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文檔簡介
ACEF
中華環(huán)保聯(lián)合會團體標準
T/ACEF×××-××××
污染場地可持續(xù)風險管控區(qū)劃技術(shù)指南
TechnicalGuidelinesforContaminatedSiteClassificationBasedonSustainableRisk
ManagementandControl
(征求意見稿)
××××-×-×發(fā)布××××-×-×實施
中華環(huán)保聯(lián)合會發(fā)布
前言
現(xiàn)階段,我國場地污染與生態(tài)環(huán)境保護形勢依舊嚴峻,對構(gòu)建土
壤污染防治可持續(xù)風險管控核心理論體系和技術(shù)方法提出了緊迫的
現(xiàn)實需求。為深入貫徹落實《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《中華
人民共和國土壤污染防治法》、《土壤污染防治行動計劃》等法律法
規(guī)和有關(guān)污染場地可持續(xù)風險管控的方針、政策,2020年,科技部
啟動了“污染場地風險管控機制與經(jīng)濟政策技術(shù)體系研究”國家重點
研發(fā)計劃,設(shè)立“污染場地管控區(qū)劃與規(guī)劃技術(shù)工具研究”專項課題,
圍繞場地風險管控實際需求開展管控區(qū)劃和規(guī)劃基礎(chǔ)理論、技術(shù)方法
及交互決策機制等研究。該項工作對于加強不同利益相關(guān)方?jīng)Q策信息
交流,提高風險管控效率效益和可持續(xù)水平,打贏打好土壤污染防治
攻堅戰(zhàn)和建設(shè)美麗中國具有重要意義。
為規(guī)范可持續(xù)指標約束下我國污染場地風險管控區(qū)劃的工作程
序、實施內(nèi)容和技術(shù)方法,編制本指南。
本指南由生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院組織制訂。
本指南主要起草單位:生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院、中國科學院生態(tài)
環(huán)境研究中心、北京師范大學。
本指南主要起草人:李笑諾、易詩懿、陳衛(wèi)平。
本指南由×××××批準,自××年××月××日實施。
本指南由×××××解釋。
1
1適用范圍
為規(guī)范可持續(xù)指標約束下我國污染場地風險管控區(qū)劃的工作程
序、實施內(nèi)容和技術(shù)方法,編制本指南。本指南適用于場地和區(qū)域不
同尺度上污染土壤風險管控區(qū)劃工作和土壤污染分區(qū)分級分類管理
的技術(shù)指導,主要包括土壤污染風險評價和土壤污染風險管控效益分
析兩部分內(nèi)容。
開展可持續(xù)風險管控區(qū)劃工作除符合本技術(shù)指南要求外,還應(yīng)符
合國家現(xiàn)行相關(guān)標準的規(guī)定。
2規(guī)范性引用文件
本指南內(nèi)容引用了下列文件中的條款。未注明日期的引用文件,
其最新版本適用于本文件。
(1)中華人民共和國環(huán)境保護法,2015年1月1日;
(2)中華人民共和國土壤污染防治法,2018年8月31日;
(3)土壤污染防治行動計劃,國發(fā)〔2016〕31號;
(4)關(guān)于發(fā)布2014年污染場地修復技術(shù)目錄(第一批)的公告,
公告2014年第75號;
(5)污染場地修復技術(shù)應(yīng)用指南(征求意見稿),環(huán)辦函〔2014〕
564號;
(6)土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)建設(shè)用地土壤污染風險管控標準(試行),
GB36600-2018;
(7)建設(shè)用地土壤污染風險管控和修復術(shù)語(發(fā)布稿),HJ682
-2019;
2
(8)建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導則,HJ25.1-2019;
(9)污染地塊綠色可持續(xù)修復通則,T/CAEPI26-2020;
(10)全國生態(tài)狀況調(diào)查評估技術(shù)規(guī)范——生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評
估,HJ1173-2021;
(11)建設(shè)用地土壤污染風險評估技術(shù)導則,HJ25.3-2019;
(12)關(guān)于印發(fā)農(nóng)用地土壤污染狀況詳查點位布設(shè)技術(shù)規(guī)定的通
知(環(huán)辦土壤函﹝2017﹞1021號)。
3術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1建設(shè)用地landforconstruction
指建造建筑物、構(gòu)筑物的土地,包括城鄉(xiāng)住宅和公共設(shè)施用地、
工礦用地、交通水利設(shè)施用地、旅游用地、軍事設(shè)施用地等。
3.2污染場地contaminatedsite
因堆積、儲存、處理、處置或其他方式(如遷移)承載了有害物
質(zhì)的建設(shè)用地,對人體健康和環(huán)境產(chǎn)生危害或具有潛在風險的土壤和
地下水空間區(qū)域。
3.3風險管控riskmanagementandcontrol
污染場地風險管控包括土壤污染狀況調(diào)查和土壤污染風險評估、
風險管控工程實施、風險管控效果評估、修復效果評估、后期管理等
活動。
3.4目標污染物targetcontaminant
在地塊環(huán)境中其數(shù)量或濃度已達到對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康具有
3
實際或潛在不利影響的,需要進行風險管控的關(guān)注污染物。
3.5敏感目標potentialsensitivetargets
指地塊周邊可能受污染物影響的幼兒園、學校、居民區(qū)、醫(yī)院、
食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地、地表水體、集中式飲用水水源地、自然保護區(qū)等環(huán)
境敏感保護對象。
3.6可持續(xù)性評價sustainabilityassessment
通過定性、半定量或者定量的方法,對管控方案或者管控過程涉
及的具體措施進行綜合評估,確定其環(huán)境、社會、經(jīng)濟影響,為管控
過程中的決策提供科學的支撐。
3.7生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)ecosystemservices
生態(tài)系統(tǒng)為人類提供的防風固沙、土壤保持、水源涵養(yǎng)、生物多
樣性等方面的功能。
3.8風險地圖riskmap
用圖形技術(shù)對根據(jù)風險指標計算得到的污染場地風險水平進行
風險等級的空間可視化展示。
3.9效益地圖valuemap
用圖形技術(shù)對根據(jù)價值指標計算得到的污染場地再開發(fā)價值進
行價值高低的空間可視化展示。
3.10風險管控區(qū)劃riskmanagementandcontrolzoning
綜合風險值和效益值量化結(jié)果,對風險管控的可持續(xù)發(fā)展水平進
行不同等級劃分。
4
4區(qū)劃程序
污染場地可持續(xù)風險管控區(qū)劃工作程序如圖1所示,包括指標選
取、資料收集、數(shù)據(jù)處理和區(qū)劃分級等4個階段。
圖1污染場地可持續(xù)風險管控區(qū)劃工作程序
4.1指標選取
基于可持續(xù)科學理論,銜接已有生態(tài)環(huán)境空間區(qū)劃,融合可持續(xù)
發(fā)展指標、場地風險因素、成本效益分析等構(gòu)建適用于場地和區(qū)域不
同層面的可持續(xù)風險管控區(qū)劃指標體系。其中,風險指標基于“源-
匯”關(guān)系,通過現(xiàn)有污染情況、風險受體脆弱性和污染源造成的潛在
風險進行計算;效益指標從場地管控過程損失和管控后土地資源價值
5
兩個方面進行核算。各風險指標和效益指標定義見附錄A。
4.2資料收集
(1)場地POI信息:收集場地相關(guān)基本信息,包括地塊名稱、
行業(yè)類別、地理位置、經(jīng)緯度坐標、周邊敏感目標、目標污染物、周
邊重點在產(chǎn)企業(yè)情況等;
(2)風險管控資料:收集污染場地風險管控相關(guān)資料,如調(diào)查
與風險評估報告、管控方案和效果評估報告等;
(3)社會經(jīng)濟資料:收集土地出讓市場交易數(shù)據(jù)、鄰里特征數(shù)
據(jù)、區(qū)域特定行業(yè)在崗職工平均工資、公園年均凈收益、環(huán)境保護資
金投入、企業(yè)清潔生產(chǎn)投入等數(shù)據(jù);
(4)土地規(guī)劃資料:收集污染場地經(jīng)管控后進行土地再開發(fā)的
規(guī)劃資料,獲取各類用地規(guī)劃面積、規(guī)劃容納就業(yè)人數(shù)、規(guī)劃用地各
類生態(tài)系統(tǒng)面積等信息;
(5)調(diào)查問卷統(tǒng)計數(shù)據(jù):針對規(guī)劃用途為公園綠地的場地,通
過開展旅行價值問卷調(diào)查計算公園游憩價值;
(6)地理信息數(shù)據(jù):收集遙感數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù),為生態(tài)系統(tǒng)服
務(wù)價值評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐,及空間制圖所需的高分數(shù)據(jù)集。
4.3數(shù)據(jù)處理
4.3.1場地尺度風險項
(1)人口密度項
從公共數(shù)據(jù)集獲取人口密度柵格數(shù)據(jù)后,利用ArcGIS中的Zonal
StatisticsasTable分區(qū)統(tǒng)計工具計算地塊周邊1km緩沖范圍內(nèi)的人口
6
密度并歸一化賦值,歸一化方法參見附錄B。
(2)敏感目標項
統(tǒng)計污染場地周邊1km范圍內(nèi)的敏感點數(shù)量(學校、醫(yī)院、社
會福利設(shè)施用地)和生態(tài)功能區(qū)數(shù)量,進行歸一化賦值。
(3)污染現(xiàn)狀項
根據(jù)污染場地風險評估報告統(tǒng)計土壤和地下水中的風險污染物
種類,進行歸一化賦值。
(4)污染源強項
統(tǒng)計地塊周邊1km范圍內(nèi)的重點監(jiān)管企業(yè)數(shù)量以及發(fā)生過重大
環(huán)境污染事故或社會影響事件的企業(yè)數(shù)量,進行歸一化賦值。
4.3.2區(qū)域尺度風險項
(1)人口密度項
將研究區(qū)劃分為1km×1km的網(wǎng)格,利用ArcGIS中的Zonal
StatisticsasTable分區(qū)統(tǒng)計工具計算各網(wǎng)格內(nèi)的人口密度并歸一化賦
值。
(2)敏感目標項
將研究區(qū)劃分為1km×1km的網(wǎng)格,將學校、醫(yī)院、社會福利設(shè)
施用地、生態(tài)功能區(qū)的坐標信息導入ArcGIS,利用連接工具整合漁
網(wǎng)、敏感點信息,最后利用匯總工具計算每個格網(wǎng)中的敏感點數(shù)量,
進行歸一化賦值。對土地覆蓋數(shù)據(jù)集進行裁剪,提取研究區(qū)耕地面積
數(shù)據(jù)并進行面積匯總,估算每個格網(wǎng)中耕地面積,進行歸一化賦值
(3)污染現(xiàn)狀項
根據(jù)區(qū)域污染狀況調(diào)查數(shù)據(jù)或采樣實測數(shù)據(jù),進行空間插值,將
7
污染物濃度的歸一化值分配到1km×1km網(wǎng)格內(nèi)。
(4)污染源強項
將研究區(qū)劃分為1km×1km的網(wǎng)格,①對路網(wǎng)數(shù)據(jù)進行裁剪、格
式轉(zhuǎn)化,進行路網(wǎng)密度(交通源)數(shù)據(jù)處理,最后進行歸一化賦值;
②對土地覆蓋數(shù)據(jù)集進行裁剪,提取研究區(qū)耕地面積(農(nóng)業(yè)源)數(shù)據(jù)
并進行面積匯總,估算每個格網(wǎng)中耕地面積,最后進行歸一化賦值;
③擴散風險(工業(yè)源):基于氣象數(shù)據(jù),以煙囪坐標為中心,隨各個
風向和各個風向的擴散距離進行擴散系數(shù)等距離自然衰減,最后對擴
散系數(shù)進行歸一化并在ArcGIS中賦值,得到各個格網(wǎng)中污染物的擴
散風險;④對于農(nóng)村生活燃煤源(生活源),利用農(nóng)村居民點分布圖
進行源強表征。
(5)污染損失率項
將研究區(qū)劃分為1km×1km的網(wǎng)格,分別基于RUSLE模型的土
壤侵蝕量估算結(jié)果、HYDRUS1-D模型模擬結(jié)果和富集系數(shù)計算結(jié)
果,利用ArcGIS柵格計算器計算輸出系數(shù),通過柵格轉(zhuǎn)面、相交、
匯總工具計算每個格網(wǎng)中的輸出系數(shù)并進行歸一化賦值。
4.4技術(shù)方法
4.4.1風險指標量化方法
(1)利用ArcGIS中ZonalStatisticsasTable分區(qū)統(tǒng)計工具計算
區(qū)劃范圍內(nèi)人口密度。
(2)借助第三方網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)爬取工具以及高德開放平臺服務(wù)支持
8
平臺進行POI爬取,獲得區(qū)劃范圍內(nèi)醫(yī)療衛(wèi)生用地數(shù)量、中小學數(shù)量、
社會福利數(shù)量。
(3)根據(jù)區(qū)域國土空間生態(tài)規(guī)劃等相關(guān)資料確定區(qū)劃范圍內(nèi)生
態(tài)功能區(qū)空間分布情況。
(4)根據(jù)場地調(diào)查報告、風險評估報告等相關(guān)資料,獲取土壤
和地下水污染物濃度及空間分布特征。
(5)基于區(qū)域污染現(xiàn)狀進行污染源解析分析,獲取主要污染源
及貢獻率,利用ArcGIS疊加分析工具和匯總分析工具計算污染源排
放強度與污染損失速率,量化污染物潛在交叉風險指標。
最后,基于各風險指標量化值,分別計算地塊和園區(qū)/區(qū)域內(nèi)各
網(wǎng)格風險綜合系數(shù)。
場地尺度綜合風險計算方法為:
SRSsSr(公式1)
式中:
SR——地塊綜合風險系數(shù);
Ss——污染強度系數(shù),為在產(chǎn)企業(yè)污染、土壤污染和地下水污染
三個指標歸一化加權(quán)(權(quán)重均設(shè)為1/3)求總和;
Sr——受體脆弱性系數(shù),為人口、社會敏感點和生態(tài)功能區(qū)三個
指標歸一化加權(quán)(權(quán)重均設(shè)為1/3)求總和。
區(qū)域尺度綜合風險計算方法為:
()(公式)
IRCmjωstCmjωdyPLImj(ωxRxj)2
n
(公式)
PLImjωi,jri,j(kmj1kmj2kmj3)/33
i1
9
式中:
IRCmj——第j個網(wǎng)格內(nèi)第m種污染物的綜合風險系數(shù);
ωst和ωdy——現(xiàn)存污染風險和潛在累積強度的重要性,一般各設(shè)
為50%;
Cmj——第j個網(wǎng)格內(nèi)第m種污染物污染濃度的歸一化數(shù)值;
ωx——第x個風險受體指標的重要性,一般假設(shè)各風險受體指
標的脆弱程度相同,即權(quán)重一致;
Rxj——第j個網(wǎng)格內(nèi)第x個風險受體指標的歸一化數(shù)值;
PLImj——第j個網(wǎng)格內(nèi)第m種污染物污染負荷的歸一化數(shù)值,
根據(jù)質(zhì)量平衡理論,由污染物輸入強度和輸入速率決定;
ωi,j——第j個網(wǎng)格內(nèi)第i種污染源的貢獻率,可利用源解析模型
估算(如PMF模型);
ri,j——第j個網(wǎng)格內(nèi)第i種污染源的分配系數(shù),農(nóng)業(yè)源、交通源、
生活源排放強度分別用耕地面積、道路長度和人口密度進行表征,工
業(yè)源排放強度采用大氣污染擴散系數(shù)進行計算,計算方法見附錄C;
kmj1、kmj2、kmj3——分別表示第j個網(wǎng)格內(nèi)第m種污染物通過水土
流失、淋溶和植物吸收三種途徑從土壤中流失率的標準化值,計算方
法見附錄D。
4.4.2效益指標量化方法
(1)管控成本
管控成本可通過施工方案、環(huán)評報告、中標公示等渠道獲取。無
法直接獲取場地管控成本的情況下,采用市場價值法進行治理成本的
10
估算。管控成本按公式4計算:
n
(公式)
RCRPiRVi4
i1
式中:
RC——地塊管控成本(萬元);
3
RPi——目標污染物i的管控技術(shù)平均市場價格(萬元/m),可
根據(jù)《2014年污染場地修復技術(shù)目錄(第一批)》推薦值確定;
3
RVi——需要管控的污染介質(zhì)體積(m)。
(2)地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展
經(jīng)管控的污染場地,消除健康風險與生態(tài)風險的同時,也會產(chǎn)生
潛在的社會效益和經(jīng)濟效益,如促進社會穩(wěn)定、刺激地區(qū)經(jīng)濟增長等。
以污染場地對臨近房產(chǎn)的污名效應(yīng)近似評估管控后的地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展
潛力,根據(jù)《Sustainabilitytransitionsofcontaminatedsites:aglobal
meta-analysisoneconomiceffectsofremediationbehaviour》中的Meta
回歸模型分析結(jié)果,距離污染場地1km范圍內(nèi)房產(chǎn)增值效應(yīng)的推薦
值分別為8.18%,同時考慮土地治理后再開發(fā)為商業(yè)中心、公園對周
邊房產(chǎn)價格產(chǎn)生的二次疊加效應(yīng)。地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展效益按公式5計算:
n
(公式)
EDV0.0818HViAi(1Aj)5
i1
式中:
EDV——地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展效益(萬元);
2
HVi——場地1km范圍內(nèi)第i個居住小區(qū)銷售單價(萬元/m);
2
Ai——場地1km范圍內(nèi)第i個居住小區(qū)建筑總面積(m);
Aj——場地治理后再開發(fā)的邊際價格彈性系數(shù),可通過現(xiàn)場調(diào)研
11
或文獻資料獲?。?)。
考慮到場地的區(qū)域異質(zhì)性,為獲取基于特定場地特征的房產(chǎn)增值
精確值,也可采用基于Lancaster消費者均衡理論的特征價格模型
(HPM)來評估場地管控行為帶來的地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的價值反彈,理
論上結(jié)果更為準確。HPM計算方法參見附錄E。
(3)地塊收益
場地尺度上,通過查閱中國土地市場網(wǎng)
(/)區(qū)域?qū)崟r土地出讓價格進行地塊收益
類比評估。區(qū)域尺度上,基于已有個別點位采用大數(shù)據(jù)預測技術(shù)估算
整個研究區(qū)域土地價格的空間差異化分布。
(4)就業(yè)機會
就業(yè)機會收益主要指場地再開發(fā)為公園綠地提供就業(yè)機會帶來
的收入增加,通過核算水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)從業(yè)人員平均薪
資進行計算。就業(yè)機會收益按公式6計算:
EVPLiSALi(公式6)
式中:
EV——提供就業(yè)機會的價值(萬元);
PLi——水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)的平均薪資(萬元/人);
SALi——水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)的從業(yè)人數(shù)。
(5)娛樂休憩價值
娛樂休憩價值主要針對場地再開發(fā)為公園綠地帶來的收益進行
計算,或通過公園年度盈收報告直接獲取,或通過對公園綠地(或周
12
邊具有可比性的公園綠地)的訪客發(fā)放問卷開展旅行成本調(diào)查,包括
旅行費用與消費者剩余價值兩部分。調(diào)查問卷設(shè)計參見附錄F,娛樂
休憩價值按公式7計算:
(TCCS)N
V(公式7)
n
式中:
V——評估年度旅行成本(萬元);
TC——旅行費用(元);
CS——消費者剩余價值(元);
n——問卷調(diào)查人數(shù)總量;
N——評估年度總訪客量。
平均旅行費用TC按公式8計算:
TC(C1C2C3C4)(TrTv)S1/3(公式8)
式中:
C1——公園門票消費(元);
C2——往返路途費用(元),指乘坐公共交通費用、跨地區(qū)交通
費用或自駕成本,其中自駕成本為每公里行駛成本與行駛距離的乘積,
根據(jù)《2018雪佛蘭品牌保值率及用車成本報告》每公里行駛成本推
薦值取0.91元);
C3——食宿費用(元);
C4——園內(nèi)娛樂設(shè)施消費(元);
Tr、Tv——分別為路途往返時間和園內(nèi)游覽時間(h);
S——個人工資率(元/h),旅游時間機會價值推薦值為工資率
13
的1/3。
消費者剩余價值CS按公式9計算:
xi
CSQ(x)dx(公式9)
x1
式中:
x1——被訪者實際花費平均成本,即調(diào)查人數(shù)的TC均值(元);
xi——被訪者愿意支付的最高價格(元);
Q(x)——被訪者需求與支付價格x之間的回歸關(guān)系擬合曲線,建
立游客到訪次數(shù)和潛在影響因素(如學歷、收入等)之間的相關(guān)性。
(6)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值計算
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值主要針對場地再開發(fā)為公園綠地帶來的調(diào)節(jié)
服務(wù)(氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境和水文調(diào)節(jié))和支持服務(wù)(土
壤保持、維持養(yǎng)分循環(huán)和生物多樣性)進行計算。根據(jù)污染場地再開
發(fā)利用的生態(tài)系統(tǒng)類型調(diào)查,主要生態(tài)系統(tǒng)主要包括針闊混交、闊葉、
灌木、草原、灌草叢和人工湖、濕地等。通過校正謝高地等人構(gòu)建的
單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當量表進行污染場地風險管控生態(tài)系統(tǒng)
服務(wù)價值的計算。當量表參見附錄G,生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值按公式10
計算:
7
PESVAFniD(公式10)
n1
式中:
Fni——某生態(tài)系統(tǒng)第i地區(qū)第n種生態(tài)服務(wù)功能的單位面積價值
當量因子;
D——1個標準當量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量(元/m2);
14
A——所評估生態(tài)系統(tǒng)的總面積(m2);
PESV——生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值(元)。
由于土壤保持服務(wù)功能影響因素較多且土壤保持模擬數(shù)據(jù)較難獲
取,因此不作修正。其它生態(tài)服務(wù)功能的單位面積價值當量因子校正
方法按公式11~15計算:
PiBi/B(公式11)
RiWi/W(公式12)
PiFin1或
FniRiFin2或(公式13)
SiFin3
式中:
Pi——某生態(tài)系統(tǒng)第i地區(qū)的NDVI時空調(diào)節(jié)因子;
Bi——某生態(tài)系統(tǒng)第i地區(qū)的多年平均NDVI指數(shù);
B——某生態(tài)系統(tǒng)全國范圍內(nèi)的多年平均NDVI指數(shù);
Ri——第i地區(qū)的降水時空調(diào)節(jié)因子;
-1
Wi——第i地區(qū)的降水量多年平均值(mm·yr);
W——全國降雨量多年平均值(mm·yr-1);
Si——某生態(tài)系統(tǒng)第i地區(qū)的土壤保持時空調(diào)節(jié)因子;
Fin——某生態(tài)系統(tǒng)第i地區(qū)的第n種生態(tài)服務(wù)價值當量因子;
n1——氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)境、維持養(yǎng)分循環(huán)和維持生
物多樣性等服務(wù)功能;
n2——水文調(diào)節(jié)服務(wù)功能;
n3——土壤保持服務(wù)功能。
15
將單位面積農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)糧食生產(chǎn)的凈利潤作為1個標準當量
因子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的糧食產(chǎn)量價值主要依據(jù)
稻谷、小麥和玉米三大糧食主產(chǎn)物計算,1個標準當量因子的生態(tài)系
統(tǒng)服務(wù)價值量按公式14計算。而對于糧食主產(chǎn)物非稻谷、小麥和玉
米的區(qū)域,規(guī)定農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值當量因子的經(jīng)濟價值等于區(qū)域
平均糧食單產(chǎn)市場價值的1/7(葉夢姚等,2017),1個標準當量因
子的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值量按公式16計算:
DSrFrSwFwScFc(公式14)
式中:
Sr、Sw、Sc——分別表示評價年度稻谷、小麥和玉米的播種面積
占三種作物播種總面積的百分比(%);
Fr、Fw、Fc——分別表示評價年度全國稻谷、小麥和玉米的單位
面積平均凈利潤(元/m2),依據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》、《全國農(nóng)產(chǎn)品
成本收益資料匯編》等資料獲取。
1nmpq
iii(公式)
Ea15
7i1M
式中:
mi——某種農(nóng)作物種植面積(公頃);
pi——某種農(nóng)作物平均價格(元/噸);
qi——某種農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量(噸/公頃);
M——所有農(nóng)作物的種植面積總和(公頃)。
最后,場地尺度上,;園區(qū)/區(qū)域尺度上,利用空間連接工具將
各風險受體、風險源信息進行匯總,并在屬性表中進行綜合風險計算,
用于評估土壤污染風險脅迫下的土地效益,識別高風險、高效益區(qū)域。
16
4.4.3區(qū)劃分級
(1)場地尺度
結(jié)合風險歸一化值和效益貨幣當量判斷風險管控區(qū)劃等級,將場
地風險管控可持續(xù)表征劃分為低風險-高效益、高風險-低效益、高風
險-高效益和低風險-低效益四類區(qū)劃等級:針對區(qū)劃等級為高風險-
高收益和低風險-高收益的污染場地,建議給予優(yōu)先管控和開發(fā)利用,
以盡快消除健康風險隱患,并通過土地再利用獲取較高的收益回報;
針對區(qū)劃等級為高風險-低收益的污染場地,建議采取限制開發(fā)的管
控策略,在消除現(xiàn)存風險的前提下,探索更高收益回報的管控模式;
針對區(qū)劃等級為低風險-低收益的污染場地,建議采取暫不開發(fā)利用
的管控策略,以環(huán)境監(jiān)測為主,必要時可采取工程阻隔等措施防止污
染擴散,同時制定更高收益回報的規(guī)劃決策。
(2)區(qū)域尺度
基于公式(2)計算的風險系數(shù),利用ArcGIS繪制風險地圖,實
現(xiàn)污染物風險效應(yīng)在1km×1km分辨率上的空間特征可視化?;谡?/p>
實土地市場交易價格預測當前土壤污染風險脅迫和采取風險管控措
施兩種情景下的土地價值變化情況,利用ArcGIS繪制效益地圖,實
現(xiàn)區(qū)域土地價值在1km×1km分辨率上的空間特征可視化。最后,采
用自然斷點法識別污染高風險、高土地價值點位,為土地優(yōu)先管控和
開發(fā)提供理論支持。低風險區(qū)以優(yōu)先保護為主;高風險區(qū)建議劃分為
風險優(yōu)先管控區(qū);中風險區(qū)可定期開展土壤環(huán)境監(jiān)測,以土壤污染預
警為主。
17
附錄A
(資料性附錄)
污染場地可持續(xù)風險管控區(qū)劃指標
指標量化方法(場地)量化方法(區(qū)域)
人口密度地塊及周邊1km范圍內(nèi)的人口密度。人口密度歸一化
敏感點(包括中小學用地、醫(yī)療衛(wèi)生
地塊及周邊1km范圍內(nèi)存在以下用地情形的數(shù)量:中
敏感點分布用地、社會福利設(shè)施用地)數(shù)量歸一
風險
小學用地、醫(yī)療衛(wèi)生用地、社會福利設(shè)施用地?;?/p>
受體
地塊及周邊1km范圍內(nèi)存在以下生態(tài)功能區(qū)的數(shù)量:根據(jù)是否存在生態(tài)功能區(qū)(包括水源
脆弱生態(tài)功能區(qū)水源涵養(yǎng)生態(tài)功能區(qū)、生物多樣性保護生態(tài)功能區(qū)、涵養(yǎng)、生物多樣性保護、洪水調(diào)蓄、
性洪水調(diào)蓄生態(tài)功能區(qū)、農(nóng)產(chǎn)品提供功能區(qū)。農(nóng)產(chǎn)品提供)賦值
耕地分布(區(qū)域)-耕地面積歸一化
工業(yè)源:基于氣象數(shù)據(jù)和行業(yè)污染影
響半徑,利用自然衰減法確定各個工
工業(yè)源、農(nóng)業(yè)源、交通源、生活源等主要排放源排放廠各個風向的擴散系數(shù),然后歸一化
污染排放強度(區(qū)域)
污染物的數(shù)量。處理。交通源:道路長度歸一化。農(nóng)
業(yè)源:耕地面積歸一化。生活源:人
口密度歸一化。
地塊周邊1km范圍內(nèi)存在以下情形之一的在產(chǎn)企業(yè)的
風數(shù)量:
險1、有色金屬礦采選、有色金屬冶煉、石油加工、化工、
指焦化、電鍍、制革、醫(yī)藥制造、鉛酸蓄電池制造、廢
場地
標舊電子拆解、危險廢物處理處置和危險化學品生產(chǎn)、
交叉在產(chǎn)企業(yè)類型及數(shù)量
儲存、使用,以及重點垃圾填埋場、垃圾焚燒場和污-
污染(場地)
泥處理處置設(shè)施等行業(yè)有事實排污的大中型企業(yè)事業(yè)
風險
單位;
2、三年內(nèi)發(fā)生較大及以上突發(fā)固體廢物、危險廢物和
地下水環(huán)境污染事件,或者因土壤環(huán)境污染問題造成
重大社會影響的企業(yè)事業(yè)單位。
利用RUSLE模型和輸出系數(shù)法計算污
染物隨地表徑流和土壤侵蝕輸出的強
度或速率;利用HYDRUS1-D模型模
污染損失率(區(qū)域)-
擬污染物淋溶強度;利用富集系數(shù)法
計算污染物經(jīng)植物吸收的強度,然后
歸一化處理。
污染物濃度歸一化,然后依據(jù)污染物
污染土壤污染土壤中存在風險的污染物數(shù)量。
毒性系數(shù)賦權(quán)后加和。
程度
地下水污染(場地)地下水中存在風險的污染物數(shù)量。-
效經(jīng)濟
管控成本(場地)市場價值法:場地調(diào)查范圍內(nèi)去除污染物所需的成本。-
益損失
18
指標量化方法(場地)量化方法(區(qū)域)
指特征價格法:污染地塊的合理開發(fā)和規(guī)劃,可以帶動
標地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展(場地)區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展和人口的聚集效應(yīng),以輻射的方式向-
經(jīng)濟周邊土地傳輸價值和服務(wù)。
價值基于土地市場交易數(shù)據(jù),采用機器學
市場價值法:污染地塊治理后開發(fā)為居住或商業(yè)用地
土地收益習的回歸算法進行區(qū)域土地經(jīng)濟價值
所具備的市場交易價值。
模擬預測。
市場價值法:污染地塊修復后開發(fā)為公園綠地所能提
就業(yè)機會(場地)-
社會供的就業(yè)機會的價值。
價值旅行成本法:污染地塊修復后開發(fā)為公園綠地所能提
娛樂休憩(場地)-
供的娛樂休憩服務(wù)的價值。
價值當量法:主要包括氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、凈化環(huán)
調(diào)節(jié)服務(wù)(場地)-
生態(tài)境和水文調(diào)節(jié)功能。
價值價值當量法:主要包括土壤保持、維持養(yǎng)分循環(huán)、生
支持服務(wù)(場地)-
物多樣性。
19
附錄B
(資料性附錄)
歸一化方法
數(shù)據(jù)歸一化處理是數(shù)據(jù)挖掘的一項基礎(chǔ)工作,不同評價指標往往
具有不同的量綱和量綱單位,會影響到數(shù)據(jù)分析的結(jié)果,為了消除指
標之間的量綱影響,需要進行數(shù)據(jù)標準化處理,使處理后的各指標處
于同一數(shù)量級,適用于綜合對比評價。以下是兩種常用的歸一化方法:
(1)min-max歸一化方法
對原始數(shù)據(jù)的線性變換,使結(jié)果值映射到[0-1]之間。正向指標
的值越大越好,負向指標的值越小越好,轉(zhuǎn)換函數(shù)如下:
xmin
x*(正向指標),
maxmin
maxx
x*(負向指標)
maxmin
式中:
x——樣本數(shù)據(jù)的初始值;
max——樣本數(shù)據(jù)的最大值;
min——樣本數(shù)據(jù)的最小值。
(2)Z-score歸一化方法
采用此方法進行標準化后的數(shù)據(jù)符合標準正態(tài)分布,即均值為0,
標準差為1,轉(zhuǎn)化函數(shù)為:
x
x*
式中:
x——樣本數(shù)據(jù)的初始值;
μ——所有樣本數(shù)據(jù)的均值;
σ——所有樣本數(shù)據(jù)的標準差。
20
附錄C
(資料性附錄)
污染擴散系數(shù)
大氣沉降是土壤污染物的重要來源之一,工業(yè)污染源排放的污染
物大多經(jīng)大氣擴散傳輸最終以干濕沉降的方式在土壤層、水域等地表
受體進行不同程度的累積。考慮到工業(yè)源污染物排放的大氣沉降特征
以及污染影響半徑,本研究采用污染系數(shù)和污染半徑表征區(qū)域工業(yè)源
對不同土壤點位的大氣沉降污染風險,繼而量化各工廠排放源對同一
土壤點位污染物累積的貢獻率。污染擴散系數(shù)計算公式如下:
Ai
Vix
K
Aiix1
Pi16
ViK
i
KiC
i1
式中:
Pi——擴散系數(shù);
Ai——風在i方位出現(xiàn)的頻率,i=1~16;
Vi風在i方位的平均風速(m/s);
——
Ki——風在i方位被統(tǒng)計到的次數(shù);
C——靜風出現(xiàn)的次數(shù);
Vix——風在i方位第x次被觀測到的風速(m/s)。
污染半徑是指固定污染點源所能輻射的范圍。根據(jù)《農(nóng)用地土壤
污染狀況詳查點位布設(shè)技術(shù)規(guī)定》,不同行業(yè)的污染源排放具有不同
的大氣沉降污染半徑。將污染半徑作為污染源對周邊土壤的污染輻射
范圍,污染系數(shù)作為工廠對周邊土壤的污染輻射貢獻率,計算污染影
響范圍內(nèi)土壤中污染物的輸入負荷,污染半徑公式如下:
21
Pi
RijRmax
Pmax
式中:
Rij——第j個污染源在第i個方向的污染半徑(m);
Rmax——最大污染半徑(m);
Pi——各個風向的擴散系數(shù);
Pmax——最大擴散系數(shù)。
22
附錄D
(資料性附錄)
污染損失率
1、水土流失損失率
參考由Johnes提出的用于估算流域面源污染中氮磷等營養(yǎng)元素
面源污染負荷的輸出系數(shù)公式,考慮到不同重金屬的離子有效性和水
溶出率不同,經(jīng)改進后可以用來估算重金屬的輸出系數(shù),計算公式如
下:
(1-α)B0.01
kα
j1ρDep
式中:
α——污染物水溶出率,一般有機物設(shè)為0,重金屬水溶出率的
測定采用BCR連續(xù)分級提取法,將水溶態(tài)和可交換態(tài)含量合并的
酸溶態(tài)作為重金屬的水溶出態(tài);
ρ——土壤容重(g·cm-3);
Dep——表層土壤厚度(cm),一般取20厘米;
B——土壤侵蝕模數(shù),可采用RUSLE模型估算(t·ha-1·yr-1),通
過計算降雨侵蝕因子、土壤可蝕性因子、坡度坡長因子、植被覆蓋與
管理因子、水土保持措施因子,從而計算區(qū)域的土壤侵蝕量,計算公
式如下:
ARKLSCP
式中:
A——為單位面積土壤侵蝕量(t·hm-2·a-1);
R——降雨侵蝕力因子,MJ·mm/(hm2·h·a);
K——土壤可蝕性因子,t·hm2·h/(MJ·mm·hm2);
LS——坡長坡度因子;
23
C——植被覆蓋與管理因子;
P——水土保持措施因子。
(1)降雨量侵蝕因子R
RUSLE中多年平均年降雨侵蝕力,反映年降水的多年平均狀況
以及土壤侵蝕對降水響應(yīng)程度。采用Wischmeier(1960)提出并經(jīng)
Arnoldus(1980)修正的經(jīng)驗公式計算降雨侵蝕力:
P2
1.5lgi0.8188
12P
R1.73510
i1
式中:
Pi——各月平均降水量(mm);
P——年降水量(mm)。
(2)土壤可蝕性因子K
土壤可蝕性是指土壤對侵蝕的敏感程度。在降雨、植被、地形、
水保措施等其他條件相同的情況下,可蝕性高的土壤比可蝕性低的土
壤易遭受侵蝕。計算公式如下:
Silt0.3
[0.0256Sand(1)]Silt
100
KEPIC0.13170.20.3e
ClanSilt
0.25TOC0.7SN
111
(3.722.95TOC)(22.9SN15.51)
TOCeSN1e
K0.013830.515KEPIC
SN11Sand/100
式中:
Sand、Silt、Clan——土壤砂粒含量、粉砂含量、黏粒含量(%);
KEPIC——根據(jù)EPIC模型計算得到的區(qū)域土壤可蝕性值,K為
經(jīng)過中國區(qū)域的修正模型進行修正后的實際土壤可蝕性因子值。
24
(3)坡度坡長因子LS
應(yīng)用數(shù)字地形分析方法計算LS因子,計算公式如下:
L(FlowAccumulationCellSize/22.13)M
10.8sinθ0.03θ5o
S16.8sinθ0.55oθ10o
o
21.9sinθ-0.96θ10
式中:
S——坡度因子;
L——坡長因子;
FlowAccumulation——像元上坡來水流入該像元的累積面積;
CellSize——像元邊長,22.13為標準小區(qū)坡長;
M——坡長指數(shù);
θ——坡度值(角度制)。
(4)植被覆蓋因子C和水土保持措施因子P
C、P因子的計算由于涉及到不同細分因子的綜合作用而顯得較
為復雜,但由于其已經(jīng)歷較長時間的發(fā)展,現(xiàn)在算法較為成熟,目前
主要是依據(jù)土地利用類型賦值的方法確定C、P值。
土地利用類型水田耕地林地水域建設(shè)用地
C0.10.210.00600.2
P0.010.250.501
2、淋溶損失率
Hydrus-1D軟件是一套用于模擬飽和-非飽和多孔介質(zhì)中水分運
移和溶質(zhì)運移的數(shù)值模型,被廣泛用于土壤水分和污染物運移方面的
研究和工程應(yīng)用,實現(xiàn)對特定點位的根系吸水、熱量傳遞以及溶質(zhì)運
移過程的模擬。
(1)模型基本控制方程
25
采用Hydrus-1D軟件,對研究區(qū)土壤垂向上建立一維水流溶質(zhì)運
移模型,水流模型概化為多層均質(zhì)各項同性的一維垂向穩(wěn)定流,忽略
水平流動和側(cè)向流動,土壤水分運動主要受Richards方程控制,土壤
水分特征曲線采用vanGenuchten-Mua1em公式表達,土壤溶質(zhì)運移
主要受對流-彌散方程控制。
θh
K(h,z)(1)S
tzz
式中:
S——源匯項;
h——土壤壓力水頭;
——體積含水率;
K——非飽和滲透系數(shù)。
K(h,z)Ks(z)Kr(h,z)
式中:
Kr——相對滲透系數(shù);
Ks——飽和滲透系數(shù)。
模型中采用的經(jīng)典對流-彌散方程來描述一維溶質(zhì)運移。
(θ)sc(qc)
Cρ(D)
ttxzx
式中:
c——溶質(zhì)濃度;
D——飽和-非飽和水動力彌散系數(shù);
s——吸附在土壤顆粒上的固態(tài)溶質(zhì)濃度;
——源匯項;
q——體積流動通量密度。
26
(2)初始條件和邊界條件
將初始條件設(shè)定為各個土壤采樣點的污染物濃度(g/cm3),對
于水流模型上邊界為大氣通量邊界,下邊界為自由排水邊界;對于溶
質(zhì)運移模型上邊界為濃度通量邊界,下邊界為零梯度梯度邊界。
①土壤水分運移的初始條件與邊界條件
初始條件:
h(x,0)h0(x),0xL
上邊界條件:
h
-K(h)(1)q,x0
xx
下邊界條件:
h(x,t)hb(t)
②土壤溶質(zhì)運移的初始條件與邊界條件
初始條件:
c(x,0)c0(x),t0,0xL
上邊界條件:
c
-Dqqc,x0,t0
xcss
下邊界條件:
c
0,xL,t0
x
3、植物吸收損失率
根據(jù)研究區(qū)域土地利用類型圖及現(xiàn)場調(diào)研信息,對研究區(qū)域植被
類型進行分類。不同植被的重金屬富集系數(shù)、地上生物生長量不同,
富集重金屬的能力存在限制差異。富集系數(shù)可以通過文獻調(diào)研、實驗
27
室實測獲取。土壤重金屬植物吸收量過程可以描述為:
UCPUFGR1000
tbiomassp
tρdt4
式中:
-1
Ct——土壤重金屬含量(mg·kg);
PUF——重金屬的植物富集系數(shù);
-2
Gbiomass——植物地上生物量生長量(kg·cm);
Rp——土層中植物根系質(zhì)量百分比;
ρ——土壤容重(g·cm-3);
d——表層土壤厚度(cm),一般取20厘米;
t4——植物生長期內(nèi)的單位時間。
28
附錄E
(資料性附錄)
特征價格模型(HPM)
HPM的函數(shù)形式包括線性形式、對數(shù)形式和半對數(shù)形式三種。
(1)線性函數(shù)形式:
PiXi
式中:
P——住宅價格;
Xi——不同的特征因素;
βi——回歸系數(shù),代表相應(yīng)特征變量的隱含價格;
α——常數(shù)項,代表影響住宅價格的常量;
ε——模型的隨機干擾項,解釋所有自變量無法解釋的差異。
(2)半對數(shù)形式:
lnPiXi
式中,βi為特征變量Xi的半彈性系數(shù),即當其他變量不變的情況
下,一個特征變量每變化1%,房價會變化100βi%。
(3)對數(shù)形式:
lnPilnXiilnYi
式中,Xi表示影響房價的連續(xù)型特征變量;Yi表示影響房價的離
散型特征變量;βi為Xi的彈性系數(shù),即當其他變量不變的情況下,一
個特征變量每變化1%,房價變化βi%;γi為Yi的半彈性系數(shù),即當
其他變量不變的情況下,一個特征變量每變化
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