基于多因素敏感性分析法的城市生活垃圾减量化研究

汪 浩， 谢加封， 王 茜， 刘 薇, 金 杰

(1. 金陵科技学院 商学院， 南京 211169； 2. 南京林业大学 人文社会科学学院， 南京 210037；3. 合肥学院 生物与环境工程系， 合肥 230061)

根据《固体废物污染环境防治法》的规定，城市生活垃圾包括居民生活垃圾、社会服务业产生的固体废弃物和法律法规规定的其他固体废弃物。近年来，随着国民经济的发展、城镇化进程的加快，人民生活水平的提高，合肥城市生活垃圾的产生量和堆积量与日俱增，如汪浩等[1]、舒莹[2]、李志涛等[3]分别采用不同的模型估算合肥市城市生活垃圾产生量。相关学者从城市生活垃圾处理方案上进行了探讨，如吴克等[4]提出“卫生填埋+焚烧”是目前适合合肥市垃圾处理的最优方案；但是真正实现垃圾无害化处理的前提就是使城市生活垃圾减量化[5]。

目前，相关学者通过建立数学模型对城市生活垃圾产量进行预测起到了较好的效果，但是研究发现在选取城市垃圾影响因素因子方面各有不同。如周翠红等认为非农业人口、生产总值、非农业居民消费总额和供热采暖面积是影响垃圾产量的主要因素[6]；路玉龙等认为总人口、非农业人口、人均消费、人均居住面积、日清扫面积、环卫机械数量、绿化覆盖面积、用气普及率是影响城市生活垃圾产量的主要因素[7]；王秀芬等认为城市生活垃圾与人口数、GDP、人均收入和人均消费具有很强的相关性[8]；何强等认为影响城市生活垃圾的因素为人口、人均可支配收入和社会总产值[9]。

由此可见，不同的学者从不同的方面对城市生活垃圾影响因素进行了分析，定性地提出了许多改善对策和建议。然而，影响城市生活垃圾的因素构成一个复杂的系统，系统内部各因子影响程度也各不相同。鉴于此，笔者查阅了合肥市生活垃圾的相关数据[10]，对城市生活垃圾的影响因素因子进行整理分类，构建了城市生活垃圾影响因素因子层次分析结构图。通过对主要影响因子进行敏感性分析，找到影响城市生活垃圾最敏感因子，以期为政府等相关部门有针对性的控制城市生活垃圾提供有利参考。

1 城市生活垃圾产生量的影响因素

通过查阅文献，总结出影响城市生活垃圾产量的因素具有定性和定量两方面，定性方面体现在城市生活垃圾与地理环境、人文环境、气候条件以及政府政策等方面具有很强的关联性；定量方面可以通过城市人口、社会经济发展水平、居民生活方式与燃料结构、居民生活水平与消费结构等方面进行数据分析。相关研究文献[11]给出了城市生活垃圾影响因素主要有人口、社会经济发展水平和居民生活水平3个主要方面。笔者针对这3个方面进一步对城市生活垃圾影响因子进行整理，根据合肥市统计年鉴结合合肥市实际情况，选取城镇人口、入境旅游人数两个因子反映人口情况；选取国内生产总值、社会消费品零售总额、住宅使用总面积、燃气普及率、清扫面积和环卫机械总数6个因子反映社会经济发展水平；选取城镇居民可支配总收入、消费性总支出和家庭燃气(煤气、天然气和液化气)总用量3个因子反映居民生活消费水平,具体见图1。

图1 合肥城市生活垃圾层次分析结构图

2 城市生活垃圾产生量影响因子的敏感性分析

过去学者们对城市生活垃圾的研究主要集中在产量预测及处理方案的选择上，注重的是垃圾产量变化的规律性，忽视了影响因素之间的相关性。由于影响城市垃圾产量的因素具有不确定性，假定各因素变化范围在(-30%～30%)之间，以合肥市垃圾总产量的均值为各因素的评价指标，运用相关分析和构建多元线性回归分析剔除不显著因子，并对显著因子进行敏感性分析，通过计算各个因子不同幅度变化所导致的垃圾产量变化，确定最敏感因子，为政府将来有效控制敏感因子进而减少垃圾产量提供依据。

2.1 基础数据

根据合肥市统计年鉴(2001—2015)，对合肥市城市生活垃圾清运总量整理，作为敏感性分析的基础资料，根据合肥垃圾产量与城镇人口的关系得出合肥市生活垃圾人均日产量。年产量和人均日产量平均值分别为52.83万t、0.74 kg。

根据图1所建立的城市生活垃圾影响因子评价体系，对统计年鉴数据进行整理。住宅使用总面积、可支配总收入、消费性总支出、家庭燃气总用量是根据城镇居民年人均占有量与城镇人口总数的乘积得到，其中，家庭燃气总用量包括煤气、天然气和液化气，由于统计年鉴中煤气、天然气单位是万m2，故笔者根据天然气密度0.7174 kg/m3求得其质量，然后与液化气总量相加得到家庭燃气总用量。

2.2 主要影响因子

首先，运用SPSS19.0对于城市生活垃圾影响因子进行Pearson相关系数检验，检验结果见表1。结果表明X11(家庭燃气总量)与垃圾产量相关系数为-0.21，故剔除，其他因子与垃圾产量相关系数均大于0.6，所以合肥市生活垃圾产量与其他因子具有极大关联性。

表1 城市生活垃圾产量影响因子相关性

在检验相关系数的基础上，根据表1和表2的数据，运用SPSS19.0建立合肥城市生活垃圾产量Y与各因子X的多元回归模型，结果如下：

Y=-17.925-0.101X1+0.004X3+0.025X4+0.022X5+0.435X6-

(40.291) (0.246)(0.021)(0.103)(0.006)(0.715)

0.014X7-0.059X8-0.085X10

(0.007)(0.036)(0.177)

经检验，入境总人数(X2)、可支配总收入(X9)与其他因子存在多重共线性，被系统排除。由于模型中城镇人口(X1)、消费性总支出(X10)与垃圾产量呈负相关，燃气普及率(X6)与垃圾产量(Y)呈正相关，不符合社会现实情况，故剔除X1、X6、X10，重新建立垃圾产量(Y)与剩余因子(X)的多元回归模型。结果如下：

Y=3.235 + 0.007X3+ 0.008X4+ 0.02X5-0.015X7-0.074X8

(4.115)(0.015)(0.064)(0.004)(0.003)(0.015)

回归方程中R为0.996，R2为0.993，调整R2为0.985，F值为134.236，Sig.为0.000，模型方程总体拟合度良好。回归结果表明：国内生产总值、社会消费品零售总额、住宅使用总面积、清扫面积和环卫机械总数是影响合肥市城市生活垃圾的主要因子。

2.3 敏感性分析

敏感性分析是指从定量分析的角度研究有关因素发生某种变化对某一个或一组关键指标影响程度的一种不确定分析技术。其实质是通过逐一改变相关变量数值的方法来解释关键指标受这些因素变动影响大小的规律。

首先，分别构建影响合肥市城市生活垃圾各主要因子(X)与垃圾产量(Y)一元线性回归方程，见表4。

其次，求各主要因子在不同幅度变化率(±10%、±20%、±30%)下的各因子自变量变化量和垃圾产量变化量，具体结果见表3。

表3 各因子不同幅度变化率的变化量

最后，求得各主要因子敏感度，为垃圾产量变化量与各因子自变量变化量的比值，求解结果见表4。

表4 合肥城市生活垃圾主要影响因素敏感度

从表4可以看出，随着国内生产总值的提高，对城市生活垃圾产量的影响逐渐减小；社会商品零售总额和环卫机械总数对城市生活垃圾影响趋于稳定；住宅使用总面积对于城市垃圾产量敏感性最高，其中，住宅变化率提高10%时，敏感系数达到1.05；清扫面积的提高导致城市垃圾产量急剧下降。

为了进一步分析对影响城市垃圾产量的各因子敏感性进行比较，以合肥垃圾总产量均值为评价指标，通过分析垃圾产量与假设的各因子变化率[-30%～30%]之间的关系得到合肥城市生活垃圾主要影响因子敏感性趋势(见图2)。

图2 合肥城市生活垃圾主要影响因素敏感性分析

图2表明，当各因子变化率为正[0%～30%]时，各主要因子所产生的垃圾量的排序为：住宅使用总面积>清扫面积>社会消费品零售总额>国内生产总值>环卫机械总数，当变化率为负[-30%～0%]时，各主要因子排序为：环卫机械总数>国内生产总值>社会消费品零售总额>清扫面积>住宅使用总面积。从图2中亦可以看出，除了住宅使用总面积因子外，其他因子变化率与垃圾产量近乎呈线性关系。

3 城市生活垃圾减量化对策

国内生产总值、社会消费品零售总额、住宅使用总面积、清扫面积和环卫机械总数与垃圾产量成正相关关系。其中，住宅使用总面积为最敏感因子。所以，随着城镇化的快速发展，合肥市实现垃圾减量化的首要目标是控制住宅使用总面积，推行住宅产业化，以减少由于城市大发展、大建设所带来的建筑垃圾产量激增。

3.1 注重源削减，在源头减少垃圾产生

源削减应该作为垃圾减量化的首要管理政策。源削减强调在垃圾形成之前就采取各种减少垃圾产生量的措施。垃圾形成之前的环节很多，具体来说包括设计、制造、销售以及消费者的使用等环节，提倡生产者和消费者应生产或消费垃圾产生量最少或产生的垃圾对环境危害较小的商品和服务，从而在垃圾的产生源头避免或减少垃圾的产生量。源削减的途径很多，根据上文的分析结论，主要针对住宅建设产生的建筑垃圾及日常消费产生的垃圾探讨源削减途径。

随着城镇化的快速推进，住宅使用总面积不断增加，城市建设产生了大量建筑垃圾，必须运用源削减的思想，在建筑设计阶段实现建筑垃圾减量化。例如，加强城市规划设计的前瞻性与统筹性，避免城市发展的无序性与随意性，减少重复建设与盲目拆建；从设计源头优化方案削减废弃物产生量，在设计时注意材料的尺寸配合和使用标准化部件，尤其是大力推行住宅产业化，利用先进的科学技术和工业化的生产方式，实现建筑垃圾的极大减少。

对于影响城市垃圾产量的重要因素社会消费品零售总额也可以运用源削减的思想实现减量化。消费品生产的最前端是设计，可以通过改变产品及包装物的设计，降低材料及能耗，从而减少垃圾的产生。其中，包装废弃物在城市生活垃圾中占有相当比重，因此当前急需通过法规明确和规范包装工业企业的生产服务行为以及制造企业的产品包装行为，要求做到适度包装，采用易于重复利用或回收再生的包装材料，除特殊要求，大部分包装废弃物应达到可降解腐化标准。

3.2 建立和完善资源回收系统，减少垃圾的排放量

源削减不可能完全杜绝生活垃圾的产生，因此有必要建立资源回收系统，对那些在消费过程中产生的、即将成为城市生活垃圾的可再生利用资源进行回收和再生利用，这在城市生活垃圾管理中的重要性仅次于源削减。垃圾的回收不仅可以带来因资源再生而获得的经济效益，还可以减少一部分垃圾的处理费用。目前我国再生资源回收行业普遍存在市场机制不健全、政府管理缺失、废旧物资回收率低、质量不高等问题，因此需要政府发挥引导作用，规范经营者行为，构建回收网络，从实际出发逐步完善城市生活废弃物回收体系。

3.3 树立城市垃圾“公共治理”理念，提高公众环保意识

根据环境经济学的理论，垃圾治理和其他很多环境问题一样，在政府主导、市场参与的同时，还有必要引入第三方力量来共同保护环境，这就是社会力量。树立公共治理理念，唤醒公众参与环保的意识。例如推行垃圾分类是实现城市生活垃圾减量化的关键环节，不但可以使垃圾回收再利用，而且有效控制了环卫工人的清扫面积，减少了垃圾产生量和堆积量。垃圾分类的源头在于个人和家庭，所以，政府应联合学校、新闻、报刊、广播等大众传媒对公众加强宣传和教育，提高公众的环保意识，让人们真正认识到自己既是污染的受害者，又是污染的制造者，还应是污染的治理者，使其养成垃圾分类、减量排放的好习惯，以达到生活垃圾源头减量化的目的。