人造草坪由于其特有的優良性正逐步取代部分天然草皮。目前已被廣泛用于兒童和成人休閑游玩的草場、公園和各個運動場館，尤其是在學校運動場地方面大放異彩。但是，人造草坪對我們而言真的是百利而無一害嗎?答案當然是否定的。人造草坪材料內部有毒有害化學污染物的揮發和“熱島效應”對大氣環境和人體可能存在的危害因子引起了廣泛的關注。
一、校園人造草坪的國內現狀
目前國內有20多家人造草坪的生產商，生產的人造草坪質量參差不齊，低檔產品泛濫，同時國內編織低端產業發達，但核心材料草絲纖維制備高端產業空白，從規模、設備、技術、產品質量、銷售能力等指標來看，真正有實力的只有寥寥無幾。優質的人造草坪價格高昂，使得許多學校望而卻步，不得不從一些小作坊式的生產廠家選購低價劣質的產品，或是中標的廠商為了獲取更大的利潤而使用劣質的材料進行草坪生產。
二、人造草坪的結構
人造草坪由3層材料組成?；A層是由夯實土層、碎石層和瀝青或混凝土層組成?；A層之上是一層緩沖層，通常為橡膠或泡沫塑料組成。第三層，也是表層，為草皮層。依制造的表面形狀有絨毛草皮、圓環形卷曲狀尼龍絲草皮、葉狀聚丙烯纖維草皮、尼龍絲編制的透水草皮等。
三、草皮層有毒有害化學污染物的危害識別
人造草坪是由聚乙烯和聚丙烯混合材料組成、編織起來可以模擬草葉。這種“草”被垂直鋪設，多為聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)為主，也可用聚氯乙烯和聚酰胺等。片葉上著以仿天然草的綠色。塑料化纖材料包含了大量的已知或疑似能引起健康影響的化學物。生產廠家為了改善或彌補塑料材料的性能，往原料中加入添加劑是可以使具有更多的新的功能——仿天然草的顏色、阻燃特性、耐高溫、紫外線吸收劑、結構增強和耐磨性等。然而,往往是這些品種如此繁多的添加劑,在改善和增強了材料的某些性能之后,也成為人造草坪二次污染的主要危害因子。以下將以表格的形式逐一展示再生塑料纖維和橡膠粒主要污染因子及其危害:
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塑料纖維和橡膠粒主要污染因子 |
對環境和人體的危害 |
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固化劑(六亞甲基四胺、乙二胺、順丁烯二酸酐等) |
六亞甲基四胺主要引起皮炎和濕疹。乙二胺對粘膜和皮膚有強烈刺激性,接觸易引起結膜炎、支氣管炎、肺炎或肺水腫,并可發生接觸性皮炎,可引起肝、腎損害,皮膚和眼直接接觸其液體可致灼傷,還可引起職業性哮喘。順丁烯二酸酐粉塵和蒸氣具有刺激性,吸入后可引起咽炎、喉炎和支氣管炎,可伴有腹痛,眼和皮膚直接接觸有明顯刺激作用,并引起灼傷。慢性影響:慢性結膜炎,鼻粘膜潰瘍和炎癥。有致敏性,可引起皮疹和哮喘。 |
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增塑劑(鄰苯二甲酸二丁醋等) |
對皮膚粘膜有刺激作用,有輕度致敏作用。接觸者可引起多發性神經炎,脊髓神經炎及顱神經炎,過敏性鼻炎,皮炎及胃腸炎、有誤服后引起惡心、頭暈及中毒性腎炎等。 |
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穩定劑(硬脂酸鉛等類) |
鉛化合物健康危害:表現為頭痛、失眠、健忘、易興奮等,特別是對小兒更為嚴重,可以出現多動癥,并嚴重影響智力發育，干擾血紅素的合成,嚴重時會貧血、食欲減退、便秘、腹痛、可以出現肝臟腫大,壓痛及腎性高血壓。特別是對胎兒影響很大,易造成流產,胎兒異常等,對男性則有性功能減退,精子減少等癥狀。鈉化合物健康危害:運動系統表現為下肢肌肉疼痛，用力壓迫骨骼后有疼痛感，骨質疏松?？人?、呼吸困難,引發肺炎、肺水腫。引起慢性間質性腎炎、慢性腎功能衰竭、惡心、嘔吐、腹痛、嗅覺障礙、睡眠不安、虛脫。 |
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阻燃劑(氧化銻、磷酸脂類和含溴化合物 |
通過食物鏈不斷地進入并累積于人體內,將導致發育性毒害神經效應,如自發意識的改變、學習能力和記憶能力的損害,還會影響嬰兒的大腦發育以及荷爾蒙平衡,出生嬰兒食用母乳時也可能會產生同樣后果。 |
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有毒氣體(HCl等) |
對眼和呼吸道粘膜有強烈的刺激作用。急性中毒:出現頭痛、頭昏、惡心、眼痛、咳嗽、痰中帶血、聲音嘶啞、呼吸困難、胸悶、胸痛。重者發生肺炎、肺水腫,眼角膜可見潰瘍或混濁。皮膚直接接觸可出現大量粟粒樣紅色小丘疹而呈潮紅痛熱。慢性影響:長期較高濃度接觸,可引起慢性支氣管炎、胃腸功能障礙及牙齒酸蝕癥。 |
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著色劑(如苯并芘等) |
強致癌物,可導致胃癌、腸癌等 |
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其他未知的毒物及微生物、病菌
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四、橡膠粒填充物的危害識別
人造草坪通過加鋪一層由回收的輪胎制成的直徑為3毫米或更細小的橡膠顆粒作為墊子。有時橡膠粒還會混合以硅沙作為填料。最常見合成橡膠主要由乙烯-丙烯和苯乙烯-丁二烯組成，其中添加不同含量的硫化劑、填料、增塑劑和抗氧化劑，不同廠家添加配方也不同。這些填充顆粒粉末可通過空氣傳播，被吸入體內，并可隨著衣物和運動器材被帶入屋內。成人的免疫系統相對已發展成熟，免疫能力較強，這些小顆粒對成人而言不過是有些討厭而已，并不會對他們的身體健康造成影響。而兒童的免疫系統還未完全成熟，抵抗能力相對較弱，橡膠顆粒所揮發出的污染因子對兒童的健康產生威脅。詳情見下表：
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橡膠粒主要污染因子 |
對環境和人體的危害 |
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烷烴、芳香烴碳氫化合物 |
烷烴:蒸氣具有麻醉和痙攣作用;芳香烴:致癌效用。 |
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多環芳烴 |
對人體的主要危害部位是呼吸道和皮膚。常見癥狀有日光性皮炎,座瘡型皮炎、毛囊炎及疣狀生物等。多環芳烴落在植物葉片上,會堵塞葉片呼吸孔,使其變色,萎縮,卷曲,直至脫落,影響植物的正常生長和結果。 |
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含硫化合物(H2S、硫醇類和SO) |
H2S:通過呼吸道進入體內,易引起中毒;硫醇類:主要作用于中樞神經系統,吸入低濃度可引起頭疼惡心、高濃度引起呼吸麻痹致死;SO:對眼及呼吸道粘膜有強烈的刺激作用,大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣而致窒息。 |
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CO |
進入機體后很快與血紅蛋白結合,加重組織缺氧,導致低氧血癥,引起腦缺氧和腦水腫,還可誘發心血管疾病。 |
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NO2 |
主要作用于深部呼吸道、細支氣管及肺泡,對肺組織產生刺激和腐蝕作用,引起肺水腫。 |
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顆粒物 |
進入呼吸道后,能刺激和腐蝕呼吸道黏膜和肺細胞,降低呼吸道防御機能,使呼吸道發病率增高,甚至使死亡率增加。
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五、人造草坪對土壤和植物的危害識別
人造草坪在使用過程中可能影響到周圍相當大的生態系統。人造草坪經過日曬、雨淋、風吹后，其中的有害物質從塑料和橡膠中溶出，隨著雨水等自然降水滲入到土壤中，對土壤產生污染。其對土壤的污染包括改變土壤的物理結構和化學性質,影響植物營養吸收和生長;影響土壤中微生物的活動;破壞土壤內部的生態平衡;有害物質在土壤中發生累積,致使土壤中有害物質超標,妨礙植物生長,嚴重時甚至導致植物死亡。有害物質還會通過植物吸收、轉移到果實體內,通過食物鏈影響人體健康和飼喂的動物。此外，橡膠填料中的25種化學物和4種金屬(鋅、硒、鉛和鎘)能釋放到水中，而且由于人造草坪不能吸收或過濾雨水，化學物沒有經過植被的有效過濾，其中的有害物質隨自然降水造成地表水和地下水體的污染。最直接的污染還是在于人造草坪屬于非生物降解材料，經8至10年老化淘汰后，形成數以噸計的高聚物垃圾。雖然可以再次回收利用，不過更多的人造草坪只是被普通掩埋。
六、人造草坪的“熱島效應”
人造草坪的坪床結構由橡膠、混凝土或瀝青組成，基本不能起到涵養水源的作用，所以不能降低地表溫度，而且其熱容量小，導致表面溫度大幅高于空氣溫度，特別是在封閉式的體育場中這一問題更為嚴重。夏季中午時分，人造草坪場地上可以觀察到地表附近的空氣有明顯的受熱扭曲現象。通過對比可以發現在30℃以上的高溫條件下，天然草坪的表面平均溫度低于氣溫2℃至3℃，而人造草坪表面溫度則高于氣溫6℃至11℃，且隨氣溫升高。人造草坪表面溫度上升幅度要明顯高于天然草坪。利用熱紅外衛星圖像和地理信息系統，發現城市里很多最熱的地方是人造草坪場地。這不僅對在運動場上活動的人有害，還會加劇“熱島效應”——由于黑色的人造表面(如屋頂和瀝青)可吸收熱量，造成城市比周邊區域更熱。
七、人造草坪可以藏匿更多的細菌
人造草坪縫隙中通風不良，空氣濕度大可以說是細菌的溫床?？梢酝ㄟ^以下實驗結果來直觀感受人造草坪的細菌含量。
人造草坪不同場所細菌總數合格率
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場所 |
樣品份數 |
合格份數 |
合格率 |
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跑道 |
12 |
2 |
46% |
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籃球場 |
10 |
3 |
30% |
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升旗臺 |
11 |
7 |
64% |
人造草坪細菌物種組成( %)
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物種 |
跑道 |
籃球場 |
升旗臺 |
平均 |
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革蘭氏陽性菌 |
77.3 |
79.5 |
60.7 |
72.5 |
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芽孢桿菌屬 |
26.3 |
28.7 |
17 |
24 |
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微球菌屬 |
37.6 |
38.8 |
24 |
33.5 |
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葡萄球菌屬 |
19.7 |
16 |
12 |
15.9 |
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微桿菌屬 |
3.5 |
2.7 |
1.7 |
2.6 |
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革蘭氏陰性菌 |
33 |
35.7 |
29 |
32.6 |
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假單胞菌屬 |
18.8 |
19.7 |
14 |
17.5 |
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產堿桿菌屬 |
9.6 |
8.8 |
7.3 |
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未鑒定 |
7.9 |
6 |
8 |
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人造草坪不同場所細菌總數合格率
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場所 |
樣品份數 |
合格份數 |
合格率 |
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跑道 |
12 |
2 |
16% |
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籃球場 |
10 |
3 |
30% |
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升旗臺 |
11 |
7 |
64% |
此外，與單純橡膠填充物相比，含有沙和橡膠混合物的填充物內細菌數量高5萬倍。這些致病細菌會隨著粉塵的風揚和學生的運動被帶到空氣中，可引起吸入性過敏性霉塵病。病人胸悶、咳嗽、發熱、乏力、關節痛等。尤其對一天在人造草坪中帶領學生活動超過3小時的體育教師人身健康構成很大的威脅。
劣質人造草坪中有害物質的揮發對大氣的污染問題各國都在積極尋找革新的辦法，隨著我國部分擁有知識產權有實力企業的崛起，我國的人造草坪質量會隨著全球一體化蓬勃發展，那時我們的天更藍，水更綠
