我國自1979年在北京工人體育場鋪設(shè)了合成材料面層的田徑場以后，經(jīng)過20年的普及與應(yīng)用，運(yùn)動(dòng)場使用合成材料面層已愈來愈廣泛。田徑場合成材料面層即塑膠跑道，底層由PU接著劑與跑道專用膠粒充分?jǐn)嚢韬箐佋O(shè)，面層采用高強(qiáng)度PU和三元乙丙顆粒的混合。聚氨酯塑膠跑道的基本原料是聚醚多元醇和異氰酸酯，還有MOCA（鄰苯二甲酸二辛酯）、無機(jī)填料、顏料、催化劑和其它助劑等。由這些物質(zhì)生產(chǎn)的材料在炎熱或強(qiáng)光下，會(huì)釋放出TDI氣體，對人體有很大危害。在現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)中對游離TDI規(guī)定為油漆調(diào)配之后低于0.7%，但忽略了對聚氨酯塑膠跑道組分中多種催化劑（含鉛、汞、錫）、有機(jī)分子增塑劑、橡膠配合劑和雙苯溶劑等有毒有害化學(xué)物質(zhì)的監(jiān)測，游離TDI可以在幾年內(nèi)揮發(fā)掉，但是有毒化學(xué)物質(zhì)對人體的侵害，以及對環(huán)境造成的不良影響，會(huì)在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)存在。本文參照歐洲的RoHS指令，對鋪設(shè)成型的聚氨酯塑膠跑道材料取樣，研究了采用微波消解聚氨酯塑膠跑道樣品，用ICP-AES法同時(shí)測定塑膠樣品中鉛、鉻、鎘元素含量，用原子熒光測汞儀測定塑膠樣品中汞元素含量，得到了較為滿意的結(jié)果。
塑膠跑道材料組成成分復(fù)雜，既有有機(jī)物、高分子長鏈化合物，還有無機(jī)物如硅酸鹽、氧化鋁等難熔化合物。若采用傳統(tǒng)的干法或濕法消化樣品時(shí)，既費(fèi)勁又不準(zhǔn)。干法消化即高溫灰化，費(fèi)時(shí)、耗電，金屬元素（尤其對鉛、汞、砷、鎘）的揮發(fā)損失嚴(yán)重；濕法消解即加強(qiáng)氧化劑敞口加熱進(jìn)行消化，化學(xué)試劑消耗大，易污染，空白值高，產(chǎn)生的煙霧易對環(huán)境和人員造成污染，且不易消化完全。而微波消解則是高效率和高質(zhì)量的，微波技術(shù)可使試樣在瞬間吸收微波輻射的能量，從內(nèi)部進(jìn)行加熱，同時(shí)微波能促使酸和樣品之間更好地接觸和反應(yīng)，加快試樣的分解。此外，微波消解是在高溫、高壓的密閉系統(tǒng)中進(jìn)行，保證了試樣免受污染和得到高的回收率。自1975年Abu-Samra等首次用普通微波爐以來，微波消解技術(shù)已在國內(nèi)外廣泛用于分析化學(xué)各個(gè)領(lǐng)域，對不同樣品消解的研究方法也在逐步走向成熟和完善。
對于塑膠跑道材料中重金屬元素的檢測，消解試劑常選用多種酸的混合試劑。因?yàn)槊糠N酸都只具有有效分解復(fù)雜基體中個(gè)別組分的能力，混合酸就能達(dá)到互補(bǔ)的作用，有效地溶解樣品。硝酸-高氯酸體系是常用的混合酸之一，它具有很強(qiáng)的氧化性，對以有機(jī)物結(jié)合態(tài)的元素有很強(qiáng)的溶解能力，用以氧化有機(jī)物、分解和氧化硫化物可收到好的效果。高氯酸雖是強(qiáng)酸，但具有弱的結(jié)合能力，消解完畢且易于將剩余的高氯酸蒸發(fā)除去，可減少儀器測定時(shí)的干擾，因而選用硝酸-高氯酸體系作為塑膠跑道樣品的消解試劑。（消化試樣測汞時(shí)，必須加入定量的硫酸作為介質(zhì)，否則汞在消化中的損耗會(huì)比較大。）
塑膠樣品在微波溶樣時(shí)，為避免反應(yīng)過于劇烈而使壓力驟升，一般精確稱取0.2000g樣品置于消解內(nèi)罐中，加入8mL濃硝酸，敞口加熱先讓有機(jī)物發(fā)生消化反應(yīng)，于140°C預(yù)消解20分鐘，取下冷卻。待冷卻后加入1mL高氯酸，蓋上消解內(nèi)罐蓋，將其放入消解外罐及支架內(nèi)，置于MDS-6型非脈沖式溫壓雙控微波消解儀（上海新儀微波化學(xué)科技有限公司）中，采用梯度升壓模式消解，一般控制壓力0.5—2.0Mpa ，時(shí)間2—8min ，選擇高檔輸出功率600W和800W，這樣得到的塑膠跑道樣品 消解完全，結(jié)果令人滿意。
用美國熱電公司的ICP-AES儀器IRIS 1000型測定塑膠跑道樣品中的鉛、鉻、鎘元素含量。儀器條件如下：RF功率1150W；冷卻氬氣流量14L/min；輔助氬氣流量2L/min；霧化器壓力26psi；蠕動(dòng)速度100r/min；積分時(shí)間長波5s、短波10s；積分次數(shù)5次；沖洗時(shí)間30s。元素分析線：鉻283.563nm；鎘214.438nm；鉛220.353nm。按選定的工作參數(shù)及分析線，依次測定標(biāo)準(zhǔn)系列、試劑空白值和樣品溶液，計(jì)算結(jié)果。
待測元素之間會(huì)產(chǎn)生光譜干擾效應(yīng)，塑膠跑道樣品中含有堿金屬和堿土金屬，這些元素對其它元素測定有基體干擾，在實(shí)驗(yàn)中通過定性掃描確定組分后，選擇譜線干擾低，靈敏度高的譜線作測定波長，這樣待測元素之間幾乎沒有光譜干擾。為了檢驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度，還必須做樣品加標(biāo)回收率。
用原子熒光測汞儀測定汞的含量。于反映瓶中加入標(biāo)液、0.5mol/L硫酸25Ml、氯化亞錫溶液2mL，置于儀器中檢測。本方法汞的檢測靈敏度較高。
用ICP-AES測定塑膠跑道樣品中的金屬元素快速、準(zhǔn)確，又有良好的精密度。通過進(jìn)一步研究實(shí)驗(yàn)完善分析方法，擴(kuò)大被測金屬元素種類，是值得推薦的有效測定方法。
