現代科技在固體廢棄物污染防治中的應用研究

蘇州工業園區高端制造與國際貿易區應急與環境執法大隊 徐雁金

固體廢棄物簡單來說就是人類與生產、消費、生活及其他活動中產生的固態或半固態廢棄物質，包括但不限于：變質食品、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，所以一旦出現處理不當的問題，將會帶來不可預估的后果，如生態破壞、資源浪費、精神損害等。因此，如何進行固體廢棄物污染防治成為相關工作人員需要深入探討的課題。

鑒于先進技術的有效應用可加強固體廢棄物污染防治的科學性、合理性，而3s 技術做到了RS 技術、GIS 技術、GPS 技術的有機融合，可為固體廢棄物污染防治工作帶來新的可能，所以，下面就其應用進行研究，旨在為相關工作人員帶來啟發，實現3s技術在固體廢棄物污染防治工作中的有效應用，為人類的可持續發展打下堅實基礎。

一、3s 案例簡介

（一）3s 案例概述

3S 技術簡單來說就是地理信息系統技術（GIS 技術）、遙感技術（RS 技術）、全球衛星定位技術（GPS 技術）。其可做到地球空間的有效觀測、定位、分析，為數字地球的核心技術。就GIS技術而言，其被稱為信息高速公路建設的核心構件，其功能極其強大，為借助計算機平臺裝載運輸、綜合分析各種空間信息的有效工具。就RS 技術而言，其可做到全天候、多識相、不同空間的觀測，所以可做到動態了解地球的環境及生態變化。就GPS 技術而言，其可對地面進行高精度定位，且具有使用便利、價格便宜、精度高等優勢，所以被廣泛應用于野外樣品采集工作中。各項技術的詳細介紹如下。

地理信息系統技術：這一技術較為全面，且其隸屬于地理空間信息系統，可在計算機軟硬件的支持下實現地球部分表層、大氣層的地理數據分析。站在信息處理方面來看，其與GIS 的流程是一樣的，但是，GIS 技術具有虛擬3d 建模功能，可將圖形數據直觀形象地呈現于用戶面前，使其快速了解地理位置各項信息。

全球衛星定位技術：這一技術已被廣泛運用于人們的生活中。其工作原理為：借助地球外的若干顆導航衛星完成無線電信號的交互傳輸，從而實現定位、報時、導航。就目前情況而言，全球衛星定位技術的定位模式有兩種：一為靜態定位，二為動態定位。其可對姿態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備快速完成定位任務。同時，這種空間位置的獲取與表達為三維立體形式。

遙感技術：這一技術隸屬于綜合性技術，具有對地觀測性能。其主體為遙感探測器，其可對探測目標進行遠程監測，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果。就目前情況而言，遙感系統可分為測量目標的信息特征、信息獲取、信息傳輸記錄、信息處理及信息應用五部分，具有數據性、時效性、經濟性為一體的特點。

（二）3S 集成技術

3s 集成技術簡單來說就是對上述提到的三種技術與其他相關技術有機結合、有線連接，從而形成一個整體系統。3S 集成技術包括但不限于空基3s 集成、地基3s 集成?？栈?s 集成簡單來說就是用空——地定位模式直接觀測，其可達到在無地面控制點或地面控制點較少的情況下有效借助航空航天遙感信息直接對地進行定位、偵察、制導、測量。地基3s 集成簡單來說就是車載、艦載定位導航和對地面目標的定位跟蹤測量等實時作業。

二、固體廢棄物的種類及危害

（一）固體廢棄物的種類

1.工業固體廢物

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

2.危險固體廢物

危險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.醫療廢物

醫療廢物，簡單來說就是在醫療機構中直接或間接產生的廢棄物，其具有直接感染性、間接感染、毒性、其他危害性等特點。

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，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

產生固體廢棄物后，需騰出一定地方進行堆放，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。由于多數垃圾堆場的位置處于市郊處，而市郊處有很多農田，所以其侵占了大量農田。

2.污染土壤

固體廢棄物具有較強的污染性，且因其無法及時處理，所以會對土壤造成污染。此外，損失直接利用來源于醫院、生物制品廠、肉類聯合廠的廢渣當做肥料施入農田，將會導致土壤被病菌、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、地表徑流進入湖泊、河流，由于固體廢棄物中含有一定有害物質，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，在運輸及處理固體廢棄物的過程中，產生一些粉塵、有害氣體。

5.影響環境衛生

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能力較弱，所以其危害之一為影響環境衛生。即：使得城市容貌、環境衛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

固體廢棄污染物監測為環境監測的一種。因為環境監測信息具有空間性特征，每個污染源、采樣點有著特定的位置，所以，環境監測的根本任務是解決測什么、怎么測、在哪里測的問題。通過3s 案例的有效應用，可做到及時獲取相關信息，有效進行環境監測管理。因為GIS 具有較強的空間信息管理綜合分析能力，RS 技術可對空間進行動態監測，GPS技術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 技術可對環境信息進行采集、收取，且在常規環境監測技術的輔助下，可獲取不同尺度、來源的環境要素空間、屬性信息；GIS 技術可對信息進行有效處理，并為用戶提供系統服務界面。為實現系統目標，相關工作人員可采用先進技術增強系統功能。如：網絡技術、計算機技術、專家系統技術等。

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

三、3s 案例在固體廢棄物防治中的應用

（一）利用RS 技術分析固體廢棄物影像特征

物體普遍具有吸收、發射、散射光譜譜系費能力，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、所含有機物、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。相關工作人員可借助RS 技術對這些圖譜進行有效識別、分析、解譜，從而獲得具體且具有較強可操作性的地理數據。

傳感器可對固體廢棄物的電磁波特征進行接收、記錄，并在星上處理記錄后將其傳至中繼衛星，由中繼衛星將數據一同傳送至地面站。在通過HDT 后，可通過專用的數據處理系統進行投影，從而生成膠片、CCT，獲得遙感數字圖像。

在獲得遙感數字圖像后，相關工作人員需對圖像進行處理。即：通過輻射糾正、幾何糾正對遙感數字圖像進行預處理；做好圖像變換、增強、融合處理。在進行圖像變換處理時，相關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，需結合實際情況進行選擇，以確保變換效果與理想相符。在進行圖像增強處理時，可使用反差增強、頻率圖像增強、空間域圖像增強等方法。在進行數據融合處理時，可運用小波變換、PCT、IHS 變換等。

在分析處理過的遙感數字圖像時，相關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據更加貼近實際，從而為后續的分析處理工作提供便利。

（二）利用GPS 技術進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、用戶設備部分、地面控制部分，其可做到全天候的、全球性的實時觀測。

全球衛星定位時的觀測衛星數最少為三顆，即：借助衛星已知三維目標和觀測所得不精準的距離，對用戶接收機所在三維坐標進行測算。由于這種方法所測得的坐標、數據不太精準，所以在時代的發展下，偽距定位方式應勢而生，其可對電離層、對流層、鐘差等誤差進行有效排除。當確定整周模糊度時，相關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方法。利用載波相位測量法可在一定程度上提高測量精準度。因為其誤差由衛星軌道誤差產生，通過差分定位法可對各項觀測數據進行線性組合，從而大大削弱、消除觀測過程中產生的各種誤差。

通過GPS 技術的有效應用，可對固體廢棄物堆積場所進行實時、精準的定位。同時，根據相關工作人員踩點訪問獲得的數據信息，可得到科學有效的地理數據。

（三）利用GⅠS 技術進行固體廢棄物建模及分析

GIS 技術的應用已滲入各行各業，其在環境治理方面的表現較為突出。其組成部分包括硬件、軟件、數據、救護人員等，可實現固體廢物堆積場數據的有效采集、分析、描述、存儲、檢索，并對各種數據進行分層、分類，使其以可視化方式呈現。

GIS 技術與其他技術相比，具有強大的空間分析能力。站在功能層面進行劃分，可將GIS 技術分為工具型、應用型兩種。通過二者的充分結合，可對數據進行有效分析，并增強模擬結果的直觀性、有效性。

通過對GIS 數據進行標準化處理，可使處理后的固體廢棄物堆積場地理數據具有較強的適配性，從而借助各種軟件平臺進行共享、分析，大大提高工作結果的可靠性及簡便性。在獲得相關數據后，可利用GIS 技術進行建模。通過三維模型，相關工作人員可對固體廢棄物的堆積場的規模演變情況進行實時監測、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模進行預測。

GIS 中柵格數據還可與矢量數據進行轉換，且通過點、線、弧段、面等計算導入參數，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據進行有效處理，從而為相關工作人員今后進行分析、預測、治理提供理論依據。

四、固體廢棄物的防治建議

固體廢棄物的防治涉及較多內容，即：可對土壤環境、水環境、大氣環境造成直接影響，與居民的生活環境及身體健康有著密切聯系。所以，相關工作人員需重視固體廢棄物的防治工作，并對當前工作狀況進行不斷反思、總結，從而加強固體廢棄物的防治效果，營造良好的環境氛圍。就目前情況而言，相關部門在進行固體廢棄物的防治時，需加強生活垃圾分類工作、工業固體廢棄物的監管與利用工作、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，在減少垃圾產量的同時帶來更高經濟效益。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，可基于現狀對生活垃圾分類管理模式進行不斷挖掘，使其可持續發展。同時，國家相關部門可推出相應政策手段。通過政策、管理模式兩手抓，可在一定程度上推進垃圾分類工作的穩步開展。

（二）做好工業固體廢棄物的監管與利用工作

固體廢棄物的防治并不是某個部門的事，而是整個社會的事。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、企業單位需明確自身權責，主動參與到工業固體廢棄物的監管與利用工作中。也就是說，需采用全過程控制監督對工業固體廢棄物進行監督管理；需根據實際情況，采用適合手段處理工業固體廢棄物，確保其可做到環境效益與社會效益相結合，實現工業固體廢棄物的有效應用。

（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廢棄物，其不僅會對環境造成污染，還會對公眾的身體健康造成威脅。因此，相關工作人員需將危險廢棄物的處置與管理重視起來。比如，可結合實際情況建立全流程管理機制，對危險廢棄物進行全流程管理；可加強危險廢棄物的處置設施管理工作，并逐漸增加懲罰成本，在潛移默化中約束相關人員的行為，降低環境違法現象的發生率。

五、結語

綜上所述，可以看出，固體廢棄物可以對人們的生活、環境造成直接影響，所以需采用科學可行的手段進行固體廢棄物污染防治。由于3s 技術在此方面有著一定優勢，所以，相關工作人員需將其應用重視起來。上述從利用RS 案例分析固體廢棄物影像特征、利用GPS 技術進行固體廢棄物的定位分析、利用GIS 技術進行固體廢棄物建模及分析三個方面入手闡述了3s 案例的有效應用，并提出加強生活垃圾分類工作、工業固體廢棄物的監管與利用工作、危廢的管理與處置工作的固體廢棄物污染防治建議，相關部門及相關工作人員可結合實際情況進行運用。