多标准选址方法在固体废物处置中的应用:以厄瓜多尔瓜亚斯省为例,结合重心分析法与AHP-GIS技术进行综合分析
《Frontiers in Sustainability》:Multi-criteria site selection for solid waste disposal: integration of center of gravity and AHP-GIS analysis in Guayas, Ecuador
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时间:2025年10月22日
来源:Frontiers in Sustainability 2.9
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垃圾填埋场选址优化研究:基于重力中心与多准则分析在厄瓜多尔瓜亚基尔省北部案例的实践。通过整合AHP方法与GIS技术,系统评估了环境、地形、物流及区域合作等11项指标,提出了三市协同的垃圾处理方案,有效降低运输成本并规避生态风险。
在当今全球面临日益增长的固体废弃物管理挑战的背景下,如何选择最优的最终处置场(Final Disposal Site, FDS)成为关键议题之一。固体废弃物的不当处理不仅对生态环境造成破坏,还可能影响公共健康,甚至加剧气候变化。在厄瓜多尔的瓜亚斯省,这一问题尤为突出,由于财政限制和技术规划不足,许多废弃物处理设施缺乏有效的管理机制。该研究旨在通过引入“废弃物生产重力中心”(Gravity Center of Waste Production, GCWP)的概念,结合层次分析法(Analytical Hierarchy Process, AHP)和地理信息系统(Geographic Information Systems, GIS),提出一种新的方法,以优化FDS选址,同时促进地方政府之间的合作。
研究发现,当前瓜亚斯省的10个自治市(cantons)中,大多数FDS存在严重的管理问题,主要表现为开放式的垃圾堆放(open dumps)缺乏必要的环境控制措施。这些问题不仅增加了废弃物运输和处理的成本,还对周边环境和居民健康构成了威胁。例如,许多FDS没有采取防渗措施,无法有效防止地下水污染,也没有对废物进行分类处理,这使得资源回收率极低。此外,由于缺乏有效的管理机制,部分FDS在冬季因道路状况恶化而难以维持正常运营,进一步加剧了管理难题。
为了解决这些问题,研究提出了一种基于GCWP概念的FDS选址方法。GCWP是一种用于确定废弃物生产中心的地理分析工具,通常用于转运站规划。通过计算各自治市的废弃物生产中心,研究将这些中心作为FDS选址的重要参考,从而实现更合理的运输路线规划和降低运营成本。研究还指出,FDS的选址不仅需要考虑环境因素,如水源保护、地势特征和土地使用情况,还需要结合物流和经济因素,如废弃物运输距离和经济可持续性。
在方法上,研究分为三个阶段:第一阶段是废弃物管理诊断,通过调查和实地考察收集各自治市的废弃物管理现状,包括废弃物类型、收集服务覆盖范围以及现有FDS的运营情况。第二阶段是对FDS选址限制条件进行评估,结合AHP方法对11项关键标准进行权重分配,这些标准涵盖环境、物流、地貌和领土因素。第三阶段是基于GIS技术开发适宜性地图,综合考虑各因素对FDS选址的影响,从而确定最优的废弃物处置区域。
研究结果显示,当前FDS选址存在明显的不合理性,许多设施位于人口密集区或水源保护区域附近,这不仅增加了环境风险,还可能导致法律处罚。例如,厄瓜多尔的《环境组织法》规定,若FDS运营不达标,将面临高额罚款。此外,研究发现,GCWP的位置在不同年份有所变化,尤其是在2010年至2023年间,整体GCWP向南移动了8.4公里,部分集群的GCWP位置因废弃物生产量的变化而产生较大偏移。因此,FDS选址需要考虑长期趋势,以确保其可持续性和适应性。
研究还通过四种不同的情景模拟评估了GCWP对FDS选址的影响。结果显示,尽管GCWP在AHP中的权重相对较低,但其在优化运输路线和降低运营成本方面具有显著作用。特别是在缺乏资源的小型自治市,GCWP的概念能够帮助其找到更合理的FDS位置,减少对环境的负面影响。同时,研究强调,FDS选址不应仅仅依赖单一标准,而应结合多种因素进行综合分析,以确保其符合环境法规,并能够长期稳定运行。
此外,研究指出,尽管当前的FDS选址存在诸多问题,但通过加强自治市之间的合作,可以有效改善这一状况。例如,研究建议将部分自治市的废弃物处理责任转移到其他具有更完善设施的地区,从而实现资源共享和成本分摊。这种方法不仅有助于提升废弃物管理的效率,还能够减少对环境的破坏,提高社会整体的环境意识。
研究的局限性在于,目前厄瓜多尔缺乏完整的废弃物生成历史数据,尤其是关于开放垃圾场和应急处理设施的详细记录。这使得对FDS长期适宜性的预测变得困难。未来的研究可以进一步利用更精确的地理数据和废弃物生产预测模型,以提高选址的科学性和可行性。此外,还可以探索在废弃物处理过程中应用更先进的技术,如废物回收和资源化利用,以减少对环境的影响,并提升废弃物管理的可持续性。
总体而言,该研究为瓜亚斯省的废弃物管理提供了新的思路和方法,强调了通过技术手段和跨区域合作来优化FDS选址的重要性。这种方法不仅适用于瓜亚斯省,也为其他面临类似挑战的地区提供了借鉴。通过综合考虑环境、物流、地貌和领土因素,研究为实现更高效、更环保的废弃物管理提供了可行的解决方案。同时,研究也指出了未来需要进一步完善的地方,包括数据收集、技术应用和政策支持,以推动废弃物管理向更加可持续的方向发展。
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