基于熵权TOPSIS的塑料污染评价研究

凌杰瑶，顾可恒，丁 华

（南京师范大学 泰州学院，江苏泰州 225300）

随着塑料产业的迅速发展，近年来，塑料污染成为一个世界性问题。塑料制品容易破裂和老化，填埋后不易降解。畜牧业和旅游业受到了一定程度的冲击，大量的塑料废弃物被抛弃到陆地或者水中，被动物当做食物吞食，导致动物出现大量死亡[1]。景区内丢弃的塑料制品影响了环境美观，破坏其自然生态链。除此以外，塑料中的有害物质渗入到食物中，也会对人的肝脏、肾脏及中枢神经系统造成损害。

1 塑料污染程度指标体系的构成

根据塑料的生产及应用调查，选取与塑料污染有关的五个方面，共10个参考点作为研究塑料污染程度的指标[1]，建立的塑料污染程度指标体系，如表1所示。

表1 塑料污染程度指标体系

2 塑料污染评估

2.1 权重的确定

确定塑料污染程度指标体系后，根据确定的塑料污染程度指标，采用熵权法来获取指标的权重，具体步骤如下。

Step1：数据标准化

将每个塑料污染程度指标的数据进行标准化处理，假设有m个指标X1，X2……，Xm，每个指标数据进行标准化处理后的值为Y1，Y2……，Ym，，那么

Step2：通过塑料污染程度指标来计算第i个项目占第j个指标的比重Hij

Step3：计算出每个塑料污染程度指标的熵值

按照熵值的定义，某一组指标数据的熵值

Step4：确定每个塑料污染程度指标的权重[1]

由熵值的计算公式，计算出每个指标的熵值为E1，E2……，Em，再通过熵值计算出各指标的权重：

Step5：计算熵值

将每个指标的数据代入公式（1），把数据进行标准化处理，再将标准化处理的数据代入公式（2）和（3）中，得到每个指标的熵值，计算出的塑料污染评价模型的指标的熵值，如表2所示。

表2 塑料污染评价模型的指标的熵值

Step6：计算权重将塑料污染程度指标体系中每个指标的数据代入公式（4）中，得到不同数据的权重，每个指标的权重，如表3所示。

表3 塑料污染评价模型的指标的权重

2.2 综合评价得分

利用熵权法对指标进行求权重后，根据TOPSIS法确定与理想解的相对距离，并计算出塑料污染评价指标综合得分，具体步骤如下：

Step1：计算每个塑料污染评价指标到正负理想解决方案的距离。

塑料污染评价指标到正向理想解决方案的距离：

塑料污染评价指标到负向理想解决方案的距离：

对塑料污染评价指标进行求权后，根据正负理想解距离来评估塑料污染评价指标优劣性，直观分析评价指标的整体情况。

本文通过改进模型来评价塑料污染程度，灰色关联度分析法通过量化系统变化来分析动态过程。改进的TOPSIS评价模型将指标之间加权灰色关联度作为距离测度，相比于原先的欧式距离测度，可以反映内部变化规律，弥补其不足，并提高评价准确性。同时分析各部分的评价结果，基于灰色关联度分析的改进的TOPSIS评价模型步骤如下：

Step2：计算j指标的加权灰色关联系数和。

式中：ρE[0,1]，称为分辨率系数。

Step3：改进的TOPSIS法的距离测度，定义改进后的距离测度为第i个评估目标和正负理想解的加权灰色关联度。

若贴近值Ri越大，则代表该方法越接近正理想解，反之，则远离正理想解。

Step5：根据贴近值的大小判断是否接近正理想解，计算每个评价对象的综合得分的公式如下：

获得的每个指标的综合得分，如表4所示。

表4 塑料污染程度综合得分表

2.3 结果与讨论

在2008—2013年，塑料污染程度越来越严重，2013年往后，随着政府对于防治塑料污染的重视，出台对应的政策与管理方法，塑料污染程度得以降低。形成这种趋势的原因可能如下。

政府制定的政策应该考虑塑料污染的生产因素和产业投资问题，如果只遵循大多数地区的发展趋势，减少甚至禁止生产和使用塑料制品，部分以生产塑料制品为重点地区的经济发展就会失衡，进而影响宏观经济发展。因此，政策的制定也要有针对性，对于治理薄弱的地区，可以考虑将塑料生产方式从小作坊式的回收转为市场需求驱动的经济商业模式。在保证经济发展的同时，规避部分塑料产业的风险投资也成为各地区政府义不容辞的责任。

3 塑料污染防治的现状与建议

在竞争激烈的市场上，只有以绿色环保为核心的领头企业在迅速发展，而许多中小型企业没有足够的能力完成塑料污染防治的建立，基础数据中心的建设也还不够完善，导致塑料污染防治体系不能普遍运行。其次，经济和科技水平有一定的制约性。在塑料污染防治体系的发展过程中，因为经济和科技水平的多方面制约，只有资金链充足的大型企业进行了创新与改革，其他的中小型企业很难完成从污染型转向环保型。最后，环境专业类人才匮乏。最近几年，环境保护逐步向智能化方向发展，所以需要高水平人才的加入。当前，企业的初级操作员数量已经足够，但因为应届毕业生源少和工作环境导致高水平人才流动性大，很多人工作一段时间就转向别的岗位，远远不能够满足塑料污染防治体系发展需求。

针对塑料污染的现状，首先，鼓励企业设计合理的塑料污染防治计划，在解决困难的同时，进一步扩大自己的市场竞争力，实现转型升级。其次，在经济政策方面，政府将塑料污染防治的项目列为重点项目。在大城市开展企业试点，大力支持研究开发相关技术。最后，环境专业类的高水平人才的培养是实现污染防治的基础，高校应鼓励学生深造，培养更高学历的人才，这对塑料污染防治会有更大作用。