污染場地修復決策支持系統(tǒng)污染場地修復決策系統(tǒng)軟件

一個完整的修復決策系統(tǒng)程序應(yīng)包括多個相互聯(lián)系的模塊，各個模塊完成各自獨立的功能，并且能為其它模塊提供參數(shù)輸入，這些模塊為最終的決策提供支持。在一些早期開發(fā)的決策支持軟件(DSS)中，許多軟件都是為了重點解決一些具體的問題，而很少有包含場地修復過程中所有的評估與決策功能，如RAAS雖然包括污染場地修復過程的各模塊，但是卻不包括用于管理和分析空間數(shù)據(jù)功能。表2中列出了在場地修復中用到較多且具有代表性的軟件，這些軟件經(jīng)過大范圍的驗證，能為修復決策者提供幫助。SMART Sampling、GeoSEM、SADA和 FIELDS軟件主要是關(guān)注于污染場地的特征描述和場地風險評估，其中以SADA軟件應(yīng)用較多，如Purucker等利用SADA軟件評估田納西州的一個廢棄金屬冶煉廠的生態(tài)風險，并結(jié)合場地特征描述確定詳細修復設(shè)計方案。USEPA的Land Research Program開發(fā)的BSAF、PCBRes和ECOTOX這3個軟件只關(guān)注生態(tài)風險評估。USEPA的Environmental Response Team(ERT)開發(fā)的Scribe軟件只提供了對場地環(huán)境采樣數(shù)據(jù)和場地監(jiān)測數(shù)據(jù)進行集中管理，缺乏對這些數(shù)據(jù)進行空間分析的能力。ARAMS是一個多環(huán)境介質(zhì)系統(tǒng)的風險分析框架，軟件包括對人類健康和生態(tài)的風險評估模塊，以及一些統(tǒng)計分析功能，能夠針對某個特定的污染場地快速地建立起場地的概念模型。然而，最新版本的ARAMS軟件基本上就是一個風險評估軟件，而不包括社會經(jīng)濟和技術(shù)評估模塊。在風險評價功能上，一些系統(tǒng)(如DESYRE，SADA)軟件結(jié)合GIS的空間分析能力和可視化技術(shù)以風險分級圖的形式提供給決策者，讓決策者更加直觀形象地理解決策結(jié)果。

聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織開發(fā)的DARTS修復技術(shù)篩選輔助決策系統(tǒng)4和RACER修復行動成本估計這兩個軟件只關(guān)注修復技術(shù)的篩選。DESYRE軟件將修復技術(shù)篩選功能集成到整個決策支持系統(tǒng)中作為一個子模塊，并建立修復技術(shù)數(shù)據(jù)庫和修復技術(shù)篩選方法庫，而在評價時通過建立一套指標評價體系對修復方案進行評分。張海博等利用DESYRE軟件對中國北方某污染場地的修復問題進行研究，結(jié)果表明，該場地的最佳用地方式為居住用地或娛樂用地，清挖處理技術(shù)與土壤固化穩(wěn)定技術(shù)(異位)配合應(yīng)用修復效果較好。REC系統(tǒng)通過成本、環(huán)境影響和風險等因素分析備選修復技術(shù)的綜合效益，然后確定最佳修復方案。2100433B

修復決策系統(tǒng)是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以模型為驅(qū)動的系統(tǒng)，選取合適的數(shù)學模型或方法影響修復決策系統(tǒng)的科學性和高效性。修復決策系統(tǒng)中常用的方法有修復多目標決策分析方法(MCDA)、成本-效益分析法(CBA)、生命周期評價法(LCA)、技術(shù)篩選矩陣(Matrix)、費用效果分析法(CEA)、環(huán)境效益凈值分析法(NEBA)、環(huán)境技術(shù)評價法等，其中使用的比較多的主要有前4種(表1)。通過這些方法實現(xiàn)修復技術(shù)篩選、修復費用估算、修復方案優(yōu)化等應(yīng)用功能。

污染場地修復技術(shù)篩選矩陣是研究者在對場地修復技術(shù)市場、新型技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用情況的調(diào)查基礎(chǔ)上，將每種修復技術(shù)的技術(shù)參數(shù)匯集到一張表格中，以供修復決策者進行查詢。針對某個特定的污染場地，根據(jù)場地污染特征和修復目標從修復技術(shù)篩選矩陣中排除不滿足條件的修復技術(shù)，達到初步篩選修復技術(shù)的目的。Critto在波爾圖·馬爾蓋拉工業(yè)區(qū)進行修復技術(shù)篩選就是采用聯(lián)邦修復技術(shù)圓桌會議(FRTR)提供的修復技術(shù)篩選矩陣進行初篩。但是如何從初篩結(jié)果的備選修復技術(shù)中綜合考慮修復行為的影響，從社會、經(jīng)濟、技術(shù)、環(huán)境綜合最優(yōu)角度出發(fā)對修復方案進行比較評判，確定最佳修復方案，是一個多層次多目標的決策問題。

多目標決策分析方法(MCDA)是解決多層次多目標的決策問題最好的方法，它為修復決策提供一種科學工具。已有大量關(guān)于多目標決策問題的研究，并開發(fā)出相關(guān)的模型方法，應(yīng)用于場地修復決策的MCDA方法主要包括MAVT/MAUT、AHP層次分析法和Outranking級別高于關(guān)系法3種。MAVT/MAUT有SMART法和TOPSIS法兩種派生。SMART方法可與AHP方法結(jié)合能彌補AHP方法的排序顛倒性問題，如Bezama將SMART和AHP方法結(jié)合應(yīng)用于支持污染場地修復決策平衡計分卡系統(tǒng)中的指標權(quán)重確定。TOPSIS與AHP方法結(jié)合既能克服了AHP在不易定量化指標上的主觀性，又能避免TOPSIS對指標權(quán)重的忽視，如張倩等將AHP和TOPSIS結(jié)合運用于解決污染場地修復技術(shù)篩選問題。與MAUT相似，AHP能聚合不同層面的決策問題形成目標函數(shù)，主要是篩選出使目標函數(shù)達最大值的備選方案，羅程鐘等針對POPs污染場地修復技術(shù)從經(jīng)濟指標、環(huán)境指標和技術(shù)指標3方面，采用AHP篩選出適合特定POPs污染場地的修復技術(shù)。Critto等建立了一套綜合考慮修復技術(shù)特征和污染場地具體狀況的兩階段污染場地修復技術(shù)篩選決策支持體系，先從修復技術(shù)庫中初篩出可行的技術(shù)列表，然后采用MCDA方法對列出的可行技術(shù)進行評分和排序。級別高于關(guān)系法的一個優(yōu)點是不需要統(tǒng)一評價標準的單位，主要包括ELECTRE方法和PROMETHEE方法兩種。李安婕等運用PROMETHEEⅡ偏好排序法對當前場地修復技術(shù)以及典型場地條件進行了客觀分析和綜合評價，實現(xiàn)基于具體修復目標的污染場地土壤修復技術(shù)擇優(yōu)篩選。

CBA和LCA方法分別從污染場地修復策略的費用效益角度和修復工程全過程的環(huán)境影響角度來量化污染場地修復方案評估。CBA是一種環(huán)境經(jīng)濟學方法，能夠比較不同貼現(xiàn)率水平下污染場地修復的費用效益情況。LCA可對污染場地修復工程的環(huán)境影響進行后評估；為污染場地修復方案的篩選和優(yōu)化設(shè)計提供環(huán)境影響基準等。國內(nèi)學者針對生命周期評價法在污染場地修復中的應(yīng)用也開展了研究，如胡新濤等應(yīng)用生命周期評價(LCA)結(jié)合影響評價2002 方法，分析比較了堿性催化分解(BCD)和紅外高溫焚燒(IRI)技術(shù)在處理PCBs污染土壤全過程的環(huán)境影響，研究結(jié)果表明，處理1000kg PCBs 污染土壤, BCD和IRI技術(shù)的綜合環(huán)境影響分別為0.147Pt和0.279Pt。

最初的污染場地修復多采用封裝技術(shù)，即采用挖掘—填埋的方式。20世紀90年代后期，人們對污染場地修復的方式從原來的“簡單填埋”、“挖掘—焚燒”轉(zhuǎn)變?yōu)榭紤]更多的現(xiàn)實因素，如經(jīng)費來源、修復措施的環(huán)境、未來土地利用方式、經(jīng)濟效益等，這便增加了修復決策的復雜性、多樣性和不確定性。傳統(tǒng)的場地修復決策成功與否，在很大程度上取決于決策者的主觀判斷。而事實上決策者由于認識上的局限性，使決策具有很大程度的不確定性。研究者開始開發(fā)基于PC機的修復決策系統(tǒng)，將計算機技術(shù)應(yīng)用到污染場地修復決策中。如1988年美國環(huán)保署基于綜合環(huán)境反應(yīng)、補償與債務(wù)法案 (CERCLA)提出了一套修復方案篩選流程，并開發(fā)出相應(yīng)的軟件應(yīng)用平臺。在污染場地修復過程中引進決策支持系統(tǒng)能夠為場地修復決策者的管理提供科學依據(jù)。決策者使用決策支持系統(tǒng)記錄和查看系統(tǒng)中的模型假設(shè)、模型參數(shù)和預測的結(jié)果，決策過程中的每個步驟都是開放的、透明的，并且整個過程可以重復測試。此外，決策支持系統(tǒng)通過測試模型參數(shù)的變化對決策結(jié)果影響，可以處理決策過程中的不確定性，為決策者提供更加可靠的輔助。

“污染場地”是指因堆積、儲存、處理、處置等方式承載了有害污染物質(zhì)，并對人體健康和周邊環(huán)境產(chǎn)生危害或具有潛在風險的空間區(qū)域。近十年來，由于城市化發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級調(diào)整等原因，我國10萬個以上污染企業(yè)關(guān)?；虬徇w，產(chǎn)生了大量的污染或潛在污染場地，威脅著周邊居民的身體健康，并顯著影響土地和地下水資源的安全使用。近年來，湖南、廣西、河北等地的工業(yè)場地土壤和地下水污染環(huán)境事故頻發(fā)，使得污染場地的治理與安全再利用問題引起社會各界的廣泛關(guān)注。

污染場地治理是一項復雜的、耗資、耗時的艱巨工程，發(fā)達國家每年要投入大量資金來對這些場地進行管理、控制和修復。經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，這些國家的場地修復領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著的進步，出現(xiàn)了很多物理、化學或生物的修復技術(shù)，新型的組合修復技術(shù)也時有出現(xiàn)。面對數(shù)量眾多且條件各異的污染場地與修復技術(shù)，政府部門、場地擁有者、或其它可能牽涉其中的個人、團體或機構(gòu)等利益相關(guān)者存在著如何選擇最佳場地修復技術(shù)的問題。這往往需要一套專業(yè)工具能夠幫助提高決策的效率，在正確與合理評估污染場地對人體健康和生態(tài)環(huán)境影響的基礎(chǔ)上，提出有針對性且經(jīng)濟高效的修復方案。

《污染場地修復管理與實踐》由中國環(huán)境出版社出版。

水資源決策支持系統(tǒng)(decision supporting system for water resources)是指針對水資源問題的決策特點，為改善管理人員的決策質(zhì)量所提供的人機交互系統(tǒng)。其功能有提供背景情況、協(xié)助明確問題、修改完善模型、列舉可行方案、進行定量分析比較等 。

隨著水利規(guī)劃系統(tǒng)分析技術(shù)的不斷發(fā)展和計算機信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，決策支持系統(tǒng)在中國水利系統(tǒng)的規(guī)劃和管理中都已得到了多方向的研究和應(yīng)用，如黃河防洪決策支持系統(tǒng)和京津唐地區(qū)水資源規(guī)劃決策支持系統(tǒng)等。決策支持系統(tǒng)是基于計算機完成信息收集、處理、提供和實現(xiàn)分析、推理、選擇優(yōu)化決策的人機交互系統(tǒng)，它為決策者和系統(tǒng)分析人員創(chuàng)造了一種完善和高效的決策環(huán)境，為求解水利規(guī)劃中結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化等各種決策問題，提供了有力支持。