韋茜佳， 李 浩， 徐 慧， 葛一洪， 張國治， 熊 霞， 韓智勇*

(1.成都理工大學(xué) 地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 成都 610059； 2.成都理工大學(xué) 國家環(huán)境保護(hù)水土污染協(xié)同控制與聯(lián)合修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 成都 610059； 3.成都理工大學(xué) 生態(tài)環(huán)境學(xué)院， 成都 610059； 4.成都市排水有限責(zé)任公司， 成都 610023； 5.農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所， 成都 610041)

隨著我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村生活垃圾的產(chǎn)生量逐年增加，截至2014年，農(nóng)村地區(qū)生活垃圾產(chǎn)生量已達(dá)1.48億t，并以8%～10%的速率增長[1-2]。根據(jù)《中國城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2018)，我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾處理率為73.18%，無害化率為32.18%[3]。靳琪[4]等對(duì)全國224個(gè)村的調(diào)查顯示，66%的村落未能實(shí)現(xiàn)生活垃圾的完全規(guī)范處理，導(dǎo)致生活垃圾作為污染源對(duì)農(nóng)村環(huán)境造成了不同程度的污染。與日俱增的垃圾產(chǎn)生量與低下的垃圾處理能力使得多數(shù)農(nóng)村生活垃圾未能得到有效處理，農(nóng)村環(huán)境面源污染日益嚴(yán)重。

為建設(shè)“美麗鄉(xiāng)村”，解決“垃圾圍村”問題，實(shí)現(xiàn)“全國農(nóng)村環(huán)境綜合整治‘十三五’規(guī)劃”的目標(biāo)，全國各地開始探索適合本地區(qū)農(nóng)村生活垃圾處理的方式。我國農(nóng)村生活垃圾規(guī)范化處理工作起步較晚，水平較低，基礎(chǔ)設(shè)施差，生活垃圾處理仍處于初級(jí)階段[5-7]。目前，我國各省市已逐步開展農(nóng)村垃圾處理示范工程建設(shè)，主要采用熱解、好氧堆肥和厭氧發(fā)酵等技術(shù)處理農(nóng)村生活垃圾。我國不同地區(qū)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，垃圾處理技術(shù)的選擇和應(yīng)用受到地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、地理地質(zhì)條件、垃圾處理的目的與要求以及垃圾特性、產(chǎn)量等多個(gè)因素的影響[8]。由于當(dāng)下農(nóng)村地區(qū)選擇生活垃圾處理技術(shù)由于缺乏相關(guān)的政策導(dǎo)向及技術(shù)指導(dǎo)，大多照搬城市處理模式，未能結(jié)合本地的自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)條件、管理水平等因素考慮[9]，使得技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在投資高、處理效果差、資源浪費(fèi)以及二次污染嚴(yán)重等問題。而且農(nóng)村生活垃圾處理的研究主要集中在農(nóng)村生活垃圾治理問題、垃圾收運(yùn)模式和處理技術(shù)的探究上，只有為數(shù)不多的學(xué)者對(duì)實(shí)際運(yùn)行的農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)展開技術(shù)評(píng)估[10-13]。其中，孫翔[14]等利用DEA模型對(duì)21個(gè)廣西農(nóng)村生活垃圾處理示范工程案例開展績效評(píng)估；孫婷[15]結(jié)合廣西省22個(gè)農(nóng)村生活垃圾處理示范工程運(yùn)行現(xiàn)狀構(gòu)建了農(nóng)村生活垃圾處理收運(yùn)指標(biāo)體系評(píng)估來外運(yùn)和就近處理綜合成本；尚曉博[16]從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及環(huán)境構(gòu)建農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用灰色關(guān)聯(lián)法評(píng)價(jià)優(yōu)選模型。但鮮有應(yīng)用層次分析法進(jìn)行農(nóng)村生活垃圾處理處置技術(shù)選擇評(píng)估的研究，尤其是不同專家職業(yè)類型對(duì)群體決策的影響缺乏關(guān)注。

因此，本文構(gòu)建了基于群決策層次分析法的農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)評(píng)價(jià)體系，分析了專家職業(yè)對(duì)權(quán)重的影響，選取了以熱解、好氧堆肥、厭氧發(fā)酵和焚燒發(fā)電處理技術(shù)的7個(gè)垃圾處理示范工程展開現(xiàn)場調(diào)研和資料收集，確定了農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)的層次指標(biāo)，以期為后續(xù)農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)的科學(xué)選擇與決策提供客觀依據(jù)與實(shí)踐參考，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 問卷調(diào)查表的設(shè)計(jì)

本文利用yaahp12.4軟件設(shè)置好問卷標(biāo)題、各因素說明及其他相關(guān)信息，制成專業(yè)的專家調(diào)查表后導(dǎo)出成RTF格式的問卷調(diào)查表。

1.2 調(diào)研對(duì)象的選取

專家選擇遵循以下原則：具備與研究課題相關(guān)的專業(yè)素質(zhì)及合理的知識(shí)結(jié)構(gòu),必須是了解農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀，及在生活垃圾處理處置職業(yè)領(lǐng)域具有豐富從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的人員。根據(jù)達(dá)爾基對(duì)大量具有不同專家人數(shù)的應(yīng)答結(jié)果的統(tǒng)計(jì)，表明15人以上的專家調(diào)查組得到的評(píng)價(jià)結(jié)果具有足夠的可信度[17]?；谝陨蟽蓚€(gè)原則，共邀請了50位國內(nèi)固體廢棄物處理處置領(lǐng)域的專家展開問卷調(diào)查。同時(shí)，為分析不同專家群體對(duì)農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的判斷差異，根據(jù)職業(yè)類別將專家群體劃分為高?？蒲性核鶎＜?26人)、行政管理專家(19人)和企業(yè)固廢技術(shù)專家(5人)。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

1.3.1 層次分析法(AHP)

層次分析法(AHP)是按照思維、心理的規(guī)律把決策過程層次化、數(shù)量化，將要決策的問題及其相關(guān)因素分解為目標(biāo)、準(zhǔn)則、指標(biāo)等層次，從而進(jìn)行定性和定量分析的決策方法[18]。基于層次分析法可計(jì)算出各層指標(biāo)的權(quán)重，應(yīng)用于環(huán)境工程中能夠處理各類復(fù)雜的評(píng)價(jià)問題。主要步驟包括構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型、構(gòu)造判斷矩陣、檢驗(yàn)判斷矩陣的一致性、層次單排序和層次總排序，詳見《數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)》[19]所述。

1.3.2 yaahp12.4軟件操作

依照前述分組將數(shù)據(jù)導(dǎo)入yaahp12.4軟件，利用軟件中“專家數(shù)據(jù)檢查”工具對(duì)專家返回的判斷矩陣進(jìn)行檢查，對(duì)于差異較大或判斷相反的矩陣，采用最大方向改進(jìn)標(biāo)記矩陣中偏差較大的1個(gè)(或幾個(gè))值，根據(jù)矩陣中其它值對(duì)標(biāo)記值進(jìn)行修正，直至矩陣滿足一致性；對(duì)于多個(gè)值都有微小偏差的矩陣，采用最小改變在以對(duì)判斷矩陣盡量小的改動(dòng)條件下，微調(diào)矩陣中的值使之滿足一致性；對(duì)于殘缺矩陣，采用群決策中“1～9評(píng)價(jià)等級(jí)均值”進(jìn)行補(bǔ)全。選用“聚合個(gè)體判斷矩陣排序法”為數(shù)據(jù)聚合方式，先將各專家的判斷矩陣聚合成為一個(gè)判斷共識(shí)矩陣，再計(jì)算各層次排序的權(quán)重，最后獲得綜合排序結(jié)果。根據(jù)專家判別結(jié)果，利用軟件中加權(quán)算術(shù)平均法獲得專家群決策判斷共識(shí)矩陣，通過冪法計(jì)算得出準(zhǔn)則層、評(píng)價(jià)指標(biāo)層中各因素權(quán)重。

1.3.3 處理技術(shù)分值計(jì)算

處理技術(shù)的評(píng)價(jià)計(jì)算采用加權(quán)求和法，計(jì)算公式為式(1)，滿分為100分。

∑=C1×Zi+C2×Zi+…+C11+Zi

(1)

式中：C1，C2，……，C11為評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中評(píng)價(jià)指標(biāo)層的權(quán)重值；Zi為評(píng)價(jià)指標(biāo)量化表中的對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)評(píng)價(jià)體系

2.1.1 層次指標(biāo)

農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)選取遵循科學(xué)性、客觀性、綜合性、實(shí)用性以及獨(dú)立性原則[20]。并從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)境3個(gè)要素，根據(jù)處理工程的垃圾處理規(guī)模、設(shè)備的使用情況、技術(shù)的運(yùn)行情況以及二次污染的處理處置情況確定相應(yīng)的指標(biāo)[21]，各層次指標(biāo)名稱及含義見表1。

表1 農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)優(yōu)選評(píng)價(jià)層次指標(biāo)

2.1.2 層次指標(biāo)量化

依據(jù)層次結(jié)構(gòu)模型中設(shè)立的評(píng)價(jià)指標(biāo)及國家、地方已頒布的有關(guān)法律、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和原則[22-24]，同時(shí)參考國內(nèi)相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不同的農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)進(jìn)行指標(biāo)量化。對(duì)于定性的指標(biāo)，根據(jù)專家從業(yè)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合具體參考示范點(diǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的制定。調(diào)研評(píng)分依據(jù)上述方法設(shè)立各指標(biāo)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的最佳值，采用百分制構(gòu)建農(nóng)村生活垃圾評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，指標(biāo)量化結(jié)果見表2。

2.2 職業(yè)對(duì)群體決策的影響分析

2.2.1 準(zhǔn)則層

利用yaahp12.4軟件計(jì)算環(huán)境指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)的權(quán)重結(jié)果見圖1。

根據(jù)圖1農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中準(zhǔn)則層各要素的權(quán)重可得出以下結(jié)論：

圖1 準(zhǔn)則層指標(biāo)權(quán)重

(1)所有調(diào)研專家的判別結(jié)果為環(huán)境指標(biāo)(46.38%)>經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(28.70%)>技術(shù)指標(biāo)(24.92%)，說明在農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)選擇過程中，環(huán)境指標(biāo)應(yīng)當(dāng)是重點(diǎn)考慮的要素，各處理技術(shù)對(duì)環(huán)境可能造成的影響決定了其是否適用于農(nóng)村生活垃圾的處理；其次是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)。

(2)行政管理專家和企業(yè)固廢技術(shù)專家則更關(guān)注環(huán)境指標(biāo)，高?？蒲性核鶎＜腋P(guān)注經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；企業(yè)固廢技術(shù)專家對(duì)技術(shù)指標(biāo)關(guān)注相對(duì)更弱。這可能是由于當(dāng)前政策以及對(duì)應(yīng)的政府和企業(yè)考核指標(biāo)在環(huán)境上的傾斜，強(qiáng)化了行政管理專家和企業(yè)固廢技術(shù)專家對(duì)環(huán)境指標(biāo)的重視，而高校科研院所專家更加理性，更關(guān)注處理處置技術(shù)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的可行性。

2.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)層

2.2.2.1 環(huán)境指標(biāo)

“三廢”排放對(duì)環(huán)境、社會(huì)影響程度和三廢處理達(dá)標(biāo)率的權(quán)重結(jié)果見圖2。

根據(jù)圖2環(huán)境指標(biāo)中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重可得出以下結(jié)論：

圖2 環(huán)境指標(biāo)中的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

(1)相較于三廢處理達(dá)標(biāo)率(20.87%)，所有調(diào)研專家均認(rèn)為三廢排放對(duì)環(huán)境、社會(huì)影響程度(25.51%)更重要。

(2)行政管理專家和企業(yè)固廢技術(shù)專家更關(guān)注三廢排放對(duì)環(huán)境、社會(huì)影響程度；相較于其他專家，企業(yè)固廢技術(shù)專家最關(guān)注三廢處理達(dá)標(biāo)率。這可能是由于企業(yè)固廢技術(shù)專家從自身職業(yè)屬性出發(fā)，重視技術(shù)問題，同時(shí)當(dāng)前垃圾處理選址過程中的“鄰避效應(yīng)”造成的社會(huì)問題，也讓行政管理專家和技術(shù)專家更關(guān)注垃圾處理處置設(shè)施運(yùn)行過程中產(chǎn)生的環(huán)境和社會(huì)影響。

2.2.2.2 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

單位垃圾處理量的運(yùn)行費(fèi)用和單位垃圾處理量的設(shè)施投資費(fèi)用的權(quán)重結(jié)果見圖3。

圖3 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)圖3經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重可得出以下結(jié)論：

(1)相較于單位垃圾處理量的設(shè)施投資費(fèi)用(8.31%)，所有調(diào)研專家均認(rèn)為單位垃圾處理量的運(yùn)行費(fèi)用(20.39%)明顯更重要。

(2)相較于其他專家，高?？蒲性核鶎＜颐黠@更關(guān)注單位垃圾處理量的運(yùn)行費(fèi)用；各類型專家在單位垃圾處理量的設(shè)施投資費(fèi)用的權(quán)重上較為一致。這主要是因?yàn)楫?dāng)前農(nóng)村生活垃圾處理處置設(shè)施主要是由國家投資建設(shè)，但運(yùn)行費(fèi)用尚無保障，因此能否可持續(xù)運(yùn)行決定了這些設(shè)施是否能產(chǎn)生預(yù)期的環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.2.3 技術(shù)指標(biāo)

生活垃圾處理技術(shù)指標(biāo)的權(quán)重結(jié)果見圖4。

圖4 技術(shù)指標(biāo)中的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)圖4可知： 1)專家對(duì)生活垃圾處理技術(shù)指標(biāo)權(quán)重的排序依次為：垃圾無害化處理率(6.17%)>操作運(yùn)行便捷程度(4.88%)>可處理的垃圾種類(3.36%)>垃圾資源化利用率(2.96%)>技術(shù)應(yīng)用廣泛度(2.77%)>工程設(shè)備驗(yàn)收情況(2.42%)>操作運(yùn)行規(guī)范程度(2.35%)，說明在技術(shù)指標(biāo)中，垃圾無害化處理率是影響最大的因素，其次是操作運(yùn)行便捷程度和技術(shù)應(yīng)用適應(yīng)性(可處理的垃圾種類)。2)高?？蒲性核鶎＜液推髽I(yè)固體技術(shù)專家最關(guān)注垃圾處理技術(shù)的應(yīng)用效果(無害化處理率)；行政管理專家最關(guān)注操作運(yùn)行便捷程度，相對(duì)更關(guān)注技術(shù)應(yīng)用的適應(yīng)性、廣泛性和規(guī)范性，這主要是由于不同職業(yè)類型對(duì)技術(shù)選擇的側(cè)重點(diǎn)差異所致。

由于問卷調(diào)查結(jié)果具有較強(qiáng)的主觀性，前沿認(rèn)知、知識(shí)儲(chǔ)備、從業(yè)經(jīng)驗(yàn)、社會(huì)經(jīng)歷等因素均會(huì)影響指標(biāo)權(quán)重的判斷[25]。為了使結(jié)果更具專業(yè)性、科學(xué)性和可信度，最終確定以所有調(diào)研專家的問卷權(quán)重結(jié)果作為農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)評(píng)價(jià)的最終權(quán)重。

3 案例分析

3.1 調(diào)研地農(nóng)村生活垃圾處理工程運(yùn)行現(xiàn)狀

案例分析選取了4個(gè)典型垃圾處理技術(shù)實(shí)際工程，分別位于廣西壯族自治區(qū)及浙江省，詳見表3。

表3 調(diào)研地農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀

3.2 結(jié)果與分析

根據(jù)表2對(duì)農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行量化打分，其中定量指標(biāo)采用插值法計(jì)算，定性指標(biāo)對(duì)應(yīng)的分值Z1，Z2，Z3由專家根據(jù)實(shí)際情況打分，缺省取區(qū)間中位值，調(diào)研地農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)具體得分情況見表4。

表4 調(diào)研地農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)得分

根據(jù)專家權(quán)重對(duì)4個(gè)調(diào)研地進(jìn)行加權(quán)計(jì)算后，具體得分情況見表5。

由表4和表5可知：

表5 調(diào)研地農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)加權(quán)得分

(1)4種處理技術(shù)得分均高于60，用于處理農(nóng)村生活垃圾均具有可行性。其中得分最高為厭氧發(fā)酵，得分最低為焚燒發(fā)電，說明相較于熱處理技術(shù)，生物處理技術(shù)更適用于農(nóng)村。主要原因是相比好氧堆肥、厭氧發(fā)酵技術(shù)，調(diào)研的熱解、焚燒發(fā)電技術(shù)單位垃圾處理量的運(yùn)行費(fèi)用明顯偏高所致，距離城市生活垃圾處理設(shè)施較近的農(nóng)村，如果能實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)生活垃圾一體化處理處置，能有效減少單位垃圾處理量的運(yùn)行費(fèi)用，提高熱解、焚燒發(fā)電處理技術(shù)處理農(nóng)村生活垃圾的適用性。

(2)雖然均值得分和加權(quán)得分的判斷結(jié)果一致，但是加權(quán)評(píng)價(jià)中處理技術(shù)的分值極差(22.66)比均值評(píng)價(jià)分值極差(17)更大，呈現(xiàn)高分偏高、低分偏低的現(xiàn)象，說明建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系能夠?yàn)槲磥磙r(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)的比選提供更明確的判斷依據(jù)。由于指標(biāo)權(quán)重值存在差異，后續(xù)設(shè)計(jì)建造處理設(shè)施過程中，可結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，有的放矢完善較高權(quán)重的低分項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)于處理技術(shù)的本地化更具指導(dǎo)意義。

(3)建立的評(píng)價(jià)體系中部分指標(biāo)分?jǐn)?shù)界限不夠清晰、明確，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)未完全實(shí)現(xiàn)量化，在評(píng)價(jià)時(shí)不易掌握其標(biāo)準(zhǔn)與尺度，需在后續(xù)的研究和實(shí)踐中進(jìn)一步結(jié)合評(píng)價(jià)目標(biāo)進(jìn)行確定。

4 結(jié)論

(1)基于群決策的農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系準(zhǔn)則層指標(biāo)包括：環(huán)境指標(biāo)(46.38%)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(28.70%)、技術(shù)指標(biāo)(24.92%)。其中環(huán)境指標(biāo)包括三廢排放對(duì)環(huán)境、社會(huì)影響程度(25.51%)、三廢處理達(dá)標(biāo)率(20.87%)；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括單位垃圾處理量的運(yùn)行費(fèi)用(20.39%)、單位垃圾處理量的設(shè)施投資費(fèi)用(8.31%)；技術(shù)指標(biāo)包括垃圾無害化處理率(6.17%)、操作運(yùn)行便捷程度(4.88%)、可處理的垃圾種類(3.36%)、垃圾資源化利用率(2.96%)、技術(shù)應(yīng)用廣泛度(2.77%)、工程設(shè)備驗(yàn)收情況(2.42%)、操作運(yùn)行規(guī)范程度(2.35%)。在農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)選擇過程中，環(huán)境指標(biāo)是考慮的首要因素。

(2)專家群體職業(yè)類別對(duì)農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重影響明顯，主要表現(xiàn)為行政管理專家和企業(yè)固廢技術(shù)專家則更關(guān)注環(huán)境指標(biāo)，高?？蒲性核鶎＜腋P(guān)注經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，企業(yè)固廢技術(shù)專家對(duì)技術(shù)指標(biāo)關(guān)注相對(duì)更弱。

(3)應(yīng)用表明，基于群決策的農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系具有較好的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，當(dāng)前的熱處理和生物處理技術(shù)均具有可行性，但鑒于經(jīng)濟(jì)因素，生物處理技術(shù)更適宜于當(dāng)前農(nóng)村生活垃圾的處理。