基于Leopold矩阵与RIAM联合方法的垃圾填埋场环境影响定量评估——以Nazlou填埋场为例

《Heliyon》：Landfill environmental impact study using a combined method of Leopold and RIAM matrices: A case study

　　

城市固体废物（MSW）产生量的快速增长加剧了对可持续垃圾填埋管理的需求。本研究采用RIAM（Rapid Impact Assessment Matrix）和Leopold方法定量评估了露天倾倒的环境影响，并探讨了评分平均化对组分排序的影响。总体环境评分为?611（RIAM）和?704（Leopold），表明存在严重的负面影响。在RIAM中，各组分按代数和从负面影响最大到最小排序为：物理化学组分（?222）、文化社会组分（?163）、生物生态组分（?114）和经济运营组分（?112）。而在Leopold矩阵中，代数和排序为：物理化学组分（?270）、经济运营组分（?168）、生物生态组分（?140）和文化社会组分（?126），显示两种方法之间存在不同的排序模式。在对各组分内的标准数量进行平均化后，RIAM平均值分别为：物理化学组分?27.8、生物生态组分?38.0、文化社会组分?23.3和经济运营组分?37.3，这导致了组分排序的重排，并使结果与Leopold方法的结论更加一致，尽管两种方法的平均化程序并不严格等同（Leopold平均值：物理化学组分?11.3、生物生态组分?19.0、文化社会组分?8.4、经济运营组分?14.0）。最显著的负面因素包括地下水污染、病媒生物增加、土地利用冲突以及健康指标下降。这些发现表明，仅基于代数和的评价可能会扭曲影响的优先排序，因此归一化或平均化对于公平的组分比较和方法协调至关重要。为减轻不利影响，研究推荐采取建立卫生填埋单元、堆肥设施、渗滤液处理系统和回收计划等实际管理策略。本研究强调了整合定量评估方法以支持垃圾填埋管理与环境保护领域知情决策的重要性，并在RIAM方法中引入了一种基于平均化的归一化新方法，以增强其与Leopold矩阵的可比性。

论文解读文章

一、研究背景与问题提出

随着全球城市化进程加速和资源消耗增长，城市固体废物（MSW）年产量已达约20.1亿吨，构成沉重的全球负担。在发展中国家，传统处置方式如垃圾填埋和焚烧导致温室气体（GHG）排放、环境污染及可回收资源的流失。尽管废物管理层级体系强调源头减量、再利用、回收和堆肥优先于填埋，但残余废物始终需要最终处置。然而，许多现有场地仍以露天倾倒方式运行，缺乏工程防护措施，成为长期环境风险源。

伊朗乌尔米耶市的Nazlou填埋场自1998年起接收城市废物，因缺乏底部衬层系统、有机废物占比高（53.08%至68.87%）及降雨季节性特征，渗滤液产生及渗漏问题极为严重。场地地势朝向南部的农业灌溉渠和Nazlou村庄，加剧了地下水污染风险。现有研究表明，针对同一填埋场的不同评价方法可能得出差异化的组分排序，而将RIAM（快速影响评估矩阵）与Leopold矩阵联合应用并进行结果对比的研究尚不充分。因此，本研究的核心目标在于：利用这两种方法定量评估Nazlou填埋场的环境影响，并通过引入平均化归一化手段提升方法间的一致性，从而为可持续填埋管理提供科学依据。

二、研究方法概述

研究人员采用了两种成熟的半定量环境影响评价技术：RIAM方法和Leopold矩阵法。RIAM方法基于五个评估准则（重要性A₁、变化幅度A₂、持久性B₁、可逆性B₂、累积性B₃），通过公式ES = AT × BT计算环境评分（ES），并将结果划分为11个等级范围（从+E到-E）。Leopold矩阵法则对每项交互作用的量级（1-10分）和重要性（1-10分）分别赋分并相乘，得到复合评分（±1至±100）。所有评分数据来源于由环境工程师、水文地质学家和废物管理专家组成的专家组，基于现场观测、技术报告和专业判断，采用德尔菲法达成共识。研究还创新性地引入了平均化归一化程序：在RIAM中将各组分的ES代数和除以该组分内评估标准的数量，在Leopold矩阵中则将代数和除以运营参数的数量，以消除标准数量差异带来的偏差。

三、研究结果

RIAM与Leopold矩阵的总体评分

RIAM方法的总体环境评分为?611，Leopold矩阵为?704，两者均表明露天倾倒造成严重负面影响，与Birjand、德黑兰等地同类研究结论一致。

组分排序的代数和结果

在RIAM中，代数和排序为：物理化学组分（?222）> 文化社会组分（?163）> 生物生态组分（?114）> 经济运营组分（?112）。Leopold矩阵排序为：物理化学组分（?270）> 经济运营组分（?168）> 生物生态组分（?140）> 文化社会组分（?126）。两种方法排序模式存在显著差异。

平均化后的组分排序

RIAM平均值为：物理化学组分?27.8、生物生态组分?38.0、文化社会组分?23.3、经济运营组分?37.3，排序变为：生物生态 > 经济运营 > 物理化学 > 文化社会。Leopold平均值为：物理化学?11.3、生物生态?19.0、文化社会?8.4、经济运营?14.0，排序为：生物生态 > 经济运营 > 物理化学 > 文化社会。平均化使两种方法的排序趋于一致，尽管平均化分母含义不同（RIAM为标准数，Leopold为运营活动数）。

各环境组分中最显著的负面因子

物理化学环境中，地下水污染得分最高（RIAM：?81；Leopold：?100），源于渗滤液产生、废物运输和填埋作业。生物生态环境中，病媒生物增加最为突出（RIAM：?42；Leopold：?100），主要由渗滤液收集和填埋活动驱动。文化社会环境中，土地利用冲突影响最大（RIAM：?54；Leopold：?60），与安全防火措施相关；同时就业是该环境下唯一的正面指标（RIAM：+4；Leopold：+9）。经济运营环境中，健康指标负面影响最重（RIAM：?54；Leopold：?100），受渗滤液收集、废物运输、填埋及安全防火活动的综合影响。

四、讨论与结论总结

讨论要点

研究指出，仅依赖代数和可能扭曲影响优先级排序，而平均化归一化是实现公平组分比较和方法协调的关键。Nazlou填埋场的地下水污染结果与越南Ca Mau省等地的多元统计分析研究一致，确认渗滤液是地下水氨氮和总溶解固体的主要来源。病媒生物增加源于有机废物持续暴露，土地利用冲突则因场地邻近农田、灌溉渠和居民点而加剧。方法学局限性包括：专家评分的主观性、场地特异性数据缺失（如地下水深度和土壤渗透率实测值）、两种方法评分尺度差异（RIAM：?108至+108；Leopold：?100至+100）、时间维度未考虑长期累积效应、空间范围局限于场地周边以及部分子标准未能纳入。

研究结论翻译

1. 1.
   RIAM方法的代数和将环境组分排序为：物理化学（?222）、文化社会（?163）、生物生态（?114）和经济运营（?112）。Leopold矩阵代数和排序为：物理化学（?270）、经济运营（?168）、生物生态（?140）和文化社会（?126）。由于评分尺度和评估标准数量的差异，两种方法的排序不同。当RIAM评分经过平均化后，所得顺序与Leopold方法的最终结果一致，此时生物生态环境表现出最大的负面影响，其次是经济运营、物理化学和文化社会环境。
2. 2.
   物理化学环境中最大的负面影响与地下水污染标准相关，源自渗滤液收集、废物运输和填埋作业。生物生态环境中最重要的负面影响涉及病媒生物增加，主要受渗滤液收集和填埋活动影响。文化社会环境中最大的负面影响与土地利用变化相关，特别是填埋作业中的安全和防火活动所致；该环境也包含唯一正面标准——就业，与继续使用当前处置方法相关。经济运营环境中最重要的负面影响涉及健康指标，受到渗滤液收集、废物运输、填埋作业以及安全和防火活动的综合影响。
3. 3.
   为减少负面影响并有可能将部分转化为正面影响，必须通过建设适当的基础设施来改善该场地的废物处置管理。推荐措施包括建造新的卫生填埋单元、建立堆肥设施、创建材料回收单元、建设渗滤液处理厂以及安装废物焚烧炉。