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污染場地修復如何走向科學決策?

  • 發佈時間:2014-11-16 08:30:53  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  ■決策視野

  當前,在環境修復領域,我國遵從技術至上。我們常常會被問及“這個技術如何?修復效率高嗎?成本高嗎?時間短嗎?”等等諸如此類的問題。提出這些問題無可厚非,但是往往因此而忽略了用全局決策的眼光來考慮污染場地的治理,例如怎樣篩選合理的修復技術,如何搭配這些技術,不同方案對比優缺點如何取捨等等。污染場地修復怎樣才能走向科學決策呢?這將是我國場地修復行業未來發展需要重點關注的一個問題。

  污染場地的修復通常包括場地調查評估、場地修復方案、修復工程的實施三個基本步驟。這三個步驟中所涉及的科學、技術問題非常多,例如,如何確定量化污染調查的描述程度?如何快速確定關注目標污染物?如何量化場地中污染物的污染程度?該場地是否需要修復?如果需要修復,修復到什麼程度?採用什麼修復技術較高效?修復後如何評價修復的效果?這一系列的問題都等待著科學家去探討和回答。污染場地修復決策支援系統(以下簡稱“修復決策系統”)能在場地修復過程中幫助決策者解答以上問題,其功能包括資料收集、邏輯推理、修復模擬,以及給出決策和評價結果。

  我國場地修復決策系統的研究還處於初級階段,對整個系統的研究還非常薄弱,僅對系統的某一部分和局部開展了相關研究,採用的技術和方法都比較簡單。概括其原因,主要有以下三個方面。

  一是我國場地修復界對科學決策的認識和重視都還不夠。上世紀90年代,電腦技術迅猛發展,發達國家便開發出環境決策支援系統,並將其應用到環境污染問題的輔助決策。而我國在場地修復過程中對修復決策的熱情並不高,目前還沒有一個完整的決策工具。

  二是基礎數據資料缺乏。對於污染場地風險評估關鍵參數的取值,本土化做得還不夠充分,場地環境檔案和歷史資料少,已有的檔案資料往往也不規範。要建立完整的場地基礎數據庫,我國還必須走一段艱難的歷程。

  三是專業人才缺乏。擁有場地環境調查、風險評估和修復治理知識和經驗的從業人員少,特別缺少擁有場地修復和電腦決策等多學科交叉型的人才。

  立足現階段我國污染場地修復決策的狀況,我國建立場地修復決策系統需要分“三步走”。

  第一,識別關鍵環節、形成決策框架是建立修復決策系統的首要任務

  今年年初,環境保護部發佈了5項污染場地系列新標準。標準中規定了場地環境狀況調查、場地環境監測、健康風險評估、場地土壤修復技術方案編制需遵循的基本原則、程式、工作內容、技術要求,並規範了相關術語定義,初步形成了適合我國國情的場地環境管理技術原則、模型和路線圖。但如何將5項以技術性規定為主的標準整合起來,識別其中的關鍵環節,形成決策框架將是建立修復決策系統的首要任務。修復決策框架是修復決策系統的決策流程圖,能直觀、全面地跟蹤和規劃修復決策的整個過程,了解決策的動態。

  第二,建立數據庫和模型庫,開發修復決策支援系統的原型系統

  污染場地修復過程中涉及到的科學、技術問題較多,並包含多學科交叉理論知識和工程經驗,需要根據實際工程中遇到的難關提出科學問題,解決科學問題,再集中力量突破其中的關鍵技術。

  數據庫、模型庫是決策支援系統的兩個基本要素,是保障修復決策系統科學性的關鍵和核心。開發污染場地修復決策支援系統的原型系統,需要首先建立決策支援系統的這兩個基礎庫。

  數據庫是修復決策系統的重要數據資源,又是模型庫、方法庫和對話系統的基礎部分。它作為決策的依據,也是減少決策結果不確定性的基礎。污染場地基礎數據庫的建設是一個龐大的工程,它需要將場地歷史資料數據、實施監測調查數據、遙感影像數據和數字地圖數據等和來自其他單位的多源數據進行融合,構建一個標準統一、時空相對完整的空間—屬性數據庫,並形成實時更新機制。修復決策系統中的數據庫包含有場地修復技術數據、環境基礎數據、污染源數據、修復技術篩選數據、工藝參數數據等。

  模型庫在修復決策系統中佔有重要地位。場地修復決策者不是依靠污染場地基礎數據庫中的數據進行決策,而是依靠模型庫中的模型進行決策。數據庫只是為決策者提供數據能力和資料能力,模型庫則是給決策提供分析能力的部件。模型庫中包含風險評估模型、修復技術篩選模型、三維地統計插值模型、修復後評估模型等,修復決策依託這些模型通過推理、比較、選擇和分析等,能夠不斷提升解答整個問題的能力。

  基於數據庫和模型庫,基本上就可以初步建立一個修復決策系統的原型系統。但是,為了使系統結構更加清晰,可以將方法庫從模型庫中分離出來。方法庫綜合了數據庫和程式庫,它為求解模型提供電腦演算法,是模型應用的後援。修復決策系統中的方法庫包含有不確定性分析方法、模型精度評價方法、修復目標計算方法、數理統計方法、經濟數學方法等。

  求解污染場地修復中的一些科學問題,這個過程非常複雜,除了需要一些常規的決策支援系統外,還需要場地修復中的一些專業經驗知識,如場地周邊的人文自然環境知識、決策人員的經驗知識,以及決策目標的相關推理、描述知識等。未來,修復決策系統將往智慧方向發展,形成智慧決策支援系統、專家支援系統或者基於知識的決策支援系統。

  第三,在工程實踐中,逐步建立適合我國國情的修復決策系統

  我國土壤類型複雜、污染來源多元、經濟社會發展不均衡,由此決定了我國的修復決策系統不能按照統一的標準和方法,而需要根據不同經濟、社會和環境特點,優化決策,實施最佳的污染治理解決方案。

  將修復決策系統應用到實際工程中去,一方面能為地方政府、業主和修復企業的決策提供強有力的科學依據;另一方面,越來越多的使用用戶能豐富修復決策系統中的基礎庫,並以此為平臺基礎,發現更多的科學問題。

  場地修復的科學決策是解決環境污染的基礎。它可以幫助選擇合理的修復技術,確定適宜的修復方案,優選節約的工程模式,這將是我國環境修復領域發展的重要方向。

  (作者單位:中國科學院地理科學與資源研究所)

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