《Environmental Science & Technology》：Widespread Emissions of Polychlorinated Biphenyls from Building Materials in Vermont Schools
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本研究通过系统评估佛蒙特州学校建筑材料的PCB释放特征，揭示了多氯联苯（PCBs）在室内环境中的持久性污染问题。研究采用被动采样技术量化了Aroclor混合物从防火涂层、接缝密封剂等材料的释放通量（最高达830,000 ng·m–2·d–1），证实其与空气中PCB浓度（1.7–5700 ng·m–3）的直接关联，为学校环境健康风险管控提供了关键数据支持。
引言
多氯联苯（PCBs）作为上世纪中期广泛使用的工业化合物，虽于1979年在美国禁止生产，但其在建筑材料中的残留仍持续释放至室内环境。佛蒙特州率先对学校室内空气中的PCB浓度实施分级管控，设立学校行动水平（SAL）与立即行动水平（IAL），但空气采样仅能反映暴露水平，无法识别具体释放源。本研究通过联合被动空气采样器（PUF-PAS）与被动释放采样器（PUF-PES），系统解析学校建筑中PCB的释放机制与健康风险。
方法
研究在16所1980年前建成的学校中部署三类采样器：低流量主动采样器（用于总PCB浓度）、PUF-PAS（分析209种PCB同系物）及PUF-PES（直接测量材料表面释放）。采样策略聚焦常见建筑材料（如混凝土砌块墙、地板、密封胶等），并通过余弦相似性（cos θ）与t-SNE分析同系物分布特征，对比Aroclor标准品以追溯污染来源。质量控制通过空白样与标准物质（NIST SRM 2585）确保数据可靠性。
结果与讨论
空气中PCBs的分布特征
佛蒙特州132所学校4800个空气样本显示，38%的学校存在SAL超标现象。PUF-PAS测得的PCB浓度范围为1.7–5700 ng·m–3，几何均值为48 ng·m–3，且同一学校不同房间浓度差异显著。非Aroclor来源的PCB 11（0.03–2.8 ng·m–3）也被检出，但其贡献远低于Aroclor混合物。
建筑材料释放通量
182个PUF-PES样本揭示三类高释放材料：伸缩缝密封剂（最高480,000 ng·m–2·d–1）、玻璃砖窗户（30,000 ng·m–2·d–1）及钢结构防火涂层（最高830,000 ng·m–2·d–1）。次级材料（如墙面、地板）的释放通量（33–45,000 ng·m–2·d–1）在存在主要释放源的房间中显著升高，印证了PCB在室内反复挥发-沉积的“三级释放”效应。
同系物溯源与健康风险
同系物分布分析表明，空气中PCB主要来源于Aroclor 1254，其分布与原始Aroclor标准高度相似（cos θ > 0.9）。t-SNE聚类进一步将样本分为5类，其中集群1–4均与特定Aroclor关联，集群5则为低浓度非Aroclor信号。基于全同系物数据的癌症风险评估显示，学校工作人员终生超额癌症风险为1.3×10–8至3.8×10–4，部分超过佛蒙特州设定的目标风险值（1×10–6）。
排放采样对学校管理的启示
本研究首次大规模量化学校建筑材料的PCB释放通量，明确Aroclor类材料为关键污染源。PUF-PES与低流量主动采样器的数据一致性支持后者作为现场筛查工具的有效性。建议对1980年前建成的学校优先排查防火涂层、接缝密封剂等高风险材料，并通过源头清除而非单纯空气净化实现风险管控。
结论
PCB在建筑材料中的长期残留导致其持续释放至室内环境，对学生和教职工构成健康威胁。结合释放通量测量与同系物分析，可精准识别污染源并指导 remediation 决策，为全球范围内老旧建筑的化学污染物管理提供范式。
