CN111815192A - 一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法，具体步骤如下：步骤一、建立生态脆弱性评价指标体系；步骤二、利用层次分析法确定各生态脆弱性评价指标的权重；步骤三、建立生态脆弱区多源固废安全处置环境效益评价指标体系；步骤四、确定多源固废安全处置环境效益评价指标权重；步骤五、分析多源固废安全处置的各类技术并综合筛选；步骤六：优选出生态脆弱区的多源固废安全处置技术。本发明通利于明确生态脆弱区的影响因子，从而利于针对性控制不同指标；利于针对固废的多源污染进行解析，并对不同处置方法进行分类划分且明确权重，利于突出重点；可有效的多源固废时，兼顾经济、环境和社会等因素，达到处置技术的优化选择。

Description

一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法
技术领域
本发明属于生态保护领域，特别涉及一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法。
背景技术
山脉、林地和牧场等地区是重要的生态服务功能区，具有水源涵养、防风固沙、土壤保持、科学研究等作用，但由于其内生的易损性和不稳定性，因此也是我国最主要、最典型的生态脆弱区。在全球变化与人类活动的影响下，表现出明显的生态脆弱性特征，同时面临气候旱、寒并存，土壤贫瘠退化等共性问题。
生态脆弱区域固体废物种类主要有生活垃圾、餐厨垃圾、畜禽养殖粪污、建筑垃圾等，随着我国环境保护固体废物处置领域的发展，目前针对固体废物的处理技术很多，不同的资源化利用技术所针对的固体废物类型不同，不同地区、不同气候及生态特征、不同垃圾组分特点，所适用的处理技术也不同。目前，大部分决策者对于修复技术的选择都停留在人为的主观判断上，决策者的个人偏好影响着处置方案的制定，缺少客观性和科学性；并且，固体废物处置技术选择是一个多属性问题，包括多项离散型变量和模糊定性的因素，凭借已有方法难以衡量多因素条件下的技术适用性。面对如此众多的多源固废安全处置技术，如何从技术、经济、环境的角度筛选出最适用于西北生态脆弱区的处理技术，靠人为主管判断达不到预期的理想效果。
发明内容
本发明提供了一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法，用以解决生态脆弱区域多源固废的有效性评价，构建多源固废安全处置环境效益评价指标体系以及优选多源固废安全处置技术等技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法，具体步骤如下：
步骤一、结合生态脆弱区域的自身属性、环境因素和污染源类型，综合建立生态脆弱性评价指标体系，将生态脆弱性评价指标划分为污染源特征指标、生态敏感性指标、生态适应性指标三个一级指标层，并对应一级指标层划分生态脆弱性评价指标的二级指标层；
步骤二、利用层次分析法确定各生态脆弱性评价指标的权重，其中，通过层次分析法建立生态脆弱性递阶层次结构，分为目标层、准则层和指标层三部分；目标层为生态脆弱性影响评价，准则层对应生态脆弱性评价指标的一级指标层，指标层对应的生态脆弱性评价指标的二级指标层；
步骤三、对于生态脆弱区评价指标进行分级并确定进行安全处置的范围，从生态脆弱区的生态现状、经济状况、环境效益评价特性、评价方法科学实用和数据采集简便易行方面综合分析，建立生态脆弱区多源固废安全处置环境效益评价指标体系；进而将多源固废安全处置环境效益评价指标体系划分为技术自身特点、环境效果和经济效益共三类一级指标以及各一类指标下属对应的二级指标；
步骤四、针对多源固废安全处置环境效益评价指标体系中各指标、各层次对评价总分值的贡献区别，对各指标和各层次赋以不同权重，采用层次分析法和专家评判法来确定多源固废安全处置环境效益评价指标权重；
步骤五、分析多源固废安全处置的各类技术，从技术特点、环境和经济效益以及社会效益进行综合筛选；
步骤六、对步骤四已经建立的多源固废安全处置环境效益评价指标体系中的各指标进行属性分析，属性分为成本型和效益型两类；并将步骤五中筛选出的多源固废安全处置技术对应各多源固废安全处置环境效益评价指标，进行评价指标数据收集及归一化处理，而后通过多源固废安全处置环境效益评价指标和多源固废安全处置技术构造决策矩阵，进一步优选出对应的多源固废安全处置技术。
进一步的，对于步骤一中污染源特征指标包含污染物堆存量、污染物堆存位置、浸出毒性和处理方式；生态敏感性指标包含气温、降雨量、地形地貌、坡度、土壤类型、水系发育情况和植被覆盖率；生态适应性指标包含大气功能区划分、水功能区划分、土壤功能区划分、政策执行情况和社会经济干预情况。
进一步的，对于步骤二和步骤四中的层次分析法，首先在递阶层次结构的基础上，构造判断矩阵A＝[aij]，通过对单层两两比较确定其判断矩阵，且aij>0，aij＝1/aji，aii＝1；aji的确定采用9度标法，即：ai和aj同等重要时取1；ai比aj略重要时取3；ai比aj较重要时取5；ai比aj非常重要时取7；ai比aj绝对重要时取9；反之，分别取1/3、1/5、1/7、1/9，2、4、6、8为两两判断元素之间的中间状态反应的标度；
然后根据上述原则构造判断矩阵，在判断矩阵的基础上，计算得到判断矩阵的最大特征值λmax及其对应的特征向量W，将特征向量经归一化后，即可得到相应的层次单元排序的相对重要性权重向量w1、w2、w3…wi；使用最大特征值λmax和权重向量计算出一致性指标C.I.及随机性一致性比率C.R.；
Figure BDA0002589983240000021
Figure BDA0002589983240000022
当C.R.>0.1，一致性未通过，说明权重判断矩阵的取值不合适，需要重新调整；当C.R.<0.1时，权重通过一致性检验，权重的计算值可用。
进一步的，对于步骤三中，技术自身特点、环境效果和经济效益共三类一级指标以及各一类指标下属对应的二级指标，具体如下：
技术自身特点指标包含的二级指标为：费用投入、处理效率、二次污染、占地面积和技术难度；
环境效果指标包含的二级指标为：处理量、减排量和环境整洁卫生情况；
经济效益指标包含的二级指标为：资源-能源替代和人均年收入额外增量。
进一步的，对于步骤五中，固废安全处置技术包括卫生填埋、回收加工再利用、焚烧、厌氧发酵产沼、好氧堆肥、饲料化和还田。
进一步的，对于步骤六中，多源固废安全处置环境效益评价指标体分为成本型和效益型两类，其中，成本型包含费用投入、二次污染、占地面积和技术难度；效益型包含处理效率、处理量、减排量、环境整洁卫生情况、资源-能源替代、人均年收入额外增量。
进一步的，对于步骤六中，效益型指标，可令
Figure BDA0002589983240000031
对于成本型目标令
Figure BDA0002589983240000032
Zij为第i个方案第j个指标的归一化值，有0≤Zij≤1；Yi Max是决策矩阵第i个技术方案中j个指标最大元素。
进一步的，步骤六、对于多源固废安全处置环境效益评价指标体系中各指标数据进行实地调研收集，并对各指标属性进行赋值，定量化指标分七级，用I-VII表示，依次升高。
进一步的，对于步骤六中的决策矩阵，设B＝(bij)为场地的安全处置决策矩阵，bij表示第i个方案在第j个目标下经规范化的属性值；Bi为第i个方案在各目标下的属性值，Xi表示第i个方案；目标权重向量K＝(k1,k2,k3……k10)；向量R＝B·K，表示不同方案的得分向量。本发明的有益效果体现在：
1)本发明通过建立生态脆弱性评价指标体系，利于明确生态脆弱区的影响因子，并通过分类分层并结合层次分析法进行不同指标因子的权重，从而利于针对性控制不同指标；
2)本发明通过建立生态脆弱区多源固废安全处置环境效益评价指标体系，利于针对固废的多源污染进行解析，并对不同处置方法进行分类划分且明确权重，利于突出重点；
3)本发明通过多源固废安全处置的筛选和多源固废安全处置环境效益评价指标的对应结合，可有效的在处理生态脆弱区中多源固废时，兼顾经济、环境和社会等因素，达到处置技术的优化选择。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
图1是生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法技术路线图。
图2是生态脆弱性评价指标体系多层分布示意图；
图3是多源固废安全处置环境效益评价指标体系多层分布示意图。
具体实施方式
以我国西北方某山脉为研究区，如图1所示，一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法，具体步骤如下：
步骤一、结合生态脆弱区域的自身属性、环境因素和污染源类型，综合建立生态脆弱性评价指标体系，将生态脆弱性评价指标划分为污染源特征指标、生态敏感性指标、生态适应性指标三个一级指标层，并对应一级指标层划分生态脆弱性评价指标的二级指标层；
其中
a污染源特征指标
多源固废的特征直接影响着生态环境的脆弱性，因此需要系统分析污染源的影响因子，污染源的污染特征主要包括污染物堆存量、污染物堆存位置、浸出毒液等影响因子，除此以外，多源固废处理方式及场地的处理方式也需考虑在内。
b生态敏感性指标
敏感性是指当暴露发生时生态系统的反应程度。敏感性分析的主体应为暴露影响下生态系统的自然属性，多源固废的不合理处置主要会造成水体、土壤污染，其严重程度主要与研究区的地貌、土壤类型、自然气候、植被覆盖率等自然因素有关，根据西北生态脆弱区寒并存、气候旱、土壤贫瘠的特点，选取气温、降雨、地形地貌、坡度、土壤类型、水系发育、植被覆盖率为敏感性主要影响因子。
c生态适应性指标
适应力是指生态系统在内外干扰下的自我调节与恢复能力，影响生态系统适应力主要包含内外两个方面，一是系统自身的调节与恢复能力，主要指大气、土壤及水体的稀释净化能力，这里以功能区划分作为衡量依据；二是外界的通过政策、社会经济方面的人为干预。
通过以上分析，初步构建西北地区生态脆弱性评价指标库，如表1所示。
表1生态脆弱性影响指标
Figure BDA0002589983240000051
通过查阅资料、相关文献和现场踏勘收集生态脆弱性影响指标各指标数据和污染现状数据，分析确定各指标的贡献率及相关性；
1)污染物堆存量：污染物堆存量的多少直接决定着污染物可能进入环境的数量，当堆存量较多时，则有利于污染物的扩散及向下运移，从而扩大了污染范围，反之则风险较低。
2)污染物堆存位置：污染物堆存位置的不同在于距离周边敏感目标的距离，距离远近直接与受保护对象影响的大小相关。
3)浸出物毒性：污染源主要包括四大类：生活垃圾、餐厨垃圾、建筑垃圾畜禽养殖粪污。
①生活垃圾指的是居民日常消费和生活产生的垃圾，主要包括厨余垃圾、商品包装物、废旧衣物电器家具金属、灰渣土等；在成分上除了有城市生活垃圾的组成外，还包括农作物秸秆、化肥农药包装物等农业生产废弃物常混杂其中；不同的废物类型浸出物毒性强度各不相同。
②餐厨垃圾，俗称泔脚、泔水，也叫潲水又称馊水，是餐饮垃圾和厨余垃圾的统称，主要是居民在生活消费过程中形成的生活废物，是食物垃圾中最主要的一种，包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下角料(厨余)和食用残余(泔脚)。其成分复杂，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。特点是极易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒。我国餐厨垃圾数量十分巨大，并呈快速上升趋势。根据来源不同，餐厨垃圾主要分为餐饮垃圾和厨余垃圾。前者产生自饭店、食堂等餐饮业的残羹剩饭，具有产生量大、数量相对集中、分布广的特点，后者主要指居民日常烹调中废弃的下脚料和剩饭剩菜，来自千家万户，数量巨大但相对分散，总体产生量超过餐饮垃圾。
③畜禽养殖粪污：指畜禽养殖产生的大量粪便等排泄物，含有大量氮、磷和有机污染物等。由于以往畜禽养殖场(户)环境意识差，畜禽粪便随意堆放，并随雨水进入水系。因此，畜禽粪便成为继工业污染、生活污水垃圾污染之后的第三大污染源。
④建筑垃圾指人们在从事拆迁、建设、装修、修缮等建筑业的生产活动中产生的渣土、废旧混凝土、废旧砖石及其他废弃物的统称。按产生源分类，建筑垃圾可分为工程渣土、装修垃圾、拆迁垃圾、工程泥浆等；按组成成分分类，建筑垃圾中可分为渣土、混凝土块、碎石块、砖瓦碎块、废砂浆、泥浆、沥青块、废塑料、废金属、废竹木等。
4)处理方式：多源固废不同处理方式会对环境带来不同效应，常见城市生活垃圾处理方式有卫生填埋、焚烧发电、填埋等；农村生活垃圾处理方式主要有露天堆置或焚烧、就地填埋、统一收运处理等；畜禽粪污的处理方式主要有堆肥、还田、厌氧产沼等。
1.1.2生态敏感性指标
1)气温：气温决定着污染物分解腐败及扩散速率，气温越高污染物会易于腐败散发有毒气体及渗滤液，同时会加快其扩散速率。
2)降雨量：多源固废的渗滤液在雨水充足的地区会加大其污染扩散的范围，加大对地表水与地下水污染风险。
3)地形地貌：甘肃省祁连山地区地貌特征十分复杂，发育有山地、谷地、盆地等地貌，起伏较大，不同的地貌遇降雨及冰雪融水，所产生径流的流速、方向等参数也不同，因此对生活垃圾渗滤液及畜禽粪污水的影响也不同。
4)坡度：通常坡度越大，有利于污染物的横向迁移，增加了污染物与包气带的接触面积，加大了包气带对污染物的净化作用，虽然有利于减小地下水遭受污染的风险，但增加了地表水污染风险。
5)土壤类型：土壤类型决定着包气带的特点，在相同的污染源作用下，包气带厚度越厚、组成成分越细密，污染物对地下水的威胁就越小，相反则越大。
6).水系发育情况：污染源附近的水系越发育，地表水受到污染及污染扩散的可能性就会越大，所产生的生态环境资源损失的可能性就会越大。
7)植被覆盖率：植被覆盖率越高，土壤有机质含量就越高，有利于对污染物的固定及分解。
1.1.3生态适应力指标
筛选方法：通过查阅相关文献、实地踏勘，明确研究区不同部位水体、土壤、大气的功能区划分，实地调查，收集相关当地多源固废处理政策，收集相关环境治理经济投入力度。
1)水体功能区划分、土壤功能区划分和大气功能区划分：环境功能区的划分综合考虑了自然环境特征、生态敏感性及环境承载力、服务功能等多种因素，因此可侧面反映生态受外界干扰的自我修复及净化能力。
2)政策执行情况和社会经济干预情况：不同的村镇，生活垃圾的收运设备、资金投入不同，相关畜禽粪污管理政策也不同，最终会造成不同的环境效应，后期治理强度也是评价生态适应力强弱的重要指标。
基于环境脆弱性的概念，从污染源特征、生态敏感性、适应性三方面出发，构建生态脆弱性评价指标体系如表2所示。
表2生态脆弱性评价指标
Figure BDA0002589983240000071
步骤二、利用层次分析法确定各生态脆弱性评价指标的权重，其中，通过层次分析法建立生态脆弱性递阶层次结构，分为目标层、准则层和指标层三部分；目标层为生态脆弱性影响评价，准则层对应生态脆弱性评价指标的一级指标层，指标层对应的生态脆弱性评价指标的二级指标层，如图2所示；
首先在递阶层次结构的基础上，构造判断矩阵A＝[aij]，通过对单层两两比较确定其判断矩阵，且aij>0，aij＝1/aji，aii＝1；aji的确定采用9度标法，即：ai和aj同等重要时取1；ai比aj略重要时取3；ai比aj较重要时取5；ai比aj非常重要时取7；ai比aj绝对重要时取9；反之，分别取1/3、1/5、1/7、1/9，2、4、6、8为两两判断元素之间的中间状态反应的标度；
然后根据上述原则构造判断矩阵，在判断矩阵的基础上，计算得到判断矩阵的最大特征值λmax及其对应的特征向量W，将特征向量经归一化后，即可得到相应的层次单元排序的相对重要性权重向量w1、w2、w3…wi；使用最大特征值λmax和权重向量计算出一致性指标C.I.及随机性一致性比率C.R.；计算如下式
Figure BDA0002589983240000081
Figure BDA0002589983240000082
当C.R.>0.1，一致性未通过，说明权重判断矩阵的取值不合适，需要重新调整；当C.R.<0.1时，权重通过一致性检验，权重的计算值可用。
其中R.I.的取值如表3所示。
表3R.I.取值表
Figure BDA0002589983240000083
当C.R.>0.1，一致性未通过，说明权重判断矩阵的取值不合适，需要重新调整。当C.R.<0.1时，权重通过一致性检验，权重的计算值可用。
根据生态脆弱性评价指标之间的层次关系，构建目标层与准则层判断矩阵，计算准则层指标之间的相对权重，结果如表4所示，计算CR＜0.1，一致性通过，结果表明，污染源特征(U1表示)、生态敏感性(U2表示)、生态适应性(U3表示)的权重分别为0.211、0.705、0.084。
表4目标层(A)与准则层(U)判断矩阵
Figure BDA0002589983240000084
利用同样方式，污染源特征(U1表示)中污染物堆存量(C1表示)、污染物堆存位置(C2表示)、浸出物毒性(C3表示)、处理方式(C4表示)的指标层判断矩阵，结果如表5所示。
表5准则层U1与指标层C1-C4判断矩阵
Figure BDA0002589983240000091
利用同样方式，生态敏感性(U2表示)中气温(C5表示)、降雨量(C6表示)、地形地貌(C7表示)、坡度(C8表示)、土壤类型(C9表示)、水系发育情况(C10表示)和植被覆盖率(C11表示)的指标层判断矩阵，构造的生态敏感性指标判别矩阵，如表6
表6准则层U2与指标层C5-C11判断矩阵
Figure BDA0002589983240000092
生态适应性指环境在受污染后的调节及净化能力，其包含两部分因素，一是环境自身的净化稀释能力，这里主要依据GB/T 50594-2010《水功能区划分标准》及HJ 14-1996《环境空气质量功能区划分原则与技术方法》对空气及水体功能区划分等级来衡量大气及水体净化能力，利用土地利用类型衡量土壤自身的净化力；二是人为干预的规范化处理固废及污染环境治理，用相关设备投入、政策执行力度与环境污染治理的资金投入等来衡量。对于各指标权重赋值，采用专家咨询方法，构造的生态适应性指标判断矩阵如表7所示。其中，生态适应性指标(U3表示)中水功能区划分(C12表示)、土壤功能区划分(C13表示)、大气功能区划分(C14表示)、政策执行情况(C15表示)和社会经济干预情况(C16表示)的指标层判断矩阵。
表7准则层U3与指标层C12-C16判断矩阵
Figure BDA0002589983240000101
根据目标层(A)与准则层(U)及指标层(C)各判断矩阵的结果进行层次总排序，指标层权重结果如表8。
表8指标层C1-C14权重值
指标 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8
Wi 0.107 0.025 0.056 0.022 0.018 0.094 0.181 0.223
指标 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16
Wi 0.049 0.051 0.089 0.031 0.031 0.014 0.006 0.003
(4)各指标分级评分
各指标层因子评分范围及评分值的确定，优先参考已有评价模型的参数值，若国内外参考文献中没有说明，则可查阅国内外相关污染因子标准自行进行分级评价，同时结合研究区实际情况，根据各指标潜在污染风险的大小进行分级评分，评分值范围为1～10，评级结果如表9-表24所示。
表9污染物堆存量分级标准
堆存比例(堆存量占总产量比例)分级 等级 标准化 含义
I 低危害 2 小于20％
II 较低危害 4 20％
III 中危害 6 40％
IV 较高危害 8 60％
V 高危害 10 80％以上
表10污染物堆存位置分级标准
Figure BDA0002589983240000111
表11浸出物毒性分级标准
浸出物毒性分级 等级 标准化
无致癌风险 低危害 2
致癌性不确定物 较低危害 4
可能致癌物 中危害 6
对动物致癌，对人类有不确定性 较高危害 8
人类致癌物 高危害 10
表12处理方式分级评分标准
处理方式分级 等级 标准化
资源化利用、卫生填埋、规范化处理 低危害 2
未处理地面露天排放、焚烧、填埋 高危害 10
表13气温分级标准
气温分级(℃) 等级 标准化 含义
＜25 低暴露 2 低气温
25～30 较低暴露 4 较低气温
30～35 中度暴露 6 中度气温
35～40 较高暴露 8 较高气温
＞40 高暴露 10 高气温
表14降雨量分级标准
降水分级(mm) 等级 标准化 含义
＜160 低暴露 2 少降水
165～170 较低暴露 4 较少降水
170～175 中度暴露 6 中度降水
175～180 较高暴露 8 较多降水
＞180 高暴露 10 高降水
表15地形地貌分级标准
地貌等级划分 等级 标准化 含义
I 低暴露 4 山地、高原
II 中等暴露 8 平川、河谷
III 高暴露 10 戈壁、沙漠
表16坡度分级标准
坡度分级(°) 等级 标准化 含义
＜5 低暴露 2 低坡度
5～15 较低暴露 4 较低坡度
15～25 中度暴露 6 中坡度
25～40 较高暴露 8 较高坡度
＞40 高暴露 10 高坡度
表17土壤类型分级标准
Figure BDA0002589983240000121
Figure BDA0002589983240000131
表18水系发育情况分级标准
距河流距离分级(m) 等级 标准化 含义
＞1000 低暴露 2 距河流距离远
500～1000 较低暴露 4 距河流距离较远
300～500 中度暴露 6 距河流距离中等
100～300 较高暴露 8 距河流距离较近
＜100 高暴露 10 距河流距离近
表19植被覆盖率分级标准
植被覆盖率划分等级 等级 标准化 植被覆盖率
I 不敏感 2 茂密(＞30％)
II 轻度敏感 4 适中(20％～30％)
III 中度敏感 6 较少(10％～20％)
IV 高度敏感 8 稀疏(小于10％)
V 极高敏感 10 裸地0
表20水功能划分级别标准
Figure BDA0002589983240000132
表21大气功能区划分级别标准
Figure BDA0002589983240000141
表22土壤功能区域划分标准
土地利用类型划分等级 等级 标准化 含义
I 低敏感 2 未利用地
II 较低敏感 4 城镇、公路、居民点
III 中度敏感 6 旱地
IV 较高敏感 8 天然草地、农田、园地、水域
V 高敏感 10 灌木林地、有林地
表23政策执行情况等级划分
Figure BDA0002589983240000142
表24社会经济干预情况等级划分
Figure BDA0002589983240000143
步骤三、对于综合评价生态脆弱区评价为中高级的进行安全处置，从生态脆弱区的生态现状、经济状况、环境效益评价特性、评价方法科学实用和数据采集简便易行方面综合分析，建立生态脆弱区多源固废安全处置环境效益评价指标体系；进而将多源固废安全处置环境效益评价指标体系划分为技术自身特点、环境效果和经济效益共三类一级指标以及各一类指标下属对应的二级指标，如图3所示；
本实施例中，指标A1代表技术自身特点，从技术本身出发，揭示不同多源固废处理方式的经济环境适应性，包含五个二级指标：
1)B11代表费用投入，包含设备投入费用、运输费用、人工费用、维护费用，反映固废处理方式的成本；
2)B12代表处理效率，综合反映固废处理方式的单位时间处理量；
3)B13代表二次污染，反映固废接受处理后产生的废气、废液、废渣对环境的影响；
4)B14代表占地面积，表示固废处理方式正常运行所需要的土地面积；
5)B15代表技术难度，表示技术的可操作性，能反应人们的接受程度。
(2)指标A2代表环境效果，主要反映处理方式实施后的环境卫生效益，包括三个二级指标：
1)B21代表处理量，用来反映多源固废处理技术的实际固废处理量。
2)B22代表减排量，用来反映多源固废经相应技术处置后减少的污染物排放量，污染物排放量的减少可提升地区水体、空气与土壤质量。
3)B23代表环境整洁卫生情况，反映人居环境、厕所畜禽舍卫生状况。
(3)指标A3代表经济效益用，来反映不同固废处理方式对经济的贡献情况，包含两个个二级指标：
1)B31代表资源-能源替代，反映资源化产品对农药化肥、燃煤等能源的替代情况；
2)B32代表人均年收入额外增量，反映不同固废处理方式对农民收入的影响。
步骤四、针对多源固废安全处置环境效益评价指标体系中各指标、各层次对评价总分值的贡献区别，对各指标和各层次赋以不同权重，采用层次分析法和专家评判法来确定多源固废安全处置环境效益评价指标权重；
由于在西北生态脆弱区多源固废安全处置环境效益评价体系中，各指标、各层次对评价总分值的贡献不同，对各指标和各层次赋以不同权重，采用层次分析法和专家评判法来确定各指标权重，结果见表25。
表25多源固废安全处置环境评价指标体系各指标权重
Figure BDA0002589983240000161
步骤五、分析多源固废安全处置的各类技术，从技术特点、环境和经济效益以及社会效益对卫生填埋、回收加工再利用、焚烧、厌氧发酵产沼、好氧堆肥、饲料化和还田等处置技术进行综合筛选，如表26所示。
表26各类固废处理技术的优缺点
Figure BDA0002589983240000162
Figure BDA0002589983240000171
步骤六、对步骤四已经建立的多源固废安全处置环境效益评价指标体系中的各指标进行属性分析，属性分为成本型和效益型两类；并将步骤五中筛选出的多源固废安全处置技术对应各多源固废安全处置环境效益评价指标，进行评价指标数据收集及归一化处理，而后通过多源固废安全处置环境效益评价指标和多源固废安全处置技术构造决策矩阵，进一步优选出对应的多源固废安全处置技术。
本实施例中，多源固废安全处置环境效益评价指标体分为成本型和效益型两类，其中，成本型包含费用投入、二次污染、占地面积和技术难度；效益型包含处理效率、处理量、减排量、环境整洁卫生情况、资源-能源替代、人均年收入额外增量，如表27所示。
表27指标属性表
属性 类型
费用投入(y<sub>1</sub>) 成本型，希望投入最少
处理效率(y<sub>2</sub>) 效益型，处理速率与数量越多越好
二次污染(y<sub>3</sub>) 成本型，希望污染越小
占地面积(y<sub>4</sub>) 成本型，希望占地面积越小
技术难度(y<sub>5</sub>) 成本型，希望技术难度越小
处理量(y<sub>6</sub>) 效益型，希望处理量越大
减排量(y<sub>7</sub>) 效益型，希望减排量越大
环境整洁卫生情况(y<sub>8</sub>) 效益型，希望卫生情况提升
资源-化肥替代(y<sub>9</sub>) 效益型，希望替代量大
人均年收入额外增量(y<sub>10</sub>) 效益型，希望人均收入增多
考虑到如果使用各指标本身属性，不便于比较，因此需要进行指标属性归一化，将所有的指标值转化到[0,1]区间上。此外，单位的不一致也会影响到计算过程，不便于比较各属性，因此需要进行线性转化予以规范化。
以生活垃圾处理中，X＝{x1,x2}分别表示卫生填埋和焚烧发电，并对两种技术各指标属性进行赋值，定量化指标分七级，用I-VII表示，依次升高。用Y＝{y1,y2,y3,y4,y5,y6,y7,y8,y9,y10}分别表示费用投入、处理效率、二次污染占地面积、技术难度、处理量、减排量、环境卫生改善情况、资源-化肥替代、人均年收入额外增量，进行实地调研收集指标体系中各指标数据，决策矩阵如表28所示。
表28生活垃圾安全处理指标属性值决策矩阵
指标 y<sub>1</sub> y<sub>2</sub> y<sub>3</sub> y<sub>4</sub> y<sub>5</sub>
x<sub>1</sub> 4662万元 1173万吨 IV 150万m<sup>3</sup> IV
x<sub>2</sub> 6亿元 1752万吨 II 8万m<sup>3</sup> VI
指标 y<sub>6</sub> y<sub>7</sub> y<sub>8</sub> y<sub>9</sub> y<sub>10</sub>
x<sub>1</sub> III III VI II I
x<sub>2</sub> V V VI VI I
(注：y2指全生命周期总垃圾处理量)
对于效益型指标，可令
Figure BDA0002589983240000181
Yi Max是决策矩阵第i行中最大元素，所以有0≤Zij≤1；对于成本型目标，属性值越小越好，可令
Figure BDA0002589983240000182
同样也有0≤Zij≤1。Zij为第i个方案第j个指标的归一化值，有0≤Zij≤1；Yi Max是决策矩阵第i个技术方案中j个指标最大元素，结果见表29。
表29生活垃圾处理技术指标属性归一化结果
属性 卫生填埋 焚烧发电
费用投入 0.953 0.4
处理效率 0.335 0.501
二次污染 0.429 0.714
占地面积 0.333 0.964
技术难度 0.429 0.143
处理量 0.429 0.714
减排量 0.429 0.714
环境整洁卫生情况 0.857 0.857
资源-能源代替 0.286 0.857
人均年均收入增量 0.143 0.143
本实施例中，对于步骤六中的决策矩阵，设B＝(bij)为场地的生活垃圾安全处置决策矩阵，bij表示第i个方案在第j个目标下经规范化的属性值；Bi为第i个方案在各目标下的属性值，Xi表示第i个方案；目标权重向量K＝(k1,k 2,k 3……k 10)；向量R＝B·K，表示不同方案的得分向量，可表示卫生填埋与焚烧发电的得分向量，具体计算结果如下：
Figure BDA0002589983240000191
向量R的最终结果为[0.608 0.697]，对其进行百分制换算，最终垃圾卫生填埋的评价得分为60.8分，垃圾焚烧发电评价得分为69.7分。
本实施例中，卫生填埋与垃圾焚烧发电的最终得分差距较小，说明两种方式都比较适宜作为西北生态脆弱区生活垃圾处理的主要方式。生活垃圾卫生填埋与焚烧发电技术的最终评价得分都较低，表明这两种生活垃圾处理技术的环境效益偏低；目前，我国已有的固废处理技术还不能较好的兼顾环保与经济的双重指标，因此要做到资源的节约及提升环境生态质量，还应从源头对固体废弃物进行减量化。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一、结合生态脆弱区域的自身属性、环境因素和污染源类型，综合建立生态脆弱性评价指标体系，将生态脆弱性评价指标划分为污染源特征指标、生态敏感性指标、生态适应性指标三个一级指标层，并对应一级指标层划分生态脆弱性评价指标的二级指标层；
步骤二、利用层次分析法确定各生态脆弱性评价指标的权重，其中，通过层次分析法建立生态脆弱性递阶层次结构，分为目标层、准则层和指标层三部分；目标层为生态脆弱性影响评价，准则层对应生态脆弱性评价指标的一级指标层，指标层对应的生态脆弱性评价指标的二级指标层；
步骤三、对于生态脆弱区评价指标进行分级并确定进行安全处置的范围，从生态脆弱区的生态现状、经济状况、环境效益评价特性、评价方法科学实用和数据采集简便易行方面综合分析，建立生态脆弱区多源固废安全处置环境效益评价指标体系；进而将多源固废安全处置环境效益评价指标体系划分为技术自身特点、环境效果和经济效益共三类一级指标以及各一类指标下属对应的二级指标；
步骤四、针对多源固废安全处置环境效益评价指标体系中各指标、各层次对评价总分值的贡献区别，对各指标和各层次赋以不同权重，采用层次分析法和专家评判法来确定多源固废安全处置环境效益评价指标权重；
步骤五、分析多源固废安全处置的各类技术，从技术特点、环境和经济效益以及社会效益进行综合筛选；
步骤六、对步骤四已经建立的多源固废安全处置环境效益评价指标体系中的各指标进行属性分析，属性分为成本型和效益型两类；并将步骤五中筛选出的多源固废安全处置技术对应各多源固废安全处置环境效益评价指标，进行评价指标数据收集及归一化处理，而后通过多源固废安全处置环境效益评价指标和多源固废安全处置技术构造决策矩阵，进一步优选出对应的多源固废安全处置技术。
2.如权利要求1所述的一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法，其特征在于，对于步骤一中污染源特征指标包含污染物堆存量、污染物堆存位置、浸出毒性和处理方式；生态敏感性指标包含气温、降雨量、地形地貌、坡度、土壤类型、水系发育情况和植被覆盖率；生态适应性指标包含水功能区划分、土壤功能区划分、大气功能区划分、政策执行情况和社会经济干预情况。
3.如权利要求1所述的一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法，其特征在于，对于步骤二和步骤四中的层次分析法，首先在递阶层次结构的基础上，构造判断矩阵A＝[aij]，通过对单层两两比较确定其判断矩阵，且aij>0，aij＝1/aji，aii＝1；aji的确定采用9度标法，即：ai和aj同等重要时取1；ai比aj略重要时取3；ai比aj较重要时取5；ai比aj非常重要时取7；ai比aj绝对重要时取9；反之，分别取1/3、1/5、1/7、1/9，2、4、6、8为两两判断元素之间的中间状态反应的标度；
然后根据上述原则构造判断矩阵，在判断矩阵的基础上，计算得到判断矩阵的最大特征值λmax及其对应的特征向量W，将特征向量经归一化后，即可得到相应的层次单元排序的相对重要性权重向量w1、w2、w3…wi；使用最大特征值λmax和权重向量计算出一致性指标C.I.及随机性一致性比率C.R.；
Figure FDA0002589983230000021
Figure FDA0002589983230000022
当C.R.>0.1，一致性未通过，说明权重判断矩阵的取值不合适，需要重新调整；当C.R.<0.1时，权重通过一致性检验，权重的计算值可用。
4.如权利要求1所述的一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法，其特征在于，对于步骤三中，技术自身特点、环境效果和经济效益共三类一级指标以及各一类指标下属对应的二级指标，具体如下：
技术自身特点指标包含的二级指标为：费用投入、处理效率、二次污染、占地面积和技术难度；
环境效果指标包含的二级指标为：处理量、减排量和环境整洁卫生情况；
经济效益指标包含的二级指标为：资源-能源替代和人均年收入额外增量。
5.如权利要求1所述的一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法，其特征在于，对于步骤五中，固废安全处置技术包括卫生填埋、回收加工再利用、焚烧、厌氧发酵产沼、好氧堆肥、饲料化和还田。
6.如权利要求4所述的一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法，其特征在于，对于步骤六中，多源固废安全处置环境效益评价指标体分为成本型和效益型两类，其中，成本型包含费用投入、二次污染、占地面积和技术难度；效益型包含处理效率、处理量、减排量、环境整洁卫生情况、资源-能源替代、人均年收入额外增量。
7.如权利要求6所述的一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法，其特征在于，对于步骤六中，效益型指标，可令
Figure FDA0002589983230000023
对于成本型目标令
Figure FDA0002589983230000024
Zij为第i个方案第j个指标的归一化值，有0≤Zij≤1；Yi Max是决策矩阵第i个技术方案中j个指标最大元素。
8.如权利要求1所述的一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法，其特征在于，步骤六、对于多源固废安全处置环境效益评价指标体系中各指标数据进行实地调研收集，并对各指标属性进行赋值，定量化指标分七级，用I-VII表示，依次升高。
9.如权利要求1所述的一种生态脆弱区域多源固废安全处置体系建立方法，其特征在于，对于步骤六中的决策矩阵，设B＝(bij)为场地的安全处置决策矩阵，bij表示第i个方案在第j个目标下经规范化的属性值；Bi为第i个方案在各目标下的属性值，Xi表示第i个方案；目标权重向量K＝(k1,k2,k3……k10)；向量R＝B·K，表示不同方案的得分向量。
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