污染場地修復技術篩選方法研究

杜 岳，賈建和

（河北科技大學環境科學與工程學院，河北石家莊 050018）

中國對于環境污染的防治越來越重視，為貫徹落實《國務院關于加強環境保護重點工作的意見》（國發［2011］35號），推進土壤和地下水污染防治技術的普及工作，引導污染場地修復產業健康發展，環境保護部發布了《2014年污染場地修復技術目錄（第一批）》（簡稱《目錄》）。《目錄》共列出了15種污染場地修復技術，并詳細介紹了各項技術的名稱、適用性、原理、主要設備、關鍵參數、主要實施過程等內容。《目錄》的發布，為中國污染場地的修復提供了技術參考，促進了污染場地修復技術的普及與應用。

然而對于同一塊污染場地，可能存在多種修復技術可以被選擇，比如蓄電池廠遺留的鉛污染場地［1］，可以選擇的修復技術有固化／穩定化技術［2－3］、土壤洗脫技術［4］、土壤植物修復技術［5］等，選擇哪種修復技術更合適，國家還沒有出臺相關指南，因此，在污染場地修復技術的篩選方面存在著隨意性和盲目性，不適合的修復技術不僅會造成資金的浪費，還可能造成嚴重的二次污染。

目前，技術篩選研究中常用的評價方法包括專家評價法、層次分析法（AHP）［6］、逼近理想解的排序方法（TOPSIS）［7］、生命周期評價法（LCA ）［8－9］和環境技術評價法（EnTA）［10－12］。其中，層次分析法把定性與定量融合得較好，它可將人的主觀性依據用數量的形式表達出來，使之更加科學化，避免了由于人的主觀性導致權重預測與實際情況相矛盾的現象發生，克服了決策者的個人偏好，提高了決策的有效性，對于解決多層次多目標的決策系統優化選擇問題行之有效，是目前應用最為廣泛的綜合評價方法。因此，本文采用層次分析法建立污染場地修復技術篩選指標體系，根據《目錄》對15種修復技術的詳細介紹，建立修復技術評價矩陣，為修復技術的篩選提供參考。

1 污染場地修復技術的篩選

1.1 修復技術篩選的基本流程

污染場地修復技術種類繁多［13－15］，每種修復技術都有各自的優缺點。針對污染場地修復的需求，全面衡量修復技術的優劣性，選出最適合的修復方法，是修復技術選擇的出發點與落腳點。

污染場地修復技術篩選的基本流程如圖1所示。首先，對污染場地實地考察，收集相關資料，了解污染物的種類與大致分布，并進行采樣，檢測污染物的含量，確定修復目標。然后，根據污染物類型與土壤性質，初步篩選可以采用的修復方法。再對初選的多種方法建立篩選指標體系，根據實際情況進行篩選。最后，根據排序結果，確定最終采用的修復方法。

圖1 污染場地修復技術篩選流程圖Fig.1 Flowchart for screening of technologies for remediation of polluted sites

1.2 污染場地修復技術篩選指標體系的建立

根據各因素對修復技術的影響程度，從技術、經濟、環境3個方面選取7項指標，建立3層污染場地修復技術篩選指標體系，如圖2所示。第1層是目標層A，第2層是準則層S，第3層是指標層R。

圖2 污染場地修復技術篩選指標體系Fig.2 Index system screening of technologies for remediation polluted sites

其中，R層各指標的具體意義如下。

R1：技術成熟度，指技術的工程案例數量和修復效果；

R2：技術可獲得性，指獲得技術運行設備、流程和詳細參數等的能力；

R3：修復周期，指修復完成所消耗的時間；

R4：運行成本，指修復單位體積所需要的資金；

R5：資源消耗，指修復過程中所消耗的物料和能源；

R6：二次污染，指修復過程中可能產生的新污染物；

R7：周圍影響，指修復過程中對施工人員和周圍環境的影響。

1.3 篩選指標權重的確定

采用層次分析法對指標進行權重確定。

1）構造判斷矩陣

S1的主要影響因素有：R1（技術成熟度）；R2（技術可獲得性）；R3（修復周期），構造判斷矩陣為S1－R矩陣。

S2的主要影響因素有：R4（運行成本）；R5（資源消耗），構造判斷矩陣為S2－R矩陣。

S3的主要影響因素有：R6（二次污染）；R7（周圍影響），構造判斷矩陣為S3－R矩陣；

構造的各層判斷矩陣見表1—表4。

表1 A－S 矩陣Tab.1 A－S matrix

表2 S1－R 矩陣Tab.2 S1－R matrix

表3 S2－R 矩陣Tab.3 S2－R matrix

表4 S3－R 矩陣Tab.4 S3－R matrix

2）矩陣一致性檢驗和層次單排序

依據表5查找相應的平均隨機一致性指標（RI）值。

①A－S矩 陣

2.2.2 大學生職業希望自我問卷 采用由牛媛媛[18]編制的《大學生職業可能自我問卷》中的大學生職業希望自我分量表，該量表共14個項目，將職業希望自我劃分為個人發展、創造力、自主性、能力運用四個維度，并采用7點計分方法，衡量題項描述與被試情況的符合程度，1表示“完全不符合”，7表示“完全符合”。該量表在大學生中已經得到應用，其內部一致性系數為0.8745[18]。本研究中，該問卷的Cronbach’s α的系數為0.83。

CR＝CI／RI＝0.009 2／0.58＝0.015 9＜0.10，滿足一致性要求，可進行層次單排序。層次單排序權值為W＝（0.630 2，0.137 6，0.240 5）T。

②S1－R矩陣

CR＝CI／RI＝0.0125／0.58＝0.0216＜0.10，滿足一致性要求，可進行層次單排序。層次單排序權值為W＝（0.569 5，0.333 1，0.097 4）T。

③S2－R，S3－R矩 陣

由于矩陣的階數n＝2＜3，所以判斷矩陣具有完全一致性，可進行層次單排序。層次單排序權值均為W＝（0.617 4，0.382 6）T。

表5 平均隨機一致性指標對照表Tab.5 Matrix of average random consistent index

綜合以上計算結果，各層次影響因素的平均權重系數見表6。

表6 各層次影響因素的平均權重系數Tab.6 Average weight coefficient of all factors in the hierarchy structure

總排序一致性檢驗結果為CR＝0.049 5＜0.10，符合層次總排序一致性的要求。

即總 排 序 權 值 為W總＝（0.355 9，0.208 2，0.060 9，0.084 3，0.052 2，0.147 2，0.091 3）T。

1.4 修復技術評價矩陣的確定

將R層上的各個指標分別劃分為5個等級，并分別賦予1—5 分，建立修復技術篩選指標評價標準，劃分規則詳見表7。

參考《2014年污染場地修復技術目錄（第一批）》，按照評分標準，建立修復技術評價集，構建評價矩陣，見表8。

1.5 修復技術評價結果的計算

修復技術評價結果的計算公式為Ai＝Bi＊W總。其中，Ai為第i個修復技術評價結果，Bi為第i個修復技術的評價集，W總為總排序權值。將評價結果A1，A2，A3，…，Ai從大到小排序后，得到最優修復技術。

現有污染場地修復技術的種類很多，表8中所列的15種修復技術僅是《目錄》發布的第一批，以后會有更多技術發布。決策者也可以根據已掌握的備選修復技術情況，根據評分標準對每個技術進行評分，然后根據修復技術篩選指標體系進行排序，選擇最適合的修復方法。

表7 修復技術篩選指標評價標準Tab.7 Revaluation criteria of emediation technology screening index

表8 修復技術評價矩陣Tab.8 Repair technology assessment matrix

2 污染場地修復技術篩選案例研究

2.1 污染場地資料的收集與檢測

某化工廠搬遷后，該場地被規劃為經濟適用房項目建設用地，由于開發商項目工程期短，所以要求盡快修復。經現場調查和檢測，土壤中含有四丁基錫、鄰苯二甲酸二辛酯、滴滴涕和重金屬鉛、鎘等大量有害化學物質，污染物分布較為均勻，且主要集中在表層土壤。

2.2 修復技術初篩

根據場地的調查檢測情況，該污染場地主要污染物為重金屬和有機物，可采用的修復技術主要有異位固化／穩定化技術、異位土壤洗脫技術、水泥窯協同處置技術、原位固化／穩定化技術、土壤植物修復技術、土壤阻隔填埋技術［16－19］。由于廠家急需，要求盡快修復，所以盡量選擇異位修復性技術，因此排除土壤植物修復技術和原位固化／穩定化技術。初步篩選得到的修復技術為異位固化／穩定化技術（A1）、異位土壤洗脫技術（A2）、水泥窯協同處置技術（A3）和土壤阻隔填埋技術（A4）。

2.3 修復技術評價排序

根據修復技術評價矩陣，得到上述4個修復技術的評價集：

異位固化／穩定化技術評價集B1＝（5，4，5，3，3，5，5 ）；

異位土壤洗脫技術評價集B2＝（4，3，5，2，4，5，4）；

水泥窯協同處置技術評價集B3＝（4，3，5，4，4，5，5）；

土壤阻隔填埋技術評價集B4＝（5，4，5，5，4，3，4）；

計算評價結果：A1＝B1＊W總＝4.518 8，A2＝B2＊W總＝3.831 3，A3＝B3＊W總＝4.091 2，A4＝B4＊W總＝4.353 9。

由評價結果可知，4個修復技術的排序為A1＞A4＞A3＞A2。

2.4 最優技術的確定

由評價結果可以看出，4個修復技術中，異位固化／穩定化技術得分最高，其次為土壤阻隔填埋技術，最后是水泥窯協同處置技術與異位土壤洗脫技術，因此推薦該污染場地修復采用異位固化／穩定化技術。

3 結 語

以污染場地修復技術評價為目標層，從技術、經濟、環境三方面選取7項指標，采用層次分析法確定指標權重，建立了污染場地修復技術篩選指標體系。參照環境保護部發布的《2014年污染場地修復技術目錄（第一批）》，初步建立了15種修復技術的評價矩陣，為污染場地修復技術的篩選提供參考。并通過實例運用所建立的篩選指標體系對某重金屬污染場地進行了評價，并選取了異位固化／穩定化技術作為最優修復方案。

污染場地中污染物種類很多，可供選擇的修復技術也是不斷的涌現與升級［20－23］。而污染場地管理者對修復技術的了解較少，技術的詳細資料難以獲取，修復企業往往夸大自身技術的修復效果，導致污染場地管理者在選擇修復技術時決策困難，因此建議有關組織或部門建立污染場地修復技術信息庫，可收集和共享修復技術資料，為污染場地管理者提供參考。污染場地修復技術信息庫還可以為修復技術方法的篩選提供依據，為評價矩陣的建立提供數據支持，為技術的交流提供平臺，促進中國污染場地修復技術的發展與進步。

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