陳曉凌

【摘 要】工業(yè)固體廢物的合理分類對工業(yè)固體廢物的資源化利用、從中挖掘有價(jià)值的再生資源具有重要意義，尋找合符實(shí)際的分類技術(shù)刻不容緩。本文首先對我國廣東地區(qū)工業(yè)固體廢物的現(xiàn)狀和特點(diǎn)進(jìn)行了分析探討。在此基礎(chǔ)上，引入成分分析方法，對工業(yè)固體廢物分類技術(shù)進(jìn)行了闡述。最后，結(jié)合實(shí)例，基于成分分析對廣東粵北、粵西等地區(qū)的工業(yè)固體廢物分類技術(shù)進(jìn)行了闡述。結(jié)果表明，該方法客觀可行，切實(shí)有效。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)固體廢物；現(xiàn)狀分析；成分分析；分類處理

0.引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，工業(yè)固體廢物的產(chǎn)生量不斷增加，工業(yè)固體廢物種類不斷變化。據(jù)調(diào)查，廣東省近年來的工業(yè)固體廢物總產(chǎn)生量年均超過2000萬噸。而目前我國每年的工業(yè)固體廢物總量已接近十億噸，累計(jì)工業(yè)固體廢物總量即將接近一百億噸大關(guān)。從來源上看，我國80%左右的工業(yè)固體廢物是礦山開采和基于礦山開采的冶煉工業(yè)固體廢物。目前，我國對工業(yè)固體廢物的綜合利用總體水平仍然普遍不高，從全國范圍看再利用率較低，使得我國的企業(yè)成本上升，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益低下。更為嚴(yán)重的是，大排量的廢棄物占地面積大，對我國的環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。準(zhǔn)確掌握工業(yè)固體廢棄物的產(chǎn)生量變化，尤其是產(chǎn)生的種類的分類，對環(huán)境保護(hù)和工業(yè)廢棄物的管理有著重要的意義。目前，國內(nèi)外學(xué)者對工業(yè)固體廢棄物的產(chǎn)生量、產(chǎn)生來源做了大量的研究，取得了值得借鑒的研究成果。但對產(chǎn)生量和來源主要是基于回歸分析、灰色模糊理論或者時(shí)間序列法進(jìn)行，對工業(yè)固體廢棄物的分類技術(shù)研究較少。而工業(yè)固體廢棄物分類技術(shù)的細(xì)化研究對制定合適的策略、政策對工業(yè)固體廢棄物進(jìn)行處理和管理，尤其是對工業(yè)固體廢物分類后，從工業(yè)固體廢物中挖掘有價(jià)值的再生資源進(jìn)行再分類和綜合利用具有相當(dāng)大的現(xiàn)實(shí)意義。

1.廣東工業(yè)固體廢物現(xiàn)狀

1.1基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析概述

根據(jù)已有的研究成果，工業(yè)固體廢物的產(chǎn)生量與國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）呈現(xiàn)正相關(guān)性，年遞增率達(dá)到10%以上，但以旅游業(yè)為主的地區(qū)例外，工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量的增加部分主要來源于工業(yè)的快速發(fā)展。根據(jù)國家環(huán)?？偩趾蛧医y(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)，近十年來的數(shù)據(jù)與此結(jié)論基本相吻合。同時(shí)，由于我國加強(qiáng)了工業(yè)固體廢棄物的處理，工業(yè)固體廢棄物的排放量正逐年遞減，平均遞減率接近12%。從公布的數(shù)據(jù)來看，我國工業(yè)固體廢物的排放強(qiáng)度和資源化處理有較強(qiáng)的地域分異性，河北等地較高，西藏等地較低。2010年底廣東全省固體廢物產(chǎn)生量超過13億噸，其中一般工業(yè)固體廢物約1.16億噸，工業(yè)危險(xiǎn)廢物21818萬噸，廣東省的工業(yè)固體廢物則呈逐年上升的趨勢。經(jīng)過多方努力，至2010年底，廣東省持危險(xiǎn)廢物經(jīng)營許可證單位年處理能力是2005年的2.4倍，省危險(xiǎn)廢物綜合處置示范中心以及深圳危險(xiǎn)廢物處置中心建成投入使用。但從整體上看，廣東省仍缺乏完善的工業(yè)固體廢物收集系統(tǒng)和有效的收集體制，并且嚴(yán)重缺乏必需的廢物處理設(shè)施，致使大量工業(yè)固體廢物得不到妥善處理，對城市市容、水體、土壤和大氣環(huán)境都造成了嚴(yán)重影響。

1.2特點(diǎn)總結(jié)

根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析可知，工業(yè)固體廢物的產(chǎn)生量與國內(nèi)生產(chǎn)總值在以工業(yè)發(fā)展為主的地區(qū)中基本為正相關(guān)關(guān)系。地域分異性由于存在地域分異性，我國應(yīng)加快工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，采取措施減少污染物排放總量。不同區(qū)域、不同工業(yè)固體廢物之間彼此存在較復(fù)雜的關(guān)系，共同構(gòu)成了工業(yè)固體廢棄物體系。單純針對某一大類或者某一區(qū)域的分類技術(shù)具有明顯的局限性，需要尋找一種能普遍適用的工業(yè)固體廢棄物分類處理技術(shù)。

2.基于成分分析原理的分類技術(shù)

工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量大，種類繁多，分類因形態(tài)、來源、組分、規(guī)模、價(jià)值等不同而各異，工業(yè)固體廢物的分類是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，如按照《固體廢物申報(bào)登記工作指南》的分類將工業(yè)固體廢物分為99類。目前，廣東就生活垃圾、危險(xiǎn)廢物和醫(yī)療廢物已經(jīng)建立了相應(yīng)的分類目錄。對于工業(yè)固體廢物，我國在排放污染物申報(bào)登記、環(huán)境統(tǒng)計(jì)以及大、中城市固體廢物環(huán)境防治信息發(fā)布等實(shí)際工作中基本制定了相應(yīng)的工業(yè)固體廢物分類統(tǒng)計(jì)目錄，但是，還沒有正式頒布二級分類目錄。工業(yè)固體廢物產(chǎn)生較為穩(wěn)定，產(chǎn)生的污染具有長期性和間接性。工業(yè)固體廢物的這些特點(diǎn)使得分類技術(shù)的發(fā)展逐漸偏向于先對其進(jìn)行成分分析。成分分析一般應(yīng)用于產(chǎn)品的配方研究，近年來也逐漸采用定量或定性分析應(yīng)用于產(chǎn)品的性能分析、失效分析，對測試材料的環(huán)保性應(yīng)用也逐漸廣泛。不同的工業(yè)固體廢物之間存在著極為復(fù)雜的相關(guān)關(guān)系，認(rèn)真分析工業(yè)固體廢物狀況，對于工業(yè)固體廢物的防治和再利用，變廢為寶極為重要。

目前對工業(yè)固體廢物的分類處理主要采用的是成分分析中的主成分分析，采用數(shù)學(xué)變換的方法，實(shí)現(xiàn)各種類之間相互關(guān)系的降維邏輯處理，以總方差不變?yōu)榛驹瓌t，將新生變量的方差依次遞減排列。借助SPSS等軟件或者數(shù)學(xué)方法，對工業(yè)固體廢物產(chǎn)生的種類、產(chǎn)生的數(shù)量進(jìn)行細(xì)化研究，通過主成分分析，得到相應(yīng)的評價(jià)值，為工業(yè)固體廢物源頭的控制和分類處理提供決策指導(dǎo)。下面以某地區(qū)為例進(jìn)行詳細(xì)分析說明。

3.分析實(shí)例

未來幾年，隨著我省核電、石化、造紙、鋼鐵以及裝備制造等行業(yè)的加速發(fā)展，將會產(chǎn)生更多的固體廢物。根據(jù)相關(guān)預(yù)測，至2015年，廣東省工業(yè)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量將達(dá)24693萬噸。以廣東粵北、粵西等地區(qū)的統(tǒng)計(jì)年鑒和環(huán)境統(tǒng)計(jì)綜合年報(bào)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)來源，對GDP、危險(xiǎn)物、固體廢棄物量、冶煉廢渣、爐煤灰、爐渣、尾渣等評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行成分分析。利用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)系數(shù)、方差、初始因子荷載矩陣的計(jì)算，生成成分分析模型，以提取的成分特征值比例為權(quán)重進(jìn)行綜合分析。其中，初始因子荷載矩陣中GDP、固體廢棄物量、冶煉廢渣、爐渣等均超過0.9?？芍?，GDP、固體廢棄物量、粉煤灰、冶煉廢渣、爐渣存在著顯著的關(guān)系，而變量的相關(guān)系數(shù)高的會列入同一主成分，分析中化為第一主成分。根據(jù)相關(guān)系數(shù)矩陣的特征根可確定兩個(gè)主成分，可利用該主成分對該地區(qū)的工業(yè)固體廢物進(jìn)行綜合評價(jià)分類。危險(xiǎn)廢物和煤矸石等劃分為第二主成分。為便于分析，可將這兩個(gè)新變量代替原始數(shù)據(jù)的多個(gè)變量，基于SPSS的成分評價(jià)值如下圖。

根據(jù)工業(yè)固體廢物的基本種類和評價(jià)值可知，第一成分主要以煤炭為能源，這類企業(yè)產(chǎn)生的固體廢物成分顯著，主要來自電力和鋼鐵冶煉企業(yè)，第二成分主要來自石化、裝備制造等企業(yè)，這與該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式和相應(yīng)行業(yè)的規(guī)模發(fā)展基本符合?？梢姡诠I(yè)固體廢物總量的控制上要注重對相關(guān)企業(yè)的控制和排放處理優(yōu)化。對工業(yè)固體廢物的分類處理和資源化利用也可以此采取相應(yīng)措施，對相應(yīng)的工業(yè)固體廢物存放地、處理方法、廢物的再利用、提取具有價(jià)值的再生材料