基于专家判断的风险优先级排序：使用模糊层次分析法（Fuzzy AHP）和领结模型（Bow-Tie Modeling）在埃塞俄比亚最大的城市开放垃圾场

《Case Studies in Chemical and Environmental Engineering》：Expert-Based Risk Prioritization Using Fuzzy AHP and Bow-Tie Modeling at Ethiopia’s Largest Urban Open Dumpsite

　　

开放倾倒（open dumping）造成了显著的环境、健康和社会经济风险。Repi垃圾场（Repi dumpsite）体现了这些挑战。本研究采用集成的模糊层次分析法（Fuzzy Analytical Hierarchy Process, FAHP）和定性领结模型（Bow-Tie model）评估了感知风险（perceived risks）。通过德尔菲法（Delphi method）基于专家判断识别和评估风险，并使用风险矩阵分析（risk matrix analysis）进行筛选。筛选后的风险通过FAHP成对比较（pairwise comparisons）进行加权和优先级排序，一致性比率（Consistency Ratios, CR）确保了逻辑判断的合理性。敏感性分析（Sensitivity analysis）确认了排名稳健性，所有场景下顶级风险均未发生变化。在环境（9个）、健康（11个）和社会经济（8个）三个领域共筛选出28个风险。环境风险中，“下游水源污染”（Contamination of downstream water sources）排名最高（CW: 0.12445），其次是“周围土壤和水质退化及不美观外观”（Degradation of the surrounding soil and water quality, and unaesthetic appearance）（CW: 0.12284）。健康与安全风险中，“垃圾拾荒者的职业健康风险”（Occupational health risks to waste pickers）排名第一（CW: 0.10039），其次是“病媒和啮齿动物传播疾病”（Vector- and rodent-borne diseases）（CW: 0.09725）。社会经济风险中，“审美价值丧失”（Loss of aesthetic value）排名第一（CW: 0.13597），其次是“生活质量下降”（Decrease in quality of life）（CW: 0.13378）。领结模型（Bow-tie model）绘制了导致关键控制屏障的因果路径，为目标修复提供了可视化的干预路径。研究结果支持可持续发展目标6（SDG 6，清洁水）、SDG 3（健康）和 SDG 11（可持续城市）。该框架是可转移的，但需要针对具体地点进行重新校准。

**论文解读：基于FAHP与领结模型的埃塞俄比亚最大城市开放垃圾场风险优先级排序研究**

**研究背景与问题**
城市固体废物处置在发展中国家面临严峻挑战，快速城市化、制度能力薄弱和资金有限导致开放倾倒（open dumping）成为主要处置方式。开放垃圾场通过渗滤液（leachate）污染、露天焚烧（open burning）和有机物分解释放有害物质，对环境和健康造成严重威胁。渗滤液含有溶解性有机物、无机化学物、重金属和病原体，污染地表水和地下水；露天焚烧释放温室气体（如甲烷、CO₂）和有毒化合物（如硫化氢、二噁英、呋喃）及颗粒物，加剧气候变化和呼吸系统疾病。垃圾场积水则滋生致病媒介和啮齿动物，增加公共卫生风险。埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴的Repi开放垃圾场自1964年运营，日接收约3000吨废物，缺乏衬垫系统、渗滤液管理、气体收集和足够围栏，2017年曾发生固体废物滑坡导致115人死亡。尽管已有研究描述了该场地的污染和社区感知，但缺乏系统性风险优先级排序框架，且传统风险矩阵和层次分析法（AHP）无法充分处理专家判断中的不确定性。领结模型（Bow-tie model）在工业安全领域已有应用，但在开放垃圾场风险管理中仍属空白。为此，本研究集成模糊层次分析法（FAHP）和领结模型，旨在识别并优先排序Repi垃圾场的环境、健康与安全、社会经济风险，并可视化因果路径与关键控制点。论文发表在《Case Studies in Chemical and Environmental Engineering》。

**主要技术方法**
研究人员采用德尔菲法（Delphi method）通过两轮迭代，由16名来自学术、政府、研究机构和非政府组织的专家（平均工作经验14.44年）识别并验证风险因素。风险筛选使用风险矩阵分析（risk matrix analysis），基于专家对发生频率和影响的5点李克特量表评分。优先级排序采用模糊层次分析法（FAHP），将专家评分转换为三角模糊数（Triangular Fuzzy Numbers, TFNs），通过Buckley几何平均法计算模糊权重并去模糊化，一致性比率（CR）均<0.10确保逻辑合理。敏感性分析通过调整TFN宽度和因子权重±20%检验排名稳定性。最后，针对各领域顶级风险应用领结模型（Bow-tie model），通过文献、现场观察和6名专家反馈构建因果路径与预防/缓解屏障。

**研究结果**
**3.1 参与者特征与判断可靠性**：16名专家中43.7%拥有博士学位，31.3%在学术/研究机构，37.5%在政府，工作经验5-28年。Cronbach‘s α=0.98，组内相关系数（ICC）=0.97，表明专家判断高度一致可靠。

**3.2 风险识别与筛选**：初始识别54个风险，经风险矩阵筛选保留28个（环境9个，健康11个，社会经济8个）。筛选阈值基于风险矩阵分类（≥15为高风险）并参考社区感知文献调整。

**3.3 环境风险优先级排序**：FAHP一致性比率CR=0.00534。“下游水源污染”排名最高（CW: 0.12445），与渗滤液迁移至Jemo河（1.9 km）的实际测量数据一致（COD高达19600 mg/L，重金属超标）。其次为“周围土壤和水质退化及不美观外观”（CW: 0.12284）和“塑料废物露天焚烧形成有毒化学物”（CW: 0.11931）。

**3.4 健康与安全风险优先级排序**：CR=0.00343。“垃圾拾荒者的职业健康风险”（CW: 0.10039，包括割伤、感染、肌肉骨骼损伤）排名第一，与社区研究中拾荒者独有报告一致。其次为“病媒和啮齿动物传播疾病”（CW: 0.09725）和“空气污染（气味、烟雾、灰尘）导致呼吸系统疾病”（CW: 0.09549）。物理危害（尖锐物、针头）排名最低（CW: 0.07703）。

**3.5 社会经济风险优先级排序**：CR=0.0028。“审美价值丧失影响城市美观和旅游”（CW: 0.13597）排名第一，其次为“周边居民生活质量下降”（CW: 0.13378）和“政府关注不足”（CW: 0.12922）。

**3.6 与其他垃圾场研究比较**：水污染优先性与发展中国家研究一致，但塑料焚烧排名更高（因Repi废物中塑料含量高且缺乏控火措施）。职业健康风险突出，区分了不同人群的风险差异。审美价值排名高于直接经济损失，反映出快速城市化非洲城市对旅游和城市形象的紧迫关注。

**3.7 稳健性比较（FAHP vs. AHP）**：Kendall’s tau_b相关系数为0.995（P<0.01），表明FAHP保留AHP逻辑结构同时更有效处理不确定性。

**3.8 领结模型应用**：针对环境顶级风险（下游水源污染）绘制因果路径，预防屏障包括衬垫系统、渗滤液管理设施、避免沿水体倾倒、执法和每日土壤覆盖；缓解措施包括监测系统、水质评估和处理。针对健康顶级风险（拾荒者职业健康），预防屏障包括提供个人防护装备（PPE）、健康安全培训和定期体检；缓解措施包括职业健康服务、急救设施和健康监测。针对社会经济顶级风险（审美价值丧失），预防屏障包括围栏视觉屏蔽、气味和气体控制、避免露天焚烧；缓解措施包括旅游推广、媒体宣传和清洁运动。

**3.9 与可持续发展目标（SDGs）关联**：顶级风险直接对应SDG 6.3（改善水质）、SDG 3.9（减少有害化学品导致的死亡和疾病）和SDG 11.6（减少城市环境影响）。

**3.10 敏感性分析结果**：所有场景下各领域前三名风险保持不变，CW变化均在±5.7%以内，表明排名高度稳健。

**总结讨论与结论**
讨论部分指出，本研究的局限性包括：德尔菲专家组成员主要为学术界和政府官员，未直接纳入拾荒者和社区代表（但通过文献和前期社区研究融合了其感知）；FAHP依赖主观判断，虽敏感性分析稳健但未来可扩展至个体专家层面；领结模型为定性可视化工具，未量化屏障有效性和失效概率；分析基于感知风险而非直接环境测量，未来需整合实证数据；框架可转移但权重需针对具体地点重新校准。结论部分（原文翻译）：本研究成功应用集成的模糊AHP和领结建模框架，评估并优先排序了埃塞俄比亚最大城市开放垃圾场的风险。该方法确定了环境、健康与安全、社会经济三个领域的28个关键风险，专家共识强，与传统AHP相关性极佳。环境风险以水污染为主，“下游水源污染”排名最高（CW: 0.12445），其次是“周围土壤和水质退化及不美观外观”（CW: 0.12284）。健康与安全风险以拾荒者职业危害（CW: 0.10039）和病媒/啮齿动物疾病（CW: 0.09725）为主。社会经济风险以审美丧失（CW: 0.13597）和生活质量下降（CW: 0.13378）为主。敏感性分析确认了排名稳健性。领结图将优先级排名转化为可操作干预路径，区分预防屏障（衬垫系统、材料回收设施、废物分类、每日覆盖和围栏）与缓解措施（监测系统、生物修复、病媒控制、心理健康服务和社区重返社会）。研究结果提出了三项紧急政策优先事项：（1）工程干预以控制渗滤液和露天焚烧；（2）为拾荒者提供职业健康计划，包括PPE、培训和健康监测；（3）城市土地规划改革防止未来居民侵占垃圾场。该集成框架为低收入和中等收入国家面临类似开放倾倒挑战的城市提供了可转移模板，但需在新情境下与专家和当地社区重新校准。未来工作应通过概率建模量化屏障有效性，进行实证暴露评估验证风险排名，并正式将社区风险感知调查纳入FAHP过程。解决开放倾倒风险不仅是环境必需，更是实现快速城市化非洲地区SDG 3（健康）、SDG 6（清洁水）和SDG 11（可持续城市）的基础步骤。