摘要：随着全球经济的发展，塑料机械行业也展现出了蓬勃的经济活力，但随之而来的塑料机械废品的剧增，对全球的生态环境安全，带来了新压力。通过对相关机构的指标进行分析，我们建立了全球塑料机械废品水平的评判机制，以人均能源消费量、人均废物中含有的塑料机械废品比例和塑料机械废品可处理比例为变量，可以得到全球塑料机械废品的水平，经过计算，塑料机械制品的全球废物达到最低可达到的水平为78%，为了明确国家或区域之间的差异，我们对全球国家和区域进行聚类分析，划分等级，根据国家或区域之间的经济发展水平、劳动力资源等方面的差异，提出了应对全球塑料机械废品危机的方案。
关键词： 聚类分析、塑料机械废品水平、环境安全、可持续发展
背景：
Roland Geyer等人对全球的垃圾进行了分析，发现，塑料机械废品中，大约9%被回收，12%被焚烧，79%被堆积在土地或者自然环境中。并预计，如果按照目前的生产和废物管理趋势，到2025年，大约八千公吨的塑料机械废品将被填埋在自然环境中。
除此之外，学者对塑料机械废品垃圾的流动进行了研究。塑料机械废品在物理化学等作用下发生破碎，成为微塑料的主要次生来源，较小的微塑料更容易被低营养级微生物所摄取。被微生物所摄食的微塑料不仅可能对微生物造成物理损伤，而且微塑料本身含有增塑剂以及对有机物具有较强的吸附能力，在生物体内得到释放从而通过食物链影响人体健康。
面对越来越严峻的塑料机械废品污染，各个国家纷纷出台了针对性的政策，为加强塑料机械废品垃圾管理提供了决策参考。
我怎么研究的
首先对塑料机械废品进行分析，塑料机械废品的水平受到多个因素影响，比如居民消费水平、植被覆盖率、相关政策等，根据因素的比重，我们抽取了两个关键因素，一个是塑料机械废品的产量，另一个是塑料机械废品的处理量，做出以下假设：
剩余塑料机械废品量=塑料机械废品产量—可处理塑料机械废品量
以此来看，减少塑料机械废品的水平有两种途径： 一是减少塑料机械废品的产量，二是增大塑料机械废品的处理量
我们搜集相关文献，建立了塑料机械废品水平的评判机制，即：
剩余全球塑料机械废品水平=剩余塑料机械废品量/全球塑料机械废品产量
将上述两个公式整合可得：
剩余全球塑料机械废品水平=
（塑料机械废品产量—可处理塑料机械废品量）/全球塑料机械废品产量
我们对相关机构发布的权威数据进行了查询，可处理塑料机械废品量由以下几个因素决定：人均能源消费量、人均废物中含有的塑料机械废品的比例、塑料机械废品可处理比例。
可得到如下公式：
可处理塑料机械废品量=人均能源消费量*人均废物中含有的塑料机械废品的比例*塑料机械废品可处理比例
根据各个国家或区域的差异，对塑料机械废弃物的治理问题提出解决方案。我们决定通过聚类分析建立模型。首先通过一定的参考指标，对国家进行划分。之后对每一部分国家设定相应的需求和生产标准；同时不同区域之间按照等级进行贸易活动，以此减少塑料机械废品的生产量，从而减少塑料污染。
在多元统计分析中，各个指标由于计量单位和数量级不尽相同，从而使得各指标间不具有综合性，不能直接进行综合分析，这时就必须采用某种方法对各指标数值进行无量纲化处理，解决各指标数值不可综合性问题。
之后，利用pdist函数计算样本两两间的距离；随后，根据数据定义变量之间的连接，利用Matlab生成结果；最后创建聚类，得到谱系图。
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怎么做的
我们对全球区域进行一个按洲的区域划分，分别选取以下几个国家进行数据搜集，即日本、韩国、土耳其、阿尔及利亚、英国、德国、墨西哥、加拿大、美国、澳大利亚，这些国家都有一定的区域特性，可以代表该区域的一些特征属性
我们选取人均能源消费量作为区域内人均塑料机械消费量的一个基数，搜集了从2006年到2015年的数据集合，将该集合按照年份进行划分，分别对每一年的数据进行0.1到0.9的归一化处理，再分别乘上各个数据项的原有数据，得到了一个拟定的平均估计 Ω ，作为区域内废物处理量的参考基数。
2006年至2015年Ω数值
23690 23894 23862 23431 24567 24242 23985 24569 24297 24511
将上述国家各年份的数据带入，求出最低值：
各个国家最低标准
0.2088 0.1985 0.2103 0.2200 0.2002 0.1870 0.1798 0.2122 0.2018 0.1968
最低标准为：1-0.2200
即，塑料机械废品最低可达到的水平为78%。
如果想要达到塑料机械废品的最低水平，必将采取一系列的措施，比如限制塑料机械的生产和使用等，无论是对于人类的生活方式还是塑料及其相关工业都会产生很大影响。
而塑料机械工业及其相关机械行业也会受到巨大的冲击，面临着转产或者倒闭的危机。针对这一危机，企业需要努力创新并提出设计解决方案或替代方案。加大研发力度，生产安全可控、性能达标、绿色环保、经济适用的塑料机械制品。
结果
根据模型，可以对世界的各国家进行分类，对不同层次的国家制定不同的评价指标，即区域性最低标准，不过我们需要注意到，由于国家与国家之间的经济、科技、地理位置等方面存在差异，如果在面对全球环境危机时以统一的标准要求，会存在不可避免的公平问题。
所以，在遵循共同义务与责任的基础上，要参考性的考虑国家所处的层次，并根据各国家的能力和实际情况，有选择性的承担相应的责任。目前比较贫困的国家或发展中国家应当自觉地控制本国在发展过程中造成的塑料机械污染与自然资源的低效率消耗。
发达国家也需要在应对塑料机械污染的作战中起到引领性作用，首先，发达国家需要最好本国的塑料机械限制使用和回收治理工作，在国内建立起完善的再利用体系，并积极进行新型塑料机械或替代品的研发；其次，发达国家应适当的协助发展中国家，提供策略和技术领域的支持，帮助发展中国家快速完成产业转型。
同时，国家内部的城市与城市之间也需要形成此种机制，城市需要充分认识到自身的优势和劣势，能源充足的城市要增强对塑料机械的绿色利用，尽可能减轻环境污染；塑料机械废弃物回收体系的建设需要大量劳动力，较为发达的一线城市可能存在劳动力不足的情况，可以借助劳动力资源丰富的城市中的人口优势，实现双方共赢。
通过这样的方式，能够在层次金字塔内形成上层带领下层的机制，有利于塑料机械引起的全球危机的解决。
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论文作者:刘佳宇1 蒋枪1 杨文博2
论文发表刊物:《科学与技术》2019年19期
论文发表时间:2020/4/28
标签：塑料机械论文; 废品论文; 全球论文; 国家论文; 水平论文; 区域论文; 塑料论文; 《科学与技术》2019年19期论文;