基于層次分析法的垃圾焚燒污染補償模型

牛西武，田茹會

(陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基礎(chǔ)一部，陜西 咸陽 712000)

我國人口眾多，城市人口密集，城市垃圾生產(chǎn)量巨大，對城市水源、空氣污染非常嚴(yán)重。由于垃圾填埋要侵占大量土地，而垃圾焚燒處理技術(shù)因其具有顯著的減量化、無害化、資源化特征，近年來被廣泛采用[1]。由于多方面的原因，垃圾焚燒對周邊環(huán)境仍然會產(chǎn)生一定的影響，因而常常引發(fā)周邊居民對新建垃圾焚燒廠的反對，垃圾焚燒技術(shù)的推廣遇到了很大的阻力。目前，國際上通行的應(yīng)對方式為，通過對周邊居民給予一定的經(jīng)濟補償來緩解這一矛盾。如何確定垃圾焚燒廠周邊不同位置所受污染的程度，以便制定出合理的經(jīng)濟補償方案就是一個需要解決的問題。本文以垃圾焚燒影響周邊環(huán)境的主要因素，包括：污染物——煙塵、SOX、NOX，居住點與垃圾焚燒廠之間的距離，年平均風(fēng)速以及地形地貌[2]為評價主要因子，運用層次分析法綜合評價居民所受污染程度，給出相應(yīng)的經(jīng)濟補償方案。

1 研究對象

有一處理垃圾量1950噸/天的垃圾焚燒廠，每天24小時運轉(zhuǎn)。每天煙塵排放量為26.41mg/Nm3，SOX排放44.73mg/Nm3，NOX排放50.71mg/Nm3，居民1居住點離垃圾焚燒廠560米，年平均風(fēng)速為2.7m/s，地形有利于污染物擴散；居民2居住點離垃圾焚燒廠400米，年平均風(fēng)速為3.5m/s，地形對污染物擴散無顯著影響；居民3居住點離垃圾焚燒廠700米，年平均風(fēng)速為1.2m/s，地形有利于污染物擴散. 賠償款總數(shù)為A元。

2 層次分析法模型

層次分析法是由美國運籌學(xué)家T.L.Saaty于20世紀(jì)70年代提出的一種定性和定量相結(jié)合的決策分析方法。該方法具有系統(tǒng)、靈活、簡潔的優(yōu)點。它把難于完全用定量方法來分析、決策準(zhǔn)則較多且不易量化的決策問題分解成若干要素，如目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等，建立有序的遞階層次結(jié)構(gòu)，將這些要素的相對重要性用數(shù)量形式進行表達(dá)和處理，通過兩兩比較建立比較矩陣，利用數(shù)學(xué)方法確定每一層次各個因素的權(quán)重，為研究項目的正確評價提供科學(xué)依據(jù)[3]。

2.1 評價因子

根據(jù)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中GB18485-2001、GB18485-2014(征求稿)和EU2000/76/EC三個標(biāo)準(zhǔn)，將煙塵、SOX和NOX的排放量進行分類。排放量越大，污染越嚴(yán)重。

根據(jù)北京市環(huán)保局2008年發(fā)布的《生活垃圾焚燒大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定垃圾焚燒廠離居民居住地不能少于300米，并且垃圾焚燒點的安全距離為500—600米[4]，所以居住點距離垃圾焚燒廠的距離分為： 300—500米、501—600米、600米以外，距離越近，所受影響越大。

垃圾焚燒產(chǎn)生的二惡英大氣擴散的主要因素之一是氣象條件，最惡劣氣象條件為風(fēng)速1.5m/s[5]，并結(jié)合風(fēng)速對應(yīng)陸地狀況，按照危害遞減將風(fēng)速分為0—1.5m/s、1.6—3.3m/s和3.4m/s以上。

結(jié)合以上因素，建立評價因子分類如表1所示。

表1 評價因子分類表

2.2 建立層次結(jié)構(gòu)模型

圖1 層次結(jié)構(gòu)分析模型

2.3 構(gòu)造判斷矩陣，確定各因素權(quán)重

根據(jù)圖1的層次分析結(jié)構(gòu)模型，采用A.L.Satty教授提出的1～9比率標(biāo)度法，對元素之間兩兩對比，構(gòu)造判斷矩陣。

2.3.1 準(zhǔn)則層B中各因素權(quán)重的確定

構(gòu)造準(zhǔn)則層B對目標(biāo)層A的判斷矩陣，計算準(zhǔn)則層B對目標(biāo)層A的權(quán)重值，如表2所示。

表2 準(zhǔn)則層B對目標(biāo)層A的判斷矩陣

2.3.2 準(zhǔn)則層C中各因素權(quán)重的確定

構(gòu)造準(zhǔn)則層C對準(zhǔn)則層B的判斷矩陣，計算準(zhǔn)則層C對準(zhǔn)則層B的權(quán)重值，如表3和表4所示。

表3 準(zhǔn)則層c1c2c3對準(zhǔn)則層b1的判斷矩陣

表4 準(zhǔn)則層c4c5c6對準(zhǔn)則層b2的判斷矩陣

準(zhǔn)則層C中各因素對排放量b1的權(quán)重分別為：煙塵c10.648、SOXc20.230、NOXc30.122、距離c40、地形地貌c50、風(fēng)速c60；對居住地情況b2的權(quán)重分別為：煙塵c10、SOXc20、NOXc30、距離c40.653、地形地貌c50.113、風(fēng)速c60.234。

2.3.3 居民情況

根據(jù)三戶居民的基本情況，結(jié)合相對重要性比例標(biāo)度，分別構(gòu)造三個居民對六個評價指標(biāo)的判斷矩陣，并進行計算。如表5、表6、表7所示。

表5 相對于c4的計算結(jié)果

表6 相對于c5的計算結(jié)果

表7 相對于c6的計算結(jié)果

方案層對準(zhǔn)則層C的計算結(jié)果為：

最終排序結(jié)果為

可以看出居民2所受污染最嚴(yán)重，居民3所受污染最輕微。因此居民2獲得最高額賠償款35.4%A元，居民3獲得最少賠償款31.8%A元，居民1獲得的賠償款為32.8%A元。

3 結(jié)語

利用層次分析法，以垃圾焚燒廠附近居民所受污染程度為標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了垃圾焚燒補償模型，將居民所受污染程度的考量分為兩個一級指標(biāo)和六個二級指標(biāo)，將所有指標(biāo)進行兩兩比較，建立判斷矩陣，計算其權(quán)重，并對三戶居民受到的污染程度進行了排序，按照污染程度對應(yīng)權(quán)值獲得相應(yīng)比例的補償金額。

本文的模型可以推廣到對垃圾焚燒廠附近所有居民的補償問題。將具有相同或近似評價因子的居民分為一類， 則所有居民就可分為若干類，利用文中的辦法對這些分類所受的污染程度進行排序，從而能確定對每一類居民合理的補償金額。

[1] Cheng H F,Zhang Y G,Meng A H,et al.Municipal solid waste fueled power generation in china: a case study of waste-to-energy in Changchun city [J]. Environmental Science & Technology, 2007,41(21)：7509-7515.

[2] 趙宏偉，鐘秀萍，劉陽生，等.深圳市清水河垃圾焚燒廠周圍地區(qū)植物的汞污染研究[J]，環(huán)境科學(xué)，2009,30(9)：2786-2791.

[3] 伍亞華，姜紹通，徐暉，等.基于層次分析法的宣木瓜果脯感官質(zhì)量模糊綜合評判研究[J].食品工業(yè)科技，2012,33(12)：159-162.

[4] 嚴(yán)密.醫(yī)療廢物焚燒過程二惡英生成抑制和焚燒爐環(huán)境影響研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2012.

[5] 劉紅梅.城市生活垃圾焚燒廠周圍環(huán)境介質(zhì)中二惡英分布規(guī)律及健康風(fēng)險評估研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2013.