发达国家污染场地数据库系统建设及其对我国的借鉴

许亚飞，余勤飞，毕如田，丁琼，吴广龙，李发生，侯红*

1.环境基准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院，北京 100012

2.山西农业大学资源与环境学院，山西 太谷 030801

3.环境保护部环境保护对外合作中心，北京 100035

发达国家污染场地数据库系统建设及其对我国的借鉴

许亚飞1，2，余勤飞1，毕如田2，丁琼3，吴广龙3，李发生1，侯红1*

1.环境基准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院，北京 100012

2.山西农业大学资源与环境学院，山西 太谷 030801

3.环境保护部环境保护对外合作中心，北京 100035

污染场地数据库系统建设是实现国家污染场地管理的重要内容。发达国家对污染场地的管理起步较早，已逐渐在污染场地分类机制的基础上形成了各自的污染场地管理体系，并建立了污染场地数据库与信息管理系统，使污染场地的管理逐步走向规范化、信息化。我国污染场地管理工作尚处于初级阶段，污染场地数据库与信息管理系统建设还有待深入探讨和研究。详细阐述了美国、加拿大污染场地数据库系统构建思路，在分析国内污染场地信息管理系统现状的基础上，探讨其对我国污染场地数据库和环境管理信息系统建设的重要借鉴意义。

污染场地；数据库系统；信息管理

近年来，随着我国经济的快速发展，工业化、城镇化进程的加快，由于工业“三废”的不恰当处置，矿区尾矿的不合理堆放，油气开采以及大量的城市工业区污染企业关停或搬迁等造成的污染场地将成为城镇建设用地被再次开发利用，环境隐患尤为突出[1-3]。随着我国污染场地污染问题的日益凸显，环境管理部门对土壤环境数据管理和信息共享的要求也不断提升，利用数据库系统对场地环境信息进行采集、存储、统计分析、支持决策以及应急预警等已成为土壤环境管理工作的一项重要手段[4-5]。美国、加拿大对污染场地的管理起步较早，逐渐在污染场地分类机制的基础上形成了各自的污染场地管理体系，并建立了污染场地数据库与信息管理系统，使污染场地的管理逐步走向规范化、信息化[6]。

我国污染场地管理工作尚处于起步阶段，底数严重不清，有关污染场地的政策法规、技术规范还不完善，也没有形成完整的污染场地环境管理体系，污染场地数据库与环境管理信息系统建设还有待深入探讨和研究[7-9]。我国已将污染场地环境管理纳入全国土壤环境保护“十二五”规划，并建议环境保护部组织开展污染场地排查，进行污染场地环境风险评估，建立污染场地数据库和环境管理信息系统[10]。笔者通过对美国、加拿大等污染场地数据库系统的介绍及比较分析，以期为我国污染场地数据库和信息系统构建提供方法和相关借鉴。

1 发达国家污染场地数据库系统建设

1.1 美国

1.1.1 超级基金场地管理程序

1980年，美国通过了《环境应对、赔偿和责任综合法案》(Comprehensive Environmental Response, Compensation and Liability Act，CERCLA)，通常称为超级基金法案。在该法案的指导下，美国建立了超级基金场地管理制度，从环境监测、风险评价到场地修复都制定了标准的管理体系，为美国污染场地的管理和土地再利用提供了有力支持[11]。超级基金制度授权美国国家环境保护局(US EPA)对全国污染场地进行管理，并责令责任者对污染特别严重的场地进行修复。US EPA在超级基金制度的指导下建立了超级基金数据库系统(Comprehensive Environmental Response，Compensation and Liability Information System, CERCLIS)专门对污染场地修复进行监督和管理。美国政府或个人识别潜在污染场地，经预筛选程序将符合条件的污染场地登记到CERCLIS中，由专门机构对场地进行初步评估(preliminary assessment，PA)[12]和场地调查(site inspection，SI)[13]，经危害排序系统(hazard ranking system，HRS)评分后，根据其评分结果将可能对人体健康和生态环境造成重大损害的场地列入国家优先控制名录(National Priority List, NPL)[14]。US EPA或委托机构对纳入NPL名单的污染场地展开调查工作，并设计修复方案，采取相应的修复行动，修复达标后一般还需进行5年的跟踪监测，确定稳定达标时，可将其从NPL中删除(图1)[15]。

图1 美国超级基金场地管理程序Fig.1 The complete process of US EPA′s superfund sites management

1.1.2 污染场地危害排序系统

HRS是一个基于数值的初步筛选工具，是US EPA将不受控的污染场地列入NPL的重要机制。HRS依据PA和SI的调查结果，利用结构化的方法从地下水迁移(饮用水)、地表水迁移(饮用水、食物链、敏感环境)、土壤暴露(常驻人口、附近人口、敏感环境)和大气迁移(人口、敏感环境)4个迁移途径对污染场地进行评分，并使用均方根公式计算场地迁移途径的总分值。HRS为每个污染场地赋予1～100间的数值，当其HRS评分结果大于28.5时，经US EPA审核后方可将其列入NPL[16]。NPL是US EPA决定污染场地是否需要更深层次调查的重要依据，其数据每年会定期更新2次。截至2013年3月1日，美国NPL的最终清单中共有超级基金污染场地1 312个，其中非联邦污染场地1 156个，联邦设施场地156个[17]。

1.1.3 超级基金数据库系统

CERCLIS是由US EPA专门维护的官方污染场地数据库系统，数据每90天更新一次。其记录了美国政府从1983年至今的联邦和非联邦超级基金污染场地在评估与修复过程中的详细数据描述，主要包括场地位置、潜在污染物、场地修复行动、场地报告及政府文件、参与机构等信息[18]。该数据库系统为美国各级政府提供了一个超级基金污染场地信息规范化管理平台，同时该系统与HRS工具箱、NPL污染场地网站相关联，可实现对超级基金污染场地从场地识别、场地调查评估、危害等级评价、优先名录建立到场地修复与监测等全过程的动态监管。

CERCLIS以一种标准化的场地修复进度的方式(包括清理行动开始，提议列入NPL，最终列入NPL，修复工作开始，修复工作结束，从NPL中删除)来管理NPL污染场地信息。场地修复程序又可分为场地修复调查、修复技术筛选、修复工程的设计、修复工程的实施与维护、修复工程完成等关键节点。此外，还可将NPL中大而复杂的污染场地划分为若干较小的操作单元(operable units)对其管理和修复，这使得CERCLIS对NPL中的污染场地修复管理更简单且易操作。场地修复信息只需维护每个操作单元的修复关键节点的时间表、场地修复技术、场地修复现状、处理固体液体废物的数量、修复效果等信息[19]。

CERCLIS还提供了多种方便快捷的场地信息统计查询，实现了依据场地位置、NPL场地状态、修复类型、污染物种类、环境指标的多条件查询和分类统计[20]。同时，CERCLIS集成了BingTMMaps、Google MapsTM以及Yahoo! Maps地图服务，方便用户查看NPL场地的空间地理位置，并通过空间位置搜索到场地基本信息，如HRS评分、场地清理进程等信息(图2)。此外，CERCLIS还对超级基金污染场地在评估与清理过程中的文档信息进行规范化编码与管理，包括政府决策记录(RODs)、5年在线审查报告、场地评估报告等，并能通过关键字方便用户进行查询[21]。

图2 NPL污染场地空间地图查询Fig.2 Spatial map inquiry of NPL superfund sites

1.2 加拿大

1.2.1 污染场地管理程序

1989年，加拿大环境部长委员会(Canadian Council of Ministers of the Environment, CCME)起草了国家污染场地修复纲要(National Contaminated Sites Remediation Program，NCSRP)，以提供人力与资金来评估和修复联邦管辖区域内的高危污染场地，并支持与场地修复技术、法律责任和修复标准相关的研究[22]。为实现联邦污染场地的分类管理和优先排序，CCME于1992年在联邦污染场地行动计划(Federal Contaminated Sites Action Plan，FCSAP)指导下开发了污染场地国家分类系统(National Classification System for Contaminated Sites，NCSCS)，它利用系统合理的方法，依据已知和潜在的健康和环境影响因子对污染场地进行风险分级，筛选出需要采取进一步措施的污染场地[23]。2002年，CCME建立了联邦污染场地清单数据库(Federal Contaminated Sites Inventory, FCSI)，从而实现了污染场地管理的信息化和网络化。2003年，加拿大政府通过了《联邦污染场地加速行动计划》，推进由联邦政府负责的污染场地的修复行动，特别是那些对人体健康和环境造成巨大风险的场地。由于污染场地管理技术方法的不断更新以及相关经验的不断积累，2008年又发布了重新修订版本。CCME识别潜在的污染场地，通过场地申报程序将符合条件的污染场地登记到FSCI数据库中，并委托专门的机构对污染场地进行场地历史调查与初步采样测试工作，利用NCSCS对污染场地进行初步分类，再经详细采样测试对污染场地进行重分类，对高风险的污染场地优先展开修复工作，修复达标后还需对场地进行长期的监测(图3)[24-25]。

图3 加拿大污染场地管理程序Fig.3 The complete process of Canadian federal contaminated sites management

1.2.2 国家分类系统

NCSCS是污染场地初步筛选工具，为进一步采取行动(场地表征、风险评价、修复等)提供帮助。它从污染源特征、暴露途径(土壤、地下水、地表水、直接接触或空气)、污染受体(人类、动植物以及环境资源)3个方面对污染场地进行评价，根据对场地确知或潜在的危害或风险贡献对场地各评价因子赋值，污染特征、暴露途径和污染受体分别占33%、33%和34%，利用加和数值法计算污染场地总得分。根据NCSCS的总分值可将污染场地分为5类：优先采取行动的污染场地、次优先采取行动的污染场地、低优先采取行动的污染场地、非优先采取行动的污染场地、资料不足的污染场地，加拿大联邦政府依据其风险级别实施不同的风险管控措施[26]。到目前为止，各级部门或机构用NCSCS已经对22 000个已知或疑似污染场地进行了识别和分类。

1.2.3 场地数据库系统

FCSI是由FCSAP秘书处维护的联邦污染场地数据库系统，它记录了加拿大联邦政府在场地评估和修复过程中所有可疑的、活动的或已关闭的联邦和非联邦详细的污染场地信息。加拿大财政委员会污染场地和固体废物填埋清单政策要求各级管理部门及机构为其各自负责的污染场地建立一个数据库，每年至少向FCSI提交一次污染场地数据。

FCSI中污染场地记录是以一套标准的格式对污染场地进行管理，包含地理位置、污染范围与程度、污染环境介质、污染物的性质、场地清理进程以及污染物处理数量、费用投入等信息。FCSI提供了多种查询标准，如场地名称、场地所在省或地区、所在人口普查区、所在联邦选区、污染物或污染介质、FCSAP危害等级分类、场地修复进程、场地状态、场地申报机构等，查询结果以表格的形式显示。2006年3月发布的FCSI的升级版本，增强了污染场地动态申报功能，从而使加拿大政府能及时发现并识别疑似的污染场地。此外，FCSI还提供了丰富的在线地图查询服务，用户能够根据污染场地的经纬度、所在地理位置、所在省份、所在经济区、所在选区等信息直观地查询场地的具体位置(图4)[27]。

1.3 美加两国污染场地数据库系统比较分析

美国和加拿大的污染场地数据库及信息管理系统的构建存在一定的差异，从系统架构模式、数据库性能、信息管理模式、组织协作能力、整体功能特点对其数据库系统进行概述比较，结果如表1所示。

2 国内污染场地数据库系统建设现状

2.1 我国污染场地数据库系统研究进展

我国对土壤环境信息系统建设研究起步较早，如中国土壤数据库(SIS China)[28]、全国土壤污染状况调查数据库和样品库[29]，但对污染场地环境管理信息系统的设计与开发研究还处于初级阶段，目前尚未建立专门的全国性的污染场地数据库与环境管理信息系统。

图4 NPL污染场地空间地图查询Fig.4 Spatial map inquiry of NPL superfund sites

表1 美国和加拿大污染场地数据库系统的比较

北京市环境保护科学研究院[30]研发了北京市污染场地信息及修复管理决策系统。该系统主要依据《北京市污染场地开发利用环境保护暂行管理办法》，以GIS和数据库技术为平台，实现了场地评价到开发利用过程中的信息采集与查询，采用适用于北京市的污染场地评价模型和参数开发了健康风险评价体系，并运用专家打分和层次分析法实现了修复方案的排序优选。

山东科技大学[31]结合污染场地风险管理工作的实际需求，参照国家相关环境保护标准和规范，制定了相关的数据规范标准，设计并构建了基于GIS的土壤污染场地调查与评估信息系统，实现了污染场地信息的有效集成和管理，并能为用户提供准确、及时的土壤污染场地风险评估结果和必要的决策支持。

中国科学院南京土壤研究所[32]依据美国ASTM RBCA E2081、英国CLEA导则和中国《污染场地风险评估技术导则(征求意见稿)》，运用Visual Studio C#技术开发了我国污染场地健康与环境风险评估(HERA)软件。HERA软件实现了多层次污染场地土壤与地下水风险评估，包括计算土壤及地下水中污染物的筛选值修复目标、风险值危害商、暴露途径贡献率、介质浓度。此外，张红振等[33]提出了基于REC模型的污染场地修复决策支持系统的研究思路，从风险降低、环境效益和修复费用3个方面分析备选修复技术的综合效益，评估备选修复技术的优劣性。

2.2 我国污染场地数据库系统分析

我国污染场地数据库系统与国外污染场地数据库系统相比，具备以下特点：

(1)国内有关数据库系统的构建并没有参照统一的数据库技术规范和数据标准，数据库设计以区域性的特定应用需求为主，数据库异构现象严重，使得污染场地数据采集与存储不能实现标准化和规范化管理。此外，各省、市、自治区的污染场地管理部门整体联动性及参与能力较差，难以达到污染场地信息在全国范围内的数据交流与共享。

(2)国内有关数据库系统主要针对污染场地治理过程中某些环节的场地信息进行管理，难以对污染场地动态申报、识别与筛选、场地环境调查、场地分类评价、优先名录筛选、环境风险评估、修复治理以及修复后监测的全过程实施动态监测和实时管理，尤其是对污染场地申报制度、场地分类评价以及优先名录筛选研究不足，使其应用范围具有一定的局限性。

(3)国内有关数据库信息系统场地信息多条件综合查询与统计分析、场地文档报告管理、空间地图查询与分析功能欠缺。大多系统以管理信息为主，仅为用户提供简单数据录入与编辑、单条件查询功能，缺少对数据多条件查询与综合分类统计功能，且空间查询分析能力不足。

3 对我国污染场地数据库系统建设的借鉴与启示

3.1 信息采集与数据库编码规范研究

我国污染场地资料类别多样、内容繁杂，也无统一的格式，需借鉴国外发达国家污染场地数据库构建的成功经验，结合国内污染场地信息管理系统的优点，并参照相关法律法规和技术规范对污染场地管理过程中每个环节所需的各项信息进行科学的统一编码与分类归档，制定我国污染场地数据采集与数据库编码规范，在统一的描述规范和数据标准的基础上构建我国污染场地共享数据库，实现污染场地数据在全国范围内的信息共享。

3.2 污染场地数据动态申报机制研究

各级环保部门需设置专门管理污染场地的机构和专员，并明确其在污染场地管理过程中的职责，建立以环境主管部门为中心，各级污染场地管理部门协作的污染场地监测网络。同时，构建我国污染场地数据动态申报机制，各级污染场地管理部门每年至少一次定期向环境主管部门申报各辖区内的污染场地信息，从而不断更新我国污染场地基础信息数据。因此，污染场地数据库系统需要解决基于工作流的场地申报与管理功能，以实现污染场地信息的连续、动态更新。

3.3 分类管理机制与优先名录框架研究

借鉴发达国家污染场地分类管理经验，结合我国污染场地管理的实际情况，从污染场地对人体健康与环境的潜在风险出发，分析我国典型污染场地的特征，确立污染场地评价因子与计算方法，构建基于风险管理模式的污染场地分类管理机制与优先名录框架，确立我国污染场地环境风险级别与优先控制名录，使管理者能根据其风险级别制定不同的风险管控措施与修复计划。因此，该数据库系统需要集成污染场地分类管理功能，以实现污染场地危害等级排序以及优先名录的筛选。

3.4 污染场地数据库系统建设规程研究

4 结语

污染场地环境管理是一项复杂而综合的系统工作，涉及到环境保护、土地规划与城乡建设等方面内容，在场地管理过程中应协调建立环保、国土、建设等部门联合监管机制，对污染场地再开发利用过程中的企业搬迁、土地规划、土地流转等环节实行多部门联合监管。因此，在构建我国污染场地数据库和环境管理信息系统的同时，还应考虑加强与建设、城乡规划等部门的信息共享。

[1]谢剑,李发生.中国污染场地的修复与再开发的现状分析:节选(上)[J].世界环境,2011(3):56-59.

[2]谷庆宝.中国受污染场地现状及修复技术需求[C]中英污染土地风险评价与修复国际研讨会论文集.北京:国家环境保护总局和英国驻华使馆联合主办,2005:162-164.

[3]余勤飞,侯红,吕亮卿,等.工业企业搬迁及其对污染场地管理的启示:以北京和重庆为例[J].城市发展研究,2010(11):95-100.

[4]许亚飞,毕如田,余勤飞,等.基于WebGIS的污染场地信息共享平台的架构设计与应用[J].环境工程技术学报,2013,3(1):71-77.

[5]刘丽,李宝林.污染场地调查与评估信息系统设计[J].环境监测管理与技术,2011,23(2):56- 60.

[6]余勤飞,文芳,侯红等.发达国家污染场地分类机制及其对中国的启示[J].环境污染与防治,2010,32(11):78-83.

[7]赵娜娜,黄启飞,易爱华,等.我国污染场地的管理现状与环境对策[J].环境科学与技术,2006,29(12):39-40.

[8]骆永明.中国污染场地修复的研究进展、问题与展望[J].环境监测管理与技术,2011,23(3):1-6.

[9]谢云峰,曹云者,张大定,等.污染场地环境风险的工程控制技术及其应用[J].环境工程技术学报,2012,2(1):51-59.

[10]郭力方.环保部污染防治司:将开展污染场地排查[NOL].中国证券报,2012-08-10(5)[2013-03-28].http:www.gdepi.com.cnbencandy.php?fid=102&id=11091.

[11]Congress of United States.Comprehensive environmental response,compensation and liability act[R].Washington DC:Congress of United States,1980.

[12]US EPA.Guidance for performing preliminary assessments under CERCLA[EBOL].(2012-03-01)[2013-03-28].http:www.epa.govsuperfundsitesnplhrsresindex.htm#PA Guidance.

[13]US EPA.Guidance for performing preliminary assessments under CERCLA[EBOL].(2012-03-01)[2013-03-28].http:www.epa.govsuperfundsitesnplhrsresindex.htm#SI Guidance.

[14]US EPA.Site assessment[EBOL].(2012-03-01)[2013-03-01].http:www.epa.govsuperfundprogramsnpl_hrssiteasmt.htm.

[15]谷庆宝,颜增光,周友亚,等.美国超级基金制度及其污染场地环境管理[J].环境科学研究,2007,20(5):84-88.

[16]US EPA.Hazard ranking system guidance manual[EBOL].(2012-03-01)[2013-03-28].http:www.epa.govsuperfundsitesnplhrs resindex.htm#HRSGuidance.

[17]US EPA.National priorities list(NPL)[EBOL].(2012-03-01)[2013-03-28].http:www.epa.govsuperfundsitesnpl.

[18]US EPA.CERCLIS search user guide[EBOL].(2013-02-05)[2013-03-28].http:www.epa.govenvirofactscerclisuserguide.html.

[19]US EPA.Superfund site information[EBOL].(2012-01-03)[2013-03-28].http:www.epa.govsuperfundsitescursitesindex.html.

[20]US EPA.Search superfund site information[EBOL].(2012-03-21)[2013-03-28].http:cumulis.epa.govsupercpadcursitessrchsites.cfm.

[21]US EPA.Superfund information systems-site documents[EBOL].(2011-08-09)[2013-03-28].http:www.epa.govsuperfundsitessitedocs.htm.

[22]Canadian Council of Ministers of the Environment.Environmental quality guidelines[R].Ottawa:CCME,1999.

[23]周友亚,颜增光,郭观林,等.污染场地国家分类管理模式与方法[J].环境保护,2007(10):32-35.

[24]Contaminated Sites Management Working Group.A Federal approach to contaminated sites[R].Ottawa:CSMWG,1999.

[25]单艳红,林玉锁,王国庆.加拿大污染场地的管理方法及其对我国的借鉴[J].生态与农村环境学报,2009,25(3):90-93,108.

[26]The Dominion of Canada.National classification system for contaminated sites[R].Winnipeg :Canadian Council of Ministers of the Environment,1992.

[27]Treasury Board of Canada Secretariat.Federal contaminated sites inventory[EBOL].(2013-01-31)[2013-03-28].http:www.tbs-sct.gc.cafcsi-rscfhome-accueil-eng.aspx.

[28]史学正,于东升,高鹏,等.中国土壤信息系统(SISChina)及其应用基础研究[J].土壤,2007,39(3):329-333.

[29]环境保护部.2010年中国环境状况公报[EBOL].(2011-06-03)[2013-03-28].http:jcs.mep.gov.cnhjzlzkgb2010zkgb201106t201106- 02_211566.htm.

[30]北京市环境保护科学研究院.北京市污染场地信息及修复管理决策系统研究[EBOL].(2011-03-21)[2013-03-28].http:www.cee.cn71263.

[31]刘丽.土壤污染场地调查与评估信息系统研究[D].济南:山东科技大学,2011.

[32]中国科学院南京土壤研究所污染场地修复中心.污染场地健康与环境风险评估软件[EBOL].(2013-03-01)[2013-03-28].http:www.hera-solution.com.

[33]张红振,骆永明,章海波,等.基于REC模型的污染场地修复决策支持系统的研究[J].环境污染与防治,2011,33(4):66-70. ▷

OverviewofContaminatedSitesDatabaseSystemConstructioninDevelopedCountriesandtheRevelationtoChina

XU Ya-fei1,2, YU Qin-fei1, BI Ru-tian2, DING Qiong3, WU Guang-long3, LI Fa-sheng1, HOU Hong1

1.State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China
2.School of Resources and Environment, Shanxi Agriculture University, Taigu 030801, China
3.Foreign Economic Cooperation Office, Ministry of Environmental Protection, Beijing 100035, China

Construction of contaminated sites database system is an important content of contaminated sites management on the nationwide level. The research of contaminated sites management in developed countries started early, their respective management systems of contaminated sites based on classification mechanism had been gradually formed, and databases and information management systems of contaminated sites had been constructed, facilitating the normalized and digitized management of contaminated sites. In China, such work is still in initial stage, and there is a need to further study and explore the construction of corresponding databases and information management systems. The construction approaches of database systems of contaminated sites in USA and Canada were explained, and their revelation for construction database and information management system of contaminated sites in China investigated, on the basis of an analysis of current domestic research status.

contaminated sites; database system; information management

1674-991X(2013)05-0458-07

2013-03-29

收稿日期:国家科技基础性工作专项(2007FY240200)；《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》履约行动与运行管理项目(2001400101)

许亚飞(1987—)，男，硕士研究生，主要从事3S技术及应用方面的研究，flyer_1987@126.com

*责任作者:侯红(1963—)，女，研究员，博士，主要研究方向为土壤环境化学，houhong@creas.org.cn

X321

A

10.3969j.issn.1674-991X.2013.05.071