基于模糊层次分析法的城市危险废弃物处理中心风险评价

哈聪娣

（宁夏环境科学研究院（有限责任公司）宁夏银川 750011）

经济社会的高速发展，在带来极大物质财富的同时，也伴随着产生了许多危险废弃物，对生态环境和人类健康造成了极大危害，既可能使人畜中毒、引发事故，还可能造成大气、土壤和地下水污染，造成无法挽回的损失和后果［1］。其危害性主要有3 个方面：①污染土壤。对危险废弃物进行填埋，若处置和管理不当，既占用土地，又污染土壤环境。②污染水体。对危险废物随意堆放或填埋不当，有害物质或被风吹入水中，污染饮用水源；或产生渗滤液进入地下，污染地下水源。③污染大气。一些固体废弃物中含有大量细微颗粒和粉尘，在风力作用下，会扩散污染大气；部分有毒物质还会发生化学反应，产生的有毒气体进入大气后会对人体健康产生影响。

为有效应对危险废弃物对环境造成的污染，必须采取科学方式对其进行无害化处理。城市危险废弃物处理中心作为承担这一特殊重要任务的核心枢纽，在处理危险废弃物时，受设备性能和工人技能等因素影响，可能会对周围环境和工作人员造成一定的危害和风险，因此有必要从以人为本的角度出发，对其进行风险评价，确保生产安全。本文在对城市危险废弃物处理中心各要素进行分析的基础上，使用FAHP 建立风险评价模型，以宁夏境内5 家城市危险废弃物处理中心为研究对象，对其风险进行评价，建立风险评价指标体系。

1 模糊层次分析法

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是将与决策相关的元素分解为目标、准则和方案等层次，以此为基础进行定量和定性分析的主观决策方法。其特点是在对决策问题的本质、影响因素和内在关系等进行深入分析的基础上，利用少量定量信息解决复杂决策问题［2-3］。

模糊层次分析法是利用模糊数学理论，依据给定的条件，选取适当的算法，把定性评价转化为定量评价，对受到多种因素影响的对象进行总体评价［4］。它具有系统性强、流程清晰等特点，能较好解决模糊的、难以量化的问题，适合解决各种非确定性问题。

将FAHP 运用于评价城市危险废弃物处理中心的风险有2 个：①城市危险废弃物处理中心具有“黑箱系统”特征，各类风险因素具有较强的模糊性，运用模糊数学理论中的 “隶属度”方法可有效解决这一问题，将定性信息定量化；②风险评价具有主观性，评价因素选取和权重分配对评价结果的准确性和可靠性影响极大，运用AHP 通过专家打分方法，可以比较科学合理地确定各风险因素的相对权重。同时，考虑到评价的全面性，本文从风险发生前和发生后2 方面进行评价，使评价结果更符合实际。由于目前对层次分析法和模糊层次分析法的运算方法论述非常多，本文将其省略，相关内容可参考文献［5-6］。

2 城市危险废弃物处理中心风险评价

本文以宁夏某危险废弃物处理中心为例（简称为“1 号处理中心”），收集梳理其历年风险资料，建立风险层次结构模型，利用专家打分法计算各风险因素相对权重并进行一致性检验；同时建立模糊评价集合和模糊评价矩阵，使用模糊数学方法，计算该危险废弃物处理中心风险综合评价指标。

2.1 建立层次结构模型

在分析城市危险废弃物处理中心各类风险因素基础上，着眼科学性、代表性、独立性原则，确定准则层和子准则层风险评价指标，建立城市危险废弃物处理中心风险层次模型，如表1 所示。

表1 城市危险废弃物处理中心风险层次模型

2.2 判断矩阵及一致性检验

邀请本领域专家10 人，分别建立目标层对准则层、准则层对子准则层的判断矩阵，计算准则层4 个风险类别和子准则层16 个风险因素的相对权重。本文使用MATLAB R2010b求解AW=λmaxW，计算各个判断矩阵的特征向量，在通过一致性检验的条件下，将其作为相对权重。表2 是目标层对准则层的判断矩阵和相对权重，通过了一致性检验；表3 是准则层对各子准则层的判断矩阵和相对权重，符合一致性检验要求。

表2 层次判断矩阵及风险权重

表3 城市危险废弃物处理中心风险层次总权重

2.3 层次总排序及一致性检验

层次总排序，是依据子准则层计算结果，计算子准则层所有风险因素对目标层的相对权重，并进行一致性检验。

2.4 建立模糊评价集合和模糊评价矩阵

使用模糊层次分析法，必须建立研究对象的因素集合、评价集合。本文中，因素集合就是表1 中城市危险废弃物处理中心风险层次模型，评价集合V 可设为：V=｛轻微V1，较低V2，中等V3，较高V4，严重V5｝

同时，依据从因素集合U 到评价集合V 的模糊关系，利用专家打分法逐个评定风险因素等级，由此得到模糊评价矩阵R见式（1）。式中：Ri表示某准则层模糊评价向量；rij表示某一风险因素得到某一评价的百分比。

2.5 模糊综合评价

模糊综合评价中基本运算见式（2）。

考虑到评价结果的客观性和科学性，本文使用加权平均型算法进行模糊运算，见式（3）。

为便于不同城市废弃物处理中心之间的风险对比，本文将评价指标数值化，用V1～V5分别对应20、40、60、80、100 分值，得到向量M=｛20，40，60，80，100｝。利用公式S=V×M，将集合形式的风险评价指标优化为单个数值，用S 表示。具体计算过程及结果见表4。

表4 1 号处理中心风险综合评价

3 危险废弃物处理中心风险综合评价模型

本文选取宁夏5 家城市危险废弃物处理中心作为样本。参照1 号城市危险废弃物处理中心风险综合评价指标计算方法，可以得到其余4 个处理中心的风险综合评价指标。将风险综合评价指标与各个处理中心的实际情况进行比对（表5），即可得到科学实用的城市危险废弃物处理中心风险评价指标体系。

表5 5 家危险废弃物处理中心风险综合评价及实际情况

对表5 中风险综合评价指标数据分析可知：1 号处理中心和3 号处理中心风险综合评价数值比较高，4 号处理中心评价数值较低，2 号和5 号处理中心评价数值居中。将各废弃物处理中心的实际处理情况与风险综合评价指标对比可知：废弃物处理中心风险综合评价指标较高，一般处理危险废弃物的种类多、数量大，风险较大，S 大于60；废弃物处理中心风险综合评价指标居中，处理的废弃物种类较为单一、处理量相对较少，S 介于40 到60 之间；废弃物处理中心风险综合评价指标较小，处理的危险废弃种类少、数量少，风险也小，S 小于40。

综上所述，使用FAHP 计算城市危险废弃物处理中心风险综合评价指标，能够较好地体现其风险程度，同时可以对比分析不同城市危险废弃物处理中心的风险大小，依此建立风险综合评价指标体系，如表6 所示。

表6 风险综合评价指标体系

4 结语

FAHP 不仅能够科学有效评价城市危险废弃物处理中心风险，还能对比分析不同废弃物处理中心风险大小，为管理者进行决策提供较为可靠的依据。但该模型也有自身的不足：①适应性不强，不能高效解决包含大量风险因素的评价问题。②客观性不强，该模型使用专家打分法计算各层次相对权重，专家的主观意识将极大影响评价结果。

最后需要说明的是，综合评价指标所对应的风险程度并不是一成不变的，而是动态变化的。当前我国正在大力推进生态文明建设，随着全民环保意识进一步提升，危险废弃物排放将受到更加严格的控制，城市危险废弃物处理中心的风险程度将会越来越低。