存在的情况下能自聚生成二聚物，这种二聚物能与强氧化剂发生反应，遇热、明火、火花会着火，加热分解放出氰化物和氮氧化物［2］。

（2）甲苯二异氰酸酯的挥发性能。二异氰酸酯的毒性与其挥发度有关，室温下仅甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯有挥发性，其他二异氰酸酯挥发性都很低，大气中的含量也很低，对健康影响不大。甲苯二异氰酸酯的蒸汽压分别为3 KPa（25℃）、69 KPa（40 ℃）和 1．5776 MPa（80 ℃）。 因而，甲苯二异氰酸酯在加热时挥发性很大，远远超过空气中的允许含量。

1．2 塑胶运动场地主要材料对运动的影响

1．2．1 塑胶运动场地主要材料对运动的正面影响

塑胶材料构成的运动场地具有以下几个方面的优点［3］。

（1）弹性好：具有适度的弹性，能对运动员产生一个适当的反弹力，可减少体力的消耗，增进竞赛成绩，同时保护运动员骨关节和韧带，减少受伤的危险。

（2）防滑：特制的覆盖层，能保证其表面防滑，并为运动员提供一个接触稳定的安全感觉，即使在潮湿条件下和恶劣天气中也能保证运动员脚下踏实，起步、加速、跑动快速安全。

（3）耐磨：由聚醚和甲苯二异氰酸酯反应得到的预聚体与由四羟基聚醚等交联固化剂、催化剂、着色剂等经过研磨后再加溶剂得到的混合物，按一定比例混合后均匀地铺在基础地面上，即时刮平，并在室温下固化，形成的层面不掉粒。卓越的耐磨性能，能保证铺面结构长期稳定不变，并可使用装备9 mm以下鞋钉的跑鞋。耐磨耗性小于2．5%，满足长时间、高使用频率的需要。

（4）稳定：优良的抗老化及耐盐雾、温热、臭氧、紫外线功能，以保证铺面内在物理机械性能及外观结果特征恒久不变，延长其最佳使用寿命。不会因紫外线、臭氧、酸雨的污染而褪色、粉化或软化，并能长期保持其鲜艳的色彩。

（5）色彩：表面颜色柔和，颗粒状表层，防止刺眼光线的反射，美观耐久，并可采用多色彩搭配。

（6）强调跑道整体性能，适应多种运动项目及长远比赛训练等。

（7）画线不易掉漆，色泽鲜明、不褪色，耐磨性更佳。

（8）平整度达到国际田联标准，滤水性好，小雨天不需停止比赛，大雨后可立即比赛，不会有积水现象。

总之，塑胶运动场地具有强度高、弹性好、耐磨损、耐高低温的特点，具有黏结力较强、可调的硬度、隔音防震、施工便利和美观、耐用、全天候使用等优点；适度的弹性及反弹力，能减少体力消耗，适度吸收脚部冲击力，减少运动伤害；防滑安全、耐冲击效果好；具有耐磨性和保持长期鲜艳色彩等优点；聚氨酯塑胶运动场地对于美化校园环境、减少场地扬尘、促进学生自觉参加体育锻炼都有着积极意义［4］。

1．2．2 塑胶运动场地主要材料对运动的负面影响

（1）甲苯二异氰酸酯的危害作用。甲苯二异氰酸酯为有毒的致癌物质，腐蚀眼睛、皮肤和呼吸道。据报道，吸入甲苯二异氰酸酯可引起机体气道上皮、肺间质、肺内血管及免疫系统等多方面损伤；长期接触甲苯二异氰酸酯者可出现胸闷 （有时非常严重）、打喷嚏、紫绀和虚脱等症状，引起慢性阻塞性气管炎、肺气肿、化学性气管炎、哮喘等综合症，以及精神疾患、中枢神经系统疾患和血液病。接触外溅出的极高浓度的甲苯二异氰酸酯时可过敏，经皮肤吸收或摄入可引起死亡。

（2）催化剂的危害作用。聚氨酯工业中常用的催化剂主要有叔胺类化合物和有机酸的金属衍生物，这两类化合物对人体都具有一定的毒性和腐蚀性，甲苯二异氰酸酯聚氨酯材料使用的是有机金属类，如锡盐、汞盐，触及皮肤能产生渗透作用，并有可能引起局部皮炎和皮肤过敏，吸入蒸汽会损伤肝脏。汞和铅类催化剂会损伤人体中枢神经和末梢神经系统，属于毒性较大的化学品。

（3）苯溶的危害作用。甲苯溶剂可引起眼睛、皮肤、鼻、肺刺激。慢性接触可引起头痛、疲劳和恶心；二甲苯溶剂可引起眼睛、皮肤和呼吸道刺激，长期接触伴有心、肝、肾损害，引起贫血、肠道紊乱、中枢神经系统抑制［5］。

由于塑胶运动场地组成材料存在的危害性，学生体育运动时，呼吸量大约是安静时的20～30倍，肺通气量迅速增加，这样会使学生在较短的时间内摄入较多的二苯基甲烷二异氰酸酯气体，通过新陈代谢的加快，加速有毒气体在体内与血液的结合，对学生身体健康造成一定影响。因此，在塑胶运动场上开展体育活动具有一定的局限作用。

2 利用塑胶运动场地进行科学运动

2．1 合理利用塑胶运动场地

大学生在塑胶运动场地进行体育活动的状况如何，作者选择河南大学2012～2013年级中部分学生为调查对象，以发放问卷的方式，调查学生因体育锻炼项目、场地、时间、锻炼强度方面的不同选择，而带来塑胶运动场对学生体质健康的不同影响。向学生发出调查表620份，收回561份，有效问卷547份，有效回收率为88%。

2．1．1 适宜的运动项目

据对学生调查统计结果显示，在参与课内外体育锻炼的学生中，学生喜欢选择的体育项目依次是：篮球、足球、排球、网球等。学生课内外体育锻炼项目选择如表1所示。

表1 河南大学学生体育锻炼项目选择统计表Table 1 Henan university student physical exercise items selection statistics

学生选择运动项目时，既要考虑自己的爱好，也要考虑运动环境和个体的身体状况。

2．1．2 学生活动场地选择

学生课内外体育锻炼的场地选择，将其分为室内塑胶运动馆、室外塑胶运动场和其他地点三方面进行统计。选择情况如表2所示。从表2可以看出，有39．9%的大学生选择在室内体育馆进行体育锻炼，34．7%的大学生选择在室外塑胶运动场地上运动，多数学生还是喜欢在塑胶运动场地进行体育活动，更证明了对该课题研究的必要性。

2．1．3 适宜的运动时间

体育运动时间指每次进行运动持续的时间，运动时间是决定运动量的主要因素，当运动量确定后，该运动量的运动时间就成为影响运动时吸入气体量的重要因素［5］。学生进行体育运动时间统计如表3所示。

表2 河南大学学生体育锻炼地点选择统计表Table 2 Henan university student physical exercise sites selection statistics

表3 河南大学学生每次体育锻炼强度统计表Table 3 Henan university student physical exercise intensity statistics

调查结果显示：在被调查参加体育运动的学生中，公共体育课内活动时间是每天上午8.00-12点，下午2.30-6.00点区间。有32.7%的男生和38%的女生每次参加体育锻炼的时间在1小时以上，35.1%的男生和21.7%的女生运动时间达到两小时以上。

在一天中的高温时段或气候炎热的夏季，建议大学生健身者应当尽量减少在塑胶跑道上面活动，可选择其他场地、活动时间或改变活动方式。在闷热天气和有强烈紫外线照射季节，管理部门可关闭体育场地，对应调整学生的上课时间。

2．1．4 适宜的体质

（1）呼吸道不好的体质。由于塑胶材料存在的危害性，学生体育运动时，肺通气量迅速增加，这样会使学生在较短的时间内摄入较多的二苯基甲烷二异氰酸酯气体，对学生身体健康造成一定影响；因此，呼吸道不好的同学应尽可能少地在塑胶运动场上做剧烈运动。

（2）皮肤容易过敏的体质。由于塑胶材料对眼睛、皮肤、呼吸道都有潜在的刺激作用，经接触可引起皮肤过敏，导致局部皮炎，严重时可导致死亡。所以，皮肤容易过敏的同学一般不要在室内塑胶运动场上运动，或者最好不在塑胶运动场地上运动。

2．2 强化高校塑胶运动场地质量建设

2．2．1 严把塑胶场地材料和建设质量关

（1）选择环保的塑胶场地材料。为了保证塑胶跑道的良好性能，降低对人体的不利影响，应选择毒性小、低挥发、稳定性强，对环境影响小、对人体健康危害小，符合当前环保要求的塑胶场地材料。目前，由于多种原因，我国生产聚氨酯塑胶的厂家良莠不齐，应加大对环保塑胶材料生产厂家的支持力度［6］。

（2）加强建设监督。现在塑胶运动场铺设厂家同样良莠不齐，相互间的竞争异常激烈，在修建过程中难免有人以次充好、偷工减料，留下隐患。因此，在塑胶场地的建设中一定要把好 “材质关”“设计关”“资质关”等质量关，建立起体育场地建设的监督检测机制，确保塑胶场地的质量安全［6］。

2．2．2 加强对国家有关标准执行情况的监督

为了科学使用、保证学生身心健康，国家体育总局于2003年9月发布的《人工材料体育场地使用要求及检验方法第1部分：室外合成面层田径场地》（征求意见稿）中对合成塑胶运动场地中产生的甲苯二异氰酸酯游离指标不超过0.7%这一标准做了专门规定［7］。这一规定能否解决塑胶运动场地材料中确实存在的危害问题，一个重要方面就在于落实和监督。

3 结语

如何正确引导学生在塑胶运动场地进行体育活动，减少二苯基甲烷二异氰酸酯气体对体质健康的影响，是一项重要的长期的课题，需要多方努力。

［1］ 王哲广．铺设 TDI聚氨酯塑胶跑道的危害与对策［J］．环境保护，2004（3）:51-55．

［2］ 360 百科．甲苯二异氰酸酯［DB／OL］．［2014-09-23］．http: ／／baike．so．com ／doc／5995328．html．

［3］董仙兰．关于塑胶跑道质量指标问题的思考［J］．河北能源职业技术学院学报，2005（3）:37-40．

［4］柳知非．塑胶场地挥发气体中TDI对人体危害的探讨［J］．青岛理工大学学报，2007（3）:65-67．

［5］龙鳘．TDI聚氨酯塑胶跑道的环境污染问题 ［J］．云南建筑，2008（4）:68-69．

［6］苏仕君．塑胶田径场聚氨酯面层材料的选择与应用［J］．化工新型材料，2008（6）:13-15．

［7］北京金奥创业体育設施工程有限公司．聚氨酯塑胶材料［DB/OL］． ［2014 -06 -14］．http://www．bjjacy．com/product．asp?bigtype ＝%CB%DC%BA%C5%DC%B5%COemode＝sjpd．