污染场地修复技术筛选案例研究

　　中国对于环境污染的防治越来越重视，为贯彻落实《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》（国发[2011]35号），推进土壤和地下水污染防治技术的普及工作，引导污染场地修复产业健康发展，环境保护部发布了《2014年污染场地修复技术目录（第一批）》（简称《目录》）。《目录》共列出了15种污染场地修复技术，并详细介绍了各项技术的名称、适用性、原理、主要设备、关键参数、主要实施过程等内容。《目录》的发布，为中国污染场地的修复提供了技术参考，促进了污染场地修复技术的普及与应用。

　　然而对于同一块污染场地，可能存在多种修复技术可以被选择，比如蓄电池厂遗留的铅污染场地[1],可以选择的修复技术有固化/稳定化技术[2-3]、土壤洗脱技术[4]、土壤植物修复技术[5]等，选择哪种修复技术更合适，国家还没有出台相关指南，因此，在污染场地修复技术的筛选方面存在着随意性和盲目性，不适合的修复技术不仅会造成资金的浪费，还可能造成严重的二次污染。

　　目前，技术筛选研究中常用的评价方法包括专家评价法、层次分析法（AHP）[6]、逼近理想解的排序方法（TOPSIS）[7]、生命周期评价法（LCA）[8-9]和环境技术评价法（EnTA）[10-12].其中，层次分析法把定性与定量融合得较好，它可将人的主观性依据用数量的形式表达出来，使之更加科学化，避免了由于人的主观性导致权重预测与实际情况相矛盾的现象发生，克服了决策者的个人偏好，提高了决策的有效性，对于解决多层次多目标的决策系统优化选择问题行之有效，是目前应用最为广泛的综合评价方法。因此，本文采用层次分析法建立污染场地修复技术筛选指标体系，根据《目录》对15种修复技术的详细介绍，建立修复技术评价矩阵，为修复技术的筛选提供参考。

　　1污染场地修复技术的筛选

　　1.1修复技术筛选的基本流程

　　污染场地修复技术种类繁多[13-15],每种修复技术都有各自的优缺点。针对污染场地修复的需求，全面衡量修复技术的优劣性，选出最适合的修复方法，是修复技术选择的出发点与落脚点。污染场地修复技术筛选的基本流程如图1所示。

　　首先，对污染场地实地考察，收集相关资料，了解污染物的种类与大致分布，并进行采样，检测污染物的含量，确定修复目标。然后，根据污染物类型与土壤性质，初步筛选可以采用的修复方法。再对初选的多种方法建立筛选指标体系，根据实际情况进行筛选。最后，根据排序结果，确定最终采用的修复方法。

　　1.2污染场地修复技术筛选指标体系的建立

　　根据各因素对修复技术的影响程度，从技术、经济、环境3个方面选取7项指标，建立3层污染场地修复技术筛选指标体系，如图2所示。第1层是目标层A,第2层是准则层S,第3层是指标层R.

　　【1】

　　其中，R层各指标的具体意义如下。

　　R1:技术成熟度，指技术的工程案例数量和修复效果；R2:技术可获得性，指获得技术运行设备、流程和详细参数等的能力；R3:修复周期，指修复完成所消耗的时间；R4:运行成本，指修复单位体积所需要的资金；R5:资源消耗，指修复过程中所消耗的物料和能源；R6:二次污染，指修复过程中可能产生的新污染物；R7:周围影响，指修复过程中对施工人员和周围环境的影响。

　　1.3筛选指标权重的确定

　　采用层次分析法对指标进行权重确定。

　　1）构造判断矩阵A层的主要影响因素有：S1（技术指标）；S2（经济指标）；S3（环境指标），所构建的判断矩阵为A-S矩阵。

　　S1的主要影响因素有：R1（技术成熟度）；R2（技术可获得性）；R3（修复周期），构造判断矩阵为S1-R矩阵。

　　S2的主要影响因素有：R4（运行成本）；R5（资源消耗），构造判断矩阵为S2-R矩阵。

　　S3的主要影响因素有：R6（二次污染）；R7（周围影响），构造判断矩阵为S3-R矩阵；构造的各层判断矩阵见表1-表4.

　　综合以上计算结果，各层次影响因素的平均权重系数见表6.

　　2）矩阵一致性检验和层次单排序依据表5查找相应的平均随机一致性指标（RI）值。

　　①A-S矩阵CR=CI/RI=0.009 2/0.58=0.015 9<0.10,满足一致性要求，可进行层次单排序。层次单排序权值为W=（0.630 2,0.137 6,0.240 5）T.

　　②S1-R矩阵CR=CI/RI=0.0125/0.58=0.0216<0.10,满足一致性要求，可进行层次单排序。层次单排序权值为W=（0.569 5,0.333 1,0.097 4）T.

　　③S2-R,S3-R矩阵由于矩阵的阶数n=2<3,所以判断矩阵具有完全一致性，可进行层次单排序。层次单排序权值均为W=（0.617 4,0.382 6）T.

　　总排序一致性检验结果为CR=0.049 5<0.10,符合层次总排序一致性的要求。

　　即总排序权值为W总 =（0.355 9,0.208 2,0.060 9,0.084 3,0.052 2,0.147 2,0.091 3）T.

　　1.4修复技术评价矩阵的确定

　　将R层上的各个指标分别划分为5个等级，并分别赋予1-5分，建立修复技术筛选指标评价标准，划分规则详见表7.参考《2014年污染场地修复技术目录 （第 一批）》，按照评分标准，建立修复技术评价集，构建评价矩阵，见表8.

　　1.5修复技术评价结果的计算修复技术评价结果的计算公式为Ai=Bi*W总.其中，Ai为第i个修复技术评价结果，Bi为第i个修复技术的评价集，W总为总排序权值。将评价结果A1,A2,A3,…，Ai从大到小排序后，得到最优修复技术。

　　现有污染场地修复技术的种类很多，表8中所列的15种修复技术仅是《目录》发布的第一批，以后会有更多技术发布。决策者也可以根据已掌握的备选修复技术情况，根据评分标准对每个技术进行评分，然后根据修复技术筛选指标体系进行排序，选择最适合的修复方法。

　　2污染场地修复技术筛选案例研究

　　2.1污染场地资料的收集与检测

　　某化工厂搬迁后，该场地被规划为经济适用房项目建设用地，由于开发商项目工程期短，所以要求尽快修复。经现场调查和检测，土壤中含有四丁基锡、邻苯二甲酸二辛酯、滴滴涕和重金属铅、镉等大量有害化学物质，污染物分布较为均匀，且主要集中在表层土壤。

　　2.2修复技术初筛

　　根据场地的调查检测情况，该污染场地主要污染物为重金属和有机物，可采用的修复技术主要有异位固化/稳定化技术、异位土壤洗脱技术、水泥窑协同处置技术、原位固化/稳定化技术、土壤植物修复技术、土壤阻隔填埋技术[16-19].由于厂家急需，要求尽快修复，所以尽量选择异位修复性技术，因此排除土壤植物修复技术和原位固化/稳定化技术。

　　初步筛选得到的修复技术为异位固化/稳定化技术（A1）、异位土壤洗脱技术（A2）、水泥窑协同处置技术（A3）和土壤阻隔填埋技术（A4）。

　　2.3修复技术评价排序

　　根据修复技术评价矩阵，得到上述4个修复技术的评价集：异位固化/稳定化技术评价集B1=（5,4,5,3,3,5,5）;异位土壤洗脱技术评价集B2=（4,3,5,2,4,5,4）;水泥窑协同处置技术评价集B3=（4,3,5,4,4,5,5）;土壤阻隔填埋技术评价集B4=（5,4,5,5,4,3,4）;计算评价结果：A1=B1*W总 =4.518 8,A2=B2*W总 =3.831 3,A3=B3*W总 =4.091 2,A4=B4*W总 =4.353 9.

　　由评价结果可知，4个修复技术的排序为A1>A4>A3>A2.

　　2.4最优技术的确定

　　由评价结果可以看出，4个修复技术中，异位固化/稳定化技术得分最高，其次为土壤阻隔填埋技术，最后是水泥窑协同处置技术与异位土壤洗脱技术，因此推荐该污染场地修复采用异位固化/稳定化技术。

　　3结语

　　以污染场地修复技术评价为目标层，从技术、经济、环境三方面选取7项指标，采用层次分析法确定指标权重，建立了污染场地修复技术筛选指标体系。

　　参照环境保护部发布的《2014年污染场地修复技术目录（第一批）》，初步建立了15种修复技术的评价矩阵，为污染场地修复技术的筛选提供参考。并通过实例运用所建立的筛选指标体系对某重金属污染场地进行了评价，并选取了异位固化/稳定化技术作为最优修复方案。

　　污染场地中污染物种类很多，可供选择的修复技术也是不断的涌现与升级[20-23].而污染场地管理者对修复技术的了解较少，技术的详细资料难以获取，修复企业往往夸大自身技术的修复效果，导致污染场地管理者在选择修复技术时决策困难，因此建议有关组织或部门建立污染场地修复技术信息库，可收集和共享修复技术资料，为污染场地管理者提供参考。污染场地修复技术信息库还可以为修复技术方法的筛选提供依据，为评价矩阵的建立提供数据支持，为技术的交流提供平台，促进中国污染场地修复技术的发展与进步。