我國(guó)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地治理修復(fù)的挑戰(zhàn)與對(duì)策
中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)訊 隨著全球工業(yè)的快速發(fā)展及產(chǎn)業(yè)格局的演變,世界各地產(chǎn)生了大量的工業(yè)污染場(chǎng)地。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球有超過500萬(wàn)個(gè)污染場(chǎng)地。這些污染場(chǎng)地不僅威脅著區(qū)域生態(tài)安全及人體健康,還需要消耗大量的人力、物力和財(cái)力對(duì)其進(jìn)行污染管控和治理修復(fù)。
與普通規(guī)模的污染場(chǎng)地相比,大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的環(huán)境影響范圍更廣、社會(huì)關(guān)注度更高、環(huán)境可持續(xù)風(fēng)險(xiǎn)更大,已逐漸成為我國(guó)重大問題的新焦點(diǎn)。黨的十八大以來,黨和政府高度重視工業(yè)污染場(chǎng)地的管控與修復(fù)。2018年5月,習(xí)近平總書記在全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會(huì)上強(qiáng)調(diào):“要全面落實(shí)土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃,推動(dòng)制定和實(shí)施土壤污染防治法。突出重點(diǎn)區(qū)域、行業(yè)和污染物,強(qiáng)化土壤污染管控和修復(fù),有效防范風(fēng)險(xiǎn),讓老百姓吃得放心、住得安心”。2021年,我國(guó)環(huán)境污染治理投資總額達(dá)9 491.8億元,占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的0.8%,占全社會(huì)固定資產(chǎn)投資總額的1.7%。
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地具有占地面積大、污染狀況復(fù)雜、治理難度大等特征,這對(duì)場(chǎng)地治理修復(fù)的常用理論方法與技術(shù)裝備都帶來較大挑戰(zhàn)。基于此,本文提出了大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的基本概念,總結(jié)分析了這類場(chǎng)地的分布特征,闡述了管控修復(fù)中的關(guān)鍵科技問題,初步提出了對(duì)策與建議,以期為我國(guó)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地管控與修復(fù)的學(xué)科發(fā)展及政府決策提供借鑒。
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的基本概念
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的歷史沿革
國(guó)際上對(duì)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的關(guān)注最早可追溯到19世紀(jì)末,由于工業(yè)迅速發(fā)展及對(duì)環(huán)境保護(hù)的忽視,造成許多環(huán)境污染事件發(fā)生,并遺留了大量工業(yè)污染場(chǎng)地,如德國(guó)魯爾區(qū)、荷蘭鹿特丹港、美國(guó)多諾拉鎮(zhèn)等。20世紀(jì)70年代,美國(guó)拉夫運(yùn)河毒地事件的爆發(fā),促使美國(guó)于1980年通過了《環(huán)境應(yīng)對(duì)、賠償和責(zé)任綜合法》,該法案因其中的環(huán)保超級(jí)基金(Super Found)而聞名,通常又被稱為《超級(jí)基金法》。該法案為美國(guó)政府提供了針對(duì)環(huán)境污染事故的緊急應(yīng)對(duì)和修復(fù)的專項(xiàng)資金,成為國(guó)際上首個(gè)針對(duì)污染場(chǎng)地治理的立法。進(jìn)入21世紀(jì)后,國(guó)際上對(duì)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的認(rèn)識(shí)不斷提高,各國(guó)政府和國(guó)際組織逐漸重視大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的治理修復(fù)工作。目前,關(guān)于大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的界定,部分國(guó)家和地區(qū)發(fā)布了相關(guān)文件,但至今仍無(wú)統(tǒng)一定義。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署在21世紀(jì)初開始制定關(guān)于大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的政策,并將其定義為“任何危險(xiǎn)廢物場(chǎng)所,其調(diào)查和清理的總成本(不包括長(zhǎng)期護(hù)理)等于或超過 5 000萬(wàn)美元”。歐洲污染場(chǎng)地網(wǎng)絡(luò)(NICOLE)于2003年提出了“大型污染場(chǎng)地”的概念,但未提出明確定義。2004年,歐盟針對(duì)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地提出了WELCOME(water, environment and landscape management at contaminated mega-sites)綜合管理策略,以預(yù)防和降低大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)生態(tài)環(huán)境部在發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)《污染場(chǎng)地術(shù)語(yǔ)》(HJ 682—2014)定義了污染場(chǎng)地的概念,但對(duì)于大型復(fù)雜污染場(chǎng)地未進(jìn)一步明確定義。
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的定義和特征
基于對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料總結(jié)和科學(xué)調(diào)研,本文提出了大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的定義:具有較大占地面積(50萬(wàn)平方米以上)、多個(gè)污染源、多種污染物的工業(yè)污染場(chǎng)地。這些場(chǎng)地污染是由工業(yè)活動(dòng)、事故或廢棄物處理等引起的,包括大型工廠、工業(yè)聚集區(qū)、軍事場(chǎng)地、港口等類型。
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的主要特征如下:① 場(chǎng)地規(guī)模大。占地面積50萬(wàn)平方米以上,且與周圍環(huán)境有明確分界。由于國(guó)內(nèi)外對(duì)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的占地面積暫無(wú)明確定義,本研究綜合考慮污染規(guī)模、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、處理應(yīng)對(duì)的復(fù)雜程度、修復(fù)成本等多方面因素,將占地面積50萬(wàn)平方米以上歸為大型復(fù)雜污染場(chǎng)地。② 具有獨(dú)立污染源。場(chǎng)地內(nèi)部有獨(dú)立、多個(gè)污染源,且污染物類型多樣、分布狀況復(fù)雜、空間變異性強(qiáng)。③ 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大。大型復(fù)雜污染場(chǎng)地是區(qū)域地下水、地表水和沉積物的長(zhǎng)期潛在來源,對(duì)周邊地區(qū)造成較大的生態(tài)和人體健康風(fēng)險(xiǎn),但巨大的地塊能轉(zhuǎn)化為多種土地利用類型,具有較大轉(zhuǎn)化和潛在利用價(jià)值。④治理難度大。修復(fù)治理投資巨大、周期長(zhǎng),需考慮多種介質(zhì)、更大范圍及更多利益相關(guān)方。
我國(guó)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的分異特征
我國(guó)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地分布范圍廣,在京津冀、長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶、珠江三角洲等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)呈集群式分布(圖1a)。總體呈現(xiàn)東部多于西部的趨勢(shì),南方與北方的數(shù)量大致相等。我國(guó)典型地理區(qū)域的大型復(fù)雜污染場(chǎng)地?cái)?shù)量占比為:華東地區(qū)(28.15%)、華北地區(qū)(12.13%)、華中地區(qū)(11.66%)、西南地區(qū)(10.42%)、西北地區(qū)(7.15%)、東北地區(qū)(6.38%)和華南地區(qū)(5.44%)(圖1b)。山東省的大型復(fù)雜污染場(chǎng)地?cái)?shù)量最多(95個(gè)),其次為河北省(45個(gè))和廣東省(42個(gè))。海南省和青海省內(nèi)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地?cái)?shù)量很少,西藏自治區(qū)無(wú)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地。
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地以制造業(yè)為主。主要行業(yè)類型為:化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)(23.14%)、石油、煤炭及其他燃料加工業(yè)(14.34%)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)(10.33%)、汽車制造業(yè)(4.21%)(圖1c),其主要分布在華東、華北和華中地區(qū)(圖1b)。化工、石油、鋼鐵等重工業(yè)具有資源消耗高、污染排放量大的特點(diǎn),復(fù)雜的工藝流程要求布設(shè)多個(gè)大型生產(chǎn)設(shè)施,導(dǎo)致大規(guī)模占地面積和更嚴(yán)重的污染狀況。
經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然資源是大型復(fù)雜污染場(chǎng)地空間分異的主要驅(qū)動(dòng)力。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)通常具備大型工廠布局和建設(shè)的基礎(chǔ),即完善的產(chǎn)業(yè)布局、較大的人口密度和發(fā)達(dá)的工藝技術(shù)。同時(shí),自然資源是化工、礦產(chǎn)、冶煉等資源型企業(yè)選址的重要因素。例如,石油和煤炭加工業(yè)主要分布在山東、河北、內(nèi)蒙古、陜西等石油和煤炭資源豐富的地區(qū)。
我國(guó)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地管控修復(fù)面臨的關(guān)鍵科技問題
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地中污染源的精準(zhǔn)識(shí)別
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地作為一個(gè)復(fù)雜地理系統(tǒng),包含土壤、地下水、工業(yè)活動(dòng)等多種要素,具有綜合性、復(fù)雜性、耦合性、非線性、非平穩(wěn)性等特點(diǎn)。污染物在各環(huán)境要素之間的行為相互聯(lián)系、密不可分,這為污染源的精準(zhǔn)識(shí)別和精細(xì)刻畫帶來挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在場(chǎng)地復(fù)合污染來源解析及刻畫的研究中,多以受體模型、擴(kuò)散模型、同位素示蹤等作為主要研究手段。然而,這種由點(diǎn)及面的污染源識(shí)別結(jié)果不確定性較大,已經(jīng)不能滿足日益增長(zhǎng)的精細(xì)化環(huán)境管理需求,與未來場(chǎng)地環(huán)境管理的精準(zhǔn)化、實(shí)時(shí)化、智能化需求仍存在較大差距。
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地具有“多污染來源、多介質(zhì)共存、多時(shí)空演化”特點(diǎn),對(duì)場(chǎng)地復(fù)合污染精準(zhǔn)源解析技術(shù)提出了極高的要求。現(xiàn)有研究還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注3個(gè)科學(xué)問題。①如何建立污染源與土壤污染物之間的“源-匯”定量關(guān)系,解耦多污染來源疊加,實(shí)現(xiàn)復(fù)合污染的精準(zhǔn)溯源。②如何厘清場(chǎng)地多要素與污染分布的關(guān)聯(lián)關(guān)系,解析多要素的交互耦合影響,揭示大型復(fù)雜污染場(chǎng)地中污染分布的形成機(jī)制。③如何針對(duì)現(xiàn)有場(chǎng)地污染溯源技術(shù)不足,速度和精度無(wú)法滿足移動(dòng)監(jiān)管需求的現(xiàn)狀,耦合多種溯源技術(shù),構(gòu)建高精度復(fù)合污染溯源體系,提高溯源精度和智能診斷水平。
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地中污染物的時(shí)空分異規(guī)律
相比于小型污染場(chǎng)地,大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的污染空間異質(zhì)性強(qiáng),對(duì)污染物運(yùn)移擴(kuò)散精準(zhǔn)防控難度更高。污染格局分析的準(zhǔn)確性將影響后續(xù)的風(fēng)險(xiǎn)診斷、修復(fù)決策和工程實(shí)施。因此,有必要顧及土壤污染物空間分布的“強(qiáng)異質(zhì)性”“非平穩(wěn)性”特征,在“稀疏偏性”土壤鉆井樣點(diǎn)條件下,提高污染刻畫精度,科學(xué)認(rèn)知污染的時(shí)空分異及演變規(guī)律。
由于大型復(fù)雜污染場(chǎng)地中的土壤污染分布具有強(qiáng)異質(zhì)性和非平穩(wěn)性等特征,基于離散鉆井樣點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)推斷模型的污染空間刻畫具有較大的不確定性。具體來說,仍需關(guān)注4個(gè)科技問題。①如何克服土壤鉆孔數(shù)據(jù)的“稀疏偏性”,權(quán)衡昂貴的土壤鉆孔調(diào)查成本與刻畫準(zhǔn)確度,科學(xué)布設(shè)采樣點(diǎn),實(shí)現(xiàn)成本效益最大化。②如何基于有限鉆孔數(shù)據(jù),克服傳統(tǒng)地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的平穩(wěn)假設(shè)局限和過渡平滑的局限,精準(zhǔn)刻畫出場(chǎng)地中土壤-地下水多介質(zhì)污染物空間分布。③如何結(jié)合大型復(fù)雜污染場(chǎng)地生產(chǎn)功能特點(diǎn)和水文地質(zhì)特征,科學(xué)認(rèn)知大型復(fù)雜污染場(chǎng)地中復(fù)合污染的空間分異格局。④如何利用遷移數(shù)值模型、空間統(tǒng)計(jì)模型、人工智能模型等,模擬污染物的時(shí)空演變規(guī)律,實(shí)現(xiàn)污染空間變化的預(yù)測(cè)預(yù)警。
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的區(qū)域生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)診斷
場(chǎng)地污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性決定了修復(fù)范圍、治理成本和潛在風(fēng)險(xiǎn)。在污染場(chǎng)地開展修復(fù)治理前,需要進(jìn)行人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,以量化場(chǎng)地污染風(fēng)險(xiǎn),確定修復(fù)目標(biāo)值及修復(fù)范圍。與普通規(guī)模的污染場(chǎng)地相比,大型復(fù)雜污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的重要性更為突出。首先,大型復(fù)雜污染場(chǎng)地通常涉及更廣泛的區(qū)域和更多的受影響方;其次,大型復(fù)雜污染場(chǎng)地可能存在更多種類、更高濃度和更長(zhǎng)時(shí)間的污染物暴露。因此,需全面準(zhǔn)確的評(píng)估生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),以采取相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管控措施。
20世紀(jì)80年代以來,歐美發(fā)達(dá)國(guó)家先后建立了適用于本國(guó)的場(chǎng)地環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法和體系,并將風(fēng)險(xiǎn)管理理念應(yīng)用于場(chǎng)地的修復(fù)治理。我國(guó)發(fā)布的《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 25.3-2019)及相關(guān)研究大多借鑒了國(guó)外較為成熟的方法模型。近年來,部分研究意識(shí)到直接套用已有模型和參數(shù)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果可信度的影響,在概念模型分析、評(píng)估模型對(duì)比、評(píng)估參數(shù)修正等方面進(jìn)行了探索和研究。
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地內(nèi)可能涉及多種生產(chǎn)功能類型和規(guī)劃用地類型,因此,其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估還應(yīng)考慮以下3個(gè)科學(xué)問題。①如何評(píng)估大型復(fù)雜污染場(chǎng)地及其周邊區(qū)域不同功能區(qū)、不同深度之間的污染累積風(fēng)險(xiǎn),構(gòu)建科學(xué)的評(píng)估模型和方法。②如何考慮大型復(fù)雜污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估參數(shù)的時(shí)空變異性和非平穩(wěn)性,獲取精細(xì)化的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估參數(shù)。③如何考慮污染物在不同介質(zhì)中的遷移轉(zhuǎn)換規(guī)律、暴露途徑和影響因素,準(zhǔn)確評(píng)估環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的影響程度和范圍,實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的科學(xué)認(rèn)知。
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地環(huán)境管控與修復(fù)治理的決策優(yōu)化
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的治理修復(fù)是一項(xiàng)復(fù)雜、耗資、耗時(shí)的艱巨工程,科學(xué)制定風(fēng)險(xiǎn)管控和治理修復(fù)策略,能夠最大限度地節(jié)約資源成本。場(chǎng)地修復(fù)決策經(jīng)歷了早期重視成本、重視可行性、重視風(fēng)險(xiǎn)3個(gè)階段后,逐漸關(guān)注更多的因素,如技術(shù)性能、環(huán)境影響、土地規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)效益等,這使決策過程存在較大的不確定性。因此,有必要在場(chǎng)地修復(fù)過程中引入決策支持工具,幫助決策者明確目標(biāo)和權(quán)衡利益,提高處理問題的能力和范圍,優(yōu)化資源配置和管理策略。
1971年,國(guó)外學(xué)者首次提出“決策支持系統(tǒng)”的概念。目前國(guó)際上應(yīng)用廣泛的修復(fù)決策系統(tǒng)包括美國(guó)的SMARTe、歐盟的REC和WELCOME、意大利的DESYRE等。修復(fù)決策系統(tǒng)根據(jù)框架構(gòu)建方式可分為3類:①按照?qǐng)龅卣{(diào)查評(píng)估和管理的步驟構(gòu)建;②按照數(shù)學(xué)建模的思想和方法構(gòu)建;③針對(duì)某特定場(chǎng)地問題構(gòu)建。
與普通規(guī)模的場(chǎng)地相比,大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的修復(fù)決策優(yōu)化研究還需考慮大數(shù)據(jù)處理、多決策目標(biāo)、不確定性管理、長(zhǎng)期維持性、規(guī)模效應(yīng)等問題。具體包括4個(gè)科學(xué)問題。①如何挖掘大型復(fù)雜污染場(chǎng)地中的多源大數(shù)據(jù),并以可視化和交互的方式呈現(xiàn),以支撐場(chǎng)地修復(fù)決策。②如何解決大型復(fù)雜污染場(chǎng)地中的多決策目標(biāo)、多利益相關(guān)者的權(quán)衡和優(yōu)化問題,尋求最佳決策方案。③如何滿足大型復(fù)雜污染場(chǎng)地內(nèi)部不同分區(qū)的修復(fù)需求和限制,制定適應(yīng)性策略。④如何顧及大型復(fù)雜污染場(chǎng)地管理修復(fù)過程中的規(guī)模效應(yīng),實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化調(diào)配。
我國(guó)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地治理修復(fù)的思路與對(duì)策
在全球范圍內(nèi),大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的修復(fù)治理一直是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在長(zhǎng)期的實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù),為我國(guó)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的治理修復(fù)提供了寶貴啟示。通過借鑒歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我國(guó)國(guó)情提出以下針對(duì)性的對(duì)策與建議。
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地修復(fù)治理的關(guān)鍵“三步曲”
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注污染精細(xì)刻畫與邊界劃定、基于風(fēng)險(xiǎn)的綜合管理策略、修復(fù)工程實(shí)施與后期監(jiān)管等方面。本研究提出適用于我國(guó)的大型復(fù)雜污染場(chǎng)地修復(fù)治理的關(guān)鍵“三步曲”(TSRTCM)。第一步,以大數(shù)據(jù)、多要素、多模型為原則開展調(diào)查評(píng)估與科學(xué)認(rèn)知。綜合運(yùn)用場(chǎng)地多源大數(shù)據(jù)、場(chǎng)地多要素信息和多種方法模型,深入挖掘大型復(fù)雜污染場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)信息,科學(xué)認(rèn)知污染來源、遷移途徑、分異特征、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和擴(kuò)散趨勢(shì),以支撐后續(xù)的修復(fù)策略及工程實(shí)施。第二步,以分區(qū)域、分時(shí)段、分類型為原則開展方案決策與技術(shù)篩選。基于對(duì)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的科學(xué)認(rèn)知,耦合空間、時(shí)間、污染類型3個(gè)維度,實(shí)施分區(qū)、分時(shí)、分類治理,利用人工智能、大數(shù)據(jù)分析和模擬預(yù)測(cè)等技術(shù)手段,構(gòu)建智能化決策支持系統(tǒng),制定定性、定時(shí)、定位、定量的多維度綜合修復(fù)治理策略。第三步,以全方位、全過程、全周期為原則開展工程實(shí)施與監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)。通過建立土壤、地下水、大氣等多介質(zhì)的全方位立體化的監(jiān)測(cè)手段,對(duì)修復(fù)工程實(shí)施的全過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和跟蹤評(píng)估,保障全周期的修復(fù)效果和綠色可持續(xù)性。
調(diào)查評(píng)估與科學(xué)認(rèn)知——大數(shù)據(jù)、多要素、多模型
以大數(shù)據(jù)、多要素、多模型為原則開展大型復(fù)雜污染場(chǎng)地中污染特征和風(fēng)險(xiǎn)的調(diào)查評(píng)估與科學(xué)認(rèn)知。①針對(duì)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地中要素眾多、數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn),圍繞場(chǎng)地多源大數(shù)據(jù),綜合遙感技術(shù)、采樣調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、歷史記錄等多種數(shù)據(jù)源,建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理與可視化平臺(tái),推動(dòng)數(shù)據(jù)整合和標(biāo)準(zhǔn)化,實(shí)現(xiàn)對(duì)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)的綜合管理和便捷查詢。②基于生產(chǎn)活動(dòng)、水文地質(zhì)、污染濃度、敏感受體等場(chǎng)地內(nèi)外部多要素信息,發(fā)掘大型復(fù)雜污染場(chǎng)地污染分布模式、擴(kuò)散趨勢(shì)、關(guān)聯(lián)關(guān)系,科學(xué)認(rèn)知污染來源、遷移途徑、分異特征和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。③綜合運(yùn)用人工智能方法、空間統(tǒng)計(jì)模型、污染物遷移數(shù)值模型、多元統(tǒng)計(jì)模型等多種模型方法,定量評(píng)估污染物的擴(kuò)散、遷移路徑和分布特征,預(yù)測(cè)潛在的環(huán)境影響,為后續(xù)管控和修復(fù)決策提供科學(xué)依據(jù)。
方案決策與技術(shù)篩選——分區(qū)域、分時(shí)段、分類型
以分區(qū)域、分時(shí)段、分類型為原則開展大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的修復(fù)方案決策與技術(shù)篩選。①針對(duì)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地中污染分布空間異質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn),在空間上采用“分區(qū)治理”的修復(fù)策略,制定差異化修復(fù)方案,盡快釋放無(wú)污染區(qū)和低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)投入重新開發(fā)利用,將更多的修復(fù)資金投入到高風(fēng)險(xiǎn)區(qū),促進(jìn)修復(fù)資源的優(yōu)化合理分配。②大型復(fù)雜污染場(chǎng)地修復(fù)治理具有長(zhǎng)期性的特點(diǎn),在時(shí)間上采用“分時(shí)治理”的策略,在制定修復(fù)方案時(shí)綜合考慮污染物在介質(zhì)中的遷移擴(kuò)散和自然衰減等機(jī)制機(jī)理,防止劃定修復(fù)范圍與實(shí)際污染狀況之間的偏差,在污染風(fēng)險(xiǎn)可控的前提下合理利用自然衰減等低成本措施,促進(jìn)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益最大化。③大型復(fù)雜污染場(chǎng)地中污染物類型多樣,應(yīng)根據(jù)污染物的理化特征與污染程度,結(jié)合物理、生物、化學(xué)多修復(fù)技術(shù)手段,合理制定修復(fù)技術(shù)組合,實(shí)現(xiàn)修復(fù)效果最大化和綠色低碳化。④耦合空間、時(shí)間、污染類型3個(gè)維度,利用人工智能、大數(shù)據(jù)分析、模擬預(yù)測(cè)等技術(shù)手段,構(gòu)建智能化決策支持系統(tǒng),制定定性、定時(shí)、定位、定量的多維度綜合修復(fù)治理策略。
工程實(shí)施與監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)——全方位、全過程、全周期
以全方位、全過程、全周期為原則開展大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的修復(fù)工程實(shí)施與監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)。①針對(duì)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地占地面積大、污染土體深的特點(diǎn),建立全方位立體化的監(jiān)測(cè)體系。針對(duì)場(chǎng)地中土壤、地下水、地表水、大氣等多環(huán)境介質(zhì),依托在線監(jiān)測(cè)、定點(diǎn)取樣分析和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等多手段,加強(qiáng)施工過程規(guī)范化和精細(xì)化管理,確保修復(fù)工程實(shí)施過程的可控性和效果評(píng)估的可靠性。②對(duì)修復(fù)治理工程進(jìn)行全過程監(jiān)測(cè),跟蹤修復(fù)效果的持續(xù)性和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的變化,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和風(fēng)險(xiǎn),基于現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)施進(jìn)展,采取“動(dòng)態(tài)修復(fù)”的方式對(duì)修復(fù)方案進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。③追蹤開展修復(fù)后土地的可持續(xù)管理,建立長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)方案和回顧機(jī)制,防范二次污染和污染反彈等問題,恢復(fù)修復(fù)后土壤的生產(chǎn)和生態(tài)功能,實(shí)現(xiàn)土地永續(xù)利用。④保障修復(fù)過程全生命周期的綠色低碳和可持續(xù)性,優(yōu)先應(yīng)用高能效裝備產(chǎn)品和低碳修復(fù)材料,重視工程實(shí)施中的土壤保護(hù)、綠色回收處理、可重新利用性、施工安全性,減少對(duì)土壤環(huán)境的二次破壞,降低環(huán)境負(fù)荷,提高資源循環(huán)利用。
結(jié)語(yǔ)
大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的管控與修復(fù)工作是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過程中面臨的重大環(huán)境挑戰(zhàn)之一,關(guān)系著經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市發(fā)展、環(huán)境安全。當(dāng)前,我國(guó)高度重視土壤污染防治、生態(tài)文明建設(shè)、美麗中國(guó)建設(shè)等重要領(lǐng)域,這是我國(guó)自身發(fā)展的需要,也是對(duì)全球發(fā)展倡議的積極響應(yīng),大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的管控與修復(fù)在這些領(lǐng)域中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。我國(guó)應(yīng)建立針對(duì)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地的修復(fù)治理模式,以調(diào)查評(píng)估與科學(xué)認(rèn)知、方案決策與技術(shù)篩選、工程實(shí)施與監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)為著力點(diǎn),推動(dòng)大型復(fù)雜污染場(chǎng)地治理修復(fù)精準(zhǔn)化、信息化、智能化,為解決土壤和地下水污染的重大資源環(huán)境問題、全面建設(shè)美麗中國(guó)奠定良好的科學(xué)支撐和實(shí)踐基礎(chǔ),助力我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)。
(作者:廖曉勇、侯藝璇、李尤、王天翼,中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所 中國(guó)科學(xué)院陸地表層格局與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;《中國(guó)科學(xué)院院刊》供稿)