基于层次分析法的垃圾焚烧污染补偿模型

牛西武，田茹会

(陕西能源职业技术学院 基础一部，陕西 咸阳 712000)

我国人口众多，城市人口密集，城市垃圾生产量巨大，对城市水源、空气污染非常严重。由于垃圾填埋要侵占大量土地，而垃圾焚烧处理技术因其具有显著的减量化、无害化、资源化特征，近年来被广泛采用[1]。由于多方面的原因，垃圾焚烧对周边环境仍然会产生一定的影响，因而常常引发周边居民对新建垃圾焚烧厂的反对，垃圾焚烧技术的推广遇到了很大的阻力。目前，国际上通行的应对方式为，通过对周边居民给予一定的经济补偿来缓解这一矛盾。如何确定垃圾焚烧厂周边不同位置所受污染的程度，以便制定出合理的经济补偿方案就是一个需要解决的问题。本文以垃圾焚烧影响周边环境的主要因素，包括：污染物——烟尘、SOX、NOX，居住点与垃圾焚烧厂之间的距离，年平均风速以及地形地貌[2]为评价主要因子，运用层次分析法综合评价居民所受污染程度，给出相应的经济补偿方案。

1 研究对象

有一处理垃圾量1950吨/天的垃圾焚烧厂，每天24小时运转。每天烟尘排放量为26.41mg/Nm3，SOX排放44.73mg/Nm3，NOX排放50.71mg/Nm3，居民1居住点离垃圾焚烧厂560米，年平均风速为2.7m/s，地形有利于污染物扩散；居民2居住点离垃圾焚烧厂400米，年平均风速为3.5m/s，地形对污染物扩散无显著影响；居民3居住点离垃圾焚烧厂700米，年平均风速为1.2m/s，地形有利于污染物扩散. 赔偿款总数为A元。

2 层次分析法模型

层次分析法是由美国运筹学家T.L.Saaty于20世纪70年代提出的一种定性和定量相结合的决策分析方法。该方法具有系统、灵活、简洁的优点。它把难于完全用定量方法来分析、决策准则较多且不易量化的决策问题分解成若干要素，如目标、准则、方案等，建立有序的递阶层次结构，将这些要素的相对重要性用数量形式进行表达和处理，通过两两比较建立比较矩阵，利用数学方法确定每一层次各个因素的权重，为研究项目的正确评价提供科学依据[3]。

2.1 评价因子

根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》中GB18485-2001、GB18485-2014(征求稿)和EU2000/76/EC三个标准，将烟尘、SOX和NOX的排放量进行分类。排放量越大，污染越严重。

根据北京市环保局2008年发布的《生活垃圾焚烧大气污染物排放标准》规定垃圾焚烧厂离居民居住地不能少于300米，并且垃圾焚烧点的安全距离为500—600米[4]，所以居住点距离垃圾焚烧厂的距离分为： 300—500米、501—600米、600米以外，距离越近，所受影响越大。

垃圾焚烧产生的二恶英大气扩散的主要因素之一是气象条件，最恶劣气象条件为风速1.5m/s[5]，并结合风速对应陆地状况，按照危害递减将风速分为0—1.5m/s、1.6—3.3m/s和3.4m/s以上。

结合以上因素，建立评价因子分类如表1所示。

表1 评价因子分类表

2.2 建立层次结构模型

图1 层次结构分析模型

2.3 构造判断矩阵，确定各因素权重

根据图1的层次分析结构模型，采用A.L.Satty教授提出的1～9比率标度法，对元素之间两两对比，构造判断矩阵。

2.3.1 准则层B中各因素权重的确定

构造准则层B对目标层A的判断矩阵，计算准则层B对目标层A的权重值，如表2所示。

表2 准则层B对目标层A的判断矩阵

2.3.2 准则层C中各因素权重的确定

构造准则层C对准则层B的判断矩阵，计算准则层C对准则层B的权重值，如表3和表4所示。

表3 准则层c1c2c3对准则层b1的判断矩阵

表4 准则层c4c5c6对准则层b2的判断矩阵

准则层C中各因素对排放量b1的权重分别为：烟尘c10.648、SOXc20.230、NOXc30.122、距离c40、地形地貌c50、风速c60；对居住地情况b2的权重分别为：烟尘c10、SOXc20、NOXc30、距离c40.653、地形地貌c50.113、风速c60.234。

2.3.3 居民情况

根据三户居民的基本情况，结合相对重要性比例标度，分别构造三个居民对六个评价指标的判断矩阵，并进行计算。如表5、表6、表7所示。

表5 相对于c4的计算结果

表6 相对于c5的计算结果

表7 相对于c6的计算结果

方案层对准则层C的计算结果为：

最终排序结果为

可以看出居民2所受污染最严重，居民3所受污染最轻微。因此居民2获得最高额赔偿款35.4%A元，居民3获得最少赔偿款31.8%A元，居民1获得的赔偿款为32.8%A元。

3 结语

利用层次分析法，以垃圾焚烧厂附近居民所受污染程度为标准，构建了垃圾焚烧补偿模型，将居民所受污染程度的考量分为两个一级指标和六个二级指标，将所有指标进行两两比较，建立判断矩阵，计算其权重，并对三户居民受到的污染程度进行了排序，按照污染程度对应权值获得相应比例的补偿金额。

本文的模型可以推广到对垃圾焚烧厂附近所有居民的补偿问题。将具有相同或近似评价因子的居民分为一类， 则所有居民就可分为若干类，利用文中的办法对这些分类所受的污染程度进行排序，从而能确定对每一类居民合理的补偿金额。

[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] 赵宏伟，钟秀萍，刘阳生，等.深圳市清水河垃圾焚烧厂周围地区植物的汞污染研究[J]，环境科学，2009,30(9)：2786-2791.

[3] 伍亚华，姜绍通，徐晖，等.基于层次分析法的宣木瓜果脯感官质量模糊综合评判研究[J].食品工业科技，2012,33(12)：159-162.

[4] 严密.医疗废物焚烧过程二恶英生成抑制和焚烧炉环境影响研究[D].杭州：浙江大学，2012.

[5] 刘红梅.城市生活垃圾焚烧厂周围环境介质中二恶英分布规律及健康风险评估研究[D].杭州：浙江大学，2013.