现代科技在固体废弃物污染防治中的应用研究

苏州工业园区高端制造与国际贸易区应急与环境执法大队 徐雁金

固体废弃物简单来说就是人类与生产、消费、生活及其他活动中产生的固态或半固态废弃物质，包括但不限于：变质食品、动物尸体、残次物、污泥、固体颗粒等。由于固体废弃物具有污染性、社会性、资源性特点，所以一旦出现处理不当的问题，将会带来不可预估的后果，如生态破坏、资源浪费、精神损害等。因此，如何进行固体废弃物污染防治成为相关工作人员需要深入探讨的课题。

鉴于先进技术的有效应用可加强固体废弃物污染防治的科学性、合理性，而3s 技术做到了RS 技术、GIS 技术、GPS 技术的有机融合，可为固体废弃物污染防治工作带来新的可能，所以，下面就其应用进行研究，旨在为相关工作人员带来启发，实现3s技术在固体废弃物污染防治工作中的有效应用，为人类的可持续发展打下坚实基础。

一、3s 案例简介

（一）3s 案例概述

3S 技术简单来说就是地理信息系统技术（GIS 技术）、遥感技术（RS 技术）、全球卫星定位技术（GPS 技术）。其可做到地球空间的有效观测、定位、分析，为数字地球的核心技术。就GIS技术而言，其被称为信息高速公路建设的核心构件，其功能极其强大，为借助计算机平台装载运输、综合分析各种空间信息的有效工具。就RS 技术而言，其可做到全天候、多识相、不同空间的观测，所以可做到动态了解地球的环境及生态变化。就GPS 技术而言，其可对地面进行高精度定位，且具有使用便利、价格便宜、精度高等优势，所以被广泛应用于野外样品采集工作中。各项技术的详细介绍如下。

地理信息系统技术：这一技术较为全面，且其隶属于地理空间信息系统，可在计算机软硬件的支持下实现地球部分表层、大气层的地理数据分析。站在信息处理方面来看，其与GIS 的流程是一样的，但是，GIS 技术具有虚拟3d 建模功能，可将图形数据直观形象地呈现于用户面前，使其快速了解地理位置各项信息。

全球卫星定位技术：这一技术已被广泛运用于人们的生活中。其工作原理为：借助地球外的若干颗导航卫星完成无线电信号的交互传输，从而实现定位、报时、导航。就目前情况而言，全球卫星定位技术的定位模式有两种：一为静态定位，二为动态定位。其可对姿态快速变化后的定位与传感器位置等问题，使人们能够借助便携设备快速完成定位任务。同时，这种空间位置的获取与表达为三维立体形式。

遥感技术：这一技术隶属于综合性技术，具有对地观测性能。其主体为遥感探测器，其可对探测目标进行远程监测，并完全记录、综合分析其电磁波特性，从而使用户获得想要的结果。就目前情况而言，遥感系统可分为测量目标的信息特征、信息获取、信息传输记录、信息处理及信息应用五部分，具有数据性、时效性、经济性为一体的特点。

（二）3S 集成技术

3s 集成技术简单来说就是对上述提到的三种技术与其他相关技术有机结合、有线连接，从而形成一个整体系统。3S 集成技术包括但不限于空基3s 集成、地基3s 集成。空基3s 集成简单来说就是用空——地定位模式直接观测，其可达到在无地面控制点或地面控制点较少的情况下有效借助航空航天遥感信息直接对地进行定位、侦察、制导、测量。地基3s 集成简单来说就是车载、舰载定位导航和对地面目标的定位跟踪测量等实时作业。

二、固体废弃物的种类及危害

（一）固体废弃物的种类

1.工业固体废物

工业固体废弃物，简单来说就是在工业生产及加工中产生的废弃物，包括但不限于各种废渣、粉尘、污泥。若工厂未对工业固体废弃物进行有效处理，将会对水资源及土地资源造成严重危害。

2.危险固体废物

危险固体废弃物简单来说就是具有易燃性、传染性、放射性等特性的固体废弃物，其又被称为有害废弃物。

3.医疗废物

医疗废物，简单来说就是在医疗机构中直接或间接产生的废弃物，其具有直接感染性、间接感染、毒性、其他危害性等特点。

4.城市生活垃圾

城市生活垃圾指的是人们在日常生活中所产生的固体废物，包括但不限于剩饭剩菜、废纸、废电池。

（二）固体废弃物的危害

固体废弃物具有污染性、社会性、资源性特点，所以其可对人们的生活、健康带来较大危害，具体如下。

1.侵占土地

产生固体废弃物后，需腾出一定地方进行堆放，且堆积量与占地面积成正比。即：每堆积1×104t 渣约需占地1 亩。由于多数垃圾堆场的位置处于市郊处，而市郊处有很多农田，所以其侵占了大量农田。

2.污染土壤

固体废弃物具有较强的污染性，且因其无法及时处理，所以会对土壤造成污染。此外，损失直接利用来源于医院、生物制品厂、肉类联合厂的废渣当做肥料施入农田，将会导致土壤被病菌、寄生物所污染，使得直接接触污染土壤、生吃污染土壤上种植的植物及瓜果的人们的身体健康受到影响。

3.污染水体

固体废弃物可能会随着天然降水、地表径流进入湖泊、河流，由于固体废弃物中含有一定有害物质，所以其会对水体造成污染。

4.污染大气

某些固体废弃物处于适宜温度下会被微生物所分解，从而释放出有害气体。同时，在运输及处理固体废弃物的过程中，产生一些粉尘、有害气体。

5.影响环境卫生

固体废弃物的综合利用率较低，且我国的城市垃圾及粪便清运能力较弱，所以其危害之一为影响环境卫生。即：使得城市容貌、环境卫生与理想存在较大差异。在这种情况下，人类的身心健康受到了较大影响。

（三）3s 案例在固体废弃物防治治理中的作用

固体废弃污染物监测为环境监测的一种。因为环境监测信息具有空间性特征，每个污染源、采样点有着特定的位置，所以，环境监测的根本任务是解决测什么、怎么测、在哪里测的问题。通过3s 案例的有效应用，可做到及时获取相关信息，有效进行环境监测管理。因为GIS 具有较强的空间信息管理综合分析能力，RS 技术可对空间进行动态监测，GPS技术具有高精度的定位功能。

在固体废弃污染物防治过程中，RS 和GPS 技术可对环境信息进行采集、收取，且在常规环境监测技术的辅助下，可获取不同尺度、来源的环境要素空间、属性信息；GIS 技术可对信息进行有效处理，并为用户提供系统服务界面。为实现系统目标，相关工作人员可采用先进技术增强系统功能。如：网络技术、计算机技术、专家系统技术等。

也就是说，相关工作人员可借助3S 技术快速查找固体废弃物所处地区，并采用适合手段进行处理。

三、3s 案例在固体废弃物防治中的应用

（一）利用RS 技术分析固体废弃物影像特征

物体普遍具有吸收、发射、散射光谱谱系费能力，固体废弃物虽然与其他物体存在一定差异，但也具备这样的能力，不过，其地物特征分别为反射光谱特性、发射光谱特性、透射光谱特性三种。固体废弃物的遥感图像地物特征通常由材质、所含有机物、含水量等决定。所以，堆积了大量固体废弃物的场所的表面光谱为杂乱无章。相关工作人员可借助RS 技术对这些图谱进行有效识别、分析、解谱，从而获得具体且具有较强可操作性的地理数据。

传感器可对固体废弃物的电磁波特征进行接收、记录，并在星上处理记录后将其传至中继卫星，由中继卫星将数据一同传送至地面站。在通过HDT 后，可通过专用的数据处理系统进行投影，从而生成胶片、CCT，获得遥感数字图像。

在获得遥感数字图像后，相关工作人员需对图像进行处理。即：通过辐射纠正、几何纠正对遥感数字图像进行预处理；做好图像变换、增强、融合处理。在进行图像变换处理时，相关工作人员可将快速傅里叶变换、K-L变换、K-T 变换等方法利用起来，不过，需结合实际情况进行选择，以确保变换效果与理想相符。在进行图像增强处理时，可使用反差增强、频率图像增强、空间域图像增强等方法。在进行数据融合处理时，可运用小波变换、PCT、IHS 变换等。

在分析处理过的遥感数字图像时，相关工作人员需以获取有用信息为目的，即：借助图像分割、图像分类、特征分析等过程使自己所获得的数据更加贴近实际，从而为后续的分析处理工作提供便利。

（二）利用GPS 技术进行固体废弃物的定位分析

GPS 定位的组成部分包括但不限于：空间部分、用户设备部分、地面控制部分，其可做到全天候的、全球性的实时观测。

全球卫星定位时的观测卫星数最少为三颗，即：借助卫星已知三维目标和观测所得不精准的距离，对用户接收机所在三维坐标进行测算。由于这种方法所测得的坐标、数据不太精准，所以在时代的发展下，伪距定位方式应势而生，其可对电离层、对流层、钟差等误差进行有效排除。当确定整周模糊度时，相关工作人员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关方法。利用载波相位测量法可在一定程度上提高测量精准度。因为其误差由卫星轨道误差产生，通过差分定位法可对各项观测数据进行线性组合，从而大大削弱、消除观测过程中产生的各种误差。

通过GPS 技术的有效应用，可对固体废弃物堆积场所进行实时、精准的定位。同时，根据相关工作人员踩点访问获得的数据信息，可得到科学有效的地理数据。

（三）利用GⅠS 技术进行固体废弃物建模及分析

GIS 技术的应用已渗入各行各业，其在环境治理方面的表现较为突出。其组成部分包括硬件、软件、数据、救护人员等，可实现固体废物堆积场数据的有效采集、分析、描述、存储、检索，并对各种数据进行分层、分类，使其以可视化方式呈现。

GIS 技术与其他技术相比，具有强大的空间分析能力。站在功能层面进行划分，可将GIS 技术分为工具型、应用型两种。通过二者的充分结合，可对数据进行有效分析，并增强模拟结果的直观性、有效性。

通过对GIS 数据进行标准化处理，可使处理后的固体废弃物堆积场地理数据具有较强的适配性，从而借助各种软件平台进行共享、分析，大大提高工作结果的可靠性及简便性。在获得相关数据后，可利用GIS 技术进行建模。通过三维模型，相关工作人员可对固体废弃物的堆积场的规模演变情况进行实时监测、有效分析。之后，借助概率积分、典型曲线等方法对固体废弃物规模进行预测。

GIS 中栅格数据还可与矢量数据进行转换，且通过点、线、弧段、面等计算导入参数，并将其便利性充分提高。此外，借助GIS 软件可以对固体废弃物的地理数据进行有效处理，从而为相关工作人员今后进行分析、预测、治理提供理论依据。

四、固体废弃物的防治建议

固体废弃物的防治涉及较多内容，即：可对土壤环境、水环境、大气环境造成直接影响，与居民的生活环境及身体健康有着密切联系。所以，相关工作人员需重视固体废弃物的防治工作，并对当前工作状况进行不断反思、总结，从而加强固体废弃物的防治效果，营造良好的环境氛围。就目前情况而言，相关部门在进行固体废弃物的防治时，需加强生活垃圾分类工作、工业固体废弃物的监管与利用工作、危废的管理与处置工作，具体如下。

（一）做好生活垃圾分类工作

生活垃圾为固体废弃物的一种，随意堆放会对环境造成较大影响。因此，需通过生活垃圾分类处理将垃圾的资源利用率提高，在减少垃圾产量的同时带来更高经济效益。目前，很多城市已开展垃圾分类处理工作，使得垃圾分类体系初步建成，且显著提高了垃圾分类的效果。因此，可基于现状对生活垃圾分类管理模式进行不断挖掘，使其可持续发展。同时，国家相关部门可推出相应政策手段。通过政策、管理模式两手抓，可在一定程度上推进垃圾分类工作的稳步开展。

（二）做好工业固体废弃物的监管与利用工作

固体废弃物的防治并不是某个部门的事，而是整个社会的事。固体废弃物会对人们的生活、健康造成直接影响，所以，政府、社会组织、企业单位需明确自身权责，主动参与到工业固体废弃物的监管与利用工作中。也就是说，需采用全过程控制监督对工业固体废弃物进行监督管理；需根据实际情况，采用适合手段处理工业固体废弃物，确保其可做到环境效益与社会效益相结合，实现工业固体废弃物的有效应用。

（三）做好危废的管理与处置工作

固体废弃物中难免会有一些危险废弃物，其不仅会对环境造成污染，还会对公众的身体健康造成威胁。因此，相关工作人员需将危险废弃物的处置与管理重视起来。比如，可结合实际情况建立全流程管理机制，对危险废弃物进行全流程管理；可加强危险废弃物的处置设施管理工作，并逐渐增加惩罚成本，在潜移默化中约束相关人员的行为，降低环境违法现象的发生率。

五、结语

综上所述，可以看出，固体废弃物可以对人们的生活、环境造成直接影响，所以需采用科学可行的手段进行固体废弃物污染防治。由于3s 技术在此方面有着一定优势，所以，相关工作人员需将其应用重视起来。上述从利用RS 案例分析固体废弃物影像特征、利用GPS 技术进行固体废弃物的定位分析、利用GIS 技术进行固体废弃物建模及分析三个方面入手阐述了3s 案例的有效应用，并提出加强生活垃圾分类工作、工业固体废弃物的监管与利用工作、危废的管理与处置工作的固体废弃物污染防治建议，相关部门及相关工作人员可结合实际情况进行运用。