現(xiàn)代科技在固體廢棄物污染防治中的應(yīng)用研究

蘇州工業(yè)園區(qū)高端制造與國際貿(mào)易區(qū)應(yīng)急與環(huán)境執(zhí)法大隊(duì) 徐雁金

固體廢棄物簡單來說就是人類與生產(chǎn)、消費(fèi)、生活及其他活動中產(chǎn)生的固態(tài)或半固態(tài)廢棄物質(zhì)，包括但不限于：變質(zhì)食品、動物尸體、殘次物、污泥、固體顆粒等。由于固體廢棄物具有污染性、社會性、資源性特點(diǎn)，所以一旦出現(xiàn)處理不當(dāng)?shù)膯栴}，將會帶來不可預(yù)估的后果，如生態(tài)破壞、資源浪費(fèi)、精神損害等。因此，如何進(jìn)行固體廢棄物污染防治成為相關(guān)工作人員需要深入探討的課題。

鑒于先進(jìn)技術(shù)的有效應(yīng)用可加強(qiáng)固體廢棄物污染防治的科學(xué)性、合理性，而3s 技術(shù)做到了RS 技術(shù)、GIS 技術(shù)、GPS 技術(shù)的有機(jī)融合，可為固體廢棄物污染防治工作帶來新的可能，所以，下面就其應(yīng)用進(jìn)行研究，旨在為相關(guān)工作人員帶來啟發(fā)，實(shí)現(xiàn)3s技術(shù)在固體廢棄物污染防治工作中的有效應(yīng)用，為人類的可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

一、3s 案例簡介

（一）3s 案例概述

3S 技術(shù)簡單來說就是地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS 技術(shù)）、遙感技術(shù)（RS 技術(shù)）、全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS 技術(shù)）。其可做到地球空間的有效觀測、定位、分析，為數(shù)字地球的核心技術(shù)。就GIS技術(shù)而言，其被稱為信息高速公路建設(shè)的核心構(gòu)件，其功能極其強(qiáng)大，為借助計(jì)算機(jī)平臺裝載運(yùn)輸、綜合分析各種空間信息的有效工具。就RS 技術(shù)而言，其可做到全天候、多識相、不同空間的觀測，所以可做到動態(tài)了解地球的環(huán)境及生態(tài)變化。就GPS 技術(shù)而言，其可對地面進(jìn)行高精度定位，且具有使用便利、價(jià)格便宜、精度高等優(yōu)勢，所以被廣泛應(yīng)用于野外樣品采集工作中。各項(xiàng)技術(shù)的詳細(xì)介紹如下。

地理信息系統(tǒng)技術(shù)：這一技術(shù)較為全面，且其隸屬于地理空間信息系統(tǒng)，可在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下實(shí)現(xiàn)地球部分表層、大氣層的地理數(shù)據(jù)分析。站在信息處理方面來看，其與GIS 的流程是一樣的，但是，GIS 技術(shù)具有虛擬3d 建模功能，可將圖形數(shù)據(jù)直觀形象地呈現(xiàn)于用戶面前，使其快速了解地理位置各項(xiàng)信息。

全球衛(wèi)星定位技術(shù)：這一技術(shù)已被廣泛運(yùn)用于人們的生活中。其工作原理為：借助地球外的若干顆導(dǎo)航衛(wèi)星完成無線電信號的交互傳輸，從而實(shí)現(xiàn)定位、報(bào)時(shí)、導(dǎo)航。就目前情況而言，全球衛(wèi)星定位技術(shù)的定位模式有兩種：一為靜態(tài)定位，二為動態(tài)定位。其可對姿態(tài)快速變化后的定位與傳感器位置等問題，使人們能夠借助便攜設(shè)備快速完成定位任務(wù)。同時(shí)，這種空間位置的獲取與表達(dá)為三維立體形式。

遙感技術(shù)：這一技術(shù)隸屬于綜合性技術(shù)，具有對地觀測性能。其主體為遙感探測器，其可對探測目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，并完全記錄、綜合分析其電磁波特性，從而使用戶獲得想要的結(jié)果。就目前情況而言，遙感系統(tǒng)可分為測量目標(biāo)的信息特征、信息獲取、信息傳輸記錄、信息處理及信息應(yīng)用五部分，具有數(shù)據(jù)性、時(shí)效性、經(jīng)濟(jì)性為一體的特點(diǎn)。

（二）3S 集成技術(shù)

3s 集成技術(shù)簡單來說就是對上述提到的三種技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合、有線連接，從而形成一個(gè)整體系統(tǒng)。3S 集成技術(shù)包括但不限于空基3s 集成、地基3s 集成。空基3s 集成簡單來說就是用空——地定位模式直接觀測，其可達(dá)到在無地面控制點(diǎn)或地面控制點(diǎn)較少的情況下有效借助航空航天遙感信息直接對地進(jìn)行定位、偵察、制導(dǎo)、測量。地基3s 集成簡單來說就是車載、艦載定位導(dǎo)航和對地面目標(biāo)的定位跟蹤測量等實(shí)時(shí)作業(yè)。

二、固體廢棄物的種類及危害

（一）固體廢棄物的種類

1.工業(yè)固體廢物

工業(yè)固體廢棄物，簡單來說就是在工業(yè)生產(chǎn)及加工中產(chǎn)生的廢棄物，包括但不限于各種廢渣、粉塵、污泥。若工廠未對工業(yè)固體廢棄物進(jìn)行有效處理，將會對水資源及土地資源造成嚴(yán)重危害。

2.危險(xiǎn)固體廢物

危險(xiǎn)固體廢棄物簡單來說就是具有易燃性、傳染性、放射性等特性的固體廢棄物，其又被稱為有害廢棄物。

3.醫(yī)療廢物

醫(yī)療廢物，簡單來說就是在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中直接或間接產(chǎn)生的廢棄物，其具有直接感染性、間接感染、毒性、其他危害性等特點(diǎn)。

4.城市生活垃圾

城市生活垃圾指的是人們在日常生活中所產(chǎn)生的固體廢物，包括但不限于剩飯剩菜、廢紙、廢電池。

（二）固體廢棄物的危害

固體廢棄物具有污染性、社會性、資源性特點(diǎn)，所以其可對人們的生活、健康帶來較大危害，具體如下。

1.侵占土地

產(chǎn)生固體廢棄物后，需騰出一定地方進(jìn)行堆放，且堆積量與占地面積成正比。即：每堆積1×104t 渣約需占地1 畝。由于多數(shù)垃圾堆場的位置處于市郊處，而市郊處有很多農(nóng)田，所以其侵占了大量農(nóng)田。

2.污染土壤

固體廢棄物具有較強(qiáng)的污染性，且因其無法及時(shí)處理，所以會對土壤造成污染。此外，損失直接利用來源于醫(yī)院、生物制品廠、肉類聯(lián)合廠的廢渣當(dāng)做肥料施入農(nóng)田，將會導(dǎo)致土壤被病菌、寄生物所污染，使得直接接觸污染土壤、生吃污染土壤上種植的植物及瓜果的人們的身體健康受到影響。

3.污染水體

固體廢棄物可能會隨著天然降水、地表徑流進(jìn)入湖泊、河流，由于固體廢棄物中含有一定有害物質(zhì)，所以其會對水體造成污染。

4.污染大氣

某些固體廢棄物處于適宜溫度下會被微生物所分解，從而釋放出有害氣體。同時(shí)，在運(yùn)輸及處理固體廢棄物的過程中，產(chǎn)生一些粉塵、有害氣體。

5.影響環(huán)境衛(wèi)生

固體廢棄物的綜合利用率較低，且我國的城市垃圾及糞便清運(yùn)能力較弱，所以其危害之一為影響環(huán)境衛(wèi)生。即：使得城市容貌、環(huán)境衛(wèi)生與理想存在較大差異。在這種情況下，人類的身心健康受到了較大影響。

（三）3s 案例在固體廢棄物防治治理中的作用

固體廢棄污染物監(jiān)測為環(huán)境監(jiān)測的一種。因?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測信息具有空間性特征，每個(gè)污染源、采樣點(diǎn)有著特定的位置，所以，環(huán)境監(jiān)測的根本任務(wù)是解決測什么、怎么測、在哪里測的問題。通過3s 案例的有效應(yīng)用，可做到及時(shí)獲取相關(guān)信息，有效進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測管理。因?yàn)镚IS 具有較強(qiáng)的空間信息管理綜合分析能力，RS 技術(shù)可對空間進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，GPS技術(shù)具有高精度的定位功能。

在固體廢棄污染物防治過程中，RS 和GPS 技術(shù)可對環(huán)境信息進(jìn)行采集、收取，且在常規(guī)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的輔助下，可獲取不同尺度、來源的環(huán)境要素空間、屬性信息；GIS 技術(shù)可對信息進(jìn)行有效處理，并為用戶提供系統(tǒng)服務(wù)界面。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)，相關(guān)工作人員可采用先進(jìn)技術(shù)增強(qiáng)系統(tǒng)功能。如：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)等。

也就是說，相關(guān)工作人員可借助3S 技術(shù)快速查找固體廢棄物所處地區(qū)，并采用適合手段進(jìn)行處理。

三、3s 案例在固體廢棄物防治中的應(yīng)用

（一）利用RS 技術(shù)分析固體廢棄物影像特征

物體普遍具有吸收、發(fā)射、散射光譜譜系費(fèi)能力，固體廢棄物雖然與其他物體存在一定差異，但也具備這樣的能力，不過，其地物特征分別為反射光譜特性、發(fā)射光譜特性、透射光譜特性三種。固體廢棄物的遙感圖像地物特征通常由材質(zhì)、所含有機(jī)物、含水量等決定。所以，堆積了大量固體廢棄物的場所的表面光譜為雜亂無章。相關(guān)工作人員可借助RS 技術(shù)對這些圖譜進(jìn)行有效識別、分析、解譜，從而獲得具體且具有較強(qiáng)可操作性的地理數(shù)據(jù)。

傳感器可對固體廢棄物的電磁波特征進(jìn)行接收、記錄，并在星上處理記錄后將其傳至中繼衛(wèi)星，由中繼衛(wèi)星將數(shù)據(jù)一同傳送至地面站。在通過HDT 后，可通過專用的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行投影，從而生成膠片、CCT，獲得遙感數(shù)字圖像。

在獲得遙感數(shù)字圖像后，相關(guān)工作人員需對圖像進(jìn)行處理。即：通過輻射糾正、幾何糾正對遙感數(shù)字圖像進(jìn)行預(yù)處理；做好圖像變換、增強(qiáng)、融合處理。在進(jìn)行圖像變換處理時(shí)，相關(guān)工作人員可將快速傅里葉變換、K-L變換、K-T 變換等方法利用起來，不過，需結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇，以確保變換效果與理想相符。在進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理時(shí)，可使用反差增強(qiáng)、頻率圖像增強(qiáng)、空間域圖像增強(qiáng)等方法。在進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理時(shí)，可運(yùn)用小波變換、PCT、IHS 變換等。

在分析處理過的遙感數(shù)字圖像時(shí)，相關(guān)工作人員需以獲取有用信息為目的，即：借助圖像分割、圖像分類、特征分析等過程使自己所獲得的數(shù)據(jù)更加貼近實(shí)際，從而為后續(xù)的分析處理工作提供便利。

（二）利用GPS 技術(shù)進(jìn)行固體廢棄物的定位分析

GPS 定位的組成部分包括但不限于：空間部分、用戶設(shè)備部分、地面控制部分，其可做到全天候的、全球性的實(shí)時(shí)觀測。

全球衛(wèi)星定位時(shí)的觀測衛(wèi)星數(shù)最少為三顆，即：借助衛(wèi)星已知三維目標(biāo)和觀測所得不精準(zhǔn)的距離，對用戶接收機(jī)所在三維坐標(biāo)進(jìn)行測算。由于這種方法所測得的坐標(biāo)、數(shù)據(jù)不太精準(zhǔn)，所以在時(shí)代的發(fā)展下，偽距定位方式應(yīng)勢而生，其可對電離層、對流層、鐘差等誤差進(jìn)行有效排除。當(dāng)確定整周模糊度時(shí)，相關(guān)工作人員可采用最小二乘法解法、快速模糊度解法、最小二乘模糊度降相關(guān)方法。利用載波相位測量法可在一定程度上提高測量精準(zhǔn)度。因?yàn)槠湔`差由衛(wèi)星軌道誤差產(chǎn)生，通過差分定位法可對各項(xiàng)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行線性組合，從而大大削弱、消除觀測過程中產(chǎn)生的各種誤差。

通過GPS 技術(shù)的有效應(yīng)用，可對固體廢棄物堆積場所進(jìn)行實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的定位。同時(shí)，根據(jù)相關(guān)工作人員踩點(diǎn)訪問獲得的數(shù)據(jù)信息，可得到科學(xué)有效的地理數(shù)據(jù)。

（三）利用GⅠS 技術(shù)進(jìn)行固體廢棄物建模及分析

GIS 技術(shù)的應(yīng)用已滲入各行各業(yè)，其在環(huán)境治理方面的表現(xiàn)較為突出。其組成部分包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)、救護(hù)人員等，可實(shí)現(xiàn)固體廢物堆積場數(shù)據(jù)的有效采集、分析、描述、存儲、檢索，并對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分層、分類，使其以可視化方式呈現(xiàn)。

GIS 技術(shù)與其他技術(shù)相比，具有強(qiáng)大的空間分析能力。站在功能層面進(jìn)行劃分，可將GIS 技術(shù)分為工具型、應(yīng)用型兩種。通過二者的充分結(jié)合，可對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，并增強(qiáng)模擬結(jié)果的直觀性、有效性。

通過對GIS 數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，可使處理后的固體廢棄物堆積場地理數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的適配性，從而借助各種軟件平臺進(jìn)行共享、分析，大大提高工作結(jié)果的可靠性及簡便性。在獲得相關(guān)數(shù)據(jù)后，可利用GIS 技術(shù)進(jìn)行建模。通過三維模型，相關(guān)工作人員可對固體廢棄物的堆積場的規(guī)模演變情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、有效分析。之后，借助概率積分、典型曲線等方法對固體廢棄物規(guī)模進(jìn)行預(yù)測。

GIS 中柵格數(shù)據(jù)還可與矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，且通過點(diǎn)、線、弧段、面等計(jì)算導(dǎo)入?yún)?shù)，并將其便利性充分提高。此外，借助GIS 軟件可以對固體廢棄物的地理數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，從而為相關(guān)工作人員今后進(jìn)行分析、預(yù)測、治理提供理論依據(jù)。

四、固體廢棄物的防治建議

固體廢棄物的防治涉及較多內(nèi)容，即：可對土壤環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境造成直接影響，與居民的生活環(huán)境及身體健康有著密切聯(lián)系。所以，相關(guān)工作人員需重視固體廢棄物的防治工作，并對當(dāng)前工作狀況進(jìn)行不斷反思、總結(jié)，從而加強(qiáng)固體廢棄物的防治效果，營造良好的環(huán)境氛圍。就目前情況而言，相關(guān)部門在進(jìn)行固體廢棄物的防治時(shí)，需加強(qiáng)生活垃圾分類工作、工業(yè)固體廢棄物的監(jiān)管與利用工作、危廢的管理與處置工作，具體如下。

（一）做好生活垃圾分類工作

生活垃圾為固體廢棄物的一種，隨意堆放會對環(huán)境造成較大影響。因此，需通過生活垃圾分類處理將垃圾的資源利用率提高，在減少垃圾產(chǎn)量的同時(shí)帶來更高經(jīng)濟(jì)效益。目前，很多城市已開展垃圾分類處理工作，使得垃圾分類體系初步建成，且顯著提高了垃圾分類的效果。因此，可基于現(xiàn)狀對生活垃圾分類管理模式進(jìn)行不斷挖掘，使其可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，國家相關(guān)部門可推出相應(yīng)政策手段。通過政策、管理模式兩手抓，可在一定程度上推進(jìn)垃圾分類工作的穩(wěn)步開展。

（二）做好工業(yè)固體廢棄物的監(jiān)管與利用工作

固體廢棄物的防治并不是某個(gè)部門的事，而是整個(gè)社會的事。固體廢棄物會對人們的生活、健康造成直接影響，所以，政府、社會組織、企業(yè)單位需明確自身權(quán)責(zé)，主動參與到工業(yè)固體廢棄物的監(jiān)管與利用工作中。也就是說，需采用全過程控制監(jiān)督對工業(yè)固體廢棄物進(jìn)行監(jiān)督管理；需根據(jù)實(shí)際情況，采用適合手段處理工業(yè)固體廢棄物，確保其可做到環(huán)境效益與社會效益相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工業(yè)固體廢棄物的有效應(yīng)用。

（三）做好危廢的管理與處置工作

固體廢棄物中難免會有一些危險(xiǎn)廢棄物，其不僅會對環(huán)境造成污染，還會對公眾的身體健康造成威脅。因此，相關(guān)工作人員需將危險(xiǎn)廢棄物的處置與管理重視起來。比如，可結(jié)合實(shí)際情況建立全流程管理機(jī)制，對危險(xiǎn)廢棄物進(jìn)行全流程管理；可加強(qiáng)危險(xiǎn)廢棄物的處置設(shè)施管理工作，并逐漸增加懲罰成本，在潛移默化中約束相關(guān)人員的行為，降低環(huán)境違法現(xiàn)象的發(fā)生率。

五、結(jié)語

綜上所述，可以看出，固體廢棄物可以對人們的生活、環(huán)境造成直接影響，所以需采用科學(xué)可行的手段進(jìn)行固體廢棄物污染防治。由于3s 技術(shù)在此方面有著一定優(yōu)勢，所以，相關(guān)工作人員需將其應(yīng)用重視起來。上述從利用RS 案例分析固體廢棄物影像特征、利用GPS 技術(shù)進(jìn)行固體廢棄物的定位分析、利用GIS 技術(shù)進(jìn)行固體廢棄物建模及分析三個(gè)方面入手闡述了3s 案例的有效應(yīng)用，并提出加強(qiáng)生活垃圾分類工作、工業(yè)固體廢棄物的監(jiān)管與利用工作、危廢的管理與處置工作的固體廢棄物污染防治建議，相關(guān)部門及相關(guān)工作人員可結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行運(yùn)用。