基于AHP-FCE對農村生活垃圾分類方案的優化

摘要 以合肥市廬江縣臺創園南圩新村為調研對象，通過問卷調查、實地檢測的方法對當地人口情況、居民垃圾分類意識進行調查，分析影響當地農村生活垃圾分類的主要因素。同時，利用層次分析法（AHP）和模糊綜合評價法（FCE）方法對分類指標權重進行分析，并利用組合賦權方法給出影響農村生活垃圾分類評價指標的權重，從經濟性因素、管理與社會評價、運行狀況等方面綜合評估生活垃圾分類方案，最終判斷農村生活垃圾分類方法的適用性。AHP權重計算結果表明，方案2（三分法）>方案1（四分法）>方案3（不分類集中收集法）。FCE評價定量解集結果表明，方案2（81.90）>方案1（77.68）>方案3（74.87）。基于AHP-FCE結果分析，確定了三分法對當地農村生活垃圾分類情況的適用性，且易腐垃圾適于用就地堆肥化方式處理。

關鍵詞 農村生活垃圾；分類收集；方案優化；層次分析法；模糊綜合評價法

中圖分類號 X 799.3 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）22-0183-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.22.039

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Optimization of Rural Household Waste Classification Scheme Based on AHP-FCE—Taking Nanwei New Village， Lujiang County of Hefei City as an Example

GUAN Wen-yi1， BAI En-shuo2， ZHANG Jin2 et al

（1.Anhui Guozhen Environmental Sanitation Technology Co.， Ltd.， Hefei，Anhui 230036;2.College of Resources and Environment， Anhui Agricultural University， Hefei，Anhui 230036）

Abstract Taking Nanwei New Village， Taichuangyuan， Lujiang County， Hefei City， Anhui Province as the research object， the local population situation and garbage classification consciousness were investigated by questionnaire survey and field detection， and the main factors affecting the local rural domestic garbage classification were analyzed. At the same time， the analytic hierarchy process （AHP） and fuzzy comprehensive evaluation method （FCE） were used to analyze the weights of classification indicators， and the weights affecting the classification and evaluation indicators of rural domestic waste were given by the combined weighting method. The classification scheme of domestic waste was comprehensively evaluated from the aspects of economic factors， management and social evaluation， and operation status， respectively. Finally， the applicability of the classification method was judged. The weight calculation results of AHP showed that scheme 2 （trichotomy method） > scheme 1 （quarter method） > scheme 3 （unclassified centralized collection method）， and the quantitative solution set results of FCE evaluation showed that scheme 2 （81.90） > scheme 1 （77.68） > scheme 3 （74.87）. Based on the analysis of AHP-FCE results， the applicability of the three-part method to the classification of local rural domestic waste was determined， and the perishable waste was suitable for composting-in-place treatment.

Key words Rural solid waste;Separate collection;Scheme optimization;Analytic hierarchy process;Fuzzy comprehensive evaluation method

傳統農業生產和農村生活模式下，生活垃圾特別是易腐垃圾，通常通過循環利用或就地消納的方式解決。隨著新農村建設的推進，農村生活垃圾產生量明顯增加，組分也日趨復雜，傳統的解決方式逐步被村集中-鄉轉運-縣處理的模式所替代^［1-2］。

2023年中央一號文件中指出：扎實推進農村人居環境整治提升需要推動農村生活垃圾源頭分類減量，及時清運處置。合肥市作為全國46個垃圾分類試點城市之一，在農村生活垃圾分類工作中不斷努力和嘗試。由于傳統觀念的影響，要求人們著眼農戶需求及當地農村生活垃圾組成特征等現狀來提出適用的分類方法。

2013年合肥市周邊農村地區也形成各具特色的生活垃圾收運模式，但當時并未提出源頭分類的方式^［3-4］。隨著四分法在城市生活垃圾分類方法中的應用推廣，如何科學評估合肥市農村生活垃圾分類方式，兼顧有效銜接城市垃圾收運和處理處置方式，對于農村生活垃圾分類及減量化資源化工作的進一步推廣具有重要的指導作用^［5-6］。筆者以合肥市廬江縣臺創園南圩新村為調研對象，在問卷調查和實地檢測結果的基礎上，開展專家打分，運用AHP-FCE法對生活垃圾分類優化方案進行系統評估，篩選出適合當地農村的生活垃圾分類方案，以期為其他農村地區的生活垃圾分類方案提供參考。

1 材料與方法

1.1 調研時間與地點

調研時間為2022年6—10月，調研地點為安徽省合肥市廬江縣郭河臺創園南圩新村基地（117°22′E，31°47′N），具體位置如圖1所示。廬江縣地處中緯度地帶，屬北亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明，冬寒夏熱，春秋溫和，陽光充沛，無霜期長，梅雨特征顯著；多年平均氣溫為15.8 ℃，7月氣溫最高（28.3 ℃），1月氣溫最低（2.6 ℃）。

1.2 調查方法與內容

通過實地走訪當地農戶和易腐垃圾堆肥化處理站，對部分農戶和農村居住環境開展了實地調研，采用問卷調查、專家打分及實地分析等方法，深入了解農戶垃圾分類的意愿和該地區生活垃圾的主要理化性質。根據國內農村生活垃圾分類收集的成功經驗^［7-10］，結合目前合肥市廬江縣臺創園南圩新村生活垃圾分類的實際情況，制定3種生活垃圾分類方案供農戶選擇。其中，方案1（四分法），可回收垃圾、有害垃圾、廚余垃圾、其他垃圾^［3］；方案2（三分法），易腐垃圾、可回收垃圾、其他垃圾^［6，11］；方案3（不分類集中收集法），所有垃圾直接放入垃圾桶內，實行村收集、鎮轉運、鄉處理方法^［12-13］。運用AHP-FCE法對生活垃圾分類優化方案進行系統評估，篩選出因地制宜、適宜推廣的農村生活垃圾分類方法。

1.2.1 問卷調查。

根據南圩新村生活垃圾分類工作進展情況，隨機選取農戶開展問卷調查，共回收 160份有效問卷。問卷調查內容主要包括受訪家庭人口基本情況、垃圾分類工作的開展情況、對農村生活垃圾分類的態度等。

1.2.2 專家打分。

根據制度實施成效評估指標體系，設計專家咨詢表并向評估領域相關專家發放，由參與打分的專家按照標準（1～9標度）進行打分，將專家打分表根據 5 級 9 等相對重要性的比例標度轉換成判斷矩陣，剔除不相容矩陣后分別計算每位專家對垃圾分類方案判斷矩陣的權重和一致性（CR<0.1，認為此判斷矩陣滿足一致性檢驗）。

1.2.3 實地觀察分析。

對農戶門前放置的分類垃圾桶和村內所有垃圾集中投放點的投放內容進行分類檢查，開展垃圾分類投放正確率調查。

1.3 構建評估指標體系模型

評估指標體系構建分析主要分為2個部分，即層次分析法（AHP）和模糊綜合評價法（FCE）。該模型從經濟性因素、管理與社會評價、運行狀況3個方面來建立準則層，同時從時間成本、運行費用、資源回收效益、收入情況、公眾滿意度、文化程度、生活習慣、管理難易度、人口密度、減量化貢獻、資源利用率和無害化貢獻12個方面建立次準則層。利用組合賦權方法給出影響農村生活垃圾分類評價指標的權重和評價的定量解集。

1.3.1 層次分析法（AHP）。

層次分析法（analytic hierarchy process，簡稱AHP）對于被評價的對象^［14-16］，根據其性質和要達成的總目標，將評價對象分解出不同的組成因素，并按照各因素之間的相互作用、影響及隸屬關系，使各因素聚集組合形成遞階層次結構，然后根據客觀數據和主觀認識判斷，對同一層次中的因素進行兩兩比較，經過數學計算和檢驗，最后得到最底層對于最高層的權重及其相對優劣排序。層次分析法中構建判斷矩陣的方法是一致矩陣法，采用相對尺度明確了9 個重要性等級及其量化值（表1）。

圖2為合肥市廬江縣生活垃圾分類優化方案評價模型層次結構圖。層次分析模型由目標層、準則層、次準則層和措施層4個部分組成。目標層A為合肥市廬江縣生活垃圾分類優化方案。準則層B為方案優化所涉及的三大主要標準，即經濟性因素、管理與社會評價、運行狀況。次準則層C是針對準則層各標準的細化準則。生活垃圾分類的3個方案是層次分析的措施層M。

1.3.2 模糊綜合評價法（FCE）。

模糊綜合評價法是將評估目標看作由多種因素組成的模糊集合（因素集C）^［17-18］，再設定這些因素所選取的評審等級，組成評語的模糊集合（評判集V），分別求出各單一因素對各個評審等級的歸屬程度（稱為模糊矩陣R），然后根據各個因素在評價目標中的權重分配，通過模糊矩陣合成，求出評價的定量解值，評價賦值等級如下：

絕對重要（V1），100分；

十分重要（V2），80分；

比較重要（V3），60分；

稍微重要（V4），40分；

同等重要（V5），20分。

1.4 數據分析方法

有關農村居民對生活垃圾分類態度的問卷調查數據經校驗處理后，使用SPSS 22.0軟件進行單因素分析。采用AHP方法和FCE方法進行組合權重計算與評價的定量解集^［19-22］。

根據所構建的層次結構模型，對采集的數據進行分析。因為各層因素之間的重要程度不同，需要結合專家意見、調查問卷數據，采用重要性標度法對其進行定量賦值，從而建立判斷矩陣，確定各因素的重要性。對數據進行歸一化處理，得到以下關系矩陣。判斷矩陣如表2～5所示。

2 結果與分析

2.1 調查問卷結果分析

此次調查主要從人口基本情況、受教育程度、垃圾分類意愿、生活垃圾物理組成以及經濟收入情況等方面展開。

被調查者信息分析顯示：男性占56.06%，女性占43.94%。當地居民大部分為>30～50歲，組成常住人口的主體（圖3）。當地居民的學歷主要集中在初高中學歷；高中以上學歷的居民占16.4%，由城市企業工作的技術人員、假期回家的大學生構成，調查人員組成合理（圖4）。

由圖5可知，居民對垃圾分類有一定關注，但是主要在感性認知層面。由圖6可知，當地居民對生活垃圾分類和處理普遍存在分類意識不強、居民垃圾分類積極性不高等問題。

調查區域平均每戶產生生活垃圾1.28 kg/d，其中廚余垃圾0.63 kg/d，食品包裝0.32 kg/d。由圖7可知，農村生活垃圾以廚余垃圾為主，調查區域居民有家禽養殖，部分廚余垃圾可直接用作家禽飼料。隨著農村居民生活水平的提高，現在塑料制品、電器設備等有害垃圾數量不斷增加，同時還有田間未收獲的蔬菜成為垃圾的重要組成部分。

通過垃圾分類調查問卷發現，家庭收入與垃圾產生量呈正相關^［23］。如圖8所示，大部分的當地居民月收入為0.1萬～0.5萬元，過去舊有的廚余垃圾、裝修垃圾等難題沒有解決，隨著網上購物和外賣訂餐等電子商務的沖擊，又帶來新的垃圾問題，經濟條件較好的居民更傾向合理的生活垃圾分類方式。生活垃圾的合理分類、資源化處置是解決農村生活垃圾污染問題的必要途徑^［24］。合理的垃圾分類方案為今后垃圾分類收運方案的優化提供了前提條件。

2.2 AHP-FCE結果分析

AHP-FCE混合評價是一種定性描述與定量分析相結合的評價方法，層次分析法將問題分解成多項指標，模糊綜合評價法將評價對象轉化成一個可以計算的數學模型^［25］。AHP權重計算結果與FCE評價定量解集如下。

如表6所示，從權重計算結果來看，方案2>方案1>方案3。經濟性因素方面：在時間成本和運行費用上，方案2和方案3比方案1更有優勢。管理與社會評價方面：方案1在公眾滿意度上更具優勢，同時文化程度越高的居民更易接受精細化分類方案；方案3在管理難易程度上更有優勢，說明當地居民分類意識不強烈，居民垃圾分類積極性不高，人們更傾向于方便快捷的方式。運行狀況方面：方案1和方案2在保護環境方面具有優勢，而方案2在資源化利用、減量化貢獻方面表現突出，同時分類后就地堆肥化處理符合中央一號文件精神，同時能夠解決農村生活垃圾產生點分散問題，因此方案2適合就近處理、就地利用，可實現資源化利用、綠色種養、綠色循環。

由表7可知，各方案得分情況為方案2（81.90）>方案1（77.68）>方案3（74.87）。方案2處于V1等級，方案1和方案3均處于V2等級。依據FCE評價定量解集結果可知，方案2在當地居民中的評價更好，居民滿意度更高，更符合當地居民的生活習慣。

3 結論

農村生活垃圾分類是提高資源利用率和提升農村人居環境的重要措施。利用層次分析法（AHP）和模糊綜合評價法（FCE）對分類指標權重進行分析，同時利用組合賦權方法給出影響農村生活垃圾分類評價指標的權重，分別從經濟性因素、管理與社會評價、運行狀況等方面綜合評估生活垃圾分類方案，最終判斷分類方法的適用性。

AHP權重計算結果表明，方案2（三分法）>方案1（四分法）>方案3（不分類集中收集法）。FCE評價定量解集結果表明，方案2（81.90）>方案1（77.68）>方案3（74.87）。 基于AHP-FCE分析結果，確定了三分法對當地農村生活垃圾分類的適用性，且易腐垃圾適于就地堆肥化方式處理。方案1（四分法）生活垃圾分類方式^［10］難以應對產生量不大、分散的農村生活垃圾。與方案1和方案3相比，方案2實現了垃圾減量、減少收運體系中收集點建設及管理以及后端處置場所運行等成本費用，減輕各級財政壓力；同時，方案2適合就近堆肥處理和就地利用，可實現有機質還田和植物養分循環，符合2023年中央一號文件精神；僅需將現有農村農業普遍使用的堆肥池等稍作改造，即可滿足使用條件^［26-28］。綜上所述，采用方案2農村生活垃圾分類模式有利于推動農村生活垃圾就地堆肥，符合農村地區投資少、成效好的處理需求。

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