孫士博

（山東省聊城市第一中學，山東 聊城 252000）

自外賣興起以來，多種外賣平臺逐漸滲入人們生活的方方面面。美團外賣、餓了么、百度外賣三家知名外賣平臺日訂單量共計在700萬單左右。按照每單外賣用一個塑料袋，每個塑料袋0.06 m3計算，大約15 d所用的塑料袋即可覆蓋整個西湖。不得不說，外賣垃圾帶來的環(huán)境問題越來越成為令人矚目的焦點問題。一方面，因為回收價格低；另一方面，相關各方責任不明確。如果這種糟糕情況不能有效改善，將會毀滅下一代的生存環(huán)境，危及整個地球的未來生態(tài)。如果人們能夠深入分析外賣所帶來垃圾的情況，積極探索處理方法，整合社會各界力量，就一定能破解這一困境。

1 存在問題與分析

1.1 存在問題

1.1.1 問題1

在所選定的區(qū)域內，采用合適的指標對外賣帶來的固體廢棄物進行分類，然后運用差分模型得到固體廢棄物的長期變化趨勢。

1.1.2 問題2

探究各類固體廢棄物目前被處理的情況，并建立收益線性規(guī)劃獲得更優(yōu)化可行的處理方案。

1.1.3 問題3

借助一些機構發(fā)布的數(shù)據(jù)，結合調查問卷所搜集的數(shù)據(jù)，定量探究外賣產生的固體廢棄物與居住人群特點之間的關系；尋找各類指標作為解釋變量建立累積Logistic回歸模型，找出其中關系。

1.2 問題分析

1.2.1 問題1分析

目前，生活垃圾大量填埋將使得土地資源變得尤為稀缺，每年被非填埋處理的外賣垃圾數(shù)量將跟不上新產生的外賣垃圾數(shù)量，使得存在于土地里的垃圾量不斷積累。所以，在計算出每年新產生的外賣垃圾量后，通過累計和計算出存在的積累量，人們就能預測未來幾年的外賣垃圾存在量的發(fā)展趨勢，從而計算出每一類外賣垃圾的預測數(shù)量。

1.2.2 問題2分析

問題2要解決的是調研并定量分析各類固體廢棄物被處理的情況，然后分析研究更優(yōu)化可行的處理方案?！吨袊y(tǒng)計年鑒2017》顯示，2016年的無害化生活垃圾處理量為19 673.8萬t，其中衛(wèi)生填埋量為11 866.4萬t，約占總量的60.3%；焚燒處理量為7 378.4萬t，約占總量的37.5%[1]。當下的固體廢棄物處理模式不但存在占地面積廣、對環(huán)境污染嚴重等缺點，而且在土地資源緊張和人們對污染意識不斷加強等背景下，舊有模式將很難繼續(xù)下去，所以要對垃圾的處理模式進行優(yōu)化。這時的優(yōu)化不僅體現(xiàn)在成本最小這一方面，也體現(xiàn)在處理方式更加適應于可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。

1.2.3 問題3分析

問題3要求人們定量研究外賣產生的固體廢棄物與居住人群特點之間的關系。居住人群的性別、年齡、受教育水平、職業(yè)和月收入水平等特點都對外賣產生的固體廢棄物數(shù)量有影響。資料顯示，訂外賣的人主要是年齡在20～40歲的白領和學生，他們沒有時間做飯，且經濟情況比較可觀，為了追求方便快捷，經常訂外賣。針對居住人群的特點，結合調查問卷中的問題，人們可以建立回歸模型。

2 模型的建立與求解

2.1 外賣垃圾存在量模型的建立

問題1要解決的是在選定的研究區(qū)域內，分類估算外賣所帶來的固體廢棄物的數(shù)量。自外賣成為人們生活必不可少的一部分后，每日都不斷產生大量外賣垃圾，目前外賣垃圾大多采用填埋處理方式，然而垃圾被填滿不僅占地規(guī)模龐大，也會污染環(huán)境。外賣行業(yè)興起于2008年，其固體廢物產生量在長期看來符合Logistic模型，但是鑒于外賣行業(yè)屬于新興行業(yè)，近些年來其固體廢棄物數(shù)量將與外賣行業(yè)發(fā)展趨勢相一致，呈指數(shù)型增長態(tài)勢[2]。所以，短期內第t年外賣所帶來的固體廢棄物得數(shù)量為：

式中，f（0）為初始年份外賣所帶來的固體廢棄物數(shù)量，其為所研究小區(qū)當年外賣的固體廢棄物產生量；r為最近幾年外賣固體廢棄物的增長率；t為第t年，取值為正整數(shù)。

所以，外賣垃圾的存在量為：

式中，α為被填埋的外賣垃圾占外賣垃圾總量的比例?！吨袊y(tǒng)計年鑒2017》顯示，2016年衛(wèi)生填埋量占總垃圾清運量的60.3%（此處近似代替為被填埋的外賣垃圾占外賣垃圾總量的比例α），則外賣垃圾最終存在量為每一年被填埋量的總和[2]。

2.2 外賣垃圾存在量模型的求解

分析結果顯示，調查問卷中430份為有效問卷，假設該研究范圍是一個3 000人的小區(qū)，根據(jù)調查問卷中相關問題的數(shù)據(jù)，可以近似歸總出各類外賣垃圾的數(shù)量，結合各類垃圾的單個數(shù)量，計算出一周每一類外賣垃圾的總重量為24 102.64 g，若該值為每人每周平均產生的外賣垃圾量，則一年內該小區(qū)的外賣垃圾量為8 553.5 kg，即f（0）約為8.6 t。又假設外賣垃圾的增長率為15%，則第t年外賣垃圾量f（t）和外賣垃圾存量分別為：

利用MATLAB進行擬合并進行預測，得到未來10年內外賣垃圾總量的預測圖，如圖1所示。

在增長率不變的條件下，根據(jù)圖1，人們可以預見該小區(qū)未來10年內的外賣垃圾總存在量。如果不加以控制，該小區(qū)外賣垃圾量將在10年后達到105.29 t。

圖1 外賣垃圾量預測

表1 所調研城市生活垃圾占比

根據(jù)聊城市生活垃圾占比數(shù)據(jù)（見表1），人們用生活垃圾中各成分的占比近似代替外賣垃圾各成分的占比，可以得到2017年該小區(qū)的廚余垃圾約為3.06 t、紙盒約為1.08 t、塑料約為1.04 t、木竹約為0.7 t。而10年后，廚余垃圾將約為62.12 t、紙盒約為21.9 t、塑料約為21.06 t、木竹約占14.21 t。由此可以看出，不加控制下的外賣垃圾存在量將呈爆炸式增長，而地球上的可供垃圾填埋的面積卻非常有限，如果按照現(xiàn)有模式處理垃圾，幾年內將用完所有可用來填埋垃圾的土地。所以，采用更加優(yōu)化的垃圾處理方式是非常必要的，更加優(yōu)化不僅僅指處理成本上的優(yōu)化，更需要考慮到占地面積和對環(huán)境污染等因素，這也就是接下來要解決的問題。

2.3 外賣垃圾產生量長期模型的優(yōu)化

2.3.1 外賣垃圾產生量長期模型的建立

外賣行業(yè)為新興行業(yè)，所以上文建立了增長率r不變的指數(shù)增長模型，但是就長期來看，外賣垃圾增長率不斷減緩，即增長率將隨著外賣垃圾量不斷增加而逐漸減小。所以，增長率r是一個減函數(shù)，所以人們可以建立外賣垃圾量的Logistic阻滯增長模型。原因在于：阻滯增長模型考慮自然資源、環(huán)境條件等因素對垃圾增長的阻滯作用，是對指數(shù)增長模型的基本假設進行修改后得到的。而阻滯作用體現(xiàn)在對垃圾增長率r的影響上，使得r隨著外賣垃圾數(shù)量f（t）的增加而下降。若將r表示為f的函數(shù)r（f），于是有：

2.3.2 外賣垃圾產生量長期模型的求解

人們可以用2008-2017年中國國家統(tǒng)計年鑒中的生活垃圾清運量數(shù)據(jù)來近似代替外賣垃圾垃圾量來對垃圾量進行研究，通過MATLAB擬合得到相關結果，如圖2所示。

圖2 垃圾清運量的logistc模型擬合圖

通過垃圾清運量logistic模型的擬合圖，人們可以看出，垃圾總量由于增長率不斷下降呈現(xiàn)大致S型曲線，由此可以預測外賣垃圾近些年來雖然呈指數(shù)型發(fā)展，但是最終將符合logistic的阻滯增長模型。

2.4 垃圾處理收益模型的概述及各處理方式成本

目前，固體廢棄物主要有以下幾種處理方式：衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥和回收。固體廢棄物分為廚余垃圾、紙質垃圾、塑料垃圾和木竹垃圾四類。若想垃圾處理方式變得更為優(yōu)化，新興方法無疑必不可少。

值得一提的新方法有濕垃圾生物處理和垃圾焚燒發(fā)電。生物處理是利用微生物分解固體廢物中可降解的有機物，從而達到無害化和綜合利用的目的。固體廢棄物經過生物處理，在容積、形態(tài)、組成等方面均發(fā)生重大變化，因而便于運輸、儲存、利用和處置。生物處理方法包括好氧處理、厭氧處理、兼性厭氧處理。與化學處理方法相比，生物處理比較經濟，應用普遍，但所需時間較長，處理效率有時不夠穩(wěn)定。資料顯示，好氧堆肥一般露天進行，占地面積較大，成肥時間冬季需1個月，夏季約半個月。所以，本文選取成肥時間為3/4個月。垃圾焚燒發(fā)電伴隨垃圾焚燒而產生，卻能夠在舊有模式上產生額外收益。

建立垃圾處理的效益方程，需知各種處理方式的成本和收益，參考《深圳市生活垃圾處理工作志愿者調研筆記（2015年）》，本文對各種垃圾處理方式的收益進行計算[3]。

（1）衛(wèi)生填埋成本。衛(wèi)生填埋成本=運行成本+投資成本=60x+25x=85x（元）。

（2）焚燒成本。目前，深圳市垃圾焚燒廠的垃圾處理費支付標準自80～120元/t垃圾，同時考慮到隨著環(huán)保標準的提高，未來垃圾處理費的支付標準還會進一步提高，因此未來的垃圾處理費支付標準暫按180元/t垃圾考慮，所以焚燒處理x噸垃圾的焚燒成本為180x；垃圾焚燒后產生的灰渣體積僅為原來的10%～15%，這里取12.5%進行計算，所以焚燒處理x噸垃圾的填埋處理成本為：x÷0.8×0.125×60=9.375x元。

垃圾焚燒產生二噁英對人危害較大，因此每焚燒1 t垃圾都有相關社會補貼?？紤]到二噁英對人的影響，假設焚燒補貼與人口相關。《北京市城市生活垃圾焚燒成本評估報告》中，2014年北京市焚燒1 t垃圾補貼1 088.94元，從國家統(tǒng)計局查詢到北京2014年人口13 334 000人，假設此小區(qū)有3 000名常住居民，計算該小區(qū)焚燒補貼，可得每焚燒1 t垃圾，該小區(qū)約補貼0.245元。

綜上，焚燒成本=處理成本+投資成本+補貼費用189.62x元。

（3）生物處理成本。濕垃圾生物處理成本為150元/t，則x噸濕垃圾生物處理成本為150x元。

（4）焚燒發(fā)電收益。1 t垃圾燃燒的平均發(fā)電量為：1 881.771 kg×98%×99%/5=365.14 kW·h，當下聊城市的電費為0.55元/（kW·h），所以x噸垃圾的產電收益為200.827x元。

2.5 垃圾處理收益模型的建立與求解

收益L為收入減去成本，考慮到各方式的處理對環(huán)境的影響，人們可以給各種處理方式加上權重，權重的大小表示各處理方式對環(huán)境的影響程度。在上述四類廢棄物中，廚余垃圾可以采用填埋、焚燒、濕垃圾生物處理和焚燒發(fā)電4種處理方式。而其他三類垃圾只可采用填埋、焚燒和發(fā)電3種處理方式。就廚余廢棄物這一類，設置x1為衛(wèi)生填埋的數(shù)量、x2為焚燒的數(shù)量、x3為生物處理的數(shù)量和x4為焚燒發(fā)電的數(shù)量，則對廚余廢棄物建立的線性優(yōu)化模型為：

對于其他三類廢棄物，設置x1為衛(wèi)生填埋的數(shù)量、x2為焚燒的數(shù)量、x3為焚燒發(fā)電的數(shù)量，則紙質廢棄物的線性優(yōu)化模型為：

塑料廢棄物和木竹的線性優(yōu)化模型形式同紙質廢棄物一致，最終求得的結果如表2所示。

表2 垃圾處理收益模型結果

2.6 累積Logistic回歸模型的建立

問題3要求人們定量研究外賣產生的固體廢棄物與居住人群特點之間的關系。對于研究區(qū)域人群的特點，根據(jù)設置的調查問卷，筆者選取調查對象的性別、年齡、受教育程度、職業(yè)和月收入水平五個解釋變量來研究對外賣固體廢棄物的影響。而調查問卷沒有直接表現(xiàn)外賣固體廢棄物數(shù)量的問題，所以筆者用每周定外賣次數(shù)來代替描述外賣產生的固體廢棄物數(shù)量。由于自變量性別、年齡、受教育程度、職業(yè)、月收入水平和因變量每周定外賣次數(shù)是調查問卷中的數(shù)據(jù)，都是分類變量，所以借助SPSS建立有序回歸即累積Logistic回歸（Logistic回歸又稱Logistic回歸分析，是一種廣義的線性回歸分析模型，其自變量是分類變量，可以是二分類變量，也可以是多分類變量）模型，如下：

每周的外賣次數(shù)為分類變量，在SPSS中的設置如圖3所示。

圖3 SPSS外賣次數(shù)值標簽

而在建立累積Logistic回歸模型時，筆者將不訂外賣設置為0，其他選項設定的值與值標簽相同，則j的取值為 j=1，2，3，4。

2.7 累積Logistic回歸模型的求解

將“調查問卷統(tǒng)計表”中有關問卷的第1題、第2題、第3題、第4題、第5題和第7題的數(shù)據(jù)導入SPSS中，設定好變量類型和值標簽，做累積Logistic回歸，獲得結果[4]。可以看出，性別、受教育程度和職業(yè)對訂外賣次數(shù)的影響不顯著，所以在建立的累積Logistic回歸模型中除去這三個解釋變量。

除去上述三個解釋變量后，再次用SPSS建立累積Logistic回歸模型，獲得回歸參數(shù)估計值輸出表，可以看出大多數(shù)參數(shù)的P值都小于0.2，可以大致認為參數(shù)檢驗是顯著的。然后比對檢驗結果，P值為0.014＜0.05，所以在顯著性為0.05的情況下人們可以認為至少有一個變量的偏回歸系數(shù)不為零，也就是說模型的偏回歸檢驗結果是顯著的。所以，可作出現(xiàn)有解釋變量年齡和月收入水平對被解釋變量每周訂外賣的次數(shù)的累積Logistic回歸模型，由于被解釋變量是分五類的變量，所以可得四個模型，如下：

綜上，居住人群的年齡和收入水平影響外賣的固體廢棄物產生量。由所建模型可知，年齡18～25歲的居民和月收入在3 500～5 000元的居民訂外賣次數(shù)較多，而產生的外賣固體廢棄物數(shù)量也最多。

3 結論

對問題進行分析建模與求解，結果發(fā)現(xiàn)，聊城市調查小區(qū)的外賣固體廢棄物產生數(shù)量呈指數(shù)形式增長，如不及時實施措施，將會對未來產生嚴重影響。目前，聊城市大多數(shù)居民缺乏外賣固體廢棄物分類處理意識，不了解垃圾的環(huán)保處理方式；固體廢棄物需要分類處理，廚余固體廢棄物應盡量采用生物處理方式，其他干垃圾盡量采用焚燒處理，并且焚燒產生的熱量可以用于發(fā)電；居住人群的年齡和月收入水平會影響外賣訂單次數(shù)，進而影響外賣的固體廢棄物產生量[5]。

外賣的產生方便了居民，其飛速發(fā)展卻帶來嚴峻的環(huán)境污染問題。因此，各社區(qū)要加強對垃圾處理教育，積極宣傳垃圾的分類處理優(yōu)點，加強教育，增強居民垃圾分類處理意識；優(yōu)化垃圾處理技術，對垃圾進行分類處理，采用“干垃圾焚燒+濕垃圾生物處理”的垃圾處理模式；相關部門可以借鑒國外經驗，如日本、韓國的垃圾處理強制措施；國家可以出臺優(yōu)惠稅收政策，鼓勵外賣餐盒生產企業(yè)生產環(huán)保易降解的可回收餐盒，這樣可以減輕企業(yè)生產成本，刺激企業(yè)生產環(huán)保餐盒。