基于熵權(quán)TOPSIS的塑料污染評價研究

凌杰瑤，顧可恒，丁 華

（南京師范大學(xué) 泰州學(xué)院，江蘇泰州 225300）

隨著塑料產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，近年來，塑料污染成為一個世界性問題。塑料制品容易破裂和老化，填埋后不易降解。畜牧業(yè)和旅游業(yè)受到了一定程度的沖擊，大量的塑料廢棄物被拋棄到陸地或者水中，被動物當(dāng)做食物吞食，導(dǎo)致動物出現(xiàn)大量死亡[1]。景區(qū)內(nèi)丟棄的塑料制品影響了環(huán)境美觀，破壞其自然生態(tài)鏈。除此以外，塑料中的有害物質(zhì)滲入到食物中，也會對人的肝臟、腎臟及中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成損害。

1 塑料污染程度指標(biāo)體系的構(gòu)成

根據(jù)塑料的生產(chǎn)及應(yīng)用調(diào)查，選取與塑料污染有關(guān)的五個方面，共10個參考點作為研究塑料污染程度的指標(biāo)[1]，建立的塑料污染程度指標(biāo)體系，如表1所示。

表1 塑料污染程度指標(biāo)體系

2 塑料污染評估

2.1 權(quán)重的確定

確定塑料污染程度指標(biāo)體系后，根據(jù)確定的塑料污染程度指標(biāo)，采用熵權(quán)法來獲取指標(biāo)的權(quán)重，具體步驟如下。

Step1：數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

將每個塑料污染程度指標(biāo)的數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，假設(shè)有m個指標(biāo)X1，X2……，Xm，每個指標(biāo)數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理后的值為Y1，Y2……，Ym，，那么

Step2：通過塑料污染程度指標(biāo)來計算第i個項目占第j個指標(biāo)的比重Hij

Step3：計算出每個塑料污染程度指標(biāo)的熵值

按照熵值的定義，某一組指標(biāo)數(shù)據(jù)的熵值

Step4：確定每個塑料污染程度指標(biāo)的權(quán)重[1]

由熵值的計算公式，計算出每個指標(biāo)的熵值為E1，E2……，Em，再通過熵值計算出各指標(biāo)的權(quán)重：

Step5：計算熵值

將每個指標(biāo)的數(shù)據(jù)代入公式（1），把數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再將標(biāo)準(zhǔn)化處理的數(shù)據(jù)代入公式（2）和（3）中，得到每個指標(biāo)的熵值，計算出的塑料污染評價模型的指標(biāo)的熵值，如表2所示。

表2 塑料污染評價模型的指標(biāo)的熵值

Step6：計算權(quán)重將塑料污染程度指標(biāo)體系中每個指標(biāo)的數(shù)據(jù)代入公式（4）中，得到不同數(shù)據(jù)的權(quán)重，每個指標(biāo)的權(quán)重，如表3所示。

表3 塑料污染評價模型的指標(biāo)的權(quán)重

2.2 綜合評價得分

利用熵權(quán)法對指標(biāo)進行求權(quán)重后，根據(jù)TOPSIS法確定與理想解的相對距離，并計算出塑料污染評價指標(biāo)綜合得分，具體步驟如下：

Step1：計算每個塑料污染評價指標(biāo)到正負(fù)理想解決方案的距離。

塑料污染評價指標(biāo)到正向理想解決方案的距離：

塑料污染評價指標(biāo)到負(fù)向理想解決方案的距離：

對塑料污染評價指標(biāo)進行求權(quán)后，根據(jù)正負(fù)理想解距離來評估塑料污染評價指標(biāo)優(yōu)劣性，直觀分析評價指標(biāo)的整體情況。

本文通過改進模型來評價塑料污染程度，灰色關(guān)聯(lián)度分析法通過量化系統(tǒng)變化來分析動態(tài)過程。改進的TOPSIS評價模型將指標(biāo)之間加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度作為距離測度，相比于原先的歐式距離測度，可以反映內(nèi)部變化規(guī)律，彌補其不足，并提高評價準(zhǔn)確性。同時分析各部分的評價結(jié)果，基于灰色關(guān)聯(lián)度分析的改進的TOPSIS評價模型步驟如下：

Step2：計算j指標(biāo)的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)和。

式中：ρE[0,1]，稱為分辨率系數(shù)。

Step3：改進的TOPSIS法的距離測度，定義改進后的距離測度為第i個評估目標(biāo)和正負(fù)理想解的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度。

若貼近值Ri越大，則代表該方法越接近正理想解，反之，則遠(yuǎn)離正理想解。

Step5：根據(jù)貼近值的大小判斷是否接近正理想解，計算每個評價對象的綜合得分的公式如下：

獲得的每個指標(biāo)的綜合得分，如表4所示。

表4 塑料污染程度綜合得分表

2.3 結(jié)果與討論

在2008—2013年，塑料污染程度越來越嚴(yán)重，2013年往后，隨著政府對于防治塑料污染的重視，出臺對應(yīng)的政策與管理方法，塑料污染程度得以降低。形成這種趨勢的原因可能如下。

政府制定的政策應(yīng)該考慮塑料污染的生產(chǎn)因素和產(chǎn)業(yè)投資問題，如果只遵循大多數(shù)地區(qū)的發(fā)展趨勢，減少甚至禁止生產(chǎn)和使用塑料制品，部分以生產(chǎn)塑料制品為重點地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展就會失衡，進而影響宏觀經(jīng)濟發(fā)展。因此，政策的制定也要有針對性，對于治理薄弱的地區(qū)，可以考慮將塑料生產(chǎn)方式從小作坊式的回收轉(zhuǎn)為市場需求驅(qū)動的經(jīng)濟商業(yè)模式。在保證經(jīng)濟發(fā)展的同時，規(guī)避部分塑料產(chǎn)業(yè)的風(fēng)險投資也成為各地區(qū)政府義不容辭的責(zé)任。

3 塑料污染防治的現(xiàn)狀與建議

在競爭激烈的市場上，只有以綠色環(huán)保為核心的領(lǐng)頭企業(yè)在迅速發(fā)展，而許多中小型企業(yè)沒有足夠的能力完成塑料污染防治的建立，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)也還不夠完善，導(dǎo)致塑料污染防治體系不能普遍運行。其次，經(jīng)濟和科技水平有一定的制約性。在塑料污染防治體系的發(fā)展過程中，因為經(jīng)濟和科技水平的多方面制約，只有資金鏈充足的大型企業(yè)進行了創(chuàng)新與改革，其他的中小型企業(yè)很難完成從污染型轉(zhuǎn)向環(huán)保型。最后，環(huán)境專業(yè)類人才匱乏。最近幾年，環(huán)境保護逐步向智能化方向發(fā)展，所以需要高水平人才的加入。當(dāng)前，企業(yè)的初級操作員數(shù)量已經(jīng)足夠，但因為應(yīng)屆畢業(yè)生源少和工作環(huán)境導(dǎo)致高水平人才流動性大，很多人工作一段時間就轉(zhuǎn)向別的崗位，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足塑料污染防治體系發(fā)展需求。

針對塑料污染的現(xiàn)狀，首先，鼓勵企業(yè)設(shè)計合理的塑料污染防治計劃，在解決困難的同時，進一步擴大自己的市場競爭力，實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。其次，在經(jīng)濟政策方面，政府將塑料污染防治的項目列為重點項目。在大城市開展企業(yè)試點，大力支持研究開發(fā)相關(guān)技術(shù)。最后，環(huán)境專業(yè)類的高水平人才的培養(yǎng)是實現(xiàn)污染防治的基礎(chǔ)，高校應(yīng)鼓勵學(xué)生深造，培養(yǎng)更高學(xué)歷的人才，這對塑料污染防治會有更大作用。