Optimization of Contaminated Land Investigation based on Different Fitness-for-Purpose Criteria

Investigations on the contaminated lands due to heavy metals from mining activities or hydrocarbons from oil spillage for example, should be planned based on specific fitness-for-purpose criteria(FFP criteria). A FFP criterion is site specific or varies with situation, based on which not only the data quality but also the decision quality can be determined. The limiting factors on the qualities can be, for example, the total budget for the investigation, regulatory guidance or expert's subjective fitness-for-purpose criterion. This paper deals with planning of investigation methods that can satisfy each suggested FFP criterion based on economic factors and the data quality. To this aim, a probabilistic loss function was applied to derive the cost effective investigation method that balances the measurement uncertainty, which estimates the degree of the data quality, with the decision quality. In addition, investigation planning methods when the objectives of investigations do not lie in the classification of the land but simply in producing the estimation of the mean concentration of the contaminant at the site(e.g. for the use in risk assessment), were also suggested. Furthermore, the efficient allocation of resources between sampling and analysis was also devised. These methods were applied to the two contaminated sites in the UK to test the validity of each method.

조사목적별 기준에 부합하는 오염부지 조사방법의 최적화 방안에 관한 연구

중금속으로 오염된 폐광산 주변부나 유류누출로 인한 토양오염 등과 같은 오염토양부지에 대한 조사를 위해서는 우선 조사의 목적과 상황에 알맞은 기준을 설정하고, 이를 토대로 조사방법을 설계하여야 한다. 이러한 상황별 조사방법은 조사결과의 질적 수준 뿐만 아니라 모방결합에 영향을 미치게 되는데 그 수준을 제한하는 요인으로는 보통 총 조사비용, 관련규제법이 요구하는 조사수준, 그리고 전문적 경험에 의한 주관적 기준 등이 그 예가 될 수 있다. 본 논문에서는 조사 목적에 따라 달리하는 각 기준(fitness-for-purpose criteria)을 만족시키게끔 조사방법을 설계하는 예를 들어보았다. 먼저, 경제적 요소와 측정된 자료의 질적 수준을 참고하는 방법을 고안하여 보았다. 이를 위해 측정불확도(measurement uncertainty)로 평가되는 측정결과의 질적 수준이 의사결정의 오류에 영향을 미치는 확률을 확률적손실계산식을 이용하여 평가하고, 이를 이용하여 비용경제적인 측면에서 조사를 최적화하는 방안을 고안하였다. 이와 더불어 위해성 평가를 위한 부지의 평균오염도수준 산출의 예와 같이 의사결정의 오류에 의한 손실보다는 측정된 평균값의 오차와 측정에 요구되는 비용을 최소화 해야 하는 경우와, 또한 측정값에 대한 일정한 질적 수준이 요구되는 경우의 조사방법, 그리고 제한된 비용을 최대한 활용할 수 있는 시료수와 분석수의 최적비율 등을 도출하는 방법을 다루었다. 각 방법은 영국의 두 오염지역에 적용하여 그 타당성을 평가하여보았다.