壓力-狀態(tài)-響應(yīng)框架下的塑料包裝綠色評(píng)價(jià)體系

莊凌峰

（福建技術(shù)師范學(xué)院經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，福建福清 350300）

塑料包裝因其具有低成本、高性能和輕量化等特點(diǎn)，目前在紙及紙板、塑料、金屬和玻璃四大包裝材料中，占據(jù)的比重達(dá)1/4，且有逐年遞增的趨勢(shì).與此同時(shí)，大量的塑料包裝廢棄物給環(huán)境帶來的壓力也與日俱增.欒曉玉等的研究結(jié)果表明，我國(guó)在1949—2018 年間，累計(jì)產(chǎn)生的1404.8×106t 廢塑料中，僅30.0%被回收再利用，14.0%焚燒，36.0%填埋，而其余的20.0%則直接進(jìn)入環(huán)境中[1].塑料制品中，塑料包裝的用量及廢棄量均位居第一.當(dāng)今綠色、低碳塑料包裝已成為時(shí)代發(fā)展的主流.1967 年美國(guó)設(shè)計(jì)理論家威克多·巴巴納克(Victor Papanek)在其出版的《為真實(shí)世界而設(shè)計(jì)》一書中提出了“綠色包裝”理念.此后，國(guó)內(nèi)外學(xué)者從生態(tài)與環(huán)境保護(hù)視角對(duì)塑料包裝開展研究，如再生利用技術(shù)、行業(yè)投資、產(chǎn)業(yè)鏈綠色化發(fā)展、生命周期綠色化、綠色技術(shù)研發(fā)等[2-6]. 2019 年，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《綠色包裝評(píng)價(jià)方法與準(zhǔn)則》中對(duì)綠色包裝給出了如下定義：在包裝產(chǎn)品全生命周期中，在滿足包裝功能要求的前提下，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境危害小、資源能源消耗少的包裝[7].

2020 年，我國(guó)國(guó)家發(fā)改委牽頭印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見》中，提出整治不可降解塑料、一次性塑料用品；推廣應(yīng)用替代產(chǎn)品；培育新業(yè)態(tài) 、新模式；建立健全法規(guī)制度和標(biāo)準(zhǔn)等意見.新版“禁塑令”則基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展理念，極力倡導(dǎo)綠色塑料包裝，對(duì)包裝及包裝產(chǎn)業(yè)提出了更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)及要求.現(xiàn)有實(shí)施的一系列標(biāo)準(zhǔn)中，《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求 塑料包裝制品》（HJ 209—2017）從環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品角度對(duì)塑料包裝制品的原材料、生產(chǎn)過程、降解性能和生物碳含量等方面提出了技術(shù)要求[8]，確定了塑料包裝的環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品的多項(xiàng)判定標(biāo)準(zhǔn)，可惜的是，該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并未建立綜合的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；而《綠色包裝評(píng)價(jià)方法與準(zhǔn)則》（GB/T 37422—2019）中的評(píng)價(jià)體系是針對(duì)所有的包裝材料制定的，故對(duì)于塑料包裝的針對(duì)性相對(duì)不強(qiáng)，并且也未明確各指標(biāo)的權(quán)重.近年來，一些文獻(xiàn)也報(bào)道了綠色包裝評(píng)價(jià)研究結(jié)果[9-12]，但同樣多數(shù)面向籠統(tǒng)的包裝行業(yè)，塑料包裝的特征不鮮明.因此，需要建立一套合理可行的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，綜合評(píng)價(jià)塑料包裝產(chǎn)品的綠色化程度，對(duì)塑料包裝的綠色設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo).“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”框架（pressure-state-response，PSR）由加拿大學(xué)者 Rapport 和Friend 提出，由于框架具有較好的邏輯性，廣泛成為水資源、土地資源、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)等環(huán)境問題研究的指標(biāo)系統(tǒng)的框架.為此，利用“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”模型，構(gòu)建評(píng)價(jià)塑料包裝綠色化程度的指標(biāo)體系，并采用專家問卷調(diào)查和層次分析法，研究指標(biāo)的權(quán)重，建立評(píng)價(jià)模型，對(duì)塑料包裝產(chǎn)業(yè)的綠色化發(fā)展提供有益借鑒.

1 綠色塑料包裝的內(nèi)涵與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

1.1 綠色塑料包裝的內(nèi)涵

根據(jù)《綠色包裝評(píng)價(jià)方法與準(zhǔn)則》（GB/T 37422—2019）對(duì)綠色包裝的定義，并結(jié)合國(guó)際目前形成共識(shí)的3R 和1D 原則，綠色包裝的內(nèi)涵應(yīng)包括減量化、可利用、再循環(huán)、可降解、材料具有生物安全性、全生命周期內(nèi)均不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染等屬性.對(duì)綠色塑料包裝而言，是指以塑料為主體材料，在整個(gè)生命周期中，以滿足包裝功能要求為前提，以保障人體健康和環(huán)境安全為條件的適度包裝.概括地說就是塑料包裝的綠色度.

為了響應(yīng)綠色包裝的要求，近年來降解技術(shù)在塑料包裝行業(yè)中得到快速發(fā)展.同時(shí)，塑料包裝材料的輕量化與高性能化，配方、成型工藝及過程的“綠色化學(xué)化”[13-14]，可回收再利用及材料低碳化等，也成為塑料包裝行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)[15].

1.2 基于“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”框架評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

PSR 模型準(zhǔn)則層分3 類因素：壓力因素、狀態(tài)因素和響應(yīng)因素.綜合前人的綠色塑料包裝的內(nèi)涵研究及行業(yè)的發(fā)展涉及的相關(guān)評(píng)價(jià)要素，本研究根據(jù)PSR 框架模型設(shè)計(jì)了如下綠色塑料包裝的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系.

壓力因素表征在塑料包裝的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用和最終處理等整個(gè)生命周期中各種活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，包括水、土地等資源消耗，煤炭、電力等能源消耗，以及生產(chǎn)中產(chǎn)生的污水、廢氣、固體廢物等污染物排放對(duì)環(huán)境造成的污染.壓力因素可分為資源能源消耗、環(huán)境污染程度兩個(gè)方面，可以選擇單位產(chǎn)值新鮮水耗、單位產(chǎn)值綜合能耗、單位工業(yè)用地面積產(chǎn)值，碳排放強(qiáng)度、VOC 排放強(qiáng)度等指標(biāo).

狀態(tài)因素表征在各種壓力指標(biāo)綜合作用下，特定時(shí)間階段企業(yè)開發(fā)的塑料包裝綠色化水平.狀態(tài)因素主要反映于綠色塑料包裝的程度和發(fā)展水平，即綠色化程度或綠度.綠色化程度越高，對(duì)環(huán)境的造成壓力或污染就越小，產(chǎn)品就越容易得到公眾接受或市場(chǎng)認(rèn)可.依據(jù)綠色包裝的內(nèi)涵，塑料包裝產(chǎn)品要具有減量化、節(jié)材、節(jié)能、可重復(fù)利用、可回收再利用或可降解等屬性.狀態(tài)因素大致可以分為環(huán)境適宜性、產(chǎn)品性能兩類，可以用可降解性、重復(fù)利用次數(shù)、再生資源回收利用率、包裝盒空位容積率、生態(tài)設(shè)計(jì)程度、公眾滿意度等來衡量.

響應(yīng)因素是指行業(yè)、企業(yè)或政府如何采取行動(dòng)來預(yù)防、減輕、阻止和恢復(fù)不利于環(huán)境的影響.政府出臺(tái)相關(guān)法律或產(chǎn)業(yè)政策，淘汰、限制不符合產(chǎn)業(yè)政策的一次性塑料或某些規(guī)格的薄膜生產(chǎn)、銷售和使用，鼓勵(lì)可再生塑料的生產(chǎn)、銷售和使用.企業(yè)加大投資和研發(fā)力度，政府通過稅收減免等優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)企業(yè)研發(fā)可降解塑料，通過科技創(chuàng)新研發(fā)可再生、替代的產(chǎn)品.科技創(chuàng)新方面主要考慮的指標(biāo)是研發(fā)團(tuán)隊(duì)投入強(qiáng)度、研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出，與政策扶持關(guān)聯(lián)的指標(biāo)包括清潔生產(chǎn)水平、財(cái)稅優(yōu)惠的獲得等.

在“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”的框架下，建立的壓力、狀態(tài)和響應(yīng)3 方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系見表1.

表1 PSR 框架下塑料包裝綠色評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2 基于AHP 的指標(biāo)體系分析

層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）是常用多準(zhǔn)則決策方法之一[17]，通過定性與定量方法的結(jié)合，確定體系中各因素的權(quán)重.確定權(quán)重步驟：1）分析問題，建立關(guān)于綠色塑料包裝的遞階層次結(jié)構(gòu)；2）兩兩相比，構(gòu)造判斷矩陣；3）計(jì)算判斷矩陣單排序；4）計(jì)算層次總排序，即不同層次各指標(biāo)的組合權(quán)重.

2.1 構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)

在表1 基礎(chǔ)上，利用層次分析法原理，首先構(gòu)建一個(gè)包含各層次因素的多層次分析結(jié)構(gòu)模型，然后確定評(píng)價(jià)體系中各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重.該指標(biāo)體系分3 個(gè)層次：1）目標(biāo)層A.綠色化程度等級(jí)；2）準(zhǔn)則層B.由壓力、狀態(tài)和響應(yīng)3類指標(biāo)組成；3）指標(biāo)層P.具體反映準(zhǔn)則層的多項(xiàng)指標(biāo)，是對(duì)準(zhǔn)則層下繼續(xù)分支出來的諸多指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，這些指標(biāo)分別從不同維度描述目標(biāo)層諸多因素，在更深層次上反映評(píng)價(jià)目標(biāo).所構(gòu)建的層次模型結(jié)構(gòu)圖如圖1所示.

圖1 PSR 框架下塑料包裝綠色評(píng)價(jià)模型

2.2 判斷矩陣的構(gòu)建及一致性檢驗(yàn)

目標(biāo)層與準(zhǔn)則層（B1、B2、B3）之間的相對(duì)重要性評(píng)價(jià)，以及準(zhǔn)則層與3 個(gè)指標(biāo)組（P1-P5，P6-P11，P12-P15）各指標(biāo)之間的相對(duì)重要性評(píng)價(jià)，構(gòu)成4 個(gè)判斷矩陣（Ab、API、APII、APIII）.按照T.L.Saaty 的 九級(jí)比較度量法，通過專家評(píng)議法評(píng)定各個(gè)判斷矩陣的相對(duì)重要性的評(píng)價(jià)值.運(yùn)用邁實(shí)層次分析法軟件，設(shè)計(jì)指標(biāo)相對(duì)重要性的調(diào)查問卷，2021 年11-12 月針對(duì)行業(yè)專家，包括高校、研究院所、行業(yè)協(xié)會(huì)、企業(yè)技術(shù)人員等，回收30 份問卷，獲取20 份有效問卷數(shù)據(jù)，對(duì)各專家修正后的矩陣求幾何平均值，得到4 個(gè)判斷矩陣數(shù)值，然后求出矩陣的最大特征根λmax.根據(jù)一致性檢驗(yàn)要求，如果CR 小于0.10，即認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性.單排序一致性CR 值計(jì)算如公式（1）所示.

公式（1）中，CI 是判斷矩陣的一般一致性指標(biāo)，計(jì)算如公式（2）所示.

公式（1）中，RI 是判斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo).對(duì)于1～9 階判斷矩陣，RI 的值分別列于表2 中.

表2 隨機(jī)一致性指標(biāo)

表3中，所有的CR 值均小于0.1，表明準(zhǔn)則層的3 個(gè)因素（B1、B2、B3）對(duì)目標(biāo)層A 的相對(duì)重要性權(quán)重排序，以及指標(biāo)層各指標(biāo)組（P1～P5，P6～P11，P12～P15）的指標(biāo)對(duì)于各相關(guān)的準(zhǔn)則因素（B1、B2、B3）相對(duì)重要性的權(quán)重排序均通過一致性檢驗(yàn).

表3 判斷矩陣一致性檢驗(yàn)結(jié)果

2.3 確定指標(biāo)權(quán)重

由各判斷矩陣計(jì)算的各因子特征向量，經(jīng)歸一化處理后進(jìn)行層次單排序，得出指標(biāo)層15 個(gè)指標(biāo)（P1～P5，P6～P11，P12～P15）對(duì)于相關(guān)準(zhǔn)則層的3 個(gè)準(zhǔn)則因素（B1、B2、B3）的相對(duì)重要性權(quán)重Wbp（見表4），以及準(zhǔn)則層3 個(gè)準(zhǔn)則因素（B1、B2、B3）對(duì)于目標(biāo)層A 的相對(duì)重要性權(quán)重Wab：W11=0.523，W12=0.249，W13=0.228.

表4 P 層各指標(biāo)相對(duì)于B 層各因素的權(quán)重（Wbp）

各指標(biāo)對(duì)于目標(biāo)層相對(duì)重要性的權(quán)重值計(jì)算采用公式：Wap=Wab×Wbp．計(jì)算結(jié)果見表5.

表5 各指標(biāo)相對(duì)于目標(biāo)層的權(quán)重（Wap）

此外，總排序一致性CR 值計(jì)算公式如公式（3）所示.

經(jīng)邁實(shí)AHP 軟件計(jì)算，CR=(0.523×0.012+0.249×0.006+0.228×0.003)/ (0.523×1.12+0.24 9×1.26+0.228×0.89)=0.008，經(jīng)過計(jì)算所得的CR 值0.008＜0.10，同樣具有滿意的一致性.

從表5 可以看出，影響塑料包裝綠色化程度的二級(jí)指標(biāo)權(quán)重從高到低排序?yàn)椋簡(jiǎn)挝划a(chǎn)值綜合能耗P1（0.162）、碳排放強(qiáng)度P4（0.107）、VOCs 排放強(qiáng)度P5（0.105）、單位產(chǎn)值新鮮水耗P2（0.084）、研發(fā)團(tuán)隊(duì)投入強(qiáng)度P12（0.072）、單位用地面積產(chǎn)值P3（0.064）、清潔生產(chǎn)水平P14（0.060）、可降解性能P6（0.054）等，權(quán)重最低的是包裝盒空位容積率P9（0.025）、公眾滿意度P11（0.039）、再生原料投入比率P8（0.041）等.壓力因素中，整體的權(quán)重排名靠前，其中單位產(chǎn)值綜合能耗P1、碳排放強(qiáng)度P4 等權(quán)重較大；狀態(tài)因素中，可降解性能P6 權(quán)重相對(duì)較大；響應(yīng)因素中，研發(fā)團(tuán)隊(duì)投入強(qiáng)度P12、清潔生產(chǎn)水平P14 相對(duì)權(quán)重較大.比較一級(jí)指標(biāo)中權(quán)重，壓力因素（0.523）＞狀態(tài)因素（0.249）＞響應(yīng)因素（0.228）.總體看，資源能源消耗小，污染物排放量小，科技投入大，清潔生產(chǎn)水平高，有利于提高塑料包裝的綠色程度.

2.4 綠色度的評(píng)價(jià)

2.4.1 指標(biāo)評(píng)分模型

參評(píng)因子中可以通過建立隸屬函數(shù)計(jì)算隸屬度進(jìn)行量化的指標(biāo)，如單位產(chǎn)值的能耗、水耗、碳排放強(qiáng)度、研發(fā)經(jīng)費(fèi)支出等，根據(jù)其指標(biāo)特性分為正向指標(biāo)（數(shù)值越大越好的指標(biāo)）和逆向指標(biāo)（數(shù)值越小越好的指標(biāo)）.

單位用地面積產(chǎn)值、可降解性能、再利用次數(shù)、回收資源利用率等正向指標(biāo)可建立升半梯形分布函數(shù)計(jì)算，如公式（4）所示.

能耗、水耗等逆向指標(biāo)可建立降半梯形分布函數(shù)計(jì)算，如公式（5）所示.

上述公式中，X是指按照企業(yè)指標(biāo)值/基準(zhǔn)值進(jìn)行無量綱化處理值，基準(zhǔn)值可以參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如單位產(chǎn)品的能耗限值標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)產(chǎn)污系數(shù)及其他文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，或者進(jìn)行行業(yè)數(shù)據(jù)的調(diào)查，指標(biāo)取值介于0～1 之間.

參評(píng)因子中難以定量或目前無法定量的指標(biāo)，如生態(tài)設(shè)計(jì)程度、公眾滿意度、清潔生產(chǎn)水平、獲得財(cái)稅優(yōu)惠等，則采用專家評(píng)分法來確定其分值，分值為0～1 分，依等級(jí)確定分值，低度綠色為0.60～0.69 分，輕度綠色為0.70～0.79分，中度綠色為0.80～0.89 分，高度綠色為0.90～1.00 分，0.60 分以下為非綠色產(chǎn)品.

2.4.2 綠色度計(jì)算與評(píng)價(jià)

綜合前文層次分析法得到的各指標(biāo)的權(quán)重，建立塑料包裝綠色度的綜合評(píng)分，計(jì)算如公式（6）所示.

式中，G為綜合分值，Wap為某個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，Vi為某個(gè)指標(biāo)的評(píng)分值.

綜合評(píng)分總分為 100 分，根據(jù)綜合評(píng)分值確定塑料包裝的綠色度等級(jí)，低度綠色度為60～69 分，輕度綠色度為70～79 分，中度綠色度為80～89 分，高度綠色度為90～100 分.60分以下為非綠色產(chǎn)品.

3 結(jié)論

論文基于以“壓力-狀態(tài)-響應(yīng)”為框架，以《綠色包裝評(píng)價(jià)方法與準(zhǔn)則》（GB/T 37422—2019）為基準(zhǔn)，在確定綠色塑料包裝內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，篩選評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建層次評(píng)價(jià)模型，建立了壓力、狀態(tài)、響應(yīng)3 個(gè)一級(jí)指標(biāo)，并在一級(jí)指標(biāo)下分設(shè)相應(yīng)的共15 個(gè)二級(jí)指標(biāo).通過專家評(píng)分法和層次分析法構(gòu)建判斷矩陣，進(jìn)而計(jì)算一級(jí)、二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值，并通過一致性檢驗(yàn).為綜合評(píng)價(jià)塑料包裝的綠色化程度，還設(shè)計(jì)了綜合評(píng)分模式，采用定性和定量方法對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行賦值，可以得到總評(píng)分值及其相對(duì)應(yīng)的“低綠色度”“輕綠色度”“中綠色度”“高綠色度”的分級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果.

塑料包裝廢棄物本身是一種資源，只是資源的錯(cuò)配與浪費(fèi)造成了污染.尤其是塑料軟膜包裝袋的回收更是再生利用的難點(diǎn)，其管理已經(jīng)不再是單個(gè)企業(yè)甚至產(chǎn)業(yè)的問題，而是整個(gè)價(jià)值鏈要攜手直面的挑戰(zhàn).有必要建立綠色再生塑料供應(yīng)鏈，攜手上下游全行業(yè)探索塑料再利用的商業(yè)模式.