1.华北理工大学冶金与能源学院 河北唐山 063009；2.华北理工大学管理学院 河北唐山 063009； 3.华北理工大学机械工程学院 河北唐山 063009
摘要：针对目前国内一次性塑料产品废物问题，抓住关键因素，查阅资料获得塑料来源、当前塑料废物的严重程度、处理塑料废物的资源可行性、塑料废物回收无害化处理及塑料废物的处理再生信息。提出针对性创新的安全减轻优化模型，依据模型约束条件，得到目前国内在不进一步破坏环境的前提下，可安全减轻一次性塑料废物最大在24.188百万吨。
关键词：非线性规划模型；塑料废物；环境污染
0 引言
自50年代以来，塑料产品由于其用途广泛，例如在食品包装，消费品，医疗设备和建筑业望料制造呈指数增长。尽管有很大的好处，但与增加塑料生产相关的负面影响值得关注。塑料产品不易分解，难以处置，仅约9%的塑料可回收利用。每年大约有4-12百万吨的塑料废物进入海洋。一次性塑料产品的兴起导致整个行业致力于制造塑料废料。这也表明产品可用的时间明显少于适当减轻塑料浪费所需的时间。因此，为了解决塑料废物问题，需要研究在安全稳定不进一步破坏环境的前提下可减轻的塑料废物最大值。
1 一次性塑料废物来源与处理现状分析
2010-2018年中国塑料产量和中国塑料废物进口量相关数据如图1。
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图1 2010-2018年中国塑料产品产量和中国塑料废物进口量
中国塑料制品年产量逐年上升，直至2018年出现下降趋势，同比下降19.6%。中国塑料废物年进口量大体呈现逐年下降的发展趋势，自2018年1月中国禁止进口生活类废塑料后，2018年全年再生塑料进口量大幅度下滑。进口废塑料转换成原料，在塑料制品所需原料中占的比例不足10%。
①当前塑料废物的严重程度：科学研究发现，世界上50%的人身体里有微塑料。科学家们还对饮用水进行了取样调查。在接受调查的城市用水中83%的水体里面含有微塑料。由此可见，塑料并非消失，而是加入了生物链的循环；②处理塑料废物的资源可行性：中国每年产生的塑料废弃物已接近3000万吨，但回收率不到10%，绝大部分被填埋、焚烧，进一步破坏了环境，所以不将这种方法回收的塑料量计算在内。
在中国相对无害化塑料处理方式不多，主要包括以下几种情况：①塑料再生产：回收使用过的一次性塑料、购物袋等塑料废弃物用于再生产，不仅可减少环境污染，而且使得企业大幅度降低原料成本，增加利润。中国每年大约有1400万吨废旧塑料没有回收利用，回收利用率只有25％，直接资源浪费高达280亿元／年；②塑料无害化处理：2005年，经过多年自主创新，中国第一套大型废塑料处置的工业化装置于兴化市建成。实现了废塑料处置的无害化、减量化、资源化。该装置单台处理量大，单台处理量最大可每天25吨废塑料，每年总处理量约为1万吨；③常用塑料废物回收利用方法：直接利用法、油化法、改性法、气化法、解聚单体化法、直接做原料以及还原剂等。
2 针对性创新安全减轻优化模型
安全减轻的一次性或一次性塑料废物总量包括塑料废物的回收量、无害化塑料废物的处理量以及其他方式塑料废物处理量。其中使用相关塑料废物无害化处理技术即减轻塑料废物最大值又环保。焚烧、填埋等有害化处理措施，虽然短时间内会减轻一次性塑料废物的最大量，但存在极其严重的环境破坏可能。另外，还有自然降解等其他非人为造成的塑料废物处理方式。本文采用基于非线性规划模型采用创新优化模型求解目标函数最大值。
表1 近五年中国塑料产品总量（单位：万吨）
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由上述分析得到以多种无害化方式塑料废物处理量组成的创新优化模型，则目标函数为每年减缓塑料废物的最大量
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（1）
查阅文献资料得到中国塑料废物处理比例，以及处理方式是否会对环境造成破坏的比例得到，塑料废物回收量、无害化塑料废物处理量和其他方式塑料废物处理量等于与各自比例的乘积。塑料废物回收率不超5%，无害化塑料废物处理率不超15%，现阶段中国塑料废物回收率不超10%。综上所述，求解安全减轻塑料废物最大值的创新优化模型约束条件如下：
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（2）
求解得到目标函数最大值，即再不进一步破坏环境的前提下，中国可安全减轻的一次性塑料废物最大量为24.188百万吨。
3 结语
一次性塑料产品短时间内得到各个行业的广泛认可，以其生产成本低同时使用便捷呃优势迅速发展并占领市场。通过分析一次性塑料产品的来源、目前在国内造成的严重环境影响了解其现状。同时，分析现有的处理废物的资源可用性、技术途径可行性及现有普及状态，综合得到限制条件分析在不进一步破坏环境的前提下能够安全减轻的一次性塑料废物量，本文分析研究对于相关部门处理一次性垃圾对环境稳定性的影响具有一定的理论参考意义。
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