靳曉勤,霍慧敏,賈佳,何藝?,周立臻,毛佳茗,胡華龍
(1.生態(tài)環(huán)境部固體廢物與化學(xué)品管理技術(shù)中心,北京 100029;2.江蘇神彩科技股份有限公司,蘇州 215121)
危險廢物通常具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應(yīng)性或感染性等一種或者多種危險特性,如果管理不善或者利用處置不當(dāng),會對周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,因此危險廢物管理一直是世界各國生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的重點[1-5]。信息化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理,將其應(yīng)用于危險廢物管理,能夠極大地降低數(shù)據(jù)采集成本,并使危險廢物產(chǎn)生、收集、貯存、轉(zhuǎn)移、利用處置全過程實現(xiàn)實時化、定量化與精細(xì)化[6-7]。
我國政府高度重視危險廢物信息化管控。2012 年全國固體廢物管理信息系統(tǒng)建成并試運行,2017 年正式在全國推廣應(yīng)用,初步實現(xiàn)了危險廢物收集、轉(zhuǎn)移、處置等全過程監(jiān)控和信息化追溯。2018 年生態(tài)環(huán)境部進(jìn)一步要求推動生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)建設(shè)。新修訂的?中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法?在第十六條和第七十五條明確規(guī)定“國務(wù)院生態(tài)環(huán)境主管部門應(yīng)當(dāng)會同國務(wù)院有關(guān)部門建立全國危險廢物等固體廢物污染環(huán)境防治信息平臺,推進(jìn)固體廢物收集、轉(zhuǎn)移、處置等全過程監(jiān)控和信息化追溯”,“國務(wù)院生態(tài)環(huán)境主管部門根據(jù)危險廢物的危害特性和產(chǎn)生數(shù)量,科學(xué)評估其環(huán)境風(fēng)險,實施分級分類管理,建立信息化監(jiān)管體系,并通過信息化手段管理、共享危險廢物轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)和信息”。本文簡要分析了危險廢物產(chǎn)生企業(yè)、運輸企業(yè)和利用處置企業(yè),以及區(qū)域?qū)蛹壩kU廢物信息化管控要點及相應(yīng)的技術(shù)措施,以期為落實?中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法?相關(guān)要求、提升我國危險廢物信息化管控水平提供借鑒和參考。
危險廢物產(chǎn)生企業(yè)可以利用專用終端、手機(jī)軟件(APP)、掌上電腦(PDA)、RFID (Radio Frequency Identification,無線射頻識別技術(shù))讀寫器等設(shè)備為危險廢物及其包裝綁定“身份證”,為危險廢物在產(chǎn)生、貯存、轉(zhuǎn)運和利用處置全過程信息化可追溯奠定基礎(chǔ)(圖1)。
圖1 危險廢物信息化可追溯管控示意圖
涉及危險廢物產(chǎn)生源的信息繁多,包括危險廢物產(chǎn)生環(huán)節(jié)、種類、基本屬性、產(chǎn)生企業(yè)行業(yè)信息及產(chǎn)品情況等,這些信息都需要進(jìn)行管理,傳統(tǒng)的手工臺賬管理模式已不適應(yīng)現(xiàn)行的管理要求,需要利用信息化技術(shù)手段,對危險廢物產(chǎn)生環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)信息進(jìn)行采集,并以數(shù)據(jù)庫形式儲存管理,使危險廢物監(jiān)管部門及時掌握企業(yè)危險廢物產(chǎn)生情況,實現(xiàn)危險廢物從源頭被納入有效管控范圍。同時,將現(xiàn)有危險廢物監(jiān)管機(jī)制有序融入業(yè)務(wù)系統(tǒng)中,企業(yè)申報和監(jiān)管部門審核工作都基于信息平臺完成,減少企業(yè)辦理業(yè)務(wù)的人力和交通成本,提高辦事效率,實現(xiàn)危險廢物業(yè)務(wù)管理電子化、網(wǎng)絡(luò)化。
在實際操作過程中,可以通過集成電子磅秤、標(biāo)簽打印機(jī)、RFID 讀寫器、掃碼槍等設(shè)備構(gòu)建危險廢物智能稱重系統(tǒng),結(jié)合規(guī)范化的包裝,實現(xiàn)危險廢物在稱重階段的數(shù)據(jù)實時上傳,并在系統(tǒng)中自動生成電子臺賬,同時現(xiàn)場打印危險廢物二維碼標(biāo)簽和綁定RFID 電子標(biāo)簽(圖2)。在重點企業(yè)的產(chǎn)廢點還可以安裝攝像頭,實現(xiàn)產(chǎn)廢過程的可視化記錄。
圖2 危險廢物產(chǎn)生環(huán)節(jié)信息錄入系統(tǒng)
產(chǎn)生企業(yè)貯存環(huán)節(jié)的信息化管控主要是通過識別電子標(biāo)簽實現(xiàn)危險廢物出入庫管理。根據(jù)現(xiàn)行法規(guī)要求,危險廢物產(chǎn)生企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對危險廢物貯存的管理,建立企業(yè)自身的危險廢物管理制度。但是,絕大部分企業(yè)仍然采用手工臺賬記錄,該方式不便于企業(yè)自身管理和生態(tài)環(huán)境部門監(jiān)管,已不適應(yīng)時代發(fā)展的要求。
在實際操作過程中,可以對分類包裝的危險廢物,利用RFID 讀寫器、門式天線、地感線圈以及警報燈,實現(xiàn)危險廢物出入庫門即被自動識別并自動生成電子臺賬的功能(圖3),在系統(tǒng)中補充完善危險廢物品名、種類、數(shù)量、質(zhì)量、危險廢物特性等信息。危險廢物貯存信息可以與生態(tài)環(huán)境部門管理平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,方便監(jiān)管人員通過移動手持設(shè)備在現(xiàn)場調(diào)取監(jiān)管系統(tǒng)中相關(guān)備案信息,進(jìn)行現(xiàn)場情況核實檢查。對重點危險廢物貯存區(qū)域,可以安裝攝像頭進(jìn)行視頻監(jiān)控,實現(xiàn)企業(yè)危險廢物庫存數(shù)據(jù)的可視化。
圖3 危險廢物貯存環(huán)節(jié)信息錄入系統(tǒng)
危險廢物轉(zhuǎn)運過程信息化管控主要是采集危險廢物轉(zhuǎn)出和轉(zhuǎn)入件數(shù)和重量、實際轉(zhuǎn)移路線與備案路線有無出入等數(shù)據(jù)信息[8],主要涵蓋以下幾個方面:
(1)轉(zhuǎn)移申報審批。按照現(xiàn)行危險廢物轉(zhuǎn)移管理要求,危險廢物跨省轉(zhuǎn)移時,移出單位須根據(jù)管理計劃,向轉(zhuǎn)出地和轉(zhuǎn)入地的生態(tài)環(huán)境主管部門辦理危險廢物轉(zhuǎn)移申報手續(xù),獲得批準(zhǔn)后才能運行轉(zhuǎn)移聯(lián)單。
(2)運行電子聯(lián)單。運用信息化技術(shù)實現(xiàn)危險廢物轉(zhuǎn)移聯(lián)單的電子化,轉(zhuǎn)移聯(lián)單的二維碼識別方便通過移動手持設(shè)備對轉(zhuǎn)移聯(lián)單認(rèn)證和識別,可以利用第三方認(rèn)證及電子簽章技術(shù)實現(xiàn)不同地區(qū)生態(tài)環(huán)境主管部門的業(yè)務(wù)辦理網(wǎng)絡(luò)化,以減少企業(yè)辦事成本,提高辦事效率。
(3)轉(zhuǎn)運過程監(jiān)管。轉(zhuǎn)移過程信息化管控的關(guān)鍵點是對轉(zhuǎn)移前后危險廢物的品種、數(shù)量、重量、編碼等信息進(jìn)行核對,并結(jié)合轉(zhuǎn)移聯(lián)單及轉(zhuǎn)移審核要求,對轉(zhuǎn)移路線、車輛、合同等信息進(jìn)行審核。
運輸企業(yè)收運人員在現(xiàn)場通過智能終端掃描危險廢物電子標(biāo)簽、輸入收集危險廢物的相關(guān)信息,經(jīng)聯(lián)網(wǎng)打印出該批次廢物的轉(zhuǎn)移電子聯(lián)單,分別交給產(chǎn)廢企業(yè)和隨車備查。處置單位在接收到危險廢物后,須在規(guī)定的時間內(nèi)登錄系統(tǒng)將實際的拉運數(shù)量(過磅數(shù)量)錄入系統(tǒng)中進(jìn)行確認(rèn),也可通過智能地磅系統(tǒng)提交拉運數(shù)量[9]。當(dāng)產(chǎn)廢企業(yè)提供的過磅數(shù)量和危險廢物信息與入場過磅數(shù)量和入場核對危險廢物信息出現(xiàn)較大偏差時,系統(tǒng)將進(jìn)行預(yù)警和鎖機(jī)。鎖機(jī)后的后續(xù)相關(guān)操作將不能進(jìn)行,須對過磅數(shù)量和危險廢物信息進(jìn)行重新核對,確認(rèn)無相關(guān)違法行為及偏差在正常范圍內(nèi)后,通過授權(quán)解鎖才能進(jìn)行后續(xù)操作。生態(tài)環(huán)境主管部門工作人員可查詢聯(lián)單信息。對于中小產(chǎn)廢企業(yè),電子聯(lián)單管理系統(tǒng)還可以提供預(yù)約服務(wù),通過該流程,處置單位可以降低危險廢物的運輸成本,同時解決中小企業(yè)危險廢物產(chǎn)廢量少,而運輸成本高的問題。
在運輸過程中,通過RFID 技術(shù)及全球定位系統(tǒng)(GPS,Global Positioning System)技術(shù)可以及時跟蹤收運車輛信息,信息包括承運單位、危險廢物種類、數(shù)量、轉(zhuǎn)移路線、所處位置、行車速度、應(yīng)急預(yù)案、接收單位、箱門開關(guān)地點、開關(guān)時間、開箱門授權(quán)號等,有關(guān)信息可共享交換至生態(tài)環(huán)境部門和交通運輸部門,實現(xiàn)政府監(jiān)管方的實時監(jiān)控指揮。在危險廢物運輸過程中,可以動態(tài)顯示危險廢物運輸路線、所處位置、行車速度、司機(jī)工作狀態(tài)等信息。對于未按規(guī)定運輸路線行駛、超速等行為進(jìn)行預(yù)警,并將預(yù)警信息通過系統(tǒng)及時發(fā)送給運輸司機(jī),以利于立即糾正不當(dāng)操作。當(dāng)運輸車輛在運輸途中發(fā)生事故時,可通過運輸管理信息化平臺,及時通報生態(tài)環(huán)境和交通運輸主管部門,并可在第一時間按照應(yīng)急預(yù)案采取應(yīng)急處置措施,防止危險廢物污染周邊環(huán)境。通過運輸過程信息化管理,可大大降低危險廢物在運輸過程中的風(fēng)險,同時系統(tǒng)還設(shè)置了同車危險廢物不相容報警,能極大地降低不相容危險廢物的同車運輸所造成的安全和環(huán)境風(fēng)險。
危險廢物利用處置環(huán)節(jié)的信息化管控主要涉及進(jìn)入持證單位后的入庫貯存和按照不同要求進(jìn)行利用處置,例如綜合利用、焚燒、物化、填埋等??梢酝ㄟ^智能倉儲系統(tǒng)實現(xiàn)危險廢物的自動出庫并生成電子臺賬,通過接入危險廢物處置設(shè)備的工況數(shù)據(jù)以及危險廢物處置車間的攝像頭實現(xiàn)企業(yè)危險廢物處置環(huán)節(jié)的可視化,并將危險廢物處置記錄上報到系統(tǒng)中,便于生態(tài)環(huán)境部門核查,實現(xiàn)危險廢物全過程可追溯管控。同時,持證單位也可以通過分析危險廢物來源、類型及數(shù)量信息合理調(diào)整利用處置工藝和處理效能。
在填埋危險廢物時,通過企業(yè)的填埋臺賬,以及填埋場的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)填埋場內(nèi)已填埋空間的數(shù)據(jù)可視化,通過污染源監(jiān)控數(shù)據(jù)的接入實現(xiàn)企業(yè)污染源數(shù)據(jù)的可視化。
危險廢物來源廣泛、種類繁多、成分復(fù)雜,其產(chǎn)生、收集、貯存、運輸、利用、處置各環(huán)節(jié)均存在不容忽視的風(fēng)險。就行業(yè)來源而言,工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等各個行業(yè)以及居民日常生活均產(chǎn)生危險廢物。危險廢物具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應(yīng)性、感染性等危害特性,如果將具有不相容性的危險廢物混合在一起極易產(chǎn)生有毒氣體或熱量,造成人員傷亡和意外事故,因此將危險廢物按照危險特性進(jìn)行源頭分類顯得至關(guān)重要。在信息化建設(shè)高度發(fā)達(dá)的大數(shù)據(jù)時代,通過運用RFID 標(biāo)簽、智能識別系統(tǒng)等信息化技術(shù)實現(xiàn)危險廢物快速識別、檢驗和分揀,創(chuàng)新危險廢物監(jiān)管手段,提升企業(yè)日常管理效率。企業(yè)將RFID 標(biāo)簽粘貼或系掛在盛放危險廢物的容器或包裝物上,通過掃碼槍系統(tǒng)自動讀取危險廢物重量、類別、形態(tài)、危險特性、產(chǎn)生環(huán)節(jié)、產(chǎn)廢單位等基礎(chǔ)信息,通過RFID標(biāo)簽和智能系統(tǒng)自動分析該類危險廢物過往批次或類別的危險特性、形態(tài)、熱值、利用處置方式等信息,進(jìn)而實現(xiàn)快速精準(zhǔn)分揀和配伍,有效提高運行效率,降低因入場特性分析、分揀不當(dāng)造成的環(huán)境風(fēng)險。
危險廢物智能化可追溯平臺根據(jù)業(yè)務(wù)節(jié)點分解成危險廢物產(chǎn)生、危險廢物貯存、危險廢物轉(zhuǎn)移出廠、危險廢物簽收、危險廢物入庫、危險廢物出庫、危險廢物利用處置等若干個子模塊,開發(fā)各子模塊相關(guān)業(yè)務(wù)功能。在委托利用處置的出入庫環(huán)節(jié),危險廢物經(jīng)營單位通過掃碼獲取擬接收危險廢物的相關(guān)情況,采用智能地磅等方式核對接收的危險廢物是否與掃碼信息相符,并實時將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng);檢驗無誤后,通過掃碼,實時上傳出入危險廢物貯存設(shè)施情況和危險廢物利用處置情況;在危險廢物經(jīng)營單位的貯存及利用處置環(huán)節(jié)的信息化監(jiān)管與產(chǎn)廢單位要求一致。危險廢物出入庫子模塊與對應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)危險廢物智能稱重系統(tǒng)、智能倉儲系統(tǒng)、車輛智能稱重系統(tǒng)、車輛實時監(jiān)控系統(tǒng)、設(shè)備實時數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對接,從而實現(xiàn)真正意義上危險廢物的全過程可追溯。
根據(jù)系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)按照熱值、化學(xué)成分等進(jìn)行自動精確配伍。通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法,建立數(shù)據(jù)預(yù)警模型,針對危險廢物經(jīng)營單位利用處置設(shè)施的相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)置報警閾值,實現(xiàn)數(shù)據(jù)異常自動預(yù)警功能。如針對危險廢物焚燒設(shè)施運行的工藝參數(shù)(包括一氧化碳、氧、二氧化碳、一燃室和二燃室溫度等)設(shè)置報警閾值;針對危險廢物填埋設(shè)施填埋廢物的入場參數(shù)(包括污染物控制限值、水溶性鹽總量、有機(jī)質(zhì)含量)和監(jiān)測參數(shù)(包括滲漏檢測層以及滲濾液的水位監(jiān)測)設(shè)置報警閾值?;跀?shù)據(jù)智能分析的結(jié)果數(shù)據(jù)管理能夠?qū)崿F(xiàn)危險廢物管理由“事前審批管理”轉(zhuǎn)向“事中事后過程監(jiān)管”,由“被動式管理”逐步向“主動預(yù)防式管理”轉(zhuǎn)變。
在科技部國家重點研發(fā)計劃“危險廢物環(huán)境風(fēng)險評估與分類管控技術(shù)”項目支持下,生態(tài)環(huán)境部固體廢物與化學(xué)品管理技術(shù)中心、江蘇神彩科技股份有限公司、清華蘇州環(huán)境創(chuàng)新研究院和南方科技大學(xué)在江蘇揚子江國際化學(xué)工業(yè)園、浙江省化學(xué)原料藥基地臨海園區(qū)組織開展了危險廢物全過程智能化可追溯管控技術(shù)應(yīng)用示范。
目前,兩個園區(qū)應(yīng)用示范推進(jìn)順利。江蘇揚子江國際化學(xué)工業(yè)園首批試點的100 家企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)通過智能終端自動采集危險廢物產(chǎn)生數(shù)據(jù),替代傳統(tǒng)的人工錄入,解決了企業(yè)危險廢物申報不及時、不準(zhǔn)確、不規(guī)范等問題,并通過給每個危險廢物包裝物賦予二維碼“身份證”,實現(xiàn)危險廢物產(chǎn)生、貯存、轉(zhuǎn)移、利用處置全過程的智能化可追溯。鑒于首批企業(yè)試點應(yīng)用效果良好,園區(qū)已啟動第二批100 家企業(yè)推廣應(yīng)用計劃,相關(guān)工作已于2020 年全部完成[10]。浙江省化學(xué)原料藥基地臨海園區(qū)危險廢物全過程智能化可追溯管控技術(shù)應(yīng)用示范方案已通過浙江省臺州市生態(tài)環(huán)境局及臨海分局、園區(qū)管委會的審查,并選定首批40家試點企業(yè),包括35 家危險廢物產(chǎn)生企業(yè)(含企業(yè)自行利用處置)和5 家危險廢物利用處置企業(yè),即將全面鋪開試點工作。
另外,結(jié)合“無廢城市”建設(shè)試點工作,江蘇省徐州市、安徽省銅陵市在赴江蘇揚子江國際化學(xué)工業(yè)園調(diào)研后,也決定在全市層面開展危險廢物全過程智能化可追溯管控技術(shù)應(yīng)用試點,并分別選定100 家和20 家首批試點企業(yè)[11-12]。
信息化技術(shù)可以幫助生態(tài)環(huán)境部門進(jìn)行區(qū)域危險廢物管理決策分析和統(tǒng)計分析,評估區(qū)域內(nèi)危險廢物的產(chǎn)生、貯存和利用處置情況以及相應(yīng)的行業(yè)布局等[13]。
結(jié)合GIS 地理信息平臺,通過經(jīng)緯度坐標(biāo),可以有效地在GIS 地圖上展現(xiàn)危險廢物空間地區(qū)分布?;贕IS 對空間分析的特性,將危險廢物產(chǎn)生量、利用處置量及行業(yè)特性等信息結(jié)合污染源檔案數(shù)據(jù)和環(huán)保業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析,能對危險廢物的產(chǎn)生、貯存和利用處置布局進(jìn)行合理評估,對環(huán)境應(yīng)急、危險廢物總量控制、行業(yè)布局進(jìn)行決策。結(jié)合大數(shù)據(jù)分析的理念,通過引入不同領(lǐng)域的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析,從而對危險廢物、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)三者之間的關(guān)系進(jìn)行多方位、多角度的詮釋,為危險廢物的管理決策提供支撐和依據(jù)。
區(qū)域危險廢物可追溯管控系統(tǒng)分為4 層,主要包括門戶層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層、支撐層(圖4)。門戶層為統(tǒng)一的危險廢物處置企業(yè)內(nèi)部監(jiān)管平臺,同時可作為產(chǎn)廢企業(yè)、運輸單位服務(wù)平臺,為生態(tài)環(huán)境監(jiān)管部門提供統(tǒng)一的監(jiān)管入口;應(yīng)用層為運輸管理、出入庫管理、快速檢驗分揀、電子聯(lián)單管理、信息預(yù)警及處理、處理設(shè)施運行監(jiān)控、統(tǒng)計分析等全流程應(yīng)用管理,實現(xiàn)全過程監(jiān)管;數(shù)據(jù)層對運輸動態(tài)信息、出入庫情況、檢驗數(shù)據(jù)、處理設(shè)施運行實時監(jiān)測及運行數(shù)據(jù)等進(jìn)行實時記錄;支撐層應(yīng)用移動互聯(lián)網(wǎng)、GPS、RFID、數(shù)據(jù)庫、管理權(quán)限設(shè)置等,為危險廢物信息化管控平臺提供技術(shù)支撐。
圖4 區(qū)域危險廢物可追溯管控信息化平臺示意
區(qū)域危險廢物可追溯管控系統(tǒng)能夠?qū)ξkU廢物申報轉(zhuǎn)移量和實際轉(zhuǎn)移量的統(tǒng)計報表進(jìn)行分類統(tǒng)計,主要包含產(chǎn)廢企業(yè)、產(chǎn)生區(qū)域、廢物類別、處置方式、行業(yè)類別、轉(zhuǎn)移時間、危險廢物平均收費金額、每個產(chǎn)廢企業(yè)的收費價格、不同處置方式的處置成本、主要產(chǎn)廢企業(yè)、配伍分析等統(tǒng)計分析。統(tǒng)計數(shù)據(jù)將通過記錄明細(xì)、匯總、圖表等多種表現(xiàn)形式進(jìn)行匯總分析,實時分析數(shù)據(jù),提高分析統(tǒng)計效率,以利于管理人員及時掌握危險廢物的處理情況。同時更便于管理者調(diào)整處置企業(yè)的經(jīng)營方向,維護(hù)客戶群,明確業(yè)務(wù)開展的重點區(qū)域,清晰地體現(xiàn)盈利點和收入增長點等。
隨著危險廢物精細(xì)化管理要求的提高,構(gòu)建一套穩(wěn)定、可靠、安全和可擴(kuò)展的危險廢物流向追溯網(wǎng)絡(luò)體系,實現(xiàn)危險廢物從產(chǎn)生、貯存、運輸?shù)教幹玫娜^程實時動態(tài)監(jiān)管,已經(jīng)成為危險廢物防治工作的必然選擇?;谛畔⒒夹g(shù)手段的危險廢物全過程可追溯管控系統(tǒng)的優(yōu)勢在于能夠綜合考慮、監(jiān)控、分析管理危險廢物從產(chǎn)生、收集、貯存、運輸、利用處置全過程的各種環(huán)境風(fēng)險,提取企業(yè)的相關(guān)行為和操作,結(jié)合視頻監(jiān)控等手段確保獲取信息可靠,從而顯著提高危險廢物污染防治工作的效率。