土壤污染状况调查工作平台设计与应用研究

文｜上海亚新建设工程有限公司、自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新中心 丁露

引言

土壤污染状况调查工作自2004年原环保部发布的《关于加强土壤污染防治工作的通知》起步。过去的十几年里，环保产业发展迅速，国家及地方陆续出台一系列环境污染防治方面的法律规范及行业标准。土壤污染状况调查工作参考标准经历了多轮更迭，最初评价工作参考《土壤环境质量标准》（GB 15618-1995），2007年作为过渡期颁发了《展览会用地土壤环境质量评价标准（暂行）》（HJ 350-2007），此后很长的一段时间，土壤污染状况调查主要参考该标准及美国荷兰等发达国家标准体系。2014年颁布了HJ 25.1-HJ 25.4 环境保护标准，系统性的评估手段及管理方法逐渐与成熟模式接轨。2018年颁布的《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》（GB 36600-2018），2019年对部分环境保护标准修订。一系列标准的出台为土壤污染状况调查管理工作提供了科学依据，但频繁迭代的标准也为从业人员带来了较大学习难度，也提高了管理难度。

迅速发展的环保行业使得从业单位及人员数量发生快速增长，技术人员专业性是影响土壤污染状况调查工作规范性的重要条件。然而在行业快速发展的过程中，面临着很多问题。首先，作为近几年快速发展起来的产业，从业技术人员基础差异大，导致成果报告规范性差异较大；其次，各单位可以收集到的基础数据差别较大，导致部分单位在某些细分领域专业性较差；再次，大量的实验室数据需要与标准进行比对，人工处理效率低，易出现错误。

互联网时代到来为土壤污染状况调查工作带来较大的提高，信息技术不断贴近生态环境业务，南土所编制的HERA 软件在风险评估领域具有广泛应用。目前市场上存在针对实验室检测数据进行标准比对的软件，但其实用性较单一，对于土壤污染状况初步调查全流程信息化工作，目前仍处于空白阶段。因此，开发服务于专业技术人员的土壤污染状况初步调查板块，有很强的工具性及较强的管理意义。

1 土壤污染状况初步调查业务流程拆解

土壤污染状况调查主要依照《建设用地土壤污染状况调查技术导则》（HJ 25.1-2019）执行。导则采用程序化系统化方式，将流程拆解为三个阶段。第一阶段技术工作为资料收集与分析、现场踏勘及人员访谈，在这三项工作的基础上进行结果分析。如在该阶段确定无污染存在，则不必进入第二阶段，直接编制初步调查报告；如无法在第一阶段判定是否存在污染，则开展第二阶段调查。第二阶段分为初步采样分析及详细采样分析，初步采样分析需进行采样工作计划制定、现场采样及数据评估分析三项工作，并编制土壤污染状况初步调查报告。若判定为有污染情况，则需进入详细采样分析阶段，由于软件目前仅针对土壤污染状况初步调查阶段，本文仅对该阶段开展讨论。

业务层面开展初步调查通常可拆解为以下过程：首先，委托方会提供场地边界文件及未来规划属性，技术人员通过现场踏勘，卫片数据收集及人员访谈等技术手段完成第一阶段调查，该过程涉及地图数据调用、照片拍摄及访谈记录表等相关工作。若确需开展下一步工作，技术人员将带有坐标信息的布点方案发送至样品采集技术团队，由该团队完成土壤及地下水样品采集及水文地质信息收集并将采集到的样品送入化学分析实验室进行检测。实验室将检测结果返至技术人员，采样团队将水文地质信息返至技术人员，技术人员通过现场踏勘情况、水文地质信息及样品检测结果编制初步调查报告，并通过评审备案流程后返至委托方。

业务流程按数据格式进行拆分，可分为图片、表格及文字三种数据格式，通过对业务流程的细化，平台将地图处理及数据处理作为核心功能点，并将自动生成土壤污染状况初步调查报告作为最终目标。

2 土壤污染状况初步调查功能实现

通过对土壤污染状况调查项目涉及的各个环节和使用对象进行需求分析，实现土壤污染状况初步调查报告编制功能。通过关键权限节点设置，构建底层架构，设计实现了一款基于B/S 架构的工作平台，其总体构架由基础设施层、数据层、服务层和功能表现层组成。平台使用MySQL 数据库存储，利用Spring MVC 框架与数据交互形成Restful API 接口服务，通过Java 发布成接口服务。在前期业务流程拆解基础上，根据技术人员使用场景，将功能拆分为8 大模块，具体内容见图1。

图1 土壤污染状况初步调查功能设计

2.1 项目信息

项目信息模块是为了梳理项目基本信息，采用数据录入模式，主要包含地块基本信息及人员组成。该模块将报告中重复度相对较高的基础内容进行了梳理。地块基本信息包括项目的编号、项目所属区域、项目后期规划用途及部分基本信息。其中项目所属区县，可方便调用系统内置的自然地理信息；系统根据项目后期规划用途自动选择对照的标准。人员组成信息主要为报告的参与人员，便于文档生成及权限管理。

2.2 地块调查

地块调查模块主要针对第一阶段调查，分为地块现状、相邻地块现状、资料收集清单、污染信息排查表、生产工艺分析及污染状况分析六个部分。该部分主要是通过照片上传、资料调用等功能辅助技术人员完成第一阶段调查。其中生产工艺分析部分整理了大部分12+3 企业生产工艺，便于技术人员进行参考调阅。

2.3 GIS 地图绘制

地图绘制模块为本系统核心模块，该模块调用上海市测绘院公开发布的天地图JavaScript API 4.0，并叠加制图编辑功能。目前支持地图文件导入，添加文字标识、添加地图三要素等功能。

鉴于土壤污染状况调查工作主要使用Auto CAD 进行图件处理，本模块支持常见的.dxf、.kmz、.kml 文件导入，通过开源的kabeja java 库对文件进行解析，获得调查对象的边界点坐标。选择需要叠加的地图，进行坐标转换，生成适配于地图坐标系的边界点坐标集合。进一步的将集合转换为Geometry 数据类型，通过Canvan 图形容器，基于边界最小外接矩形范围，实现调查对象Geometry 与地图的叠加及转换，进一步得到可视化结果。此外，系统设置了制图编辑功能，可以在地图界面上添加文字、标识、图形等。基于GIS 地图的可视化结果包括行政区划图、地块边界图、边界坐标图等图像，详见图2。

图2 可视化制图流程及生成图像

2.4 钻孔信息及成图

钻孔信息及成图模块主要通过土壤污染状况调查工作中重点关注的采样点位信息绘制成井图及地层剖面图用于展示地块水文地质特征。采样点位涵盖信息较多主要包括：横纵坐标、井口标高、孔深、稳定水位埋深、地面标高、地层分层信息等。该模块通过设立标准模板，将相关信息进行梳理，通过系统平台端口导入系统。系统通过用现场采样信息运用数据挖掘，建立钻孔及地层柱状图制作模型，实现系统能自动智能绘制项目采样点位的钻孔及成井图，用户可以对生成的成果图进行查看、编辑和下载。

钻孔及地层柱状图中内容主要包括地层埋深、标高、层厚、地层描述、PID 读数、采样位置、监测井结构图等，此外为了适应不同的监测井结构，实管和筛管的高度可按实际情况进行填写。剖面图主要包括地层名称，花纹，地层颜色与柱状图一致。同时根据钻孔信息中填写的采样点的埋深范围，平台自动计算中间深度，以简洁方式表示采样点位置。成图后，还可以SVG格式进行编辑和下载，见图3所示。

图3 钻孔地层柱状图及地层剖面图

2.5 数据分析

数据分析模块是土壤污染状况初步调查工作中耗时较长，重复性较大的工作。每个地块需对样品检测数据和质控数据进行分析整理，并形成规范的表格及文字。目前市场上存在仅识别固定格式的对标工具，无法满足市场需求。该模块对实验室表单进行自动化处理，通过多种数据格式调用一级映射关系，转换为系统识别的目标数据表单，通过目标数据表单进行数据的对标及处理。其中土壤、地下水及地表水表单均通过不同的对照逻辑，依次对照国家、上海市及国外部分标准，并形成相应的评价表单，大大提高了准确性，具体映射关系见图4所示。

图4 映射关系示意图

2.6 图表报告及相关材料

图表报告模块将成果图及表格进行了汇总，正式用户还可使用报告编制功能，生成标准的可编辑（.docx）的土壤污染状况调查初步调查报告。附件资料可按照要求上传文本附件，系统将附件嵌入报告制定位置。

3 案例简述

以上海市某地块初步调查报告为例，梳理平台具体使用步骤。在使用平台前需准备好保留红线边界的.dxf 格式底图，.xls格式钻孔信息导入模板及检测单位发送的.xls 格式表单，然后在调查报告编制模块添加上海市某地块初步调查项目，进入编制板块。

首先将项目信息中的“基本信息”及“人员组织”部分填写完整，该部分涉及人员权限划分及基础内容。地块调查模块需将现场踏勘图片上传到相应节点，并根据踏勘情况勾选“资料收集清单”及“污染信息排查表”。GIS 地图绘制部分需先将.dxf格式的文件导入到地图中，使用系统的地块标记及截图功能制作示意图。检测点位信息需将准备好的.xls 格式钻孔信息导入系统，利用成井图功能键生成对应的钻孔结构图，利用剖面图功能键选择具体的采样点位，生成对应剖面图。数据分析模块需先选择送检单位，将检测单位发送的原始表单导入“检测数据分析”模块，将检测单位发送的质控表单导入“质控数据分析”模块，系统会自动按照国家及上海市规范进行标准比对，并生成对应表格。最后将附件资料上传至固定位置，在图表报告模块中点击“一键生成”即可生成土壤污染状况初步调查报告。详细操作流程见土壤污染状况调查工作平台（www.changdiao.net）服务与支持中使用说明部分。

4 结语

土壤污染状况调查工作平台（www.changdiao.net）于2020年中开发完成，通过半年左右内部测试于当年12月正式发布。发布以来该平台受到广泛关注，目前，平台注册用户500 余人，涉及全国20 个省市自治区，覆盖华东、华北、华南大部分区域，西北和东北部分区域（内蒙古、辽宁等）。上海市已有20 余家从业单位成为正式用户。平台的建成，在一定程度上规范了土壤污染状况调查工作，提升了技术人员的工作效率，满足了土壤污染状况调查工作技术需求，但同时也存在较大的不足。其一，目前版本主要针对上海市用户开发，GIS 底图及对标部分未能覆盖到全国其它区域，外地用户目前仅能使用部分地图功能及钻孔功能。其二，系统目前仅覆盖土壤污染状况调查部分工作，缺少全生命周期管控。未来该平台的升级及推广面临更大的挑战。