寒旱地区农村改厕技术模式评价指标体系构建

高聪聪，花文元，2，吴照红，陈之晗，郑向群，罗良国*

（1.中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，北京 100081；2.瓦格宁根大学环境经济与自然资源组，瓦格宁根6706 KN荷兰）

“小厕所，大民生”。厕所问题从来不是小问题，厕所不仅是与我们生理健康息息相关的基础设施，而且是社会人文风貌和精神文明程度的重要体现。农村地区受地形、气候、经济、文化等众多条件的限制，厕所成为改善农村环境卫生和健康问题的重点和难点[1]。目前，农村厕所革命推进取得重大进展，2023年4 月农业农村部发布的《关于开展农村改厕“提质年”工作的通知》中提到，我国农村卫生厕所普及率已超过73%。然而，全国各地农村由于区域自然资源禀赋、社会经济发展水平、村民文化习俗等差异，厕所革命进展不平衡，特别是我国干旱寒冷农村地区未进行评估就盲目推广某项改厕技术模式，在厕所改造中出现技术不适用、卫生环境差、经济成本高、居民接受与使用程度低、维护管理机制不完善等问题[2-5]，改厕进展明显滞后于全国平均水平，已影响到全国厕所革命整体进程。

我国农村户厕改造技术模式主要为《农村户厕卫生规范》（GB 19379—2012）推荐使用的6 种相对成熟的卫生厕所类型，可以将其简单分为水冲厕所（具有完整上下水道系统及污水处理设施水冲式、三格化粪池式、双瓮漏斗式、三联通沼气池式）和卫生旱厕（粪尿分集式、双坑交替式），这6 类厕所各有其特点和优势。从全国农村整体改厕情况看，水冲式卫生厕所的应用明显优于卫生旱厕[6-7]。干旱、寒冷农村地区由于受水资源匮乏、冬季寒冷易冻等自然条件的影响，水冲式厕所的应用受限，推荐使用卫生旱厕成为必然，但卫生旱厕依然存在粪污无害化效果不达标、抗寒防冻性差等客观问题。因此，突破防冻节水、粪污无害化处理等“卡脖子”技术瓶颈，找到最适合我国寒旱地区农村改厕的技术模式是关键[8]。为此，2021 年12 月和2022 年5 月中共中央办公厅与国务院办公厅联合印发《农村人居环境整治提升五年行动方案（2021—2025 年）》和《乡村建设行动实施方案》，明确要求不同地区要科学选择改厕技术模式，宜水则水、宜旱则旱，加快研发干旱和寒冷地区卫生厕所适用技术和产品[9-10]。当前，兼顾节水和防冻功效的新型微水冲（真空负压式）厕所、循环水冲厕所和免水冲生态发酵旱厕（即粪尿分集的多功能菌剂微生物降解式厕所与堆肥式厕所）等卫生厕所[11-14]不断推陈出新，正在我国寒旱地区农村开展多点试验，其是否符合目前寒旱地区农村对最适改厕技术模式的要求，亟待开展科学有效的评价和研判。

国际上对于改厕技术模式的评价研究起步较早，农村改厕技术模式评价多与其地区经济发展水平关联，发达国家和地区的评价指标主要涉及技术性能评价指标、成本与费用评价指标、生态与环境评价指标和管理与维护评价指标等[15-16]，评价体系相对系统、完善；欠发达国家，如印度、印度尼西亚、肯尼亚、加纳、埃塞俄比亚等，由于管理条件和用户认知基础薄弱，农村改厕评价更多关注改厕技术对农牧民如厕卫生条件、如厕陋习（露天随地便溺）和健康状况改善维度，忽视或少有考虑厕所运维管护、粪污资源化利用及其环境影响维度[17-22]，评价比较片面，且评价系统缺乏全面性。与国际研究相比，我国虽起步较晚但发展迅速，已有对农村改厕技术模式评价的研究主要集中在两个方面：一是从卫生学角度对农村地区改厕技术应用所达的卫生状况、粪污无害化效果[23-27]以及卫生厕所建造质量等单一指标维度的评价[28-30]，侧重点差异性明显，维度单一；二是围绕农村改厕使用情况、卫生效果、粪便处理（粪污无害化和资源化）、农户接受度等多维度指标的综合效果的评价[31-34]，但指标体系构建不全面。如熊甜甜[31]运用层次分析法从厕所建（改）造、使用情况、卫生效果及农户评价4 个指标维度对改厕技术模式应用效果进行评判，但未考察后期的长效运维管理；翟文增等[32]对河北平泉市厕所改造技术模式应用效果进行评价，建立了包括厕屋建造、粪便处理、农户接受度、厕所维护与管理的评价体系，却忽视了经济成本指标。孟静[33]、刘聪[34]从卫生、经济、管理等角度展开对农村卫生改厕技术模式的评价，但未将改厕技术模式与区域地理、气候等自然条件的技术适宜性或适应性指标纳入评价指标体系。目前综合效果评价的研究还主要集中在传统的卫生厕所技术模式上，而具备节能环保特点的新型厕所改造技术模式由于缺乏相对应的指标来描述，民众对其认知较少，导致评价产生偏差；某些反映国家政策新方向的指标也未引入评价体系，未得到相应的关注与重视，如改厕与污水治理统筹兼顾[9-10，35]。

鉴于改厕技术评价指标体系构建规范性不足与缺乏系统性，以及我国目前寒旱地区成熟适宜的农村改厕技术模式欠缺、效果评价滞后或缺位的研究现状，非常有必要建立科学、有效的寒旱地区农村改厕技术模式评价体系，为优选适宜寒旱地区农村改厕技术模式、助力寒旱地区农村改厕标准化建设及规范化管理提供理论支撑和科学依据。

1 材料与方法

1.1 寒旱地区农村改厕技术模式评价指标体系建立

本研究主要采用文献研究法与专家咨询法相结合、定性与定量分析相结合等方法，借鉴国内外同领域相关评价指标体系构建经验，通过分层归纳，经多领域专家讨论加以修正整合后，构建确立最适合寒旱地区农村改厕技术模式评价的指标体系。

1.1.1 评价指标体系构建原则

农村改厕技术模式评价实质上是对农村改厕技术模式的适用性从系统化角度进行综合评定，为了科学构建评价指标体系、有效评价寒旱地区新型农村改厕技术模式应用效果，在构建指标体系时要遵循以下5 项原则[31-34，36]：①可获得性原则。选取的评价指标应当能够被观测或测量，且具有普遍统计意义和可比性，优先选用具体化指标，剔除数据获取困难的指标。②以人为本原则。厕所是与人民健康和生活质量密切相关的重要基础设施，改厕的根本目的就是为了满足人民日益增长的美好生活需要。所以，指标选取必须坚持以人为核心，将人民的利益作为一切工作的出发点和落脚点，深切关注农村用户的实际需求，实地考察农村用户对厕所设施的使用意向和满意情况。③典型性原则。所选指标具有代表性，精简且准确。综合考虑我国现有适用于寒旱地区的农村厕所改造技术及集成模式的优缺点、使用特性选取指标。④独立性与全面性相结合原则。评价指标选取时，尽量减少指标间的关联和重复，保证各指标能够独立进行分析，同时各个指标组成全面且系统的技术评价指标总集，有利于衡量各指标因子针对总评价目标的相对权重，使得获取的评价结果更具准确性。⑤现实性与导向性相结合原则。构建的指标体系应反映我国寒旱地区农村改厕技术发展特点及目前农村地区实际应用情况。与此同时，指标应具有引导性，符合国家政策鼓励和倡导的技术研发与推广方向，能为实现国家战略目标服务。

1.1.2 评价指标体系初建

我国农村改厕虽有《农村户厕卫生规范》（GB 19379—2012）、《粪便无害化卫生要求》（GB 7959—2012）、《农村三格式户厕建设技术规范》（GB/T 38836—2020）、《农村集中下水道收集户厕建设技术规范》（GB/T 38838—2020）、《农村三格式户厕运行维护规范（GB/T 38837—2020）》等国家标准作为指导，但对于改厕与生活污水协同治理、粪污无害化后就近就地资源化农用等国家政策引导性指标考虑不足或根本未考虑，导致评价偏差，不能有效地指导农村改厕稳步推进。国际上改厕技术模式评价研究领域的学者们普遍认为改厕后其生态及环境卫生效果、技术应用性能、经济成本、农户认可、有效管理都是重要的考察指标[16，37-39]，与此同时，在其研究过程中还发现新厕应用会给用户带来某些潜移默化的文明习惯改善[18]。为此，在参考国内外农村改厕技术模式评价指标的选取维度、经验的同时，结合我国农村改厕技术研发水平及适用地区人文地理等特征，本研究创新性地引入社会效益评价指标，用以考察农户使用新厕后的生活居住质量以及文明素养的改善情况，同时兼顾国家对农村强调厕污就近就地资源化利用和农村改厕与生活污水治理协同等政策引导，初步筛选建立我国寒旱地区农村改厕技术模式评价指标框架体系，如表1所示。

1.1.3 评价指标体系建立

为准确评判寒旱地区农村改厕技术模式的区域适配性，基于文献法初筛建立寒旱地区农村改厕技术模式评价指标框架体系（表1），并运用专家咨询法再次对指标体系进行遴选。咨询专家涵盖了生态学、人居环境治理、农业工程、农村发展等多学科领域，包括农村改厕技术服务指导专家24 人（占37.50%），相关省市县农村改厕负责人31 人（占48.44%），部分农村改厕企业负责人9 人（占14.06%），经过对64 位专家咨询，结合最终使用农户的诉求，遵循指标体系构建原则，剔除数据获取困难的指标，归纳合并同类指标，最终构建包含1 个目标层、6 个准则层和15 个指标层的寒旱地区农村改厕技术模式应用效果三级综合评价指标体系（表2）。确立的指标体系及释义如表2所示，其中：A 层为目标层，即干旱寒冷地区农村改厕技术模式评价指标体系；B 层为准则层，包括技术模式先进性、技术模式经济性、生态协同性、管理有效性、农户满意度和社会效益；C 层为指标层，包括各准则层对应的各项具体化指标。

表2 寒旱地区农村改厕技术模式评价指标体系及释义Table 2 Interpretation of the index system for evaluating the technical models adapted for the rural toilet renovation in cold and arid areas

1.2 寒旱地区农村改厕技术模式评价指标体系指标赋权

1.2.1 指标赋权方法

本研究运用层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）[50-51]对指标体系中所有的评价指标进行赋权。层次分析法是一种典型且成熟的多指标决策工具，在面对多目标、多准则的复杂决策问题时，能够深入分析问题本质及其影响因素，利用较少的数据信息将决策思维过程数学化，具有决策简便易获的优势；依据递阶层次模型打分构造判断矩阵，两两比较，依次判断同一维度的下层指标相对其同层次指标的重要程度并进行打分，判断矩阵框架逻辑清晰，具有科学性与合理性。

指标赋权方法为通过视频会议或通讯进行专家咨询，涉及专家9 人，包括我国寒旱地区辽宁、内蒙古、宁夏和陕西四省（自治区）农村改厕技术顾问或负责人4 人，支撑农业农村部社会事业促进司的农村改厕技术服务指导专家5 人。对指标体系各评价指标打分赋权时，依照技术模式先进性-技术模式经济性-生态协同性-管理有效性-农户满意度-社会效益的指标框架构建逻辑，构造判断矩阵如公式（1）所示：

式中：aij取1、2、…、9 或其倒数，表示要素ai相对于aj重要程度，数值递增程度为要素ai相对于aj重要程度，数值越大表示要素ai相较于aj越重要。

以准则层为例，构造B 层相对于A 层的判断矩阵A，如表3所示。根据专家打分形成的矩阵模型，利用公式（2）计算每行元素的几何平均值，利用公式（3）对进行归一化处理得到指标权重。为保证打分计算所得结果的可信性，必须对判断矩阵的计算结果进行一致性检验，若CR＜0.1，则认为一致性得到满足，结果可信。

表3 B层相对于A层的判断矩阵（A）Table 3 Judgement matrix of B relative to A（A）

式中：n为判断矩阵阶数；λmax为归一法求得最大特征根；CR为一致性比率；CI为度量判断矩阵偏离的一致性指标；RI为随机一致性指标。

通过对判断矩阵A进行计算，得到B 层6 项指标B1、B2、B3、B4、B5、B6 的权重WB，分别为0.294 7、0.078 2、0.280 9、0.108 4、0.198 6、0.039 2。由归一法求得最大特征根λmax=6.216 5，当n=6 时，CI=0.043 3，RI=1.24，计算得到CR=0.034 9。CR＜0.1，则认为矩阵A具有一致性，WB中的权重具有有效性。

1.2.2 指标权重确定

按照1.2.1指标赋权方法，对指标层各因素依次构造判断矩阵，并检验其一致性，最终确立指标体系所有各级指标的权重，如表4所示。

表4 寒旱地区农村改厕技术模式评价体系指标权重Table 4 Weight hierarchy of the index system for evaluating the technical models adapted for the rural toilet renovation in cold and arid areas

2 结果与讨论

2.1 准则层指标

从表4 可以看出，针对寒旱地区农村改厕技术模式评价体系，6 项准则层指标相对权重次序是：技术模式先进性（B1）＞生态协同性（B3）＞农户满意度（B5）＞管理有效性（B4）＞技术模式经济性（B2）＞社会效益（B6），占比分别为29.47%、28.09%、19.86%、10.84%、7.82%、3.92%。

以防冻节水为核心的改厕技术模式先进性指标权重最高，位列第一有其必然性。余靖等[52]指出防冻是寒旱地区农村改厕必须满足的首要条件，是衡量寒旱地区农村改厕技术模式适配性的关键。生态协同性指标权重仅次于技术模式先进性，表明农村改厕行动在让村民如厕入室入院、享受较好如厕条件的同时，需要保持改厕初衷，即最大程度减少人粪便传病风险和最大化利用人粪便进行农家粪肥资源化利用。健康被认为是影响个人福祉和国家可持续发展的最重要因素，卫生厕所作为影响人类健康的重要卫生基础设施，已经引起了人们的广泛关注[53]。早在2009年，《中共中央 国务院关于深化医疗卫生体制改革的意见》和《医疗卫生体制改革近期重点实施方案（2009—2011 年）》将农村厕所改造项目列入国家重大公共卫生项目[54]。而人类粪便作为农家肥使用在我国有着悠久的历史，在崇尚农业绿色高质量发展的当下，Guo 等[45]的研究揭示高达80%的受访农户在农业生产中使用人粪便作为肥料来源，所以归根结底粪便无害化至关重要。农户满意度指标权重排位第三，体现了坚持以人民为中心推动农村改厕的思想。农户是农村改厕技术的直接使用者，农户满意与否决定了改厕技术模式是否在当地适用或农民是否愿意并持续使用。多数学者研究表明农户不满意就会直接导致新厕很少使用或弃用[21，30，46，55]，如沈阳“尬厕”事件[56]。

管理有效性指标权重排位第四，揭示出改厕技术要持续保持其技术先进性、生态协同性和农户满意度，离不开有效的管理制度保障。2023年4月农业农村部发布《关于开展农村改厕“提质年”工作的通知》，要求强化规范管理，推动工作机制不断完善和工作作风进一步改进，切实提升农村改厕质量和实效。技术模式经济性指标权重位列6 项准则层的倒数第二位，这说明我国农村改厕进程中发挥主体作用的并非农民。在农村改厕行动中，仅少部分农民投工投劳，改厕的主要费用几乎由各级政府完全承担，不仅加重了政府负担，也滋长了农民对政府的固有依赖性，农户主动参与改厕的内生动力弱，这不可避免地导致部分改厕“不好用、不能用”，如Rashid 等[21]研究发现印度全靠政府补贴建造的农村厕所有较多问题。对于大多数发展中国家来说，成本低是一项改厕技术或产品普及应用的必要条件[39]，但对我国来说却不能一概而论。厕所改造是一项改善生态环境的公共服务，根本目的是满足人民日益增长的美好生活需要，改建成本固然重要，然而质量与性能更好的技术产品带来的民生福祉更重要[7]。由于政府为成本的主要负担者，农村改厕技术的经济性权重较低也不足为奇。社会效益指标权重位列6 项准则层指标的末位，表明农村要通过改厕产生社会效益实属不易，特别是农村居住生活质量改善和卫生文明素养提高，需要一个漫长的过程，而非一时一事，一蹴而就[4]。

2.2 指标层指标

不同准则层的下层指标，即二级指标的权重占比各有不同。

首先，就技术模式先进性而言，二级指标赋权结果显示防冻节水性（C1）＞施工难易性（C2）＞协同污水治理能力（C3）。防冻节水性能是寒冷、干旱地区厕所推广应用的必要条件[8]，权重最高。技术施工难易性指标与寒旱地区特殊的气候条件（冻土层）密切相关，改厕工程量事关改厕应用和推广的难度[29]。目前，国家重视农村改厕与污水治理的有效衔接[9-10，35]，农村污水的直接排放不仅使人居环境恶化，而且对村民健康不利，但当前厕所革命侧重于农村改厕，现实中将农村生活污水治理纳入改厕统筹的较少，故将该指标在总指标体系中设为一项响应国家号召的引导性指标，其权重排在末位是合理的。

其次，技术模式经济性的二级指标赋权结果显示，运维费用（C5）＞新改建成本（C4）。这主要与后期运维是长期性任务，需要稳定的经济投入有关。新改建属于一次性投入，其成本由各级政府分担支持，加之农户投工投劳，农户参与改厕的资金压力相对较小，其权重占比相较长期运维成本的权重小。农村户厕属于农户的私有物品，厕所运维以农户为主体，由于考虑到寒旱区农户家庭收入总体偏低，而厕具维护更换及厕所粪污清掏等运维费用较高，权重占比相对就高。总而言之，在以质量为原则的前提下选用造价较低、运维经济的改厕技术模式，一直是政府倡导的农村改厕策略，也是寒旱地区农村改厕努力的方向[7]。

第三，生态协同性下层指标赋权结果显示，粪污无害化处理效果（C6）＞潜在环境威胁（C7）＞协同资源化利用能力（C8）。农村改厕是一项系统工程，粪污无害化处理作为中间环节，是减少潜在环境威胁与促进厕所粪污就近就地农业资源化利用的前提条件。众多研究表明粪污无害化处理效果是衡量一项改厕技术优劣的首要指标[57]，由于本研究指标体系面向寒旱地区，该指标权重（16.68%）仅低于最高权重防冻节水性指标，在总指标体系权重排序中位列第二。潜在环境威胁指标权重低于无害化指标，主要是由于该指标考察的是收集转运对生态环境的间接影响。粪污作为一种重要的废弃物资源，合理的资源化利用不仅能够缓解我国的能源紧张，还提高了资源利用效率，促进了绿色生产。但经无害化处理后的粪污是否会被循环利用取决于使用者的需求和政府相关资金支持[33]，故该指标在总指标体系中作为一项响应国家号召的引导性指标，其权重排在前两者之后也是合理的。

第四，管理有效性下层指标赋权结果显示，管理方便性（C9）＞制度与人员（C10）。管理方便性权重占比高，与政府强调农村改厕要发挥农民主体作用有关[2]，特别是厕所的使用者是农户，后期的运行维护理应由农户自己负责，为此改厕相关设施设备管理是否操作简单、省时省力、便于农户自主维修和管护相当重要。而制度与人员指标相对于农户自主管理来说权重较小，主要因为该指标是考察基层政府对农户使用厕所过程中所提供的各种便民管理服务，如对厕具损坏的维修服务、厕所粪污的清掏服务等，这些属于农村改厕系统工程的后端环节，需要专业知识和专业技能，绝大多数农户不具备此能力，需要政府的大力支持[45]。因此，政府需要支持市场化、专业化的服务，以解农户用厕后顾之忧。

第五，从农户满意度下层指标赋权结果来看，环境卫生满意度（C12）＞使用操作满意度（C13）＞建设过程满意度（C11）。农户是农村改厕技术的直接使用者，同时是决定、参与改造和维护厕所的关键因素[46]。三项指标中，环境卫生满意度权重占比最高，表明改厕应符合农村厕所卫生规范达标要求；使用操作满意度权重位列第二，符合农户对如厕操作便捷、舒适安全基本要求；改厕建设过程满意主要指建设选址、布局等的满意度，权重占比虽最低，但不可忽视。农户是户厕改造的最终使用者和改厕效果的最终检验者，唯有农户满意，该技术模式才可推广应用。

第六，在社会效益下层指标层中，改善生活居住质量（C14）和提高卫生文明素养（C15）指标权重相同，且二者在总指标体系中权重居于末位，主要是因为改厕后带来的农村生活居住条件的改善、农民身体健康水平的提高、农村文明习惯的养成等属于潜在无形的改变，难以在较短时间内衡量[48]。相信随着农村厕所革命的不断推进，农户居住质量和卫生意识文明素养必然会得到极大改善和提高，将有力地促进农村精神文明和生态文明的同步建设，为乡村振兴奠定坚实基础。

基于层次分析法计算，得到指标体系二级指标最终权重赋值，按权重赋值由高到低排序为：C1＞C6＞C12＞C9＞C7＞C2＞C13＞C5＞C8＞C3＞C10＞C4＞C11＞C14=C15。结果表明，防冻节水性、粪污无害化处理效果、环境卫生满意度[符合《农村户厕卫生规范》（GB 19379—2012）]、管理方便性权重较高，位列15项指标的前四位，说明现阶段在我国寒旱地区农村开展农村改厕技术模式探索，应以防冻节水、粪污无害化处理达标、如厕环境达到卫生厕所规范要求和农户如厕自我管护方便性为优先或关键的考量因素；其他指标所占权重虽不及前四位，但都是反映改厕成效的关键指标。这一权重排序科学反映了涉及农村改厕不同领域相关者对评判一项农村改厕技术是否适宜寒旱地区推广在不同指标层面的一致意见，具备科学性与合理性。

3 总结与展望

在借鉴国内外学者研究成果的基础上，本研究结合我国寒旱地区农村改厕技术模式的特点和适用地区的区域条件，系统构建了针对寒旱地区农村改厕技术模式评价指标体系，运用层次分析法对各项评价指标进行赋权，分析得到以下结论，并提出下一步深入研究的方向：

（1）寒旱地区农村改厕技术模式评价指标体系由6 项一级指标（准则层）和15 项二级指标（指标层）组成。其中，准则层的指标赋权值从高到低排序是技术模式先进性＞技术模式生态协同性＞农户满意度＞管理有效性＞技术模式经济性＞社会效益，占比分别为29.47%、28.09%、19.86%、10.84%、7.82%、3.92%。

（2）研究结果表明，防冻节水性、粪污无害化处理效果、环境卫生满意度、管理方便性是选择寒旱地区农村改厕技术模式的关键性指标，所以，在探索寒旱地区农村改厕技术模式时，应以防冻节水、粪污无害化处理达标、如厕环境达到卫生厕所规范要求和农户如厕自我管护方便性为优先考察的关键因素，遵循“以人为本”理念，切实为优选寒旱地区农户满意的农村改厕适用技术模式提供科学指导。

（3）本研究建立的指标体系突破性地考虑了区域气候特征因素和改厕技术应用可能带来的社会影响，提出了农村改厕技术模式先进性（防冻节水）指标、改善生活居住质量指标和提高卫生文明素养指标，并结合《“十四五”农村人居环境整治提升五年行动方案（2021—2025）》中有关农村改厕提质增效方面的内容，创新性增加了改厕与污水治理协同、改厕与粪污资源化利用协同两项政策引导性指标，指标体系更加科学、系统、完善，丰富了关于改厕评价体系领域的内容，也可为其他地区开展改厕技术模式综合评价研究提供思路。

（4）运用层次分析法计算所得权重是指某一指标相较于其他指标的相对重要程度，不能直接或客观地评判某项农村改厕技术模式的应用效果优劣。下一步将结合模糊综合评价方法，基于寒旱地区不同农村改厕技术模式试点试验获得的指标实际参数和实地调研改厕农户得到的一手数据，对指标体系进行进一步验证并优化，以期通过科学合理评价，切实优选适宜寒旱地区农村推广应用的改厕技术模式。