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五大室外「有毒」工程,你躲得開嗎?

編者按:

校園「問題跑道」事件愈演愈烈,據公開報道統計,2014年至今已發生了三十餘起。近日,北京第二實驗小學白雲路分校「毒跑道」的事還未了結,杭州外國語學校又發生了類似事情。實際上,室外工程污染並非只涉及學校、孩子、家長,在我們的周圍,劣質工程、廉價材料造成的潛在「有毒」室外工程比比皆是,雖然不能脫離濃度談危害,但我們誰都不可能完全置身事外。從標準到制度,到人性化管理,從下而上的改善,我們也許需要從獲得相關知識開始。

撰文 | 顏磊(清華大學化學系基礎分子科學中心博士生)

責編 | 程莉

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室外工程為人們提供了便捷舒適的生活,並成為標誌性的都市圖景,但也是潛在的污染源。

1.五種室外工程可能含有的污染物

五種室外工程可能含有的污染物

【塑膠跑道】

塑膠跑道根據使用的材料和鋪裝結構的不同, 可分為預製型塑膠跑道、複合型塑膠跑道和混合型塑膠跑道。其中混合型塑膠跑道性價比最高,是國內最常見的。

塑膠跑道基礎材質中最大的安全隱患是聚氨酯材料。聚氨酯分為TDI型與MDI型,尤其前者揮發性較大,有刺鼻味道和比較大的毒性,其味道的來源主要是未反應完全的聚氨酯單體。人長期接觸會出現胸悶、虛脫、打噴嚏等癥狀,甚至會出現氣管炎、肺氣腫、哮喘等病症。

另一類隱患較大的物質是製造、鋪設塑膠跑道時用到的揮發性有機溶劑,如甲苯、二甲苯等。在化學試劑毒性分類中甲苯、二甲苯均屬低毒類,社會上傳言其致癌性並不屬實。但作為有機溶劑,它們對皮膚、粘膜仍然有刺激性,對中樞神經系統有一定的麻醉作用。重症者可有躁動、抽搐、昏迷。長期接觸可發生神經衰弱綜合征,肝腫大,女性月經異常等。

鄰苯類塑化劑能增加劣質跑道彈性,使其彈性達到國家標準。但它被一些環保人士稱為「環境激素」,疑似影響男性生殖功能。

除了這些空氣中的毒物,固態的鉛鹽也不能忽略,它會造成永久性土壤污染。兒童的皮膚與這種塑膠跑道長期接觸後,鉛會滲透進身體內部,造成血鉛超標,也就是鉛中毒。

【人造草坪】

人造草坪經常和塑膠跑道相伴而建,近期杭外發生的「毒跑道」事件,最受家長質疑的便是人造草坪的問題。

人造草坪按生產工藝分為注塑人造草坪和編織人造草坪,都由3層材料組成。基礎層是由夯實土層、碎石層和瀝青或混凝土層組成。這一層的材料中除了瀝青(將在道路材料一節介紹),一般不會有污染。

基礎層之上是一層緩衝層,通常為橡膠或泡沫塑料組成。緩衝層要牢固地粘貼在基礎層上,一般用白乳膠或萬能膠粘貼。這裡採用的塑膠材料可能造成的危害與塑膠跑道類似。白乳膠是常用的裝修材料,由醋酸乙烯單體在引發劑作用下經聚合反應而製得的一種熱塑性粘合劑,劣質產品可能殘餘較多的甲醛。萬能膠就不那麼友好了,它的溶劑可能會用到高毒性的二氯乙烷、苯等物質,也常常含有二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、丁酮等刺激性氣味的物質。這些有機溶劑輕則刺激粘膜,重則影響神經系統,甚至致癌。

第三層,也是表層,為草皮層。過去常用尼龍,現在多以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)代替,表面添加紫外線吸收劑。這些都是生活中常見的塑料,本身無害,但可能會有溶劑殘餘和塑化劑問題,需要注意的是低工藝水平的人造草坪纖維中常含有氯元素雜質,在高溫、強日照條件下會分解並釋放出氯氣,損害空氣質量。

【公共場所PVC地板】

PVC地板也稱為「輕體地材」,除了家庭,PVC地板在博物館、科技館、圖書館、報告廳、體育館等公共場所也經常見到它們的身影。PVC地板主要材料是聚氯乙烯,在片狀連續基材上,經塗敷工藝或經壓延、擠出或擠壓工藝生產而成。它的主要優點有防滑、耐磨、阻燃、防水、易於清潔、易於塑形等。

聚氯乙烯是最常見的塑料之一,廣泛用於食品包裝、建材、工程領域,在正常情況下是穩定而安全的。聚氯乙烯樹脂、增塑劑和防老劑組成的樹脂,本身並無毒性。但所添加的增塑劑、防老劑等主要輔料有毒性,日用聚氯乙烯塑料中的增塑劑,主要使用對苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯等,尤其是鄰苯類增塑劑(塑膠跑道中也有)不僅含有毒性,導致人體出現不良反應、甚至致癌;對空氣、水、土壤等都有不可忽視的危害。因此,許多歐盟國家已經開始禁止使用此類產品作為主增塑劑,我國也日漸加強對此的重視程度。聚氯乙烯的防老劑硬脂酸鉛鹽也是有毒的。含鉛鹽防老劑的聚氯乙烯和乙醇、乙醚及其他溶劑接觸會析出鉛。

PVC地板如果出現異味,除了有機溶劑未揮發乾凈外,還可能是長期摩擦、高溫、紫外線照射、氧自由基等打斷了聚合物中的化學鍵,釋放出了刺激性氣味的小分子。

【道路材料】

瀝青是由長鏈碳氫化合物及其衍生物組成的黑褐色複雜混合物,看上去是固體,實際上是粘度非常高的液體。1944年都柏林聖三一學院進行的瀝青滴落實驗,到2013年才第一次拍到瀝青液滴滴落。作為一種防水防潮和防腐的有機膠凝材料,瀝青主要用於塗料、塑料、橡膠等工業以及鋪築路面等。

瀝青主要分為煤焦瀝青、頁岩瀝青、石油瀝青和天然瀝青四種:煤焦瀝青是煉焦的副產品;頁岩瀝青是頁岩煉油所得副產品;石油瀝青是原油蒸餾後的殘渣;天然瀝青則是儲藏在地下,有的形成礦層或在地殼表面堆積。

四種主要瀝青的毒性:煤焦瀝青 > 頁岩瀝青 > 石油瀝青 > 天然瀝青 ,前二者有致癌性(致癌物主要為3,4-苯並芘)。瀝青對皮膚的損害包括:光毒性皮炎,皮損限於面、頸部等暴露部分;黑變病,皮損常對稱分布於暴露部位,呈片狀,呈褐-深褐-褐黑色;職業性痤瘡;疣狀贅生物及事故引起的熱燒傷。此外,可能有頭昏、頭脹,頭痛、胸悶、乏力、噁心、食欲不振等全身癥狀和眼、鼻、咽部的刺激癥狀。

瀝青本身可能有毒,生產、鋪設瀝青過程中產生的煙氣也同樣對人體有害,筆者小時候路過鋪路搭的瀝青鍋,總是看到黑煙滾滾,刺鼻異常。

除了瀝青,道路材料中使用的無機材料、工業廢渣和金屬材料可能會帶來重金屬污染,在建設過程中也應當注意。

【道路護欄噴漆】

路修好了,為了人車安全,往往要加裝護欄。護欄一般是合金材料,需要油漆幫其遮風擋雨,因此,所選油漆需要具備如下性能:抗紫外線、耐弱酸、耐水、耐溫。

醇酸漆是國內生產量最大的油漆,其價格便宜,用途廣泛,且施工方便。不過壽命較短,2-3年就需要進行修補翻新。傳統的醇酸塗料為溶劑型含有大量溶劑(質量比大於40 %),主要成分為醇酸樹脂、200號溶劑汽油、催干劑(含鈷錳鉛鋅鈣,或是鈷錳稀土)、防結皮劑。色漆還含有顏料等。在生產施工過程中會嚴重危害環境和操作人員的身體健康。

丙烯酸聚氨酯油漆、氟碳油漆等也是常用的道路護欄噴漆,它們比醇酸漆性能更優越,保護期更長,但溶劑型油漆的缺點同樣無法避免。

2.科技提供更優選擇

綜上所述,室外工程的環境隱患確實不少,但是是否有更先進、更環保的技術可供選擇呢?答案是肯定的。

例如塑膠跑道、人造草坪、PVC地板等塑膠材質中都會用到的塑化劑。鄰苯類塑化劑的潛在危害已經得到了眾多科研結果的證實,但塑化劑是非用不可的,提倡非鄰苯類塑化劑就顯得非常必要。早在2011年,中國衛生部就將塑化劑鄰苯二甲酸酯類物質,列入食品中可能違法添加的非食用物質和易濫用的食品添加劑名單。2013年,針對愈演愈烈的「塑化劑」風波,全國政協委員、中山大學食品與健康工程研究院院長劉昕在全國「兩會」上呼籲,大力扶持非鄰苯類塑化劑產業,減少塑化劑污染對人類健康的影響。此外,不含鄰苯類塑化劑的PVC材料目前已經商業化,相信在不久的將來,非鄰苯類塑化劑會逐步替代鄰苯類。

再如毒害隱患較大的瀝青,從不同瀝青的毒性排序看,盡量選用毒害小的石油瀝青和天然瀝青更符合環保理念。還有一種稱為「環氧瀝青」的新型瀝青材料也可以考慮。傳統的瀝青路面由於熱脹冷縮容易產生裂分並發生滑移,這樣的路面需要經常修補,也就意味著要用更多瀝青材料。環氧瀝青是瀝青和環氧樹脂以一定比例混合,能夠大幅度提高瀝青的強度和韌性,尤其是能減小瀝青在高溫下的形變。使用環氧瀝青相當於減少了瀝青使用量,對環境的危害也會減少。另一種近年開始流行的瀝青是橡膠改性瀝青,它用廢舊輪胎製成的膠粉,按適當比例加入基質瀝青中,經一定的工藝流程製成的一種瀝青混合料。橡膠改性瀝青具有高溫穩定性、低溫柔韌性以及抗老化、抗疲勞、抗水損等優良性能,是較為理想的「環保低碳型」路面材料。已在上海、南京、天津、煙台等多個城市的高速路上使用。對於瀝青的廢氣,也有專門的凈化設備。可以說,藉助新技術手段,完全可以做到瀝青的無害化使用。

近年來,世界各國環保法規對傳統溶劑型油漆的限制越來越多。水性油漆能夠有效避免傳統油漆中甲醛、芳香烴類、遊離TDI等污染物,近年來受到了越來越多的關注。水性油漆經歷了丙烯酸、丙烯酸和水性聚氨酯複合物等幾個發展階段,雖然環保方面優越,但性能上一直比傳統油漆差(除了某些高端產品)。直到2008年,日本朝日塗料推出了世界首款雙組份水性油漆,這款產品不僅擁有普通水性油漆環保和非危險品的優點。由於使用了環保的固化劑,其漆膜的性能無論是在硬度上還是耐高溫和漆膜的清澈度上都可以超過市場上普通雙組份油性漆的性能。這一產品的上市意味水性油漆代替普通油漆的時代已經真正開始,因為水性油漆在各種性能上達到和超過了油漆的性能。此後水性油漆的種類便越來越豐富。

這一部分的最後談一點「氣味」的問題。幾乎所有這些室外工程都要用到有機溶劑,而它們又是刺鼻氣味的主要來源,雖說氣味不能代表有害,但讓人不開心已經是「大罪」了。很遺憾,越是基礎的東西越是難進步,筆者沒找到能夠取代有機溶劑的現實方法。只能希望施工方和廠家盡量少用,盡量選用低毒溶劑,施工後能夠留出足夠長的時間晾乾。

3.亂象從何而來?

在這個問題上,去年江蘇省教育廳對於「毒跑道」事件的總結說的比較到位:「一是少數建設單位降低造價;二是一些招標文件中沒有具體的技術指標;三是評標專家忽視技術要求,使不良企業中標;四是塑膠跑道施工質量市場監管不健全;五是教育部門缺乏專業管理技術人員。從調查結論中可看出,塑膠跑道的招評標、建設施工、監理等各個環節幾乎都存在問題。」

這類大型室外工程中,成本問題一定是建設方優先考慮的事情。以塑膠跑道為例,有業內人士透露,依據國標鋪設塑膠跑道費用區間為每平方米250元到300元,而「市場中很多報價是這個的一半。」北京晚報記者分別向三家塑膠跑道建設公司詢價,各家列出的價格區間為每平方米100元至200元以上不等。 「我接觸到的客戶,80%至90%先問價,因為價格不夠低,丟過不少項目。」北京某塑膠跑道建設公司經理表示,「有的公司送樣本時送的是好樣本,實際做的不是好東西,報價也低。」

為了追求低價,有些商家是沒有底線的。央視《經濟半小時》最近爆出河北多地工廠用廢輪胎、廢電纜等廉價原料生產塑膠跑道原料,這些來源不明的橡膠垃圾,是國際公認的有害物質,它們最終的流向不言自明,令人擔憂。

20年前原材料價低,每平方米跑道價格在240元至260元之間,現在原材料貴了,報價卻普遍每平方米100多塊。成本高了,修造費用反而低了,這樣能造出合格的跑道才怪。

前文提到的環氧瀝青,在2006年前進口價7萬/噸,只有長江二橋這樣的重點工程才能用得起,俗話說「金橋銀路」,普通道路不可能鋪得起環氧瀝青。好在我國已於2006年實現了環氧瀝青國產化,環氧瀝青的價格降至3萬/噸,越來越多的高速公路用上了它。但這個價格依舊高於普通瀝青,毛細管般密布的普通公路要想都鋪上環氧瀝青恐怕還要等不少年。

水性油漆也類似,高品質的水性油漆技術仍然掌握在少數國外廠商手中,價格遠高於傳統油漆,室內裝修用量小還能承受得起,道路護欄噴漆這樣大規模的使用,恐怕成本上難以承受。

以上說的就一個字「錢」,但室外工程污染的亂象絕不單單是錢的事。

政府對於市場有監督的責任,對室外工程也應當給出一套科學、嚴格、切實可行的生產建造及環評標準。尤其是公益性質的設施,如學校的跑道、市民廣場的人造草坪、圖書館的PVC地板等,政府應當保證環保、安全優先順序高於成本考量。

不過現實中政府在這一塊做得相當不到位,此起彼伏的「毒跑道」事件也印證了這一點。

以塑膠跑道為例,我國已頒布的塑膠跑道的質檢標準有兩個:

《合成材料跑道面層》(GB/T 14833-2011)和《體育場地使用要求及檢驗方法第6部分:田徑場地》(GB/T 22517.6-2011)等兩項國家標準,但據業內人士介紹,對於「T」字的標準,意味著「推薦」,並非強制(Q為強制)。

摘自《合成材料跑道面層》(GB/T 14833-2011)

從表中可以看到,GB/T 14833-2011跑道「面層」中的有害物質限量做了規定,包括苯、甲苯和二甲苯、遊離甲苯二異氰酸酯和四種重金屬。姑且不論這個標準定的是否太高,它涵蓋的檢測內容也太少了,如前文分析,至少還應包括遊離TDI、鄰苯類塑化劑、更多種類的有機溶劑(尤其是甲醛、含氯溶劑等)。

更需要關注的是,該標準仍舊是對跑道面層的檢測,而非對跑道空氣的檢測,更無法評估陽光暴晒後的跑道釋放了多少毒氣。

這樣的國家標準既不強制也不全面,更不科學,難怪不能起到有效約束。

國外的情況又怎麼樣呢?很多發達國家/地區也沒有對跑道附近的空氣質量做明確的規定,如ASTM F2157—02《人造表面的跑道標準(Standard Specification for Synthetic Surfaced Running Tracks)》、德國標準DIN 18035 Part 6 A一1992《運動場合成地面標準,要求,檢驗,保養(Standard for Spots Grounds,Symhetic Surfacings,Requirements,Test,Maintenance)》、我國台灣標準CNS 6482《聚氨酯運動場所用鋪設材料》和CNS 6483《聚氨酯運動場所用鋪設材料檢驗法》,這三個標準重點仍然是面層的物理性能(摩擦、硬度、彈性等)。

4.重塑整個監管體系

在家長群體和媒體不懈努力下,很多事發地方政府和學校經歷了一段時間「醞釀」後,終於採取了行動,例如北京西城區教委、杭州外國語學校、深圳多所學校都同意剷除「毒跑道」。

最可喜的進展是,終於有地方政府邁出了科學監管的第一步。2016年5月,深圳市發布了《合成材料運動場地面層質量控制標準》(試行)(簡稱「深圳標準」),並由此促成了國內第一條最環保跑道的建成。「深圳標準」對塑膠跑道、人造草坪、粘膠的各種用料和可能含有的有害物質都做了明確規定。

以上內容摘錄自深圳市《合成材料運動場地面層質量控制標準》(試行)

相較於之前的國家標準,「深圳標準」明顯重視強調了對有機溶劑、芳香烴、鄰苯類塑化劑的監管,相關指標也更嚴格。

不過「深圳標準」更大的進步是首次在標準中加入了氣味評定方法和標準。這是塑膠跑道等室外工程監管領域第一個具有可操作性的「氣味評定方法」。

該辦法首先要挑選嗅覺靈敏的測試員,進行一系列的嗅辨和評定,最後給出氣味評定等級:

整個流程看起來是科學、規範的,當然實際操作時還應該減少主觀性和隨機性,採用多人次、多點、多次測試,並請家長學生監督。

深圳也曾爆發過多起「毒跑道」事件,但市政府痛定思痛,不僅對原國家標準做了改進,還非常人性化地引入氣味評定辦法,雖然是否有毒、毒性如何需要準確的實驗數據說明,但也不能忽視異味問題,有異味可能代表已有標準定的太松。要知道很多「毒跑道」時間中,異味是家長發現問題的警報,牽動著家長敏感的神經。「深圳標準」值得國家有關部門和其他地方政府學習。

以塑膠跑道為代表的室外工程領域,從市場到監管都有諸多缺陷,各地頻發的事故是長期漠視和監管缺位的必然結果。事故爆發後,雖然已有一些可喜的進步,仍需重塑整個監管體系。

參考:鳳凰網、騰訊網、環球科學、深圳市住建局官網、百度百科、中國建材網、大河網、聖運律師公眾號、今日頭條APP

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