毛偉弘

摘要：為獲取物質(zhì)、原料和資源，在開采、洗（分選）選和冶煉過(guò)程必然產(chǎn)生大量的工業(yè)固體廢物。針對(duì)目前典型大宗工業(yè)固體廢物污染較為嚴(yán)重、管理研究不足的現(xiàn)狀，通過(guò)總結(jié)對(duì)比主要的五種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，提出將模糊邏輯評(píng)價(jià)法和層次分析法結(jié)合使用，評(píng)價(jià)典型大宗工業(yè)固體廢物污染源環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，為正在逐步發(fā)展的大宗工業(yè)固體廢物環(huán)境管理研究工作提供參考。

關(guān)鍵詞：大宗工業(yè)固體廢物；環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系；層次分析法；模糊數(shù)學(xué)

引言： 在過(guò)去的30多年中，我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要依靠物質(zhì)、資源的投入。為獲取物質(zhì)、原料和資源，在開采、洗（分選）選和冶煉過(guò)程必然產(chǎn)生大量的工業(yè)固體廢物。我國(guó)一般大中型露天礦山年剝離量都在數(shù)百萬(wàn)噸以上；地下坑采每年也要產(chǎn)生數(shù)十萬(wàn)噸以上的廢石；在選礦作業(yè)中每選出1噸精礦，平均要產(chǎn)出幾噸或幾十噸的尾礦；每冶煉出1噸金屬平均還要產(chǎn)生出數(shù)噸的冶煉渣。第一次污染源普查結(jié)果表明，2007年我國(guó)工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量38.52億噸，貯存量15.99億噸，貯存率為41.5%，工業(yè)固體廢物的大量產(chǎn)生與堆放，造成土地浪費(fèi)、資源浪費(fèi)并帶來(lái)潛在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[1]。因此，大宗工業(yè)固體廢物環(huán)境監(jiān)管責(zé)任重大，開展大宗工業(yè)固體廢物污染源環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系研究是建立固體廢物管理技術(shù)體系的重要內(nèi)容之一。

一、研究方法

現(xiàn)存的評(píng)價(jià)方法沒(méi)有一個(gè)能完全評(píng)價(jià)所有的典型大宗工業(yè)固體廢物污染源的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素以及對(duì)其未來(lái)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)。典型大宗工業(yè)固體廢物污染源環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系的主要問(wèn)題在于如何將不同類型的風(fēng)險(xiǎn)綜合到一個(gè)評(píng)價(jià)體系，并能直接對(duì)其風(fēng)險(xiǎn)定量化。因此，首要任務(wù)是構(gòu)建一個(gè)適合方法。有許多評(píng)價(jià)風(fēng)險(xiǎn)的方法，如：生命周期評(píng)價(jià)法[2-3]、安全檢查表法[4-6]、概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)法、模糊邏輯評(píng)價(jià)法和層次分析法等等。

層次分析法是一個(gè)運(yùn)用最廣泛的方法之一，它的優(yōu)點(diǎn)在于將一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)簡(jiǎn)單的、易于理解的層次結(jié)構(gòu)，以便決策者決策。盡管層次分析法應(yīng)用廣泛，但傳統(tǒng)的層次分析法因?yàn)槠湓u(píng)價(jià)的結(jié)論受限于精確的數(shù)字并不能完全反映一個(gè)人的本意。而且，通常在實(shí)際運(yùn)用中，專家往往采用自己最貼切的話更能反映出評(píng)價(jià)的真實(shí)性，并非精確的數(shù)字。因此，層次分析法與模糊邏輯評(píng)價(jià)法的結(jié)合將能解決復(fù)雜的環(huán)境問(wèn)題以及不確定因素問(wèn)題。

二、典型大宗工業(yè)固體廢物污染源環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

根據(jù)大宗工業(yè)固體廢物污染源（尾礦庫(kù)、渣場(chǎng)）的特點(diǎn)及其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)特性與評(píng)價(jià)要求，提出將模糊邏輯評(píng)價(jià)法和層次分析法結(jié)合使用，為正在逐步發(fā)展的工業(yè)固體廢物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系研究工作提供了參考。通過(guò)查閱相關(guān)文章，綜合各專家意見，對(duì)該領(lǐng)域環(huán)境問(wèn)題的定量分析。

（一）指標(biāo)的選?。?該層次的一級(jí)指標(biāo)為典型大宗工業(yè)固體廢物污染源環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系研究。二級(jí)指標(biāo)為固廢特征（A1）、環(huán)境特征（A2）、壩體風(fēng)險(xiǎn)（A3）、風(fēng)險(xiǎn)管理（A4）和利用前景（A5）。

（二）權(quán)重計(jì)算： 通過(guò)運(yùn)用AHP和模糊邏輯對(duì)典型大宗工業(yè)固體廢物污染源環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系各指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，得出各指標(biāo)在評(píng)價(jià)體系中所占權(quán)重，能較好的為決策者提供指標(biāo)重要性判斷。

1.專家打分

專家根據(jù)自身專業(yè)背景以及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)各級(jí)指標(biāo)進(jìn)行兩兩對(duì)比模糊打分，如表1。再對(duì)模糊數(shù)進(jìn)行解模糊，最終通過(guò)各自專家所占權(quán)重，計(jì)算得出兩兩對(duì)比平均值。

表1 AHP兩兩對(duì)比相對(duì)重要性分值

2.構(gòu)建矩陣

根據(jù)專家兩兩比較打分結(jié)果，建立模糊矩陣，如公式（1）。其中表示如下（見公式（2））。

（1）

（2）

3.檢查一致性

在計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重之前，需要對(duì)其進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

（1）計(jì)算最大特征值

（3）

其中為矩陣的最大特征值

（2）計(jì)算一致性指標(biāo)CI及一致性比率CR，其中RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)值，見表2。若CR<0.10，則矩陣具有一致性，反之則呈現(xiàn)顯著的不一致性。

（4）

（5）

4.計(jì)算模糊權(quán)重

根據(jù)兩兩比較矩陣，通過(guò)公式（6）～（14）分析計(jì)算得出模糊權(quán)重向量。

5.解模糊：根據(jù)公式（15），對(duì)模糊權(quán)重向量進(jìn)行解模糊。

（15）

（三）評(píng)價(jià)指標(biāo)分值計(jì)算

1. 評(píng)價(jià)指標(biāo)打分

針對(duì)資料收集，現(xiàn)場(chǎng)考察及采樣數(shù)據(jù)等，選取k名專家對(duì)第3層次指標(biāo)進(jìn)行打分，并通過(guò)表3將其轉(zhuǎn)化為梯形模糊數(shù)。

表3 語(yǔ)言變量對(duì)應(yīng)的梯形模糊數(shù)

2.構(gòu)建模糊評(píng)價(jià)向量

通過(guò)對(duì)專家打分的梯形模糊數(shù)，對(duì)其求平均，得到。

（16）

（17）

（四）評(píng)價(jià)結(jié)果計(jì)算

通過(guò)公式（18）計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)大小RM。

（18）

其中RM為風(fēng)險(xiǎn)大小（Risk Magnitude）

本文通過(guò)運(yùn)用已建立的評(píng)價(jià)方法定量評(píng)價(jià)典型大宗工業(yè)固體廢物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，并能通過(guò)模糊邏輯及層次分析法，較為真實(shí)地反映污染源的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。該評(píng)價(jià)方法易操作并且能夠定量化，為環(huán)境管理者提供了一個(gè)切實(shí)可行的管理方法。

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責(zé)編/宋文芳