第三章環(huán)境質(zhì)量評價

地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院第三章環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價1確定評價目標(biāo)2收集與評價有關(guān)的背景資料3環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測4背景值的預(yù)測5環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀分析6評價結(jié)論與對策第一節(jié)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價的根本程序第一節(jié)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價的根本程序目標(biāo)決定評價區(qū)域的范圍、評價參數(shù)、評價標(biāo)準(zhǔn)。確定評價目標(biāo)？第一節(jié)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價的根本程序環(huán)境污染為主——污染源、污染現(xiàn)狀調(diào)查；生態(tài)環(huán)境破壞為主——人群健康的回憶調(diào)查；美學(xué)評價為主——自然景觀資料的收集。資料收集第一節(jié)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價的根本程序根據(jù)評價目的，確定監(jiān)測因子。

現(xiàn)狀監(jiān)測第一節(jié)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價的根本程序分析區(qū)域主要的污染源及污染物種類數(shù)量；對環(huán)境質(zhì)量狀況給出總的結(jié)論并提出防治對策。分析與評價第二節(jié)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價方法分類環(huán)境質(zhì)量指數(shù)法概率統(tǒng)計法模糊數(shù)學(xué)法生物指標(biāo)法一般指數(shù)類分級指數(shù)類方法分類細(xì)目邏輯概念因子特點模糊定權(quán)法模糊定級法模糊聚類發(fā)環(huán)境質(zhì)量是確定的、可推理的。環(huán)境質(zhì)量是隨機變化的。等級與變化的界限是模糊的。生物與它生存的環(huán)境是統(tǒng)一整體；生物對其生活環(huán)境變化敏感〔1〕理化指標(biāo)〔2〕民意測驗或?qū)＜易稍兊玫皆u分值〔1〕理化指標(biāo)〔2〕民意測驗或?qū)＜易稍兊玫皆u分值〔1〕理化指標(biāo)〔2〕民意測驗或?qū)＜易稍兊玫皆u分值〔1〕生物的生理反響指標(biāo)〔2〕環(huán)境中生物的種、群變化指示生物法生物指數(shù)法其他互相滲透，綜合運用指數(shù)評價法第三節(jié)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價技術(shù)方法環(huán)境質(zhì)量是各個環(huán)境要素優(yōu)劣的綜合概念。衡量環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣的因素很多，通常用環(huán)境中污染物質(zhì)的含量來表達。環(huán)境質(zhì)量指數(shù)就是這樣一個有代表性的數(shù)，是質(zhì)量好壞的表征，既可以表示單因子的，也可以表示多因子的環(huán)境質(zhì)量狀況。指數(shù)評價法是最早用于環(huán)境質(zhì)量評價的一種方法。近十幾年來，這一方法在環(huán)境質(zhì)量評價中得到了廣泛的應(yīng)用，并有了很大的開展。根據(jù)不同評價目的的需要，環(huán)境質(zhì)量指數(shù)可以設(shè)計為隨環(huán)境質(zhì)量提高而遞增，也可設(shè)計為隨污染程度的提高而遞增。單因子指數(shù)假設(shè)只有一種污染物作用與環(huán)境因素的情況下，其環(huán)境質(zhì)量指數(shù)的公式可以寫成：

Si指該評價因子的評價標(biāo)準(zhǔn)；Ci

評價因子在環(huán)境中的觀測值。P是無量綱數(shù)，表示污染物在環(huán)境中實際濃度超過評價標(biāo)準(zhǔn)的程度，即超標(biāo)倍數(shù)。P值越大，環(huán)境質(zhì)量越差多因子指數(shù)任何一個具體的環(huán)境質(zhì)量問題都不是單一污染物的問題，假設(shè)某一環(huán)境因素中有多種污染物，且這些污染物之間并沒有明顯的激發(fā)或抑制作用，那么環(huán)境質(zhì)量指數(shù)為均值型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)假設(shè)考慮各環(huán)境因素在某一環(huán)境中所占的比例不相等，需根據(jù)各環(huán)境要素在環(huán)境系統(tǒng)中各自與人類行為發(fā)生關(guān)系時所占的比列來確定其權(quán)重計權(quán)型多因子環(huán)境質(zhì)量指數(shù)總環(huán)境質(zhì)量指數(shù)

Wi——相應(yīng)分類指數(shù)Ij的加權(quán)系數(shù)；n——分類參數(shù)的個數(shù)；m——系數(shù)。P>1環(huán)境質(zhì)量不能滿足評價標(biāo)準(zhǔn)的要求P=1臨界狀態(tài)P<1較好計算P值的本卷須知：根據(jù)評價的目的不同，s有不同的選擇環(huán)境質(zhì)量值是一個污染物影響的綜合結(jié)果，計算時應(yīng)以污染物種類的數(shù)目作為計算公式中參數(shù)的數(shù)目。定權(quán)的方法：評價參數(shù)為抽象的、宏觀的，如美學(xué)評價參數(shù)、綜合評價的評價參數(shù)如大氣、水體等，可采用打分法或調(diào)查統(tǒng)計法兩類定權(quán)方法；評價參數(shù)假設(shè)為具體的、微觀的，如評價參數(shù)為SO2、NOX等，盡量選用客觀定量數(shù)據(jù)作為定權(quán)因子，用序列綜合法或公式法來定權(quán)。指數(shù)法的局限：不能全面的反映某一種環(huán)境的污染情況。空氣污染指數(shù)空氣污染指數(shù)〔AirPollutionIndex,簡稱API〕就是將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物濃度簡化成為單一的概念性指數(shù)值形式，并用于分級表征空氣污染程度和空氣質(zhì)量狀況。這種方法適合于表示城市的短期空氣質(zhì)量狀況和變化趨勢。根據(jù)我國空氣污染的特點和污染防治工作的重點，目前計入空氣污染指數(shù)的污染物工程暫定為：二氧化硫、氮氧化物和總懸浮顆粒物。隨著環(huán)境保護工作的深入和監(jiān)測技術(shù)水平的提高，再調(diào)整增加其它污染工程，以便更為客觀地反響污染狀況?？諝馕廴局笖?shù)的分級標(biāo)準(zhǔn)是：〔1〕空氣質(zhì)量指數(shù)API50對應(yīng)的污染物濃度為國家空氣質(zhì)量日均值一級標(biāo)準(zhǔn)；〔2〕API100對應(yīng)的污染物濃度為國家空氣質(zhì)量日均值二級標(biāo)準(zhǔn)；〔3〕API更高值段的分級對應(yīng)于各種污染物對人體健康產(chǎn)生不同影響時的濃度限制。API空氣質(zhì)量級別空氣質(zhì)量狀況對健康的影響0～50I優(yōu)可正?；顒?1～100II良可正?；顒?01～150IIIIII1

輕微污染長期接觸,易感人群出現(xiàn)癥狀151～200III2

輕度污染長期接觸,健康人群出現(xiàn)癥狀201～250IVIV1

中度污染一定時間接觸后,健康人群出現(xiàn)癥狀251～300IV2

中度重污染一定時間接觸后,心臟病和肺病患者癥狀顯著加劇>300V重度污染健康人群明顯強烈癥狀,提前出現(xiàn)某些疾病空氣污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)(試行)〔2000年4月27日發(fā)布〕空氣質(zhì)量描述空氣質(zhì)量等級API二氧化硫濃度可吸入顆粒物嚴(yán)重污染V5002620

4002100

中度污染IV3001600

輕度污染III200250350良II100150150優(yōu)I505050二氧化硫和可吸入顆粒物的API分級標(biāo)準(zhǔn)?！拨蘥/NM3〕21模糊綜合評判22一、模糊現(xiàn)象與模糊數(shù)學(xué)根底二、模糊綜合評判法的主要步驟三、模糊綜合評判法的主要算子四、模糊綜合評判法實例23一、模糊現(xiàn)象與模糊數(shù)學(xué)根底24模糊數(shù)學(xué)緒論用數(shù)學(xué)的眼光看世界，可把我們身邊的現(xiàn)象劃分為：1.確定性現(xiàn)象：物質(zhì)的汽化、冷凝，運動的速率，這種現(xiàn)象的規(guī)律性靠經(jīng)典數(shù)學(xué)去刻畫；2.隨機現(xiàn)象：某種事物的分布，故障發(fā)生的概率，這種現(xiàn)象的規(guī)律性靠概率統(tǒng)計去刻畫;3.模糊現(xiàn)象：年輕、重、熱、美、厚、薄、快、慢、大、小、高、低、長、短、貴、賤、強、弱，靠模糊數(shù)學(xué)去刻畫。模糊現(xiàn)象的共同特點：外延不清晰模糊數(shù)學(xué)——研究和揭示模糊現(xiàn)象的定量處理方法。25產(chǎn)生1965年，L.A.Zadeh〔扎德〕發(fā)表了文章?模糊集?(FuzzySets，InformationandControl,8,338-353)根本思想用屬于程度〔隸屬度〕代替屬于或不屬于。如某員工屬于優(yōu)秀的程度為0.6,屬于良好的程度為0.2，屬于一般的程度為0.1，屬于較差的程度為0.1。模糊數(shù)學(xué)緒論26模糊代數(shù)，模糊拓?fù)?，模糊邏輯，模糊分析，模糊概率，模糊圖論，模糊優(yōu)化等模糊數(shù)學(xué)分支

涉及學(xué)科分類、識別、評判、預(yù)測、控制、排序、選擇；人工智能、信息控制、聚類分析、專家系統(tǒng)、綜合評判等模糊數(shù)學(xué)緒論

應(yīng)用領(lǐng)域27二、模糊綜合評判法的主要步驟2829模糊綜合評判的步驟30【引例】科研成果評價假設(shè)評價科研成果，評價指標(biāo)集合U={u1，u2，u3}={學(xué)術(shù)水平，社會效益，經(jīng)濟效益}，其各因素權(quán)重設(shè)為31確定評語集為V={V1，V2，V3，V4}={很好，好，一般，差}請該領(lǐng)域?qū)＜壹僭O(shè)干位，分別對此項成果每一因素進行單因素評價，例如對學(xué)術(shù)水平，有50%的專家認(rèn)為“很好〞，30%的專家認(rèn)為“好〞，20%的專家認(rèn)為“一般〞。由此得出學(xué)術(shù)水平的單因素評價結(jié)果為全部因素的評價結(jié)果為32綜合評價為其中“〞為模糊算子33三、模糊綜合評判法的主要算子34

表示取大四個主要的模糊算子(1)

算子

表示取小35(2)

表示相乘36⊕表示相加(3)37(4)38以上四個算子在綜合評價中的特點是39四、模糊綜合評判法實例40414243比方用戶關(guān)心電腦的以下幾個指標(biāo)：“運算功能〔數(shù)值、圖形等〕〞；“存儲容量〔內(nèi)、外存〕〞；“運行速度〔CPU、主板等〕〞；“外設(shè)配置〔網(wǎng)卡、調(diào)制調(diào)解器、多媒體部件等〕〞；“價格〞?！纠?】用戶對電腦的綜合評判44=“運算功能〔數(shù)值、圖形等〕〞；=“存儲容量〔內(nèi)、外存〕〞；=“運行速度〔CPU、主板等〕〞；=“外設(shè)配置〔網(wǎng)卡、調(diào)制調(diào)解器、多媒體部件等〕〞；=“價格〞。那么構(gòu)成指標(biāo)集或因素集。對各指標(biāo)分別表示如下：45評語集其中=“很受歡送〞；=“較受歡送〞；=“不太受歡送〞；=“不受歡送〞；對于某個型號的電腦，請一些用戶對各因素進行評價：假設(shè)對于運算功能有20%的人認(rèn)為是“很受歡送〞，50%的人認(rèn)為“較受歡送〞，30%的人認(rèn)為“不太受歡送〞，沒有人認(rèn)為“不受歡送〞，那么的單因素評價向量為46同理，對存儲容量，運行速度，外設(shè)配置和價格分別作出單因素評價，得組合成評判矩陣47據(jù)調(diào)查，近來用戶對微機的要求是：工作速度快，外設(shè)配置較齊全，價格廉價，而對運算和存儲量那么要求不高。于是得各因素的權(quán)重分配向量：作模糊變換：存儲容量運行速度外設(shè)配置價格運算功能4849假設(shè)進一步將結(jié)果歸一化得：結(jié)果說明，用戶對這種微機表現(xiàn)為“最受歡送〞的程度為0.32，“較受歡送〞和“不太受歡送〞的程度為0.27，“不受歡迎〞的程度為0.14。按最大隸屬原那么，結(jié)論是：“很受歡送〞。50【例3】學(xué)生辯論成績的評定學(xué)生姓名：班級：所學(xué)專業(yè)：指導(dǎo)教師：

評價項目（權(quán)重）優(yōu)（100）良(85)中（70）差（55）1.調(diào)查論證（0.10）

獨立查閱文獻調(diào)研正確翻譯外文資料提出和較好論述課題方案收集整理信息獲取知識能力90.36140.5620.0800.002.方案設(shè)計與技能(0.10)

正確提出設(shè)計和實驗方案獨立設(shè)計或?qū)嶒炘O(shè)備安裝、調(diào)試和操作30.12140.5670.2810.043.分析解決問題能力(0.15)

運用所學(xué)知識和技能發(fā)現(xiàn)與解決實際問題正確處理實驗數(shù)據(jù)對課題進行論證分析得出結(jié)論50.20150.6050.2000.004.紀(jì)律、工作態(tài)度和工作量（0.10）按期完成規(guī)定任務(wù)工作量飽滿難度大工作努力遵守紀(jì)律工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)扎實10.04100.40110.4430.12評價結(jié)果(票數(shù)/隸屬度)

評價等級515.論文質(zhì)量（0.10）

綜述簡練完整有見解理論正確論述充分結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理實驗正確分析處理問題科學(xué)文字通順

用語準(zhǔn)確符號圖表規(guī)范20.08110.44120.4800.006.有無創(chuàng)新（0.10）工作有無創(chuàng)新意識對前人有改進和突破或有獨到見解50.20140.5660.2400.007.講解內(nèi)容(0.10)

思路清晰語言表達準(zhǔn)確概念清楚論點正確實驗方法科學(xué)分析歸納合理結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計有應(yīng)用價值40.1660.24130.5220.088.儀容儀表及其它(0.10)

儀容整潔端莊衣著得體大方尊重師長謙虛有禮有較好的風(fēng)度氣質(zhì)30.1280.32120.4820.089.回答問題（0.15）回答問題有理有據(jù)基本概念清楚主要問題回答準(zhǔn)確邏輯性強態(tài)度謙虛得體50.20120.4860.2420.08綜合評價結(jié)果綜合隸屬度0.1680.4700.3180.044綜合得分81.4352【例4】對科技成果工程的綜合評價有甲、乙、丙三項科研成果，現(xiàn)要從中評選出優(yōu)秀工程。三個科研成果的有關(guān)情況表53設(shè)評價指標(biāo)集合：U＝｛科技水平，實現(xiàn)可能性，經(jīng)濟效益｝評語集合：V＝｛高，中，低｝評價指標(biāo)權(quán)系數(shù)向量：A＝〔0.2，0.3，0.5〕54專家評價結(jié)果表由上表，可得甲、乙、丙三個工程各自的評價矩陣R1、R2、R3：55根據(jù)最大隸屬度原那么，工程乙可推薦為優(yōu)秀工程。評價某市環(huán)境質(zhì)量評價因素集B=大氣，地表水，晝間噪音整體環(huán)境劃分為5個等級Y=清潔，尚清潔，輕污染，中污染，重污染大氣環(huán)境因子集b=總懸浮微粒，二氧化硫，氮氧化物，降塵地表水的環(huán)境因子集b=溶解氧，BOD5，COD，揮發(fā)酚，石油類，總鉛，總鋅噪音因子集b=特殊住宅區(qū)，居民區(qū)，文教區(qū)，一類混合區(qū)，二類混合區(qū)，工業(yè)集中區(qū)，交通干線兩側(cè)單因素評價環(huán)境質(zhì)量分級表見書本P41，表3-4隸屬函數(shù)確實定參照書本P42因子隸屬度監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計均值Ci權(quán)重=Ci/Si歸一化權(quán)重aiⅠⅡⅢⅣTSP0010.612.030.369SO2000.60.40.221.470.266NOX10000.0670.33