基于層次分析法的垃圾焚燒污染補償模型

牛西武，田茹會

(陜西能源職業技術學院 基礎一部，陜西 咸陽 712000)

我國人口眾多，城市人口密集，城市垃圾生產量巨大，對城市水源、空氣污染非常嚴重。由于垃圾填埋要侵占大量土地，而垃圾焚燒處理技術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，垃圾焚燒對周邊環境仍然會產生一定的影響，因而常常引發周邊居民對新建垃圾焚燒廠的反對，垃圾焚燒技術的推廣遇到了很大的阻力。目前，國際上通行的應對方式為，通過對周邊居民給予一定的經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，給出相應的經濟補償方案。

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。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，年平均風速為1.2m/s，地形有利于污染物擴散. 賠償款總數為A元。

2 層次分析法模型

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

2.1 評價因子

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

根據北京市環保局2008年發布的《生活垃圾焚燒大氣污染物排放標準》規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速1.5m/s[5]，并結合風速對應陸地狀況，按照危害遞減將風速分為0—1.5m/s、1.6—3.3m/s和3.4m/s以上。

結合以上因素，建立評價因子分類如表1所示。

表1 評價因子分類表

2.2 建立層次結構模型

圖1 層次結構分析模型

2.3 構造判斷矩陣，確定各因素權重

根據圖1的層次分析結構模型，采用A.L.Satty教授提出的1～9比率標度法，對元素之間兩兩對比，構造判斷矩陣。

2.3.1 準則層B中各因素權重的確定

構造準則層B對目標層A的判斷矩陣，計算準則層B對目標層A的權重值，如表2所示。

表2 準則層B對目標層A的判斷矩陣

2.3.2 準則層C中各因素權重的確定

構造準則層C對準則層B的判斷矩陣，計算準則層C對準則層B的權重值，如表3和表4所示。

表3 準則層c1c2c3對準則層b1的判斷矩陣

表4 準則層c4c5c6對準則層b2的判斷矩陣

準則層C中各因素對排放量b1的權重分別為：煙塵c10.648、SOXc20.230、NOXc30.122、距離c40、地形地貌c50、風速c60；對居住地情況b2的權重分別為：煙塵c10、SOXc20、NOXc30、距離c40.653、地形地貌c50.113、風速c60.234。

2.3.3 居民情況

根據三戶居民的基本情況，結合相對重要性比例標度，分別構造三個居民對六個評價指標的判斷矩陣，并進行計算。如表5、表6、表7所示。

表5 相對于c4的計算結果

表6 相對于c5的計算結果

表7 相對于c6的計算結果

方案層對準則層C的計算結果為：

最終排序結果為

可以看出居民2所受污染最嚴重，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準，構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和六個二級指標，將所有指標進行兩兩比較，建立判斷矩陣，計算其權重，并對三戶居民受到的污染程度進行了排序，按照污染程度對應權值獲得相應比例的補償金額。

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植物的汞污染研究[J]，環境科學，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量模糊綜合評判研究[J].食品工業科技，2012,33(12)：159-162.

[4] 嚴密.醫療廢物焚燒過程二惡英生成抑制和焚燒爐環境影響研究[D].杭州：浙江大學，2012.

[5] 劉紅梅.城市生活垃圾焚燒廠周圍環境介質中二惡英分布規律及健康風險評估研究[D].杭州：浙江大學，2013.