張 宇， 楊毓玲， 唐 宏 （西南科技大學 環(huán)境與資源學院，四川 綿陽 621010）

ZHANG Yu, YANG Yu-ling, TANG Hong (Institute of Environment and Natural Resources,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621010,China)

目前，電子信息技術產業(yè)已成為我國發(fā)展最快的產業(yè)之一，由此而大量產生并且不斷增加的電子廢棄物的處理已經成為我國21世紀亟待解決的問題。電子廢棄物產生量的準確預測是實現(xiàn)電子廢棄物有效管理的基礎和前提，科學預測電子廢棄物產生量，可為后續(xù)電子廢棄物的回收以及處置奠定基礎。

進入20世紀70年代以后，隨著計算技術、創(chuàng)新科技的廣泛使用、數(shù)學模型的日益成熟，預測技術也趨于成熟。各種各樣的預測方法，包括回歸分析、時間序列模型方法、投入產出法、神經網絡模型等，均已廣泛地應用于證券市場分析、國民經濟分析預測、企業(yè)經濟效益分析等各個方面，預測作為決策的依據(jù)，其重要性越來越為人們所關注。本文利用市場供給A模型預測方法對綿陽市電子廢棄物產生量進行了預測，取得了令人滿意的結果。

1 電子廢棄物相關概念

電子廢棄物根據(jù)其來源，可以分為兩類：第一類是指經過使用而報廢或淘汰的各類家電及其它電子產品，包括廢電腦、廢通訊器材、廢電子元器件、廢家電、廢電池等；第二類是指在電子產品 （包括電子元器件）生產過程中產生的廢次品、邊角料以及所用各類材料的報廢品等廢棄物[1]。在 《巴塞爾公約》文件中電子廢棄物指電子電器廢物，并對電子電器廢物的分類進行了詳細規(guī)定，見表1[2]。

國家環(huán)境保護總局制定的 《電子廢物污染環(huán)境防治管理辦法》中將電子廢物分為兩類，即電子廢物和電子危險類廢物。其定義為 “電子廢物，是指廢棄的電子電器產品、電子電氣設備及其廢棄零部件、元器件，包括工業(yè)生產及維修過程中產生的報廢品；舊產品或設備翻新、在使用過程產生的報廢品；消費者廢棄的產品、設備；法律法規(guī)禁止生產或未經許可非法生產的產品和設備；根據(jù)國家電子廢物名錄納入電子廢物管理的物品、物質。”

表1 《巴塞爾公約》中對電子廢物的分類

2 國內外現(xiàn)狀

目前，電子廢棄物已經對各國環(huán)境構成了很大威脅。美國、日本和歐盟等發(fā)達國家和地區(qū)已經建立了相應的回收體系。在德國，電子廢棄物回收處理企業(yè)一般規(guī)模都不大，大多為市政系統(tǒng)專業(yè)回收處理公司、制造商專業(yè)回收處理公司、社會專業(yè)回收處理公司、專業(yè)危險廢物回收公司等[3]。在美國，電子廢棄物的資源化產業(yè)已經形成，共有400多家公司，主要分為專業(yè)化公司、有色金屬冶煉廠、城市固體廢物處理企業(yè)、電子產品原產商 （OEM）和經銷商[4]。

中國作為一個發(fā)展中國家，對電子廢棄物的管理仍處于起步與探索階段，目前尚缺乏系統(tǒng)的法律法規(guī)和污染控制標準，加上一些地方政府職責不明，民眾環(huán)保意識淡泊，缺乏有效的環(huán)境管理措施和社會監(jiān)督體系，導致一些地方電子廢棄物回收處理及再生資源化行業(yè)的混亂。一些不法處理者為了謀取經濟利益，不惜以犧牲環(huán)境為代價，采用原始、落后的技術和工藝處理電子廢棄物，造成了嚴重的環(huán)境污染。巴塞爾公約將廢棄的計算機、電子設備及其它電子廢棄物規(guī)定為危險廢物，電子產品制造材料成分復雜，其對環(huán)境的污染也是多方面的，電子廢棄物中的污染物成分見表2[2]。

表2 電子廢棄物中的污染成分

隨著信息和通信技術的快速發(fā)展，電子信息產品生產和使用過程中產生了大量的電子廢棄物。目前，電子廢棄物以每年3%～5%的速率增長，已成為我國增長速度最快的城市固體廢物種類之一。電子廢棄物中蘊涵著巨大的物質資源和人類勞動，在利益 （主要是金屬資源）驅動下，電子廢棄物的回收利用獲得了廣泛關注。但是由于缺乏科學有效的回收管理機制，電子廢棄物的不當處置造成了嚴重的生態(tài)和環(huán)境污染，電子廢棄物的回收管理問題也隨之成為世界各國面臨的重大環(huán)境管理問題。電子廢棄物的回收是一個非常復雜的問題，涉及產品的多樣性和質量的差異性，因而回收前必須做出科學的預測，以便于后續(xù)工作的順利開展。

長期以來，電子產品生產商為了迎合市場發(fā)展和競爭需求，將企業(yè)的重點集中在產品生產、銷售和服務上，而將廢棄產品的處理排置于經營戰(zhàn)略之外，對這些產品沿反向供應鏈的收集、運輸和再制造（即逆向物流）活動沒有引起足夠的重視。日前政府的一紙 “補貼令”又將加劇電子產品報廢高峰期的到來。考慮到我國的實際情況，如何實現(xiàn)廢棄電子產品的合理、經濟、高效的再利用成為新的發(fā)展契機，因此對電子廢棄物產量進行預測就顯得尤為重要。

3 綿陽市電子廢棄物產生量預測

3.1 綿陽市概況

綿陽是四川省區(qū)域中心城市、四川省第二大城市，幅員面積2萬平方公里，轄9個縣市區(qū)，總人口540萬，城市建城區(qū)面積113.4平方公里，城區(qū)總人口110萬。素有 “西部硅谷”美譽的綿陽，是我國重要的國防科研和電子工業(yè)生產基地、國務院批準建設中國唯一的科技城、全國首批 “三網融合”試點城市。綿陽工業(yè)基礎堅實，產業(yè)體系完備，是國家重要的電子信息科研生產基地和西部重要的汽車及零部件產業(yè)聚集區(qū)，現(xiàn)有長虹、九洲、攀長鋼、新華等大中型骨干企業(yè)50余家，長虹、雙馬、湖山、利爾化學、富臨運業(yè)等上市公司7家，形成了以電子信息產業(yè)、汽車及零部件產業(yè)為主導，以冶金機械、材料、化工、食品等產業(yè)為支撐的完備現(xiàn)代工業(yè)體系。

3.2 電子廢棄物產生量預測模型

市場供給A模型[5]。該模型是對市場供給模型的改進，由于電子產品使用壽命結束后沒有達到平均壽命，而是圍繞平均壽命前后分布的。因此，市場供給A模型對產品的平均壽命采用了分布值，假定每年的產品都服從幾種不同的壽命期，并賦予每種壽命期一定的比例。IMS（1991）的研究報告表明，產品的壽命期圍繞平均壽命呈正態(tài)分布。市場供給A模型的電子廢棄物估算公式[5]：

式中Si——從該年算起i年前電子產品的銷售量

Pi——i年前銷售的電子產品過了i年之后廢棄的百分比

i——電子產品實際使用年數(shù)

斯坦福模型[5]。該模型采用某時間段內進入社會的銷售量和該時間段內社會保有量的變化來計算電子廢物的產生量。其計算方法與市場供給A模型類似，不同之處在于市場供給A模型中的Pi是定值，即i年前銷售的電子產品過了i年之后廢棄的百分比是固定不變的，而斯坦福模型中的Pi是變化的。模型假設每年銷售的產品按照使用方式的不同 （NSC,1999），服從幾種不同的壽命期。

反向傳播人工神經網絡模型[6]。反向傳播 （BP）人工神經網絡模型是一種經典的、發(fā)展較成熟的前饋神經網絡，BP神經網絡不僅具有自學習、自組織和自適應的能力而且其以模擬人的神經活動過程為基礎，具有較強的人工智能功能和模擬多元非線性體系的能力，可移植性強，是一種應用非常廣泛的神經網絡模型。

灰色系統(tǒng)模型[7]。在灰色系統(tǒng)理論中，將各類系統(tǒng)分為信息完全已知的白色系統(tǒng)、信息完全未知的黑色系統(tǒng)和部分信息已知部分信息未知的灰色系統(tǒng)。建立在灰色系統(tǒng)理論基礎上的預測方法具有原理簡單、所需樣本少、計算方便、預測精度高和可檢驗性強等優(yōu)點，是一種就數(shù)找數(shù)的現(xiàn)實規(guī)律的途徑，實質上是將無規(guī)律的原始數(shù)據(jù)進行累加生成 （r-AGO），得到規(guī)律性較強的生成數(shù)列后重新建模；由生成模型得到的數(shù)據(jù)再通過累減生成 （r-IAGO）得到還原模型，再由還原模型得到預測模型。在缺少部分數(shù)據(jù)時，灰色系統(tǒng)預測模型是作為電子廢棄物產生量預測的一種有效的模型。

3.3 綿陽市電子廢棄物產生量預測

本文擬對綿陽市的彩色電視、電冰箱、空調、洗衣機4類產品進行估算。根據(jù)中國家用電器研究所專家估計，電視機的使用壽命大約7～8年，冰箱、洗衣機的使用壽命大約是8～10年，空調機的使用壽命稍長一點，約在10年左右?？紤]綿陽地處我國西部，農村人口大于城市人口，對于前4類電子產品基本能用到平均壽命期才放棄，所以壽命較為穩(wěn)定，即使有隨著消費水平的提高提前廢棄或者由于消費習慣因素家電被閑置起來的情況很常見，產品壽命期也圍繞平均壽命呈正態(tài)分布。所以對這4類電子產品本文擬采用市場供給A模型預測，通過對綿陽家庭的隨機調查，再加上專家對電子產品壽命的估計，假設彩色電視和電冰箱的保有壽命為8～12年，平均壽命為10年；空調的保有壽命為8～16年，平均壽命為12年；洗衣機的保有壽命為8～14年，平均壽命為11年。

通過查閱綿陽市統(tǒng)計局及綿陽年鑒得到綿陽市各電子產品的年銷售量，見表3[8]。

表3 綿陽市各類電子產品銷售量 單位：萬臺

市場A模型下的電子產品使用壽命圍繞平均壽命呈正態(tài)分布，正態(tài)分布函數(shù)通過標準化，從而進行查表得到電子產品的壽命期分布比例，見表4[5]。

表4 電子產品的壽命期分布比例 單位：百分比

市場供給A模型的電子廢棄物估算公式為：

式中Si——從該年算起i年前電子產品的銷售量

Pi——i年前銷售的電子產品過了i年之后廢棄的百分比

i——電子產品實際使用年數(shù)

將表3和表4當中數(shù)據(jù)代入，得到綿陽市電子廢棄物產生量預測結果，見表5。

表5 綿陽市各類電子產品廢棄量預測 單位：萬臺

3.4 預測結果分析

從預測結果可以看出，綿陽的電子廢棄物產生量一直呈現(xiàn)出增長趨勢，2010將產生2.69萬臺廢棄彩色電視、1.16萬臺洗衣機、0.37萬臺空調、1.02萬臺電冰箱。而到了2018年，會有5.51萬臺廢棄彩色電視、3.44萬臺洗衣機、3.81萬臺空調、4.18萬臺電冰箱。對于彩色電視、洗衣機和電冰箱來說，進入家庭較早，隨著時間的推移成為電子廢棄物回收的主要部分，2018年的產生量是2010年的3~4倍。而空調雖然進入家庭較晚，但是隨著全球變暖等因素，空調也成為各個家庭不可或缺的產品之一，隨著空調市場的發(fā)展和技術的進步，其廢棄總量和廢棄速度都會迅速增加。從表中可以看出雖然2010年空調廢棄產生量只有0.62萬臺，但是到了2018年就達到了3.81萬臺，增長了6倍多。面對如此數(shù)量龐大的電子廢棄物，如果能及時回收處理，綿陽的經濟和環(huán)境將承受很大的壓力和負擔。另一方面，如果這些電子廢棄物能夠及時得到回收處理，會給綿陽帶來不小的經濟收益，并且起到節(jié)約資源的目的。

4 結 論

電子廢棄物的回收處理在近幾年將成為綿陽關注的問題之一，對于電子廢棄物的回收處理也勢在必行。本文采用市場供給A模型對綿陽市的電子廢棄物產生量進行了科學的預測，預測結果真實有效。政府可參考據(jù)此制定相關的預算，企業(yè)參考數(shù)據(jù)進行成本效益分析，并選取適宜的回收模式，對于回收主體和處理主體來說，可參考制定成本預算、預測利潤等等。

[1] 周全法.國內外電子廢棄物處理現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].江蘇技術師范學院學報，2006(2):4-7.

[2] 趙越民，段晨龍，何亞群.電子廢物的物理分選理論與技術[M].北京：科學出版社，2009.

[3] 郝應征，梁文萍，許寶興.世界電子垃圾回收處理動態(tài)[J].電子工藝技術，2006,27(1):4-7.

[4] 曾延光.美國電子廢物回收法規(guī)概覽[J].標準與技術追蹤，2007(5):10-15.

[5] 東萍，肖岳峰.廣西電子廢棄物產生量預測[J].物流科技，2010(1):21-23.

[6] 石華.使用BP神經網絡預測FCC柴油類型硫含量及其加氫脫硫性能[D].天津：河北工業(yè)大學 （碩士學位論文），2008.

[7] 王海濤，任震.灰色系統(tǒng)理論在電力需求滾動預測中的應用[J].華南理工大學學報 （自然科學版），2001,29(9):37-39.

[8] 綿陽市統(tǒng)計局.綿陽年鑒 （1997-2010）[M].北京：方志出版社，2010.