专家职业类别对农村生活垃圾处理技术选择的影响分析

韦茜佳， 李 浩， 徐 慧， 葛一洪， 张国治， 熊 霞， 韩智勇*

(1.成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室， 成都 610059； 2.成都理工大学 国家环境保护水土污染协同控制与联合修复重点实验室， 成都 610059； 3.成都理工大学 生态环境学院， 成都 610059； 4.成都市排水有限责任公司， 成都 610023； 5.农业部沼气科学研究所， 成都 610041)

随着我国农村经济的快速发展，农村生活垃圾的产生量逐年增加，截至2014年，农村地区生活垃圾产生量已达1.48亿t，并以8%～10%的速率增长[1-2]。根据《中国城乡建设统计年鉴》(2018)，我国乡镇生活垃圾处理率为73.18%，无害化率为32.18%[3]。靳琪[4]等对全国224个村的调查显示，66%的村落未能实现生活垃圾的完全规范处理，导致生活垃圾作为污染源对农村环境造成了不同程度的污染。与日俱增的垃圾产生量与低下的垃圾处理能力使得多数农村生活垃圾未能得到有效处理，农村环境面源污染日益严重。

为建设“美丽乡村”，解决“垃圾围村”问题，实现“全国农村环境综合整治‘十三五’规划”的目标，全国各地开始探索适合本地区农村生活垃圾处理的方式。我国农村生活垃圾规范化处理工作起步较晚，水平较低，基础设施差，生活垃圾处理仍处于初级阶段[5-7]。目前，我国各省市已逐步开展农村垃圾处理示范工程建设，主要采用热解、好氧堆肥和厌氧发酵等技术处理农村生活垃圾。我国不同地区城乡经济发展不平衡，垃圾处理技术的选择和应用受到地区经济发展水平、地理地质条件、垃圾处理的目的与要求以及垃圾特性、产量等多个因素的影响[8]。由于当下农村地区选择生活垃圾处理技术由于缺乏相关的政策导向及技术指导，大多照搬城市处理模式，未能结合本地的自然环境、经济条件、管理水平等因素考虑[9]，使得技术在实际应用时存在投资高、处理效果差、资源浪费以及二次污染严重等问题。而且农村生活垃圾处理的研究主要集中在农村生活垃圾治理问题、垃圾收运模式和处理技术的探究上，只有为数不多的学者对实际运行的农村生活垃圾处理技术展开技术评估[10-13]。其中，孙翔[14]等利用DEA模型对21个广西农村生活垃圾处理示范工程案例开展绩效评估；孙婷[15]结合广西省22个农村生活垃圾处理示范工程运行现状构建了农村生活垃圾处理收运指标体系评估来外运和就近处理综合成本；尚晓博[16]从经济、技术及环境构建农村生活垃圾处理技术评价指标，采用灰色关联法评价优选模型。但鲜有应用层次分析法进行农村生活垃圾处理处置技术选择评估的研究，尤其是不同专家职业类型对群体决策的影响缺乏关注。

因此，本文构建了基于群决策层次分析法的农村生活垃圾处理技术评价体系，分析了专家职业对权重的影响，选取了以热解、好氧堆肥、厌氧发酵和焚烧发电处理技术的7个垃圾处理示范工程展开现场调研和资料收集，确定了农村生活垃圾处理技术的层次指标，以期为后续农村生活垃圾处理技术的科学选择与决策提供客观依据与实践参考，具有重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 问卷调查表的设计

本文利用yaahp12.4软件设置好问卷标题、各因素说明及其他相关信息，制成专业的专家调查表后导出成RTF格式的问卷调查表。

1.2 调研对象的选取

专家选择遵循以下原则：具备与研究课题相关的专业素质及合理的知识结构,必须是了解农村生活垃圾处理技术现状，及在生活垃圾处理处置职业领域具有丰富从业经验的人员。根据达尔基对大量具有不同专家人数的应答结果的统计，表明15人以上的专家调查组得到的评价结果具有足够的可信度[17]。基于以上两个原则，共邀请了50位国内固体废弃物处理处置领域的专家展开问卷调查。同时，为分析不同专家群体对农村生活垃圾处理技术评价指标权重的判断差异，根据职业类别将专家群体划分为高校科研院所专家(26人)、行政管理专家(19人)和企业固废技术专家(5人)。

1.3 数据分析方法

1.3.1 层次分析法(AHP)

层次分析法(AHP)是按照思维、心理的规律把决策过程层次化、数量化，将要决策的问题及其相关因素分解为目标、准则、指标等层次，从而进行定性和定量分析的决策方法[18]。基于层次分析法可计算出各层指标的权重，应用于环境工程中能够处理各类复杂的评价问题。主要步骤包括构建层次结构模型、构造判断矩阵、检验判断矩阵的一致性、层次单排序和层次总排序，详见《数学建模与数学实验》[19]所述。

1.3.2 yaahp12.4软件操作

依照前述分组将数据导入yaahp12.4软件，利用软件中“专家数据检查”工具对专家返回的判断矩阵进行检查，对于差异较大或判断相反的矩阵，采用最大方向改进标记矩阵中偏差较大的1个(或几个)值，根据矩阵中其它值对标记值进行修正，直至矩阵满足一致性；对于多个值都有微小偏差的矩阵，采用最小改变在以对判断矩阵尽量小的改动条件下，微调矩阵中的值使之满足一致性；对于残缺矩阵，采用群决策中“1～9评价等级均值”进行补全。选用“聚合个体判断矩阵排序法”为数据聚合方式，先将各专家的判断矩阵聚合成为一个判断共识矩阵，再计算各层次排序的权重，最后获得综合排序结果。根据专家判别结果，利用软件中加权算术平均法获得专家群决策判断共识矩阵，通过幂法计算得出准则层、评价指标层中各因素权重。

1.3.3 处理技术分值计算

处理技术的评价计算采用加权求和法，计算公式为式(1)，满分为100分。

∑=C1×Zi+C2×Zi+…+C11+Zi

(1)

式中：C1，C2，……，C11为评价指标体系中评价指标层的权重值；Zi为评价指标量化表中的对应分数。

2 结果与讨论

2.1 农村生活垃圾处理技术评价体系

2.1.1 层次指标

农村生活垃圾处理技术评价指标选取遵循科学性、客观性、综合性、实用性以及独立性原则[20]。并从经济、技术和环境3个要素，根据处理工程的垃圾处理规模、设备的使用情况、技术的运行情况以及二次污染的处理处置情况确定相应的指标[21]，各层次指标名称及含义见表1。

表1 农村生活垃圾处理技术优选评价层次指标

2.1.2 层次指标量化

依据层次结构模型中设立的评价指标及国家、地方已颁布的有关法律、标准、规范和原则[22-24]，同时参考国内相关工程实践经验，对不同的农村生活垃圾处理技术进行指标量化。对于定性的指标，根据专家从业经验结合具体参考示范点的实际情况进行评分标准的制定。调研评分依据上述方法设立各指标评价标准的最佳值，采用百分制构建农村生活垃圾评价标准，指标量化结果见表2。

2.2 职业对群体决策的影响分析

2.2.1 准则层

利用yaahp12.4软件计算环境指标、经济指标和技术指标的权重结果见图1。

根据图1农村生活垃圾处理技术评价指标体系中准则层各要素的权重可得出以下结论：

图1 准则层指标权重

(1)所有调研专家的判别结果为环境指标(46.38%)>经济指标(28.70%)>技术指标(24.92%)，说明在农村生活垃圾处理技术选择过程中，环境指标应当是重点考虑的要素，各处理技术对环境可能造成的影响决定了其是否适用于农村生活垃圾的处理；其次是经济指标和技术指标。

(2)行政管理专家和企业固废技术专家则更关注环境指标，高校科研院所专家更关注经济指标；企业固废技术专家对技术指标关注相对更弱。这可能是由于当前政策以及对应的政府和企业考核指标在环境上的倾斜，强化了行政管理专家和企业固废技术专家对环境指标的重视，而高校科研院所专家更加理性，更关注处理处置技术在技术经济上的可行性。

2.2.2 评价指标层

2.2.2.1 环境指标

“三废”排放对环境、社会影响程度和三废处理达标率的权重结果见图2。

根据图2环境指标中各评价指标的权重可得出以下结论：

图2 环境指标中的评价指标权重

(1)相较于三废处理达标率(20.87%)，所有调研专家均认为三废排放对环境、社会影响程度(25.51%)更重要。

(2)行政管理专家和企业固废技术专家更关注三废排放对环境、社会影响程度；相较于其他专家，企业固废技术专家最关注三废处理达标率。这可能是由于企业固废技术专家从自身职业属性出发，重视技术问题，同时当前垃圾处理选址过程中的“邻避效应”造成的社会问题，也让行政管理专家和技术专家更关注垃圾处理处置设施运行过程中产生的环境和社会影响。

2.2.2.2 经济指标

单位垃圾处理量的运行费用和单位垃圾处理量的设施投资费用的权重结果见图3。

图3 经济指标中的评价指标权重

根据图3经济指标中各评价指标的权重可得出以下结论：

(1)相较于单位垃圾处理量的设施投资费用(8.31%)，所有调研专家均认为单位垃圾处理量的运行费用(20.39%)明显更重要。

(2)相较于其他专家，高校科研院所专家明显更关注单位垃圾处理量的运行费用；各类型专家在单位垃圾处理量的设施投资费用的权重上较为一致。这主要是因为当前农村生活垃圾处理处置设施主要是由国家投资建设，但运行费用尚无保障，因此能否可持续运行决定了这些设施是否能产生预期的环境、社会和经济效益。

2.2.2.3 技术指标

生活垃圾处理技术指标的权重结果见图4。

图4 技术指标中的评价指标权重

根据图4可知： 1)专家对生活垃圾处理技术指标权重的排序依次为：垃圾无害化处理率(6.17%)>操作运行便捷程度(4.88%)>可处理的垃圾种类(3.36%)>垃圾资源化利用率(2.96%)>技术应用广泛度(2.77%)>工程设备验收情况(2.42%)>操作运行规范程度(2.35%)，说明在技术指标中，垃圾无害化处理率是影响最大的因素，其次是操作运行便捷程度和技术应用适应性(可处理的垃圾种类)。2)高校科研院所专家和企业固体技术专家最关注垃圾处理技术的应用效果(无害化处理率)；行政管理专家最关注操作运行便捷程度，相对更关注技术应用的适应性、广泛性和规范性，这主要是由于不同职业类型对技术选择的侧重点差异所致。

由于问卷调查结果具有较强的主观性，前沿认知、知识储备、从业经验、社会经历等因素均会影响指标权重的判断[25]。为了使结果更具专业性、科学性和可信度，最终确定以所有调研专家的问卷权重结果作为农村生活垃圾处理技术评价的最终权重。

3 案例分析

3.1 调研地农村生活垃圾处理工程运行现状

案例分析选取了4个典型垃圾处理技术实际工程，分别位于广西壮族自治区及浙江省，详见表3。

表3 调研地农村生活垃圾处理技术现状

3.2 结果与分析

根据表2对农村生活垃圾处理技术评价指标进行量化打分，其中定量指标采用插值法计算，定性指标对应的分值Z1，Z2，Z3由专家根据实际情况打分，缺省取区间中位值，调研地农村生活垃圾处理技术具体得分情况见表4。

表4 调研地农村生活垃圾处理技术标准得分

根据专家权重对4个调研地进行加权计算后，具体得分情况见表5。

由表4和表5可知：

表5 调研地农村生活垃圾处理技术加权得分

(1)4种处理技术得分均高于60，用于处理农村生活垃圾均具有可行性。其中得分最高为厌氧发酵，得分最低为焚烧发电，说明相较于热处理技术，生物处理技术更适用于农村。主要原因是相比好氧堆肥、厌氧发酵技术，调研的热解、焚烧发电技术单位垃圾处理量的运行费用明显偏高所致，距离城市生活垃圾处理设施较近的农村，如果能实现城乡生活垃圾一体化处理处置，能有效减少单位垃圾处理量的运行费用，提高热解、焚烧发电处理技术处理农村生活垃圾的适用性。

(2)虽然均值得分和加权得分的判断结果一致，但是加权评价中处理技术的分值极差(22.66)比均值评价分值极差(17)更大，呈现高分偏高、低分偏低的现象，说明建立的评价指标体系能够为未来农村生活垃圾处理技术的比选提供更明确的判断依据。由于指标权重值存在差异，后续设计建造处理设施过程中，可结合当地情况，有的放矢完善较高权重的低分项指标，对于处理技术的本地化更具指导意义。

(3)建立的评价体系中部分指标分数界限不够清晰、明确，评价标准未完全实现量化，在评价时不易掌握其标准与尺度，需在后续的研究和实践中进一步结合评价目标进行确定。

4 结论

(1)基于群决策的农村生活垃圾处理技术评价指标体系准则层指标包括：环境指标(46.38%)、经济指标(28.70%)、技术指标(24.92%)。其中环境指标包括三废排放对环境、社会影响程度(25.51%)、三废处理达标率(20.87%)；经济指标包括单位垃圾处理量的运行费用(20.39%)、单位垃圾处理量的设施投资费用(8.31%)；技术指标包括垃圾无害化处理率(6.17%)、操作运行便捷程度(4.88%)、可处理的垃圾种类(3.36%)、垃圾资源化利用率(2.96%)、技术应用广泛度(2.77%)、工程设备验收情况(2.42%)、操作运行规范程度(2.35%)。在农村生活垃圾处理技术选择过程中，环境指标是考虑的首要因素。

(2)专家群体职业类别对农村生活垃圾处理技术评价指标的权重影响明显，主要表现为行政管理专家和企业固废技术专家则更关注环境指标，高校科研院所专家更关注经济指标，企业固废技术专家对技术指标关注相对更弱。

(3)应用表明，基于群决策的农村生活垃圾处理技术评价指标体系具有较好的科学性和准确性，当前的热处理和生物处理技术均具有可行性，但鉴于经济因素，生物处理技术更适宜于当前农村生活垃圾的处理。