塑胶跑道中有害挥发性物质的检测与分析研究开题报告
2021-02-22 11:47:03
1. 研究目的与意义(文献综述)
自2016年5月20日以来,媒体连续报道成都、北京、沈阳等地一些中小学爆发出“毒跑道”事件,而在2015年,据不完全统计,"毒跑道"事件至少波及江苏、广东、上海、浙江、江西、河南等6省市,具体城市则多达15个,引起各方高度关注。
塑胶跑道是由聚氨酯预聚体、混合聚醚、废轮胎橡胶、epdm橡胶粒或pu颗粒、颜料、助剂、填料等组成,具有平整度好、抗压强度高、硬度弹性适当、物理性能稳定等优良特性,有利于运动员速度和技术的发挥,有效地提高运动成绩,降低摔伤率,是目前国际上使用最广泛的全天候室外运动场地坪铺装材料。聚氨酯材料是塑胶跑道的主要材料,聚氨酯是由二异氰酸酯和聚醚多元醇这两种单体聚合形成的链状分子,是一种无毒无味无污染的高分子。但塑胶跑道散发的有害气体却与聚氨酯有着莫大的关系。
研究表明,塑胶跑道有害气体的来源可能有三种。第一种就是聚氨酯,聚氨酯本身是没有毒性的,但是二异氰酸酯和聚醚多元醇这两种单体却有问题。聚醚多元醇本身也是没有毒的,但它里面极易混入甲醛等杂质,而甲醛的挥发和粘附对人体有害。另一种单体甲苯二异氰酸酯,有强烈的刺激性气味,对呼吸道、眼睛、皮肤有强烈刺激作用。第二种是epdm黑色橡胶颗粒,在制作过程中可能残留硫化物、多环芳香烃、溴苯类添加剂等,造成刺激气味。第三种是颜料、增塑剂、催化剂等一些辅助原料,这其中可能会含有一些苯系物、一些小分子挥发性有机物、一些可溶性铅盐类重金属等有害挥发性物质。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容及目标
- 采用热裂解-气相色谱质谱联用仪检测塑胶施工材料在20℃、35℃、50℃各温度下所释放的气体,并对其进行定性定量分析,然后找出相应的规律。
- 采用固体吸附热脱附气相色谱法测定分析塑胶跑道挥发的物质中所含的苯系物,通过绘制标准曲线对各苯系物定性定量分析。
- 采用罐采样气相色谱质谱法测定分析塑胶跑道挥发的各种有机物,以全扫描方式进行测定,以样品中目标物的相对保留时间、辅助定性离子和定量离子间的丰度比与标准中目标物对比来定性,采用平均相对响应因子进行定量计算。
- 用这三个实验来检测塑胶跑道区域空气中有毒挥发性物质的成分,分析空气中有毒挥发性物质与施工材料、施工工艺之间关系,探讨导致有毒挥发性物质产生的关键因素,最终提出塑胶跑道施工质量控制的方法。
通过热裂解-气相色谱质谱联用法检测塑胶跑道固体材料释放气体的规律
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译,明确研究内容,了解研究所需原料、仪器设备。确定技术方案,并完成开题报告;
第4-5周:围绕塑胶跑道施工全链条,分析有毒挥发性物质的可能来源,明确样品采集方法和保存条件,完成样品采集;
第6-8周:采用热裂解-气相色谱质谱联用仪检测塑胶施工材料在不同温度下释放气体的规律,研究施工条件和使用条件对其影响。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 王哲广. 铺设tdi聚氨酯塑胶跑道的危害与对策.环境保护2004,31(3):51-55
[2] 陈梅兰,董仙兰. 对杭州高校塑胶跑道现状及污染问题的探索.军事体育进修学院学报2005,24(3):55-57.
[3] 白刚. 塑胶运动场与绿色健身环境的构建.浙江传媒学院学报2006,12(6):62-63.