基于AHP和TOPSIS在某电镀厂污染场地的修复技术筛选
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一、项目背景
某废弃电镀厂污染场地，加工的产品有镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀金、镀银、镀锡、磷化、法兰、不锈钢电解抛光、机械抛光、喷砂和金属冲压等。该电镀厂原址场地环境调查与风险评估报告结果表明：场地土壤现存在一定的环境风险，根据报告中提出的土壤现状和修复目标值，初步估算污染土壤量为15308m3，修复深度在0～3m范围内，主要污染物为重金属镍、铬。依据国家有关规定，本场地在开发利用前需对污染土壤进行修复治理。本项目场地超标污染物及污染物浓度详见下表1-1。
二、土壤重金属污染常用修复技术
目前，重金属土壤的修复技术主要有固化/稳定化技术、化学淋洗技术、电动修复技术、玻璃化技术、水泥窑协同处置技术和植物修复技术[1]。
（1）固化/稳定化技术
固化/稳定化技术包括固化技术和稳定化技术，固化技术将污染的土壤与固化剂按照一定比例混合，熟化形成渗透性很差的固体混合物，使污染物被包裹起来，处于相对稳定状态，重金属和放射性物质污染土壤的无害化处理常用该方法[2]。
（2）化学淋洗技术
化学淋洗技术是指利用淋洗液去除土壤污染物的过程，通过水力学方式机械地搅动土壤颗粒，使污染物与土壤颗粒分离。土壤清洗干净后，再处理含重金属污染物的废水或废液。如果大部分污染物被吸附于某一土壤粒级，并且这一粒级只占全部土壤体积的一小部分，那么可以只处理这部分土壤[3]。
（3）电动修复技术
电动修复技术是一种新型的污染土壤修复技术，基本原理类似电池，即在污染土壤的两侧施加直流电场，使土壤中的污染物在电场的作用下，通过电迁移、电渗流和电泳方式迁移出土体并进行后处理。
（4）玻璃化技术
玻璃化技术是指利用等离子体、电流或其他热源在1600-2000℃的高温下熔化土壤，污染物在高温下发生熔融玻璃化而形成致密结晶结构的玻璃状或玻璃--陶瓷状物质，熔化物冷却后形成的玻璃体将重金属牢固地束缚于玻璃体内，使其失去迁移性。
（5）水泥窑协同处置技术
水泥的生产过程是利用含碳酸钙、二氧化硅以及铁、铝氧化物等原料（主要为石灰石和粘土）经破碎后，按一定比例配合、磨细并调配为成分合适、质量均匀的生料，在1400℃以上的水泥窑内煅烧至部分熔融，生成具有水硬特性的以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，再加入适量石膏、混合材料、添加剂共同磨细成为水泥产品[4]。
（6）植物修复技术
植物修复技术是一种利用自然界存在或人工培养的植物修复重金属污染土壤的技术，分为植物提取、植物挥发和植物稳定和植物钝化等。
三、修复技术评价及排序
在对重金属修复技术初步筛选的基础上，结合本项目场地污染物分布特点、场地土壤和水文地质条件以及场地施工限制、当地社会经济实际情况，充分考虑我国污染土壤修复技术的成熟可靠性、修复成本、资源需求、安全健康环境、环境可接受性、修复周期等方面，通过详细分析化学淋洗、玻璃化技术、电动技术、水泥窑协同处置、植物修复和固化/稳定化等修复技术的经济合理性、技术可行性，确定适合本项目的修复工程技术。
层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）是将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。
TOPSIS（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution）是由 Wang. C. L 和Yoon. K.S于1981年首次提出，又叫逼近理想解的排序法，是一种多指标决策方法。该方法解决问题的基本思路是利用评价对象到理想解和负理想解的距离，对评价对象进行排序，由此来判别评价对象的优劣。
为了更好地筛选适合本次污染场地修复的技术，本项目利用层次分析法（AHP）和逼近理想解排序法（TOPSIS）来筛选出适合的场地修复技术，AHP法可详细分析各指标间的关系，可用于确定指标权重，TOPSIS法的目的是在可行方案中找到一个距离理想解最近、负理想解最远的方案，从而解决决策问题。
（1）构建修复技术筛选指标体系
从场地条件（C1）、技术指标（C2）、经济指标（C3）和环境指标（C4）四个方面选取了17项指标，形成筛选指标体系。
（2）确定各指标的权重
针对筛选指标体系，经专家调查对场地条件（C1）、技术指标（C2）、经济指标（C3）和环境指标（C4）的重要性做出标度判断，以1～9代表极不重要～极重要进行量化，再用AHP法对各指标进行分层比较和计算，可确定C1、C2、C3、C4的权重ωi分别为0.184、0.289、0.278、0.249[5]。
（3）各技术筛选指标体系评分
先将上述的修复技术：固化/稳定化技术（T1）、化学淋洗技术（T2）、电动修复技术（T3）、玻璃化技术（T4）、水泥窑协同处置技术（T5）、植物修复技术（T6）的适合的土壤类型、技术成熟度、修复周期、治理效果、治理成本、残留物等评价指标进行比较。再对照本次污染场地的实际条件，进行量化评分，采用10分制，按照分值越高指标效果越好的原则，对六种备选修复技术进行评分，形成最初的决策矩阵，见表3-1。
四、结论
（1）建立了土壤修复技术筛选指标体系，筛选指标包括场地条件、技术指标、经济指标和环境指标四个方面。具体包括技术成熟度、修复周期、治理效果、治理成本、残留物、技术可行性等评价因子。
（2）某电镀厂污染场地的修复技术筛选基于AHP和TOPSIS方法建立的筛选模型，对选择的6种修复技术进行排序，筛选出最佳修复技术，固化/稳定化修复技术和水泥窑协同处置技术作为场地修复的备选技术。
参考文献
[1] 宋云，尉黎，王海見. 我国重金属污染土壤修复技术的发展现状及选择策略[J]. 环境保护，2014，42（9）：32-36.
[2] 刘甜甜，陈剑雄，陈晨，等. 固定/稳定化土壤修复技术的应用与优化分析[J]. 土壤，2014（3）：407-412.
[3] 王海峰，赵保卫，徐瑾，等. 重金属污染土壤修复技术及其研究进展[J]. 环境科学与管理，2009，34（11）：15-20.
[4] 水泥窑协同处置POPs污染土壤对环境的影响研究[J]. 中国环境科学，2011，31（S1）：24-29.
[5] 张倩，蒋栋，谷庆宝，等. 基于AHP和TOPSIS的污染场地修复技术筛选方法研究[J]. 土壤学报，2012，49（6）：1088-1094.
（作者单位：天津蓝天环科环境科技股份有限公司）
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