農(nóng)用地土壤污染治理與修復(fù)成效評(píng)估的方法及實(shí)證研究

李強(qiáng)(菏澤市生態(tài)環(huán)境局定陶區(qū)分局，山東 定陶 274100)

1 構(gòu)建與確定評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

在農(nóng)用地土壤的污染治理以及修復(fù)成效的評(píng)估過(guò)程里，所涉及到的因素較多，而且需要進(jìn)行多指標(biāo)綜合化的評(píng)估，因此需要按照項(xiàng)目的實(shí)時(shí)性、農(nóng)用地整體功能性以及土壤的

生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指標(biāo)篩選等原則，挑選相互獨(dú)立且典型的指標(biāo)來(lái)構(gòu)建出相關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)框架。本次研究主要建立了3 個(gè)層次的指標(biāo)體系，分別是目標(biāo)層和準(zhǔn)則層以及指標(biāo)層。同時(shí)在參照我國(guó)耕地標(biāo)準(zhǔn)和一些其它研究成果等基礎(chǔ)上，還確定了治理和修復(fù)效果里各個(gè)指標(biāo)分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)(即“優(yōu)、良、合格以及不合格等”)，進(jìn)而最大程度的保證評(píng)價(jià)結(jié)果具有一定合理性。

1.2 構(gòu)建評(píng)價(jià)模型

由于考慮到我國(guó)農(nóng)用地土壤的污染治理和修復(fù)成效的評(píng)估指標(biāo)會(huì)涉及到諸多因素，而且指標(biāo)體系是定性以及定量指標(biāo)的有機(jī)結(jié)合，所以每一個(gè)指標(biāo)之間影響的程度在判斷時(shí)都存在一定主觀性，為了增強(qiáng)結(jié)果具有準(zhǔn)確以及合理和可靠性，此次研究通過(guò)層次分析以及模糊集有機(jī)結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)法，建模和評(píng)價(jià)的步驟如下：

(1)構(gòu)建一個(gè)指標(biāo)體系評(píng)價(jià)集U

通過(guò)評(píng)價(jià)集U 來(lái)對(duì)項(xiàng)目組織的管理還有土壤的健康狀況等6 大類(lèi)共計(jì)15 個(gè)小指標(biāo)進(jìn)行表示。

(2)對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行確定

通過(guò)“1-9 比率標(biāo)度法”，并借助層次分析法來(lái)建立一個(gè)判斷矩陣，同時(shí)對(duì)矩陣進(jìn)行計(jì)算和判斷并做一致性的檢驗(yàn)，從而得到各級(jí)指標(biāo)相較于準(zhǔn)則層實(shí)際的權(quán)重ω 準(zhǔn)則層相較于目標(biāo)層實(shí)際的權(quán)重及W。

(3)構(gòu)建一個(gè)模糊關(guān)系的矩陣R，按照所建立隸屬度基本的原則，一般通過(guò)專(zhuān)家評(píng)定還有隸屬函數(shù)兩種方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，通常情況下借助專(zhuān)家評(píng)定的方法來(lái)進(jìn)行取值，詳細(xì)的隸屬度如表1。

而對(duì)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)說(shuō)，則構(gòu)建一個(gè)代表著隸屬度以及指標(biāo)函數(shù)的關(guān)系也就是隸屬函數(shù)。

上述式子①里R1到R6所代表的分別是評(píng)價(jià)體系里項(xiàng)目的組織管理和土壤污染物的控制以及土壤的健康狀況與風(fēng)險(xiǎn)狀況還有社會(huì)的影響情況等模糊關(guān)系的矩陣。rim表示的是第i 層第j 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)屬于第m 級(jí)別(其中m=1，2，3，4，和治理修復(fù)的效果優(yōu)、良、合格以及不合格相對(duì)應(yīng))的隸屬度。同時(shí)通過(guò)半梯形分布的隸屬函數(shù)來(lái)確定rim，詳情見(jiàn)下式②、③、④。

表1 定性指標(biāo)各級(jí)評(píng)價(jià)因素具體的隸屬度的評(píng)價(jià)矩陣

(4)開(kāi)展模糊層次的綜合判定。通過(guò)二級(jí)模糊的評(píng)價(jià)方式來(lái)進(jìn)行模糊評(píng)價(jià)。具體的步驟是按順序把指標(biāo)層還有屬性層的評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬度和與之對(duì)應(yīng)的權(quán)重?cái)?shù)值相乘并進(jìn)行累加，最后就可以得到模糊評(píng)價(jià)綜合的評(píng)判集V。

在上述式子⑤里，V 所代表的就是綜合的評(píng)判集，而W 則表示的是指標(biāo)的權(quán)重集，R 為指標(biāo)模糊的關(guān)系矩陣。通過(guò)一系列的計(jì)算可以得到有關(guān)優(yōu)、良、合格、不合格綜合的評(píng)判集。

2 實(shí)例研究

2.1 某地農(nóng)用地土壤發(fā)生重金屬污染之后進(jìn)行的治理和修復(fù)的概況

該地處于我國(guó)西南地帶，總的土地面積約為4572m2，下屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)共計(jì)12 處，該地總的人口數(shù)在38 萬(wàn)左右。此地?fù)碛兄鴺O為豐富的礦產(chǎn)資源，且礦產(chǎn)業(yè)是當(dāng)?shù)氐囊粋€(gè)支柱產(chǎn)業(yè)。本縣于2018 年7 月發(fā)生了百年難遇的特大型暴雨，導(dǎo)致處在河流上游的3 家選礦公司尾礦庫(kù)發(fā)生坍塌毀壞，使得1 萬(wàn)多畝土地遭受到了不同程度污染，其中鎘、鉛還有鋅與砷是中度污染以及重度污染。

按照農(nóng)田地重金屬的污染程度以及重金屬的種類(lèi)，依據(jù)農(nóng)產(chǎn)品的重金屬超標(biāo)狀況，并結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平還有種植習(xí)慣，挑選以下幾種技術(shù)開(kāi)展聯(lián)合修復(fù)。

(1)植物萃取技術(shù)。這種技術(shù)主要通過(guò)種植一些蜈蚣草來(lái)使砷得以富集，而借助東南景天還有紅麻來(lái)使鎘得以富集。

(2)超富集植物-經(jīng)濟(jì)作物的間作修復(fù)等技術(shù)。這種技術(shù)包括有蜈蚣草和桑樹(shù)的間作，還有蜈蚣草和甘蔗的間作以及東南景天和玉米、桑樹(shù)等做套作。

(3)化學(xué)的修復(fù)技術(shù)。將化學(xué)的修復(fù)劑應(yīng)用到污染的土壤里，對(duì)土壤內(nèi)重金屬生物的有效性進(jìn)行調(diào)控，使生物有效性得到鈍化進(jìn)而減少農(nóng)作物吸收量，以及增強(qiáng)生物有效性并提升超富集植物具有的重金屬富集水平。

2.2 污染治理以及修復(fù)實(shí)際成效的評(píng)價(jià)

按照上述所制定的相關(guān)評(píng)價(jià)體系來(lái)對(duì)該地區(qū)土壤的治理和修復(fù)項(xiàng)目相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與統(tǒng)計(jì)，可以得到以下各項(xiàng)指標(biāo)具體的計(jì)算結(jié)果(見(jiàn)表2)。

通過(guò)表2 得到的權(quán)重還有相關(guān)的隸屬度的計(jì)算結(jié)果，我們可以得到一級(jí)與二級(jí)的模糊綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果。

表2 指標(biāo)評(píng)價(jià)體系權(quán)重

3 結(jié)果與分析

在此次研究中，除了土壤目標(biāo)污染物的控制是“合格”之外，項(xiàng)目的組織管理與土壤的健康狀況還有水環(huán)境的質(zhì)量以及社會(huì)影響等表現(xiàn)均為“優(yōu)”。但是盡管在本次試驗(yàn)里對(duì)于治理以及修復(fù)成效的最終評(píng)價(jià)結(jié)果是“優(yōu)”，但是土壤的修復(fù)屬于一個(gè)長(zhǎng)期且復(fù)雜的過(guò)程，就當(dāng)前國(guó)際上治理的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，至少需要5年時(shí)間才能夠獲得一個(gè)較為理想化的效果，而本次研究總時(shí)長(zhǎng)較短，修復(fù)的效果還需進(jìn)一步的驗(yàn)證。

4 結(jié)語(yǔ)

本次研究構(gòu)建出了一整套農(nóng)用地土壤污染治理以及修復(fù)成效的評(píng)估方案，借助以層次分析為基礎(chǔ)的二級(jí)模糊的綜合評(píng)判方案進(jìn)行評(píng)定，指標(biāo)體系整體的設(shè)置相對(duì)合理，同時(shí)指標(biāo)的量化較為簡(jiǎn)單易操作，在實(shí)際工作過(guò)程中具有較強(qiáng)的可操作性，而且能夠通過(guò)其來(lái)對(duì)污染的治理以及修復(fù)的成效等進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)，進(jìn)而給我國(guó)相關(guān)工作提供一定幫助，最后必將發(fā)揮出巨大的作用。