固体废弃物资源化利用中的检测技术挑战与机遇

摘要：在全球环保与资源可持续发展备受关注的当下，固体废弃物资源化利用至关重要，而检测技术是关键。其面临诸多挑战，如废弃物成分复杂、样本不均以及检测精度和速度难以平衡等。但同时也迎来机遇，物联网、大数据、人工智能与传统检测结合，新型传感器研发等为其赋能。深入探究这些挑战与机遇，将为固体废弃物资源化利用高效推进给予理论与技术支撑，助力该领域更好发展。

关键词：固体废弃物；资源化利用；机遇

一、引言

固体废弃物随人口与经济发展而增多，若处理不当，会污染环境、浪费资源。资源化利用是解决之道，而检测技术是关键。通过检测明确废弃物成分、性质与价值，能指导分选、转化等工艺，保障资源化利用的可行性、稳定性及环境友好性，为废弃物处理提供有效支撑，促进资源可持续利用与环境保护。

二、固体废弃物资源化利用中的检测技术挑战

（一）固体废弃物成分的高度复杂性

固体废弃物来源广泛，包括生活垃圾、工业废渣、建筑垃圾等，其成分极为复杂多样。例如，生活垃圾中可能含有有机物质、塑料、金属、玻璃、纸张以及各种有害化学物质等[1]；工业废渣则可能包含重金属、有毒有机物、放射性物质等，且这些成分的含量和存在形式因不同的工业生产过程而异。这种高度的复杂性使得传统的单一检测方法难以全面、准确地分析废弃物的组成，需要综合运用多种检测技术并进行复杂的数据处理和分析，这无疑增加了检测的难度和成本，同时也对检测人员的专业知识和技能提出了更高的要求。

（二）样本的不均匀性

固体废弃物在物理形态和化学组成上往往存在显著的不均匀性。无论是在宏观层面还是微观层面，废弃物中的不同成分可能分布不均，形成团聚体或局部富集现象。例如，在建筑垃圾中，砖块、混凝土块、金属件等可能随机混杂在一起，而且同一类物质的性质也可能因来源不同而有所差异。这种不均匀性导致在采样过程中很难获取具有代表性的样品，即使采用多点采样和混合采样的方法，也难以保证检测结果能够真实反映整个废弃物群体的特征。这就使得检测结果存在较大的不确定性，影响了后续资源化利用工艺的精准设计和实施。

（三）检测精度与速度的平衡难题

在固体废弃物资源化利用的实际生产过程中，既要求检测技术具有较高的精度，以确保废弃物的分类准确和产品质量达标，又需要检测过程具有较快的速度，以满足大规模废弃物处理的需求。然而，目前许多高精度的检测方法往往操作繁琐、耗时较长，例如化学分析方法中对某些微量有害元素的检测，需要经过复杂的样品前处理和仪器分析步骤，无法满足现场快速检测的要求；而一些快速检测技术，如基于光学原理的简易检测设备，虽然能够在短时间内给出大致的检测结果，但在检测精度和可靠性方面又存在一定的局限性。如何在保证检测精度的前提下提高检测速度[2]，或者在满足快速检测需求的同时确保检测结果的准确性，是当前检测技术面临的一个重要挑战。

三、固体废弃物资源化利用中检测技术的发展机遇

（一）物联网与检测技术的融合

物联网发展为固体废弃物检测提供新契机。在废弃物各环节装传感器，如在垃圾桶、运输车辆上装重量、体积、成分初步检测传感器，可实时采集废弃物产生量、状态与成分等信息，经无线网络传至数据中心，实现大量数据快速整合，为精准检测和资源化利用规划打基础，还能优化收集运输路线、提升处理效率。

（二）大数据与人工智能在检测中的应用

随着检测技术的不断发展，产生了海量的固体废弃物检测数据。大数据技术可以对这些数据进行存储、管理和分析，挖掘其中隐藏的信息和规律。例如，通过对不同地区、不同来源的固体废弃物成分数据进行分析，可以建立起废弃物成分的数据库和预测模型，为特定区域的废弃物资源化利用提供更具针对性的方案。人工智能技术，如机器学习和深度学习算法，则可以利用这些数据进行模型训练，实现对废弃物成分和性质的自动识别和分类。例如，基于图像识别的人工智能系统可以快速准确地识别出建筑垃圾中的不同材料，提高分类效率和准确性，减少人工分拣的工作量和误差。

（三）新型传感器技术的研发

新型传感器的研发为解决固体废弃物检测中的难题提供了可能。例如，针对有害成分的低含量检测问题，研发高灵敏度、高选择性的传感器是一个重要方向。基于纳米技术、生物技术等的新型传感器不断涌现，如纳米金传感器可以对某些重金属离子具有极高的灵敏度和特异性响应；生物传感器利用生物分子与目标物质之间的特异性相互作用，能够快速检测出特定的有机污染物和微生物。

四、应对挑战与把握机遇的策略

（一）跨学科研究与合作

面对固体废弃物检测技术的复杂挑战和新兴机遇，需要开展跨学科的研究与合作。整合化学、物理、材料科学、计算机科学、环境科学等多个学科的知识和技术，共同攻克检测技术难题。例如，材料科学家可以研发新型的检测材料，提高传感器的性能；计算机科学家可以开发更先进的数据分析算法和人工智能模型；环境科学家则可以提供废弃物的环境行为和风险评估方面的专业知识，确保检测技术的应用符合环境保护要求。通过跨学科团队的合作，可以加速检测技术的创新和发展，提高固体废弃物资源化利用的整体水平。

（二）技术标准化与规范化

为了确保检测技术在固体废弃物资源化利用中的有效应用，建立统一的技术标准和规范至关重要。制定针对不同类型固体废弃物的采样标准、检测方法标准和数据评价标准，规范检测流程和操作方法，保证检测结果的可比性和可靠性。同时，加强对检测机构和人员的资质认证和管理，提高检测行业的整体水平。技术标准化和规范化不仅有助于提高检测技术的应用效果[3]，还能够促进检测技术的市场推广和产业化发展，为固体废弃物资源化利用产业的健康发展提供有力支撑。

（三）加大研发投入与人才培养

政府与企业需加大固废检测技术研发投入，设专项基金，推动高校、科研机构及企业开展研究。同时强化人才培养，高校设相关专业课程与实践环节，培育复合型人才，且重视在职人员培训与继续教育，助其更新知识技能以契合技术发展需求。唯有持续投入与人才培育双管齐下，才能提升检测技术水平，为固废资源化产业筑牢技术与人才根基，促其稳健发展。

五、结论

固体废弃物资源化利用中的检测技术既面临着成分复杂、样本不均、精度速度平衡以及低含量有害成分检测等诸多挑战，同时也迎来了物联网、大数据、人工智能与新型传感器技术等带来的发展机遇。通过跨学科研究合作、技术标准化规范化以及加大研发投入和人才培养等策略，能够有效应对这些挑战，把握机遇，推动检测技术的不断创新和发展，从而提高固体废弃物资源化利用的效率和质量，实现环境保护与资源可持续利用的双赢目标，为构建绿色、循环、可持续的社会经济发展模式做出重要贡献。

参考文献

[1]刘成丰，穆智贤，唐家桓，等. 有机固体废弃物制备腐殖酸及其应用的研究进展 [J/OL]. 应用化工， 1-9[2024-12-27].

[2]李亚清，宋沆，邓军，等. 煤矸石固废资源化利用制备分子筛研究现状及进展 [J/OL]. 材料导报， 1-27[2024-12-27].

[3]黄龙，侯志强，潘少龙，等. 基于层次分析法的铁路建设过程中的环境风险分析及其对策研究 [J]. 交通节能与环保， 2024， 20 （S2）： 105-111+122.