【资料】地下水污染风险评价研究进展——评价方法、讨论与展望
3、 地下水污染风险评价方法
评价方法的选择，需要充分考虑区域资料与数据的详尽程度、风险评价模型的选取以及评价结果的可靠程度。评价方法的确定是风险研究的核心内容之一，直接关系到风险评价结果的可信度。当前地下水污染风险的评价方法较多，包括指数叠加法，污染物复杂物理、化学和生物过程模拟法，不确定性分析法以及数学统计方法，前3 种方法应用最为普遍。
3.1 指数叠加法
指数叠加法通过建立指标体系，按照划分的指标分级系统来计算风险指数的大小，然后再对风险指数进行分级，常应用于大区域范围的地下水污染风险评价。指数叠加法通过将表征地下水自身防污性能的本质脆弱性指数、表征外界污染源对地下水施加压力的外界胁迫性指数进行加权叠加，以此来获取地下水污染的可能性; 然后再与表征地下水重要性的地下水价值功能指数进行叠加来获取研究区的地下水污染风险指数，并利用ArcGIS 等软件的空间分析功能与可视化技术进行计算与制图表达。除此之外，近些年建立在水文地质条件基础上的GALDIT 模型已用于受海水入侵威胁的沿海地区地下水脆弱性评价中，其本质仍然是指数叠加法的应用。
指数叠加法具有评价过程操作简单、指标数据容易获取、评价成本较低的优势。但其评价模型多以线性模型为主，无论是在评价指标选取、等级划分还是最后污染风险大小的确定上均有较强的主观性。指数叠加法的评价结果概括性较强，忽略了外界污染物的具体迁移与衰减过程，不适合对单个点源污染的风险评价。此外，指数叠加法在指标选取的过程中要注意指标间的因果联系，避免指标选取的重复性。
3.2污染物复杂物理、化学和生物过程模拟法
过程模拟法能弥补指数叠加法在污染场地和单个污染源风险评价上的不足。过程模拟法事先假定风险表征，然后以反演的方式反推风险的等级。该方法将地下水流动状况与污染物进入含水层的整个运移衰减过程进行模拟，可以预测随时间与外界条件变化下，外界潜在污染物对地下水的可能影响，最后依据污染物的浓度分布和影响范围来确定风险等级。该方法能定量描述地下水的污染水平，可用于污染场地的风险评价、新建场地的优化选址和设计参数的确定。
数学模型与仿真模型的应用使得地下水污染风险评价得以定量化与系统化，评价结果也更加贴近实际，但地下水系统是一个复杂的动态开放系统，系统的内外部特征与形成机制仍具有很强的不确定性，建立模拟模型所依赖的水文地质数据与物理参数的可获取性较差。另外，受人类认知范围的限制以及监测活动时空条件的约束，模拟过程仍具有很强的模糊性，很多情况下仍然不能反映出真实的风险水平。此外过程模拟法没有与灾害理论结合起来，多是研究污染物的时空分布特征，不能体现真正的风险内涵。
3.3不确定性分析法
风险评价的实质就是不确定性分析，没有不确定性，就没有风险，在整个分析过程中要求对不确定性因素进行定性和定量研究，并在评价结果中体现风险程度，使评价结果更加科学。地下水系统是一个巨大的动态开放系统，系统内外部结构复杂，系统本身也具有很强的不确定性。束龙仓等将地
下水资源评价中的不确定性分为客观不确定性与主观不确定性2 类。吴吉春等将地下水模拟不确定性分为参数不确定性、模型不确定性和资料不确
定性3 类。上述尽管分类不同，但在不确定性因素的具体种类上基本一致。Verma 等也对地下水溶质运移中的不确定性进行了类似的分类。随着不确定性理论的建立与发展，不确定性的相关理论也逐渐引入到地下水污染风险评价领域中。目前该领域进行不确定性研究的主要方法可以归为以下3 类：
a． 基于概率理论的随机模型方法
b． 基于模糊集理论的模糊数学方法
c． 随机-模糊耦合方法。地下水污染系统中通常既含有随机因素，也含有模糊因素，因此随机-模糊耦合方法在地下水污染风险评价中得到越来越多的应用。
目前相关研究主要集中于地下水健康风险评价，这主要是因为地下水健康风险评价模型比较简单，参数较少; 而不确定性条件下地下水污染风险评价多侧重于本质脆弱性部分，这主要是因为地下水污染风险评价需要考虑的问题复杂、参数多，但这也为不确定性理论在该领域的进一步应用提供了很好的机会。由于随机数学理论和模糊数学理论具有较好的互补性，因此认为随机-模糊耦合方法将是未来地下水污染风险评价的主要方法。
4、 讨论与展望
地下水污染风险评价是地下水环境风险评价的重要组成部分，已成为地下水环境研究的热点领域。
目前污染风险评价方法较多，但无论采取哪种评价方法，都需要明确污染风险的概念内涵、外界污染源与污染过程，以便进行科学的风险分析与损害评估，最后采取有效的风险管理措施。同一区域采用不同的评价方法可能会造成评价结果的差异，因此加强地下水污染风险评价方法的改进与适用性研究是确保评价结果准确与实施有效风险管理的重要前提。尽管国内外地下水污染风险评价已取得了较多成果，但仍存在一些需要改进的地方。
a． 地下水污染风险评价的理论体系建设。迄今为止对地下水污染风险评价还没有统一的认识，其概念偏重于对地下水污染载荷以及地下水污染后果的描述，而对污染物在地下水环境中迁移、衰减的过程描述甚少; 部分研究甚至将地下水水质评价看成污染风险评价，研究成果很难真正体现风险的内涵，无法为决策者提供足够的风险信息。因此，应借鉴现代自然灾害风险理论与环境风险理论，科学界定其概念与内涵，构建符合现代风险分析模式的地下水污染风险评价模型。
b． 地下水环境作为地下水污染风险的受体，目前多侧重于对地下水脆弱性和价值功能性的研究，对其适应性研究较少，应加强对其适应性的研究，即地下水自身纳污能力以及人类对污染风险的响应措施研究。此外，在强调其价值功能时，不仅仅是定性层面的相对价值评价，更应该加强地下水价值与功能核算，以定量的方式来确定其绝对价值。
c． 地下水污染风险评价的不确定性问题。目前对于不确定性的处理普遍是假设随机参数的概率分布特征是已知的，但这本身就是一个不确定性问题，尤其是对于小样本参数; 而对于模糊参数，多以三角模糊数表示，但三角模糊数的乘法、除法与函数运算尚不严谨，若采用扩张原理与截集技术进行计算则实现过程非常复杂，也难以适用于三角模糊数的函数运算。显然，这些缺陷均会带来较大的计算误差，急需探索解决该问题的有效方法。
d． 国内外地下水污染风险评价研究均侧重于污染风险等级大小与空间分布特征的研究，对污染事故发生前的防护研究以及假设污染发生后的防治措施研究较少。在防护研究中需加强地下水污染风险的区划研究，现有灾害风险区划通常存在3 个问题: ①风险区划主要基于风险的空间分异特征，忽视风险的空间关联特征; ②风险区划多采用统计模型根据历史数据作出静态区划，忽视了动态指标的作用; ③风险区划多是确定性区划，无法体现风险的不确定性。地下水是流动的，各风险分区在空间上存在着关联性; 地下水污染风险受人类活动影响较大，而人类活动往往呈现出可调控的动态规律;基于随机-模糊耦合方法的风险评价，其结果是以概率表征的，具有不确定性。这需要在进行地下水污染风险区划时，在借鉴现有自然灾害风险区划成果的基础上，重点解决上述3 个问题。
e． 加强污染风险的决策管理。地下水污染风险评价的最终目的是为风险决策管理提供科学参考，但目前对这一环节缺乏系统的研究。风险决策是涉及多个学科、多个领域、多个层次的综合性问题，包含技术、经济、政策、公众参与、社会伦理等各个方面，只有加强决策管理才能发挥风险评价在风险决策过程中的最大效用。
编辑：天地一沙鸥
文章：孙志才，《地下水污染风险评级研究进展》，水利水电科技进展