聚氨酯塑胶跑道挥发性有机化合物（VOCs）的排放特征与溯源研究：健康风险防控新策略

本研究针对聚氨酯（PU）塑胶跑道释放的挥发性有机化合物（VOCs）健康风险问题，通过环境舱-GC-MS和吹扫捕集-GC-MS技术，系统分析了跑道及其原材料（PU胶黏剂、橡胶颗粒、稀释剂）的VOCs排放特征。鉴定出101种VOCs，以含氧有机物（927.48 μg/m3）和卤代烃（630.69 μg/m3）为主，明确了稀释剂为关键污染源，为环保材料选择提供了科学依据。

　　

塑胶跑道作为校园和体育场馆的标配设施，本应为运动者提供安全舒适的环境，但近年来国内外频发的“毒跑道”事件却令人忧心。从中国到澳大利亚、美国，多地报道了学生接触跑道后出现咳嗽、流鼻血等健康问题，甚至引发大规模拆除事件。这些问题的罪魁祸首，正是跑道材料释放的挥发性有机化合物（VOCs）——这类物质不仅刺激呼吸道，部分还具有致癌性。尽管前人已鉴定出苯系物、卤代烃等数十种VOCs，但究竟哪些原材料是污染主力军？各种化合物的具体排放量如何？这些问题始终悬而未决。

为破解这一难题，湖北某高校的研究团队在《Journal of Chromatography A》发表了一项开创性研究。他们采用环境舱-GC-MS（气相色谱-质谱联用）和吹扫捕集-GC-MS双技术联用，在60℃、5%湿度、1.0次/h换气率的模拟环境下，对市售PU塑胶跑道及其三层原材料（底层/面层PU胶黏剂、橡胶颗粒、稀释剂）展开系统检测。通过比对跑道成品与原料的VOCs“指纹图谱”，首次实现了污染源的精准溯源。

关键技术方法
研究采用环境舱-GC-MS分析跑道及PU胶黏剂、橡胶颗粒的VOCs释放，设定60℃高温加速释放条件；吹扫捕集-GC-MS专用于检测易挥发稀释剂成分；通过NIST质谱库比对和内标法定量，确保101种化合物的准确定性定量；采用质量浓度排序和成分谱比对法溯源主要污染源。

塑料跑道
双结构跑道样本（符合国际田联标准）中，10mm底层含3:1的PU胶黏剂-橡胶颗粒混合物，3mm面层为1:1的PU胶黏剂-EPDM颗粒复合层，这种分层设计既保证弹性又控制成本。

VOCs组分特征
研究捕获的101种VOCs构成复杂“污染家族”：卤代烃以31种化合物成为种类冠军（占30.69%），但含氧有机物以927.48 μg/m³的质量浓度称霸。其中丙酮（823.40 μg/m³）和(Z)-1,2-二氯乙烯（528.26 μg/m³）等8种单体贡献超60%污染负荷，揭示控制这些关键物质即可显著降低风险。

排放特性对比
相较于早期研究仅检出36种VOCs，本研究的先进方法使检出种类提升2.8倍。特别发现现代跑道中卤代烃占比激增，这与90年代以苯系物为主的污染谱形成代际差异，反映材料配方变迁带来新的环境隐患。

原材料选择指导
稀释剂被确认为“头号污染源”，其释放的苯系物和THMs（三卤甲烷）占跑道总VOCs的42%；橡胶颗粒贡献23%的烯烃和卤代烃；而PU胶黏剂主要释放含氧有机物。研究建议优先替换含甲基碘、四氯化碳等高风险物质的稀释剂，并开发EPDM橡胶的环保替代品。

这项研究不仅绘制出迄今最完整的塑胶跑道VOCs“污染地图”，更建立起原材料-成品间的定量溯源模型。其价值在于：为行业提供具体的材料替换清单（如淘汰823.40 μg/m³丙酮的配方），推动制定基于科学数据的VOCs限值标准，最终实现“既弹性十足又呼吸安全”的跑道革命。正如作者指出，当孩子们在跑道上自由奔跑时，他们的健康不应成为发展的代价。