环境质量评价论文

时间:2022-05-14 08:57:29

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环境质量评价论文

环境质量评价论文:生态环境质量评价论文

1质量评价指标体系与方法

1.1构建评价指标体系及其标准

按照环境生态学理论,生态环境是支撑人类生命系统的整个自然系统的总称,生态环境质量是指在一个具体的时间和空间范围内,生态系统的总体和部分生态环境因子的组合对人类生存及社会经济持续发展的适宜程度。由于评价的标准体系复杂,且因地而异,需要分层次进行,而我国目前生态环境质量评价标准尚处于探索阶段,无统一标准。因此本文依据国内外学术界的相关研究成果以及广泛应用的生态环境质量等级划分,将生态环境质量等级分为优、良、一般、较差、差五个等级,并考虑到呼包鄂地区的气候、土地、人口、经济发展状况、工业排放量等,得出各评价指标的等级标准值。

1.2评价指标权重确定

层次分析法是美国著名运筹学家教授于20世纪70年代中期提出的一种系统分析方法,是一种广泛的综合决策方法,但其中的权重是由主观确定的,缺乏一定的客观性。因此本文在指标权重的确定中引入熵,将主观与客观相结合,得到更加符合实际情况的熵权。

2生态环境质量评价分析

通过模糊综合分析法得出,2012年呼和浩特市和鄂尔多斯市的生态环境质量处于等级优,包头市的生态环境质量处于等级一般。呼和浩特市近年来城市发展速度较快,大力开发和利用资源,工业化水平领先于自治区其他盟市,煤炭产量大幅度上升,使单位GDP能耗、电耗持续增高,一定程度上破坏了生态环境的平衡,带来了一系列环境污染问题,但政府在意识到保护环境的重要性后,大力推广节能减排,优化产业结构,发展循环经济,整顿落后产业,提高区域竞争力,使生态环境质量有了较大的改善,工业经济发展与生态环境保护在一定程度上达到了平衡。包头市是著名的草原钢城,工业发展历史相对久远,但由于产业结构不合理,工业化过程排出的工业废物严重污染环境,导致生态环境质量开始下降,同时滞后的观念也使生态环境质量的下降与工业经济的发展形成鲜明对比。鄂尔多斯市的高耗能产业发展近几年逐渐稳定,规模增大,技术设备先进化,带来的工业结构合理以及经济的高速发展,使得鄂尔多斯市有足够的经济实力治理环境,对耗能高、工业废弃物排放量大、产值低的行业进行了大力整顿,响应国家重视环境保护的潮流,表现为建成区绿化覆盖率大幅度提高,单位GDP能耗、电耗、水耗有很大程度的下降等,使其生态环境质量得到明显的改善。

3结论

本文基于生态环境质量评价的理论与实际,构建了生态环境质量综合评价指标体系与标准,运用层次分析法及模糊综合分析法对呼包鄂地区2012年生态环境质量进行评价与分析。评价结果为:2012年呼和浩特市和鄂尔多斯市的生态环境质量处于等级优,包头市的生态环境质量处于等级一般。本文所用的模糊综合分析法虽然可将一些难以界定或定量的因素定量化,确定每个指标对评价等级的隶属度,从而得出更为准确的评价结果。但是,这种方法只能就某一年份的数据进行分析,无法进行一个时间序列的分析,得出城市的生态环境质量在一个时间段内的变化趋势,从而进行前后对比,探究更为具体的原因。

作者:罗莎莎甄江红单位:内蒙古师范大学

环境质量评价论文:城市发展生态环境质量评价论文

1南通城市发展水平与生态环境质量评价

1.1指标体系的构建

1.1.1城市发展水平指标体构建

城市发展是一个复杂的系统工程,包括城市社会、经济、文化、体制等若干层面。城市发展水平反映了城市发展的当前状况,体现城市综合实力与总体素质。本文主要遵循科学性、可比性、动态性、数据的可获性、可操作性等原则,参考“21世纪城市发展指数”和我国相关学者对城市发展水平指标体系的研究与构建,结合全球化、信息化的时代特征,以及南通市城市发展的实际情况,构建了城市发展水平指标体系.

1.1.2生态环境质量指标体构建

生态环境质量是生态环境系统客观存在的一种本质属性,这种本质属性能用定性和定量的方法进行描述。生态环境质量评价由来已久,从传统地理学对自然要素的描述发展到现在对生态系统各要素的综合性计算测度。生态环境质量评价到目前为止相对还处于探索阶段,没有公认的理论框架、指标体系和计算方法。本文参考《国家“十一五”环境保护规划的目标》、《全国环境优美小城镇考核指标(试行)》、《生态环境质量评价技术规定》和我国相关学者的代表性研究工作,兼顾实际数据的可获得性和南通市城市生态环境的自身特征,建立了城市生态环境质量评价指标体系,测算了南通市生态环境质量。整个指标体系主要包括两个层次,分别为系统层和变量层:系统层包括植被覆盖、水资源、土地质量、污染物负荷、大气环境和声环境6个层面,变量层是上述6个层面的对应指标。

1.2数据来源和计算方法

南通市城市发展水平和生态环境质量的评价采用SPSS软件和主成分分析法,其原始数据来源于2004—2013年的《南通市统计年鉴》、《南通市环境状况公告》和《江苏省统计年鉴》。计算原理和具体步骤主要为:①对2004—2013年南通市城市发展水平和生态环境质量因子的历年数据进行标准化计算,消除因数据正向和逆向、数量级、量纲的不同而造成结果的差异;②对标准化数据运用统计分析SPSS软件,采用因子分析法对因子变量进行提取(特征值大于1);③通过方差极大法对因子载荷矩阵进行旋转,得到旋转后的指标公共因子贡献率(累计贡献率>85%)和指标公共因子载荷矩阵,根据回归法计算得到指标公共因子的得分系数矩阵;④以各公共因子所对应的旋转后的贡献率为权重进行加权求和,得到2004—2013年南通市城市发展水平和生态环境质量的评价得分。

2城市发展水平与生态环境质量演变耦合协调度

协调度是事物之间耦合研究的重要指标,体现了系统之间或系统内部各要素之间在发展过程中彼此和谐一致的程度,度量体现系统发展是否有序和协调状况好坏程度的定量指标。城市发展水平与生态环境质量协调度是衡量不同阶段下城市发展与生态环境之间的关系,即定量描述特定城市在一定的发展阶段下城市发展与生态环境之间的耦合关系。按照可持续发展的伦理思想,城市建设的最佳模式是城市发展与生态环境的协调发展,最优协调度是城市发展与生态环境的最佳组合状态。

2.1协调度水平计算方法与协调发展模式判断

协调度水平计算方法:参考我国相关学者在城乡统筹、区域经济与环境、城市化水平与环境质量、城市经济与土地利用等领域对协调度的相关研究,并利用相关数学原理和离差分析原理,协调发展模式判断:关于协调度等级划分的相关研究较多,但对协调度高低的判断或协调阶段的划分无明确定论。多数学者将协调度划分为:0.8—1.0为高度协调、0.6—0.8为中度协调、0.4—0.6为低度协调、0—0.4为不协调。考虑到协调度的大小反映了城市发展水平和生态环境质量的一致程度,并不能完全反映两者发展的正负问题。本文参考了相关研究结果,结合南通市城市发展水平和生态环境质量的发展阶段特征.城市发展水平与生态环境质量协调度计算我们将2004—2013年南通市城市发展水平和生态环境质量的评价得分代入式得到历年南通市城市发展水平与生态环境质量的协调度水平以及两者的协调发展模式.

2.2城市发展水平与生态环境质量协调度计算

南通市城市发展水平与生态环境质量的协调度水平关系呈现以下三个阶段性特征:第一阶段(2004—2009年)表现为城市发展滞后型的高度协调发展模式向城市发展滞后型中度协调发展模式过渡。这一阶段中,南通市城市发展水平和生态环境质量都处于上升态势,处于一个良性的发展阶段,但由于生态环境质量提升速度明显高于城市发展水平的数值,因此两者差距逐渐增大,协调度逐渐降低。第二阶段(2009—2011年)表现为城市发展滞后型中度协调发展模式向生态环境滞后型高度协调发展模式过渡。在该阶段中,南通市城市发展水平仍快速上升,而生态环境质量则放慢其增长速度,乃至在2010年出现拐点呈下降趋势。因此,两者综合评价得分的数值逐渐逼近,其数值的实际值与理想协调值的差距逐渐缩小,协调度呈现逐渐上升的状态。第三阶段(2011—2013年)表现为生态环境滞后型高度协调发展模式向生态环境滞后型中度协调发展模式过渡。本阶段中,南通市城市发展水平仍呈快速发展态势,而生态环境质量的状况却相反,呈现不断下降和不断恶化的趋势,因此南通市城市发展水平和生态环境质量两者一升一降、差距不断拉大,其数值的实际值与理想协调值的差距也随之拉大,协调度呈现不断下降的态势。综上所述,以城市发展水平和生态环境质量两者的共同提升为前提,考虑两者之间的差距和相对关系的综合评价可知,南通市城市发展水平与生态环境质量的协调关系波动起伏较大,尤其是自2010年起城市发展水平不断上升,而生态环境质量出现拐点,由上升转为下降,没有实现共同发展,且两者的差距不断扩大,状况不容乐观。因此,南通市若不能采取有效的平衡措施,减小两者的差距,尤其是加大对生态环境质量改善的政策和资金投入,一旦生态环境的承载力与城市发展不相匹配,将对南通市城市的可持续发展带来极为不利影响。因此,目前正是南通市调整城市发展的模式,改变现今以牺牲生态环境质量的城市发展、缩小城市发展水平与生态环境质量差距、协调两者关系的关键时刻。

3结语

生态环境作为城市发展的物质支撑与载体,从某种意义上来讲,制约着城市发展的质量和未来趋势。因此,对城市发展水平和生态环境质量进行评估,探究城市发展与城市生态环境协调演变的趋势关系,对促进城市生态系统质量的改善,实现城市发展的健康有序具有非常重要的意义。本文在构建城市发展水平与生态环境质量评价指标体系的基础上,采用SPSS软件及主成分分析法对2004—2013年南通市城市发展水平和生态环境质量进行评估,衡量两者的协调演变关系。结果表明,近十年间南通市城市发展水平与生态环境质量的协调关系波动起伏较大,尤其是自2010年起,协调度不断下降,城市发展与生态环境没有实现共同增长,且两者的差距不断扩大,状况不容乐观。因此,南通市若不能采取有效的平衡措施,减小两者的差距,尤其是加大对生态环境质量改善的政策和资金投入,一旦生态环境的承载力与城市发展不相匹配,将对南通市城市的可持续发展带来不利影响。

作者:陆佩华单位:南通大学

环境质量评价论文:当前水环境质量评价方法与影响预测

摘要:指出了对大渡河的水环境质量进行评价能够较好地发现当下水资源利用过程中出现的问题,及早地进行处理,避免污染扩大化和严重化。介绍了大渡河河道概况,评价了水环境质量现状,对环境影响进行了预测,并针对污染原因提出了相应的对策措施。

关键词:水环境质量评价;环境影响预测;措施

1引言

水环境质量的安全不仅威胁到水中生物的生存空间,而且也直接的影响到人类自身的安全问题,因此对水环境质量的及时评价,针对已有的问题及时的采取治理措施。对水环境进行长期监测,对污染的处理和对水环境的发展趋势进行预测至关重要。

2大渡河河道概况

大渡河是岷江水系的一级支流,是长江的二级支流,发源于青海省玉树藏族自治州境内巴颜喀拉山南麓,向南入四川省分别流经阿坝藏族羌族自治州、甘孜藏族自治州、雅安市、凉山彝族自治州、乐山市,长1155 km。主源大金川发源于青海、四川边境的果洛山,在四川丹巴县与小金川汇合后称大渡河,至乐山县入岷江,长909 km,流域面积82,700 km2,大渡河属于高山峡谷型河流,落差达4177 m,大渡河以泸桥镇和铜街子水电站为分界点,分为上游、中游和下游三段。在大渡河地区受地形、地貌的影响,农业发展较分散,而且农业发展数量也较小,因此有农业生产中使用的农药化肥等随雨水或河流带入大渡河内的污染物也少,对大渡河水环境的影响较小。

大渡河水体内的污染物来源主要来自于生活污水和工业废水的排放。农村的生活污水排放量较小而且大部分都用于农田的灌溉,很少对水体造成污染。大渡河的水质主要受城镇污水排放的影响较大,大渡河附近城镇建设集中,沿岸有十几座城镇,例如金川县安宁镇,乐山市金口河区,康定县姑咱镇等。这些城镇发展较快,人口较集中,人口超过30万人,大量人口生活的城镇必然会产生大量的生活用水。另外大渡河流域还有一些工业企业,这些工业企业中既有大量的工业废水的排放也有一定量的生活污水的排放,对大渡河水质的安全带来威胁。同时,在大渡河流域多私营小型企业,生产过程中产生的工业废水大多未经处理直接排放,这些污水中含有大量的有毒有害物质,是造成大渡河水质污染的主要因素。

3环境现状评价

3.1环境污染现状

(1)附近的农业产生的面源污染,大渡河流域的农业生产类型主要有水田、旱地和果园3种形式,而在农业生产过程中必然会使用到农药和化肥等有机物质,这些有机物主要通过两种途径来污染水质,第一种就是在降水等的作用下农药化肥等污染物质直接随地表径流进入到大渡河的水体中;第二种就是在浇灌水和雨水的共同作用下,农药化肥等有害物质直接渗入到地下水中,通过地下水与地表水的排泄和补给作用来间接地影响大渡河的水质。

(2)大渡河地区水电站工程的建设也会产生大量的污染物对大渡河水质造成污染,主要有砂石的加工工程产生的废水,混凝土搅拌产生的废水,冲洗产生的废水及建筑工地工人日常生活中产生的废水等。

(3)大渡河流域附近的城镇居民生活污水,这些生活用水中既有日常大量洗涤用水和厕所水等,又包含有大量的污染物,以及细菌、真菌,这些未经处理而直接排入大渡河水系中的污水会导致水体的富营养化,对水生植物、动物及人类自身的健康都带来很大的影响。

(4)大渡河附近由于用水方便,能源集中,地势低平等特点导致一些加工企业和工矿企业的大量集中,这些工矿产业中既有采矿洗选厂这样需要耗费大量水资源并产生大量污染物质的企业,也有私营的小型加工企业。加工企业产生的废水大多未经处理直接排放,其污水中含有大量的化学物质和重金属,也包含一定的细菌、真菌等。

3.2水环境现状

为更好地对大渡河的水环境进行监督和管理,需要对水环境现状进行调查。水质监测是分析水环境的现状的重要手段,可对大渡河分出8个监测断面,并使用专业的测试仪器对其水质污染物如高锰酸盐、化学需氧量、生化需氧量、溶解氧、氨氮含量指标、砷、汞、酸碱性、油类、总氮和总磷等进行测试,其中黄荆坪断面的指标分别是:高锰酸盐指数为二级,化学需氧量为一级,生化需氧量为一级,氨氮含量指标为二级,总氮指标为四级,总磷指标为三级;康巴大桥断面,磨河沟断面,加郡沟的断面,磨西河断面,湾东河断面,雨洒河断面,南头断面的指标含量为:高锰酸盐指数为二级,化学需氧量为一级,生化需氧量为一级,氨氮含量指标为二级,总氮指标为三级,总磷指标为三级。

3.3大渡河水电开发

大渡河作为我国的水电开发基地现如今发展有22座发电站,总发电量达1019亿 kW・h。据统计年鉴记载,大渡河共流经马尔康、泸定、全口河区等12个区县,在这些区县中,已建成的水电站有铜街子和龚嘴等,规划好但未建成的有季家河坝、老鹰岩、长河坝、冷竹关、硬梁包等。从这些已建成和正在建的工程可以发现大渡河的水电工程大多为土石坝,这种坝型在建设过程中需要使用大量的土料和石料,进而导致废渣弃料较多,对周围的环境和大渡河水环境造成严重污染。另外大渡河的上游水电站双江口水电站和瀑布沟水电站等由于水库面积大其淹没的地区对大渡河上游我国的珍稀植物(一级保护植物红豆杉,二级保护植物岷江柏),墨尔多山省级自然保护区、金汤孔玉省级自然保护区等6个自然保护区、国家地质公园、红色革命根据地等都有较大的影响。另外大渡河水电站的建设会改变其原有的水生生态环境,例如改变了其原有的自然梯度和原有的水流速度,甚至对水质和水温也有较大的改变,这些水生生态环境的变化会导致河道中原有的一些水生生物生境的丧失,其中一些水生生物被迫对栖息地进行迁移,但是某些物种由于适应能力较弱,栖息地的破坏可能会导致这些水生生物数量锐减。

大渡河的上游地区有多种特殊鱼类例如:红尾副鳅、麻尔柯河高原鳅、东方高原鳅、短尾高原鳅、斯氏高原鳅、细尾高原鳅、齐口裂腹鱼、重口裂腹鱼、长须裂腹鱼、大渡软刺裸裂尻鱼等15种珍稀鱼类,但是大量的污水排放导致水体的富营养化严重,这些珍稀物种的生存环境遭受了严重的破坏,尤其是水电工程的开发占用了珍稀鱼类的生存繁殖空间,对这些鱼类的生存和繁殖造成了严重的破坏。

4环境影响预测

环境影响预测是根据现有的资料和模拟技术,模拟其日后的发展趋势,即在当前的生活污水,生产废水的正常排放状态下,大渡河的水系污染发展及对人们的生产生活带来的影响。另一方面,也可以模拟预测对当前的生活废水,生产污水进行处理后大渡河水系受污染程度的未来改善趋势。通过对废水排放量的预估,可以对大渡河水系污染程度的未来发展趋势有着大致的了解,利于针对污染的形势采取有效的改善措施。

环境影响预测的范围在与现在已有的水质监测范围相同的基础上,应当有选择的扩大一定的预测范围,其中需要对某些区域做出重点预测,例如城镇居民日常的供水区,农业用水区及城镇用水的排放区和工业废水的排放区等,预测因子应该包括影响大渡河水系的主要污染物质硫化物和重金属等,另外,还要特别关注对难降解,易发生氧化还原反应形成有毒有害的物质,容易在生物体内形成富积作用的有毒物质等的监测和预测工作。对水环境进行预测的方法主要有数学模拟法、回归分析、趋势预测、层次分析法以及耦合模型法等分析方法。其中,对于污染情况较简单的水环境一般采用数值法,在污染情况较复杂的地区常常可采用回归分析法,层次分析法和耦合模拟法等做出各类污染物质对水体污染成都之间的关系式或者是关系模型。

笔者认为,对大渡河的水环境预测可以从以下几方面来进行:第一,水温的预测,水体中不同的生物需要的生存温度不同对温度的监测预测能预测生物的生存空间;第二,水质的预测,水质情况影响到水体的含氧量和化学含量,对水质预测能全面地了解到水体的富营养化程度,对于赤潮的治理和防范也有着较大的影响;第三,水生植物、动物的监测预测,水生生物的生存环境的改变将导致某些水生动物、植物数量的激增或锐减,通过对某些水生生物的监测能够很好地预测水环境的变化。

5对策与建议

(1)应针对农业生产过程中产生的少量废水,可以大力发展有机、无害的施肥方式,改善灌溉方式,控制农药和化肥的施用量减少农业生产过程中产生的废水总量。

(2)工业废水的处理,首先需要对大渡河流域的工业进行集中化管理,废水集中处理,改变原有的私企随便排污的现象;在工业生产工程中提高水的使用效率,尽量较少污水的排放量并减少有毒物质的使用,对于一些能够重复利用的水尽量多次使用后再排放。

(3)生活污水要经过废水处理减少废水中的细菌、真菌、磷、氟等的含量后在排入大渡河水系。

(4)在建设水电工程时,要提前调查清楚施工地区的资源环境,并坚持可持续发展的生态原则做好水电工程建设地区的资源环境评价工作,尽量避开对珍稀物种,重要的地质地貌,人文环境的淹没和破坏。另外为保护脆弱的生态环境,减少对环境的破坏,在工程建设中应该减少污染物的排放,对工程污水和工程废渣要进行处理后再排放,将污染程度降到最低。

环境质量评价论文:浅谈水环境质量评价方法

摘要:本文从污染指数评价法、模糊评价法、灰色评价法、 物元分析法以及层次分析法等角度论述了多种水环境质量评价方法。

关键词:水环境;质量评价;指数评价;模糊评价

引言:随着国内经济发展,城镇建设和工业生产不断扩大,人们在工业及生活中用水量急剧增长的同时排放量也随之增加,致使大量工业及生活污水将诸多水体污染,导致水污染已成为目前国内最为严重的环境问题,国内七大水系2/3以上的监测段面不能满足Ⅲ类水质要求,水体污染在成为人类面临的最大环境问题的同时也加剧了各地的水资源短缺,而要实现对水环境有效治理、改善和保护则首先应对水环境质量做出可观准确的评价,因此其是保护地区水环境的基础性工作,并已成为当今急需研究的问题。

1.污染指数评价法

将对水体实际监测数据与评价标准作为分指数,然后将其通过数学运算得到总体污染指数,并将该指数作为水体污染程度评价标准,并作为评价不同河流或同一河流不同时期水质评价尺度,该种方法只适于对水体进行定量描述,其可基本反应污染性质及污染程度。该评价方法可分为单因子污染指数法和综合污染指数法。单因子污染指数法是将某种污染物实测浓度与其评价标准做比较来确定水质类别,其只能反应某种污染物的污染程度而不能反映水体整体污染程度;综合污染指数法是在各因子污染指数的基础上,经过数学方法处理而得到综合污染指数,以此作为评价水质和对水质分类的方法,该方法可对整体水质做定量描述,可较为准确的反映水体污染性质和程度,并且便于对同一水体不同时间和空间上做比较,因此该方法较为适用。

2 模糊评价法

水环境本身即存在大量不确定因素,因此在其包含的各指标级别和标准的确定上也具有一定的模糊性,为此在水质评价中即引用了模糊数学理论。其具体方法是根据监测数据来建立各因子指标对各级标准的隶属度集而形成隶属矩阵,然后将各因子的权重集与隶属度矩阵相乘得到的模糊积并获得一个综合评判集,由于模糊评价法体现了水环境中客观存在的模糊性及不确定性,因此其具有一定的合理性,其具体方法是将各污染物的超标情况进行加权,但由于大多污染物毒性及浓度之间不是简单的比例关系,因此当采用线性加权平均得到的最终评判容易出现失真、失效或是跳跃现象等而不符合实际情况,并且该种评价方法操作过程复杂、可操作性差,因此对各评价因素进行权重合理分配以及可比性问题是该种方法重点研究对象,目前采用的模糊评价方法主要为模糊聚类法、模糊距离法以及模糊贴近度法等。

3 灰色评价法

由于在水质评价时对水质的分级或对水体是否污染的问题并非类似黑与白的可明显进行判定的问题,且人们在对水环境质量监测过程中所得到的数据都控制在有限的空间及时间范围内,因此该种数据在一定程度上是不确切的,诸如“水质级别”、“污染程度”等概念均为灰色概念,水环境本身也属于一个本征性灰色系统,因此可将灰色系统原理用于水质综合评价中,即将水环境整体作为一个灰色系统,其中部分信息为已知,部分为未知,在实际应用中根据水体各因子的实测浓度与水质标准的关联程度来确定水体的水质级别,对于同类水质的不同水体则可通过其与该类标准的关联度大小来进行优劣评定。常用的灰色评价法为灰色聚类法、灰色贴近度分析法以及灰色关联评价方法等。灰色聚类是通过建立与隶属函数类似的白化函数并对其进行聚类,根据结果来确定断面综合水质;灰色贴近度则是对灰色聚类的改进,通过将聚类函数的分段计算改为分段共斜率计算,并以此确定聚类元素与理想子集的贴近程度来最终确定所属类别;灰色关联法是将各污染因子的实测值排成实际序列,同时将标准值排成理想序列,之后用灰色关联度法计算两个序列之间的关联度,并根据关联度的大小来确定断面综合水质的级别,若将该理论用于多断面的区域水环境质量评价中则相应得到区域水质综合评价的灰关联分析法。随着水环境日益复杂影响水环境的因素不断增多且不断发生变化,致使水环境的不确定性也日益增加,灰色评价法在理论上是可充分体现该系统的不确定性,同时该方法具有简单、可比的优点,但该类方法一般存在分辨率低的缺点。

4 物元分析法

其是在水环境质量评价领域应用物元分析理论,具体做法是根据各级水质标准建立经典域物元矩阵,同时根据各种污染因子的实际浓度来建立节域物元矩阵,然后再建立各相关指标对不同水质标准级别的关联函数,最后根据函数值大小来确定水体的水质级别,一般采取关联度最大值的对应级别来作为评价水质级别的标准,该种方法的关联度是建立在可拓集合基础上的取值区间的拓宽到实数轴,并且可拓集合的关联函数可用代数式表示,从而可以定量化的解决不相容问题,以便于从变化角度来识别变化中的事物,因此该种方法更能反应事物的本质状态,同时具有较高的可分辨率。

5 层次分析法

其是将评价系统内有关方案中的各要素进行层层分解,而对同一层次的要求则以上一层要求为准则,之后进行两两判断比较,并经计算得出各要素的权重,最后根据最大权重来确定水质标准,其首先应建立指标体系和判断矩阵,之后进行归一化特征向量及进行一致性检验,最后计算综合评价指数。在一般应中忽略较最大值小的上一级别的层次权值,并且根本不考虑各层次权值间的关联性,因此该方法的评价结果往往分辨率较低,评价结果也不尽合理。

结语:随着国内水环境不断恶化,对水环境质量评价越来越重要,目前各种评价方法都有自己的优劣性,随着科学技术的不断发展,评价方法也必将得到开发和优化,在实际应用中应结合具体水质情况及其他客观因素来选择评价方法。

作者简介:范城君 1981.10 大学本科学历 助理工程师 主要从事水文水资源 水环境评价与研究工作

环境质量评价论文:石窑当归GAP种植基地的环境质量评价

摘要:采用文献对比法和环境质量监测评价方法,对湖北省恩施土家族苗族自治州石窑当归种植基地的空气质量、土壤质量、地表水质量进行了检测分析。结果表明,种植基地的空气质量符合环境空气质量国家标准的一级标准,土壤质量符合土壤环境质量国家标准的二级标准,地表水质量符合地表水环境质量国家标准二级标准的要求。综合评价认为,石窑当归种植基地环境质量好,符合中药材良好农业规范(GAP)基地的环境标准。

关键词:石窑当归;土壤环境;大气环境;水质;评价;良好农业规范

1 材料与方法

1.1 材料与种植基地

经中国科学院武汉植物园李建强研究员和湖北中医药大学詹亚华教授鉴定,恩施市红土乡当归规范化种植基地种植的当归种质来源为伞形科当归属植物当归,与《中华人民共和国药典·一部》2010年版 [12]收载的当归药材来源植物相同。

种植基地核心区位于恩施市红土乡的石灰窑村,基地中心地理位置处在北纬30°15′、东经109°55′区域,海拔1 580~1 640 m,地形为缓坡地,周边有人工培育的日本落叶松[Larix kaempferi(Lamb.)Carr.]林,覆盖率达70%以上。林下土壤有机质含量高,全氮及速效氮、磷、钾养分均比较丰富,潜在养分价值大,速效养分处在中等水平。

2010年4月,根据《中药材GAP认证检查评定标准(试行)》[13]的要求, 在基地取样检测,对基地的整个环境质量进行评价。

1.2 分析方法

1.2.1 环境空气质量 分别参照文献[14]和文献[15]的方法实施布点采样。采用文献[16]和文献[17]的方法检测大气环境质量。在采样日每天采样4次,分别在当天的8∶00、12∶00、16∶00、20∶00等4个时段进行。空气中的总悬浮颗粒物则每个采样日接连采样6~8 h,连续采样3 d,采用文献[18]的方法测定其浓度;SO2、NO2每个时段监测60 min,NO2的浓度采用文献[19]的方法测定,SO2的浓度采用文献[20]的方法测定;氟化物则1 d连续采样10 h,其浓度采用文献[21]的方法测定。

1.2.2 土壤环境质量 分别参照文献[14]和文献[15]的方法,在取样地点按“S”形均匀布点采样。采用文献[22]的方法监测土壤环境质量;土壤中的Pb、Cd含量采用文献[23]和文献[24]的方法测定;土壤中的As含量采用文献[25]的方法测定;土壤中的Cr含量采用文献[26]的方法测定;土壤中的Hg含量采用文献[27]的方法测定,土壤中的农药残留采用文献[28]的方法测定。

1.2.3 基地地表水水质检测 采样和监测参照文献[14]的方法实施,分析项目参照文献[29]的方法测定。地表水的pH采用文献[30]的方法测定;地表水中的氟化物浓度采用文献[31]的方法测定;地表水中的游离氯和总氯浓度采用文献[32]的方法测定;地表水中的氰化物浓度采用文献[33]的方法测定(第一部分:总氰化物的测定);地表水中的Pb、Cd浓度采用文献[34]的方法测定;地表水中的As浓度采用文献[35]的方法测定;地表水中的Cr浓度采用文献[36]的方法测定;地表水中的Hg浓度采用文献[37]的方法测定。

1.4 评价方法

主要按单项污染因子评价标准或综合污染指数评价标准进行环境质量评价[8]。将各项测定值与标准限定值进行比较,若控制指标的各个参数无一超标,则直接判定为该测定项合格,可不进行单项污染因子评价或综合污染指数评价;若控制指标任一参数出现了超标情况,则采用单项污染因子或综合污染指数法对测定结果进行评价,其中如果严控指标(大气检测严控指标有SO2、NO2浓度,地表水检测严控指标有Cd、As、Hg、Cr浓度;土壤检测严控指标有Cd、As、Hg、Cr含量)的所有污染指数均小于1,一般控制指标出现超标情况,则需按综合污染指数计算公式作进一步评价;若严控指标中大气或灌溉水任一污染指数大于1,则判定为不合格,不适合当归生产;若严控指标中土壤指标的任一污染指数大于1,则需要进一步分析,视其对所影响的植物、周围环境和(或)人体健康有无危害,再确认是否判定为污染[40,41]。

2 结果与分析

从实地调查来看,恩施市红土乡周边没有造成污染的工厂存在,因此没有废气、废水、废渣的排放来源,符合当归生产基地的基本条件。

2.1 空气环境质量监测与评价

对当归规范化种植基地环境空气质量的监测结果见表1,由表1可见,基地环境空气中均未检出氟化物,SO2、NO2、总悬浮颗粒物日平均浓度监测值也均低于国家标准中的一级标准限值[16],环境空气质量优良,而GAP对中药材产地的环境空气质量仅要求符合国家标准中的二级标准[16]即可,因此就不需进行单项污染因子评价或综合污染指数的分析。如果按照吕洪飞[15]对大气质量的分级标准,这个检测结果也全部达到了其一级标准,符合中药材GAP栽培基地的空气环境要求。

2.2 土壤环境质量监测与评价

一般认为,土壤质量属于一级或二级标准,适宜发展绿色中药材种植,即药材产地的土壤环境应符合文献[22]的二级质量标准。对当归规范化种植基地土壤环境质量的监测结果见表2,由表2可见,该基地土壤环境质量中重金属及农残测定的各项指标,除土壤中镉含量略超过国家标准[22]的二级标准限值外,其余各项指标均低于二级标准的限值规定。对单项污染因子进行评价,可见除镉外每一项的Pi值均小于1;其镉污染物指数为PCd=1.67,呈现偏高态势(PCd>1);经进一步的调研发现,当归规范化种植基地的土壤系由沉积母质本身的原因形成了土壤背景值中的镉含量升高,不属于外来污染,且对当归植株生长发育与周围环境和(或)人体健康没有产生危害;并且通过对种植区域内产出的当归进行多批次检测,均未发现镉含量超过现行绿色食品行业标准(镉以Cd计,≤0.30 mg/kg)[41](另文发表),由此确认当归对镉无富集现象。这可能是植物从土壤中吸收的镉只是游离态镉[42]而已,而农户多年来坚持窑归有机种植,其药园土壤中腐殖质含量比较高,各种成分复杂,对游离镉产生了络合、沉淀或拮抗等作用,从而降低了植物对镉的吸收所致[17]。

对于环境监测中所确认的超标等级而言,只要各严格控制指标超标1项即视为不合格,若是灌溉水、大气就可认为属于污染;而土壤是否污染应作进一步调研,若确实对植物的生长发育产生危害、或可食用部分与作为饮料原料部分超标、或周围环境(地下水、地表水、大气等)和人体健康已经出现了受害情况等,方能确定为污染[39,40];这在近年来的GAP认证实务中亦得到了越来越多的认同。在土壤方面,若不区分土壤镉的地质背景和人为化学污染来源,评估镉污染潜在风险可按前述计算得到土壤综合污染指数P=1.28(土壤质量符合国家标准的三级标准);而产区土壤的高镉背景值对其所影响的当归植株生长发育与周围环境或人体健康无危害出现,这样也可确定为无镉化学污染;结合前述除镉外的各项指标,故该当归栽培区的土壤环境质量可视同符合土壤环境质量国家标准的二级标准,也符合中药材GAP栽培的环境要求。

2.3 基地地表水水质监测与评价

当归栽培基地的主要种植地块属于坡地,依靠自然灌溉,水源均为泉水,主要供生活饮用和加工消耗。因为雨水和天然泉水符合绿色中药材用水要求;所以我们只对基地的地面流水(地表水)做了监测,结果见表3。从表3可见,地表水呈微酸性,不含氟化物、氰化物、Pb、Cd,As、Hg、Cr仅有极微量检出,其他指标远低于国家标准,符合地表水环境质量国家标准[29]的二级标准,为无污染的优质安全饮用水和农业生产加工用水,因而也就不需进行单项污染因子评价或综合污染指数分析;这与农田灌溉水质量国家标准的水质要求[43]相比较,除少数指标等同外,GB3838-2002二级标准大多数指标要求更严[29],而GAP对中药材产地的地表水仅要求符合农田灌溉水质量国家标准的水质要求即可,说明当归种植区地面流水符合绿色药材的灌溉用水要求。

3 小结与讨论

当归的GAP种植必须是在环境条件良好的前提下限制农药、化肥、激素等农化物质的使用,因此当归种植环境(大气、水源、土壤)持续达到要求是生产优质当归的前提和基础[44]。如果环境中的有害物质含量高,势必加剧植(作)物对有害物质的吸收,国内外近几年已在多种农作物、蔬菜、药用植物[45]的研究中得到证实。因此国家GAP标准对中药材种植的环境条件要求极为严格,并做出了一系列的规定[8,13,23,40,41]。石窑当归种植基地的选址正是按GAP的要求确定的,该基地位于高山地区,周边植被覆盖率达70%以上[46-48]。经检测,其空气环境质量符合环境空气质量国家标准一级标准[16];用水质量符合地表水环境质量国家标准二级标准[29];尽管其土壤镉含量略超过土壤环境质量国家标准二级标准[22]的限值,但相关调查研究表明,其不属人为的外来污染,且对当归生长及药材质量、周围环境或人体健康无不良影响,而其余各项土壤指标均低于土壤环境质量国家标准二级标准的限值规定,故其土壤环境质量仍视同符合土壤环境质量国家标准二级标准[22]。

综合上述检测与分析,石窑当归基地的空气、土壤、地表水质量均符合国家GAP对中药材产地生态环境相应的规定,因此可得出初步结论,基地环境质量良好,未受污染,是生产石窑当归这一绿色中药材的适宜区域。

不过由于条件所限,对基地连续多年的监测[49]尚未充分展开,尤其是地表水质量指标检测仅限于主要污染物指标,在正式启动GAP认证前还要进行补充与完善。

环境质量评价论文:农业生态环境质量评价问题研究

【摘要】系统介绍环境质量评价的相关概念,确定农业生态环境质量评价的相关指标和评价方法,为制订农业环境区划、农业环境规划、农业环境法规和农业环境管理提供科学依据。

【关键词】农业生态环境质量评价;评价方法;指标体系

经济发展既给环境带来冲击,也对环境保护产生了急迫需求。为了防止农业生态环境恶化,防患于未然,农业生态环境质量评价显得越发重要。环境质量评价是环境管理的重要组成部分,它可以为环境保护和建设提供了可靠的数据资料,为环境保护和建设打下前提和基础。

环境质量是环境系统客观存在的一种本质属性,并能用定性和定量的方法加以描述的环境系统所处的状态。农业生态环境质量评价是指以区域农业生态环境为评价对象,依据农业生态系统属性数据和资料,选取科学的环境质量评价指标而进行的环境质量综合评价。它为环境评价、环境规划与建设和保护提供了现实依据和基础。

1 环境质量评价指标的选取

1.1 选取评价指标的原则:科学性原则。选取的评价指标应科学、准确,要选取能反映所评价农业生态环境质量特征以及生态环境质量现状的综合指标。为了使选取的目标具有可比性,相邻地区的指标应统一量化,方便横向与纵向比较。

主导性或代表性原则。制约农业生态环境的因素很多,利用单一因子对农业生态环境质量及变化做出全面、科学的评价,指标过多又很难操作,应选择具有代表性的、可比较的,能直接反映区域农业生态环境质量的特征的主导性指标。

可操作性。指标体系的建立必须具有可行性,评价指标的设计必须考虑其指标采集工作的可操作性,没有办法量化的资料不能称其为指标。其次,选取指标时应注意灵活性即在农业生态环境质量发生变化时,能明显地表现出它的变化和征兆,这样选取的指标才有意义。

适用性原则。环境的可持续发展与任何一个农业生态环境管理的目标是一致的,故选取的指标应具有一致性,即适用性。当然,不同区域的环境具有不同的具体特点,因而应根据不同区域的农业生态环境特点建立不同的标准。

1.2 评价指标体系的选择:当前关于评价体系的研究,多注重分层、分系统等方面。例如:李英等人针对济南地区生态环境所展现出来的现实特点进行研究,构建了济南区域生态环境质量评估体系。此类指标体系具体到要素层共包括了31个要素,用于对济南市区在内的111个乡镇进行逐层评价。第一层为目标层,反映生态质量总数;第二层为系统层,由5个子系统构成,分别是生态脆弱度、生态影响度、生态抗逆水平、人文发展度以及自然资源禀赋;第三层为状态层,对上一层具体评价指标加以体现,并揭示它们之间存在的关系。第四层为要素层,用来评析初始目标对象。“朱晓华等分别以徐州等地做为生态环境质量评估体系研究的目标区域。区域生态的总目标层由社会经济

自然复合生态系统构成,以综合指数所表现出来的特征来评析区域内生态环境质量的总体水平。环境、自然、环境污染和社会经济4个子系统构成了制约层。16个基本要素组成各个子系统构成了要素层。28个直接度量因子构成了指标层。孙希华将山东的农业生态环境质量作为评价的总指标,其评价准则主要由经济要素、社会要素、技术要素和自然环境要素所构成,每一准则层由不同的要素组成,48个要素组成所需评价的要素层”。运用“树木活力”法对吉林生态环境质量进行评价这一新的综合生态指标由千庆兰提出,补充在通常状况下要想科学、全面地解决生态环境质量目前存在的不足,仅仅依靠单一的环境指标是不够的。

本文评价体系的建立,基于以下考虑:一是使指标体系能够完整准确地反映农业生态环境质量状况;二是使指标体系最简单化。在此原则的基础上,确立农业生态环境质量评价指标体系。一般来说,农业生态环境评价指标体系分为一级指标体系和多级指标体系。通常情况下,一级指标体系不能完整而清晰地反映多层次属性的特点。而农业生态环境又是由多个子系统构成的,各个系统之间的相互作用将直接影响整个生态系统的质量。因此,多级指标体系能够清晰准确地反映各子系统之间差异及生态环境的不同层次,因此目前多级指标体系比较常用,其中多以二级指标体系为常见。

根据以上宗旨,农业生态环境质量整个指标体系得以确立。通常把农业生态环境又分为四个子体系:“生境资源状况体系、生物状况体系、生态状况体系和环境污染体系。生境资源状况体系由四个指标组成:“人均拥有耕地面积(亩/人)、草地面积占有比率(%)、水域面积占有比率(%)、森林覆盖面积比率。”环境污染体系由三个指标组成:“灌溉水质量、农田土壤环境质量、农田大气环境质量。”生物状况体系由两个指标组成:农作物中重金属含量、农作物中农药含量。

生态状况体系由五个指标组成:“水土流失比率(%)、水土三化比率(%)、每亩平均施化肥量(千克/亩)、每亩平均施农药量(克/亩)、农田土壤有机质含量(%)。”

2 环境质量评价的一般方法

生态环境评价方法就是指为了满足生态环境过程中的一系列目标要求,所采用的程序步骤和相应的技术方法。国内外已经提出应用的环境质量评价方法是多种多样的,至今我国尚未形成统一的方法系列,较成熟的方法有:

2.1 指数法与综合指数法:即加权平均法。在农业生态环境质量评价中应用这种方法最重要的是评价指标权重的确定,一般都是采用比较易行的德尔菲法(专家评分法)。它可以简便、直观地体现出农业生态环境质量评价的综合性、整体性和层次性。但是该方法的不足是主观性比较大,因为专家在打分的过程中,主观因素和自己的经验,都在左右着分值的确定。

在确定评价指标体系和评价标准后,根据评价因素的相对重要性确定其权重值,将各因素的变化值得出综合评价值。通常采用的数学模型按因子之间的相互相联性、构成模式,第一步计算出各评价因子的加权质量指数,然后再按评价因子的归属关系得出三个因子集的质量分指数,最终由因子集质量分指数得出评价区域的生态环境质量综合指数。

质量指数分为子体系指数和总指数两级。共有四个子体系:灌溉用水子体系、农田大气子体系、农田土壤子体系和其他生态环境子体系。每个子体系由若干指标组成。由指标值求出指数值。总指数值由四个子体系的分数值加权和得出。然后根据加权值的大小来得出环境质量的好坏。

2.2 模糊综合评价方法:环境质量具有精确与模糊、确定与不确定的特性,所以环境质量评价中又引入了模糊综合评价法。模糊方法是20世纪60年代美国科学家扎德教授创立的。因此评价过程中充分利用模糊信息,以及评判结果用模糊性的语言,该方法既有严格的定量刻划,也有对难以定量分析的模糊现象进行主观上的定性描述,把定性描述和定量分析紧密地结合起来,是近年来发展较快的一种新方法。

通过计算的综合判断中的各元素之值,对生态环境做出评判,评价等级。模糊评价方法,有时比较粗糙,而且往往受控于某污染权重的项目,以至于有误判的现象,在评价因素时,这种现象尤为突出,而且导致实用性差。此外,还有一些方法:类比分析法,作为一种常用半定量和定性的方法,主要有生态因子类比、生态环境问题类比以及生态环境整体类比三种类比分析法。景观生态学方法,生态环境质量状况通过功能与稳定性分析与空问结构分析进行评价。图形叠置法,即生态图法,即一张图上跌合两个以上的生态环境信息,构成复合图,反映生态环境变化的程度和方向。列表清单,分别将各种生态环境因子劣种统一表格的行与列里,逐一进行分析并以数字、正负号或其他符号表示其强度、性质等;指数法与综合指数法是最常用的生态环境评价方法,表征生态环境因子特性的指标体系和确定评价标准的建立,并赋予因子权重,然后建立评价函数曲线,得出综合评价指数值。例如内梅罗指数用于评价水环境质量,上海大气质量指数、格林大气指数用于评价大气质量。

生态系统综合评价法一般采用层次分析法(AHP法),同时采用定量和定性分析方法,又称多层次权重分析决策法。生物生产力评价法,可评价生态环境质量极其变化趋势,用生物量、生物生长量以及物重量三个基本生物学参数表示;其他评价方法还有回归分析法、相关分析法、多因子数量分析法、系统分析法以及聚类分析法等。

总之,农业生态环境质量评价,为农业生态环境的管理提供参考标准,为农业生态环境的可持续发展提供依据。揭示和预测农业生态环境质量受人类活动的影响程度,为制定农业环境规划、农业环境区划、农业环境管理和农业法规提供科学依据。为农业生态环境的保护与建设提供科学的保障。

环境质量评价论文:城市人居环境质量评价分析

摘要:随着社会经济的发展,人们对人居环境的要求也逐步提高。本文从城市的尺度出发,以西安市作为研究区域,通过对人居环境基本概念的剖析和城市人居环境构成要素的分析,构建评价指标体系,对西安市城区的人居环境质量进行评价,并为优化城市人居环境质量提出建议。

关键词:人居环境质量;评价;城市

随着我国城市化进程的加快和住房制度改革,人居环境问题日益受到了政府和学界的广泛关注。吴良镛先生受道萨迪亚斯的人类聚居学理论的启发,创立了“人居环境科学”。2001年,吴良镛先生出版著作《人居环境科学导论》,确立了人居环境科学学术框架。此后,关于人居环境的研究进一步发展,尤其是对于城市人居环境的研究。

本文以城市为研究尺度,选取西安市三环范围内作为研究区域,通过对人居环境系统构成的分析选取指标,建立评价体系,对研究区域的人居环境质量进行了评价,为西安城市的规划建设提供一定的建议。

一.人居环境基本概念

1.1 人居环境的基本概念

人居环境是在人类居住和环境科学两大概念范畴的基础上发展而来的,是人类活动改造自然的劳动成果。

人居环境有广义和狭义之分。狭义的人居环境是指人类聚居活动的空间,居民赖以生存的空间场所,它是在自然环境基础上构建的人工环境;广义的人居环境是指围绕人类这个主体生存和发展条件的各种物质性和非物质性因素的总和,是与人类发展相关的各种要素的综合。

1.2 城市人居环境的构成

城市人居环境一般由3部分组成:(1)居住条件,它通过住宅本身的价值来体现,包含住宅面积、住宅质量和住宅设备等;(2)生态环境质量,它通过城市的大气、水、噪声以及绿化水平等指标来反映城市生态环境的水平;(3)基础设施和公共服务设施水平,它可通过各文教设施、商业服务业设施、各类活动场所、道路广场、交通状况等指标反映。

二.研究区域概况

西安,古称长安,是人类文明和中华民族的发祥地之一,是新亚欧大陆桥中国段陇海兰新经济带最大的中心城市。西安市现辖9区4县,总面积10108平方公里,常住人口830.54万人,户籍人口764.25万人。本文研究的区域是三环道路内的建成区范围。其三环范围内空间的功能分区明显,不同功能区聚集不同产业;聚集不同年龄结构、不同文化水平的人口,所从事的生产、生活活动差异性较大。

三.评价指标的建立与数据采集

人居环境的优化过程,实质上是人居硬环境和人居软环境的耦合过程。人居环境质量的评价实际上也就是对人居硬环境和人居软环境的综合评价具体而言。本文选取了居住条件、生态环境质量、基础设施公共服务设施水平3个大类评价指标,15个单项指标,构成城市人居环境评价指标体系。针对指标体系收集了相关数据(主要来源于各年《西安统计年鉴(2002―2007)》)(见表1)。

表1西安市区人居环境指标数据资料

五.建议与讨论

1)优化城市发展模式,处理好城市经济增长与生态环境保护之间的关系,在满足城市经济增长指标的同时应该加快保护城市生态环境建设。

2)以人为本,改善城市居住环境。城市人居环境优化要落实在居住区这一尺度上。强化城市居住区的主导功能,以自然环境为基础,不断提高生活质量,创造出能使居民身心健康发展的、适应社会在发展需求的人居场所。

3)优化生态环境,实施可持续发展,采取各种措施,提高城市污水处理率,加强固体废物综合利用率,减少污染,提高人均绿地面积与城市绿化覆盖率。

结束语:

城市人居环境发展是一个动态、复杂的巨大系统,本文仅考虑到影响西安城区人居环境的部分指标,即只是对人居硬环境进行评价,并没有对人居软环境经行评价,所以文中得出的结论具有局限性,只作为城市规划建设的建议性依据。

环境质量评价论文:阳澄东湖水环境质量评价

【摘 要】 阳澄湖位于太湖流域下游,是太湖流域第三大湖,跨苏州市区、苏州工业园、常熟市、苏州相城区和昆山多个行政区。近十多年来,随着阳澄东湖周围地区,特别是湖区北部工农业生产的迅速发展和城市化进程的加快,排入湖体内的工业废水和生活污水的数量不断增加,兼之湖内大面积的人工围网养殖,养殖投饵带入湖体内的氮、磷等营养物质也逐年增多,致使湖体水质污染和富营养化的程度逐年上升,湖泊生态系统日趋脆弱。从指示水质的水生植物——轮藻的分布面积看,70年代轮藻在阳澄湖几乎全湖分布到目前轮藻仅在阳澄东湖南部区域有分布可以看出,阳澄湖的水质呈下降趋势。

【关键词】 阳澄东湖 环境质量评价

本研究的目的即为客观评价阳澄东湖水环境现状,为阳澄湖水质管理提供依据。

1 湖区水质基本理化参数

就湖泊水质而言,衡量水质的基本理化参数包括:透明度、浊度、pH、溶解氧、电导率、氧化还原电位。

湖区南北部水体透明度有明显的差别,北部透明度显著低于中部湖区,南部湖区透明度最高;与此相似,水体浊度显示为相反的分布特征。北部、中部和南部湖区的透明度分别为61.7cm、82.3cm和116.4cm。(如表1)

湖区pH显示为湖心区及南部湖区大于北部及沿岸区。由于湖心区及南部湖区水生植物覆盖度大于北部及沿岸区,初级生产力较高,造成pH较高。而且,沿岸区可能受陆源污染物输入的影响,pH偏低。

电导率的高低基本反映了水体中离子浓度的高低,沿岸区的电导率略高于湖心区,也显示了陆源污染输入的影响。

从三个湖区(北部、中部、南部)比较而言(表1),南部湖区电导率略低于北部湖区,但仅有4%左右的差异。pH的湖区差异也较小,北部湖区

湖区氧化还原电位和溶解氧分布均反映出南部湖区溶氧较高,氧化性较好,而北部湖区,特别是北部沿岸区的溶解氧和氧化性均较低。

从三个湖区的比较结果看(表1),南部湖区溶解氧平均水平比北部和中部湖区高0.3mg/l左右,而ORP则提高了约20%。但从绝对值看,三个湖区的差异并非显著。

2 营养盐水平

水体中氨氮的分布最高值出现在湖区北部,自北向南逐渐稀释,应与污染输入有关。而南部阳澄湖公园附近也出现了较高的氨氮分布区,是否与公园的施肥有关尚需验证。北部湖区磷酸盐在含量较中部湖区高,但南部水草区及野尤泾口外水草区出现了一个磷酸盐较高的区域,这与在东太湖水草区观察到水草覆盖度较高的区域水土界面层的高有机质、高磷酸盐含量类似。

从湖区比较看,北部湖区氨氮和磷酸盐含量分别为0.29mg/l, 7.3μg/l;中部湖区则分别为0.13mg/l,4.7μg/l;南部湖区则分别为0.20mg/l,6.8μg/l。(如表2)

水体中总磷和总氮的含量既和溶解性氮磷营养盐含量有关,但是水体中悬浮颗粒物的多少也会严重影响其含量。对照水体浊度指标,发现水体总磷和总氮含量与颗粒物多少有一定的相关性。总氮与浊度的关系可用下式表示:

y=5.3462x-4.2334相关系数R2=0.60

总磷与浊度关系可用下式表示:

y=116.45x-19.877相关系数R2=0.35

因此可以说,水体透明度的多少,即水体中悬浮颗粒物的多少,对水体中的总氮和总磷有一定的影响因素。

从北、中、南三个湖区的比较而言,总氮平均含量为2.22,1.51和1.07mg/l,总磷平均含量为0.22,0.20和0.19mg/l。从三个湖区数据的标准偏差看,北部湖区样点间总氮总磷含量的数据离散度要大于中部湖区,中部湖区要大于南部湖区,这也说明了总氮总磷在北部湖区有一个较快的沉降过程,且越往南,差异越小。(表2)

硝酸盐和亚硝酸盐的分布同样表现为北高南低的特点,而且,沿岸区要劣于湖心区,显示着陆源污染物对水质的影响。而亚硝酸盐仅在北部湖区的沿岸带有一定含量的检出,而亚硝酸盐可以认为是氮在厌氧条件下的产物,预示着水体氧条件较差,氧化能力不足的问题。

比较三个湖区,硝酸盐在北、中、南三个区域的平均含量分别为0.51,0.25和0.08mg/l。亚硝酸盐仅在北部湖区检出,平均含量0.01mg/l,中部和南部湖区均未有检出。

北部湖区CODMn平均含量4.97mg/l,中部湖区平均值为4.66mg/l,南部湖区为4.29mg/l(表2)。同样的表现为北部及沿岸带高于南部及湖心区的特点。(图1)

3 水域环境质量评价

水域富营养化程度的综合评价是对湖泊富营养化发展过程中的某一阶段营养状态的定量描述,其主要目的是通过对具体湖泊富营养化代表性指标的详细调查,判断该湖泊的营养状态,了解其水质及其富营养化进程,为湖泊水质管理和富营养化控制提供科学依据。

在本次评价中,选用《全国水资源综合规划湖泊营养状态评价标准》(全国水资源规划技术工作组,2002)一书中所推荐的评分法,作为评价的基础方法,该方法选用了与富营养化关系最为密切的五项指标——Chla、TN、TP、CODMn、SD作为评价的基本参数,在具体的评价中首先以测点为评价单元,求得各项指标的营养状态的评分值,然后以各测点五项指标评分的平均值与各级标准进行比照,求得各测站营养级别。以各测点代表面积占全湖面积的百分比值,求得不同营养级别水面面积的大小及全湖的营养水平。

其中,计算的各分量TSI指数由下式得到:

根据表2所列标准,阳澄东湖大都属于中富营养水平,北部湖区少量样点已属于富营养化水平,而南部湖区则尚未发现富营养化区域。北部湖区富营养化指标平均得分为58.9分,最大63.8,最小值52.8,中部湖区平均得分56.6分,最大值60.0分,最小值52.4分;南部湖区平均得分53.1分,最大值56.3分,最小值51.6分。

在这个湖区的得分分布情况如图1所示:在北部及沿岸区,其得分已经逼近甚至超越了富营养化指数域值,而南部水体则相对良好。

考虑三个湖区的不同面积,即北部湖区:7.87Km2,中部:4.02Km2,南部4.50Km2,总计16.4Km2面积计算,全湖区的富营养化得分情况计算如下:

TSI(全湖区)=(61.3×7.87+59.0×4.02+54.8×4.50)/16.4 =58.9

全湖已处于富营养化域值(60)附近,富营养化情况不容乐观。即使是水质较好的南部湖区,其TSI得分也达到了54.8,局部样点也逼近60的临界值,必须采取有力措施,才能及早遏制富营养化程度的进一步加深。

4 结论

根据国家地表水环境质量标准(GB3838—2002),对阳澄东湖昆山水域主要水环境质量参数进行评价,评价结果反映,其水质状况主要为III类-IV类水,其中总磷已达V类标准。特别是北部湖区,水质状况不容乐观。

很多年来,阳澄东湖都是处于中营养水平,只有在局部湖区才表现为中富营养。但是据对本次主要测点的富营养化程度综合评价,其得分已十分接近60分,已迫近富营养水平。

据在90年代初的调查表明,当时全湖均处于III类水标准,仅有部分指标达到IV类水,十多年来,阳澄东湖水质已经下降了近一个等级,情况不容乐观。表明阳澄东湖富营养化污染已成为当前急待解决的重要环境问题之一。

环境质量评价论文:水环境质量评价在Excel中VBA的实现

摘要:针对水环境质量评价水质类型的多样性、监测数据量大、参数各异的情况,本文通过总结以往水质评价存在问题,依据环境保护部“关于印发《地表水环境质量评价办法(试行)》的通知(环办[2011]22号),基于河流型水质评价方法计算比较复杂的问题,提出了以Excel为平台,开发了编程简单、通用性强、针对性突出的VBA应用程序。通过对实例计算应用,较好地解决了河流水质评价经常会遇到的重复、繁琐的人工处理和Excel表格中无法简单处理的计算,同时为Excel VBA实现湖泊、地下水、海水等水质评价方法提供了一种新的程序设计思路。

在环境质量评价研究中,特别是水环境质量评价需要对地表水、地下水、湖泊等大量的监测数据进行水质评价,迄今还没有一个被大家公认的通用的具有可比性的水质评价方法。不同部门进行水质评价时,选用数学模型的任意性很强,常常不能反映本地的污染状态【1】。2011年3月9日,环境保护部了“关于印发《地表水环境质量评价办法(试行)》的通知(环办[2011]22号)”,统一了地表水评价方法,而对于水质评价采用何种计算软件没有作出规定,现行的监测数据的保存和水质的评价,仍沿袭以往人工在Excel表格中进行,计算时经常需要用到单元格填充功能,常用插入函数与填充柄来完成。这种重复性的填充和插入函数容易出现错误,工作效率及准确性差,这就给评价工作带来了困难,甚至无法计算出正确的评价结果。因此,如何实现水质环境质量评价的自动化、功能化将评价人员从单调耗时的工作中解放出来,是一个急待解决的问题。

鉴于以上原因,这里应用VBA语言编写嵌入式模块,开发了水质监测数据进行自动化的评价方法,通过实际应用可以看出这种方法不仅对地表水数据评价的效率、准确度高,而且可移植到湖泊、地下水、海水等水质评价中,具有较强的通用性和扩展性。

水质数据评价方法【2】

河流断面水质类别评价采用单因子评价法,即根据评价时段内该断面参评的指标中类别最高的一项来确定。描述断面的水质类别时,使用“符合”或“劣于”等词语。断面水质类别与水质定性评价分级的对应关系见表1。

因此,计算中首先需要对每一个断面的参评指标按照水质标准【3】,计算出各参评指标的水质类别,之后再按参评指标的水质类别的最高一项求出断面的水质类别,最后根据断面的水质类别判断出水质状况。

这里参评指标的水质类别利用了最优化方法,即求问题的最大值,将水质标准的五类水质类别I、II、III、IV、V,分别用数字1、2、3、4、5表示,寻优的方法采用搜索法。在本程序中选优利用的是水质类别区间法,它是一种水质类别区间搜索方法,广泛应用于计算模糊数学隶属度、灰色聚类函数的问题。

2开发设计

2.1 Excel水质评价数据表设计

应用计算机进行科学计算,通常需要建立数据输入和结果输出两个数据表,就水质评价而言,为程序设计更优化,还需要增加一个存放水质评价标准的数据表以便程序调用和标准的增加及修改。程序设计之前,首先新建一个Excel,并在Excel中共建三个数据表,分别取名为“数据”、“结果”、“标准”,最后将该工作薄保存一个名为“水质评价”的Excel文件。

2.2 程序设计

为了简化手工处理过程,笔者使用应用程序开发语言VBA在Excel下编写宏程序,自定义Excel工具栏,菜单栏和界面,简化模板的使用,使用户在运用水质评价方法中,直接点击“水质计算”按钮,即可得到水质评价结果。基于上述水质评价方法和数据表设计后,用VBA实现水质评价的程序代码清单如截图1。

3水质评价方法在Excel中的实现

这里以大沽河干流水质监测结果为例【4】,根据大沽河干流水质现状,从中筛选出高锰酸盐指数(CODmn)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、挥发酚(vphl)、石油类(oil)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)等7项作为河流水质评价指标(如表1所示)。应用程序进行水质评价时,首先将表1数据输入到“数据”表中(如截图2),然后将评价标准数据输入到“标准”表中(如截图3),最后直接点击“水质计算”按钮,便得到用户所需要的结果(见截图4),即计算出了断面各指标的水质类别、断面水质等级和水质状况。

4结语

(1) 水质监测数据通常采用Excel表格进行存储、计算及分析,因此应用Excel VBA平台进行水质评价无需借助其它开发软件,协同性较好,开发成本低,简单易行,编程工作量较小。

(2) 应用Excel VBA程序对水质数据进行评价,操作简单,运算快速。实例的9个水质监测断面的水质数据,只需单击“水质计算”按键,立即就能得到准确的评价结果,数据处理的速度大大加快,工作的效率提高显著。

(3) 应用Excel VBA对河流型水质评价灵活应用性有较大的提高。由于程序代码具有可移植的特性,因此针对不同的地表水类型的水质评价问题,只要对Excel VBA程序做少量的修改即可应用于地下水、湖泊、海水类型水质评价。

环境质量评价论文:地下水环境质量评价

摘要:提出用粗糙集(RS)理论的属性约简筛选地下水环境质量评价指标,通过主客观组合赋权确定各评价指标的权重,再利用理想解法(TOPSIS)和灰色关联度相结合的方法确定各样本的相对贴近度,从而建立了地下水环境质量评价的RS-TOPSIS模型。将RS-TOPSIS模型应用于淮河流域某研究区的地下水环境质量评价,结果表明,13个采样点中水质为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类的采样点各有两个,其余各采样点为Ⅳ类,与未约简指标通过理想解法和灰色关联度相结合的评价模型得出的结果是一致的。

关键词:粗糙集;理想解法;灰色关联度;水质评价;淮河流域

作为地下水环境保护和治理的一项基础性工作,地下水环境质量评价是进行地下水环境管理的重要手段之一。随着测试手段和计算技术的发展,水质评价的方法也在日益增多,如:灰色关联法、模糊评判法、层次分析法、人工神经网络法[1-6]。然而由于地下水环境质量评价指标繁多而带来的评价工作量大、计算复杂、评价主观性强;水质指标信息的如何最大利用以及水质评价中权重的确定,这些都是水质评价工作过程中所要面临和解决的问题。

针对上述问题,本文拟首先利用粗糙集理论中的属性约简方法对评价指标进行筛选,其次利用约简后的指标构成最初的评价矩阵并构造多指标问题的理想解,计算各方案与理想方案的灰色关联系数矩阵,以灰色关联系数矩阵作为新的决策矩阵,再利用TIOSIS法进行方案排序[7-12]。通过对淮河流域某研究区进行实证研究,得出了比较合理的评价结果。

1 评价指标的约简

1.1 约简思路

水环境质量评价中多指标会导致评价工作的繁杂,因此需要在不影响评价结果的基础上,采用粗糙集理论对水质评价指标进行约简。

粗糙集理论是建立在分类机制的基础上的,它将分类理解为在特定空间上的等价关系,而等价关系构成了对该空间的划分。知识约简是粗糙集理论的核心问题之一,它是基于知识的分类能力不变的前提下的约简[13]。具体的思路如下:

步骤1 建立评价指标信息系统。根据粗糙集理论,在做任何粗糙集计算之前,都应建立一个信息系统S={U,A,V,f}。其中U为对象的非空有限集合,称为论域;A=C∪D是属性集合,子集C和子集D分别称为条件属性和决策属性;V是对象属性的值域;f是信息函数,指定每个对象属性的属性值。具体到本次研究中,则是建立一个评价指标信息系统,条件属性C在本次研究中为各指标,这里进行属性约简,不用建立决策属性。

步骤2 数值离散。粗糙集的数学基础是集合论,难以直接处理连续型的属性值,一般要求由实际数据构成的信息系统中各个属性值必须用离散值表达。因此粗糙集计算中需要对所有的数据进行离散后方能计算。目前对连续数据进行离散化的方法有多种:等距离划分、等频率划等,但是使用这些方法需用户对数据特征有较清楚的认识,所以本文采用具有动态聚类特性和一定的自适应性的K-均值聚类算法对连续数据进行离散化。

步骤3 约简指标。识别和删除无助于给定训练数据分类的属性即冗余的指标。

1.2 粗糙集理论

波兰学者Pawlak Z1982年提出粗糙集理论,该理论基于分类机制的基础,将分类理解为在特定空间上的等价关系,而等价关系构成了对该空间的划分。属性(知识) 约简是粗糙集理论的核心问题之一,是基于知识的分类能力不变前提下的约简[7-12]。

定义1:令R为一族等价关系,r∈R,如果ind(R)= ind(R-r),则称r 为R 中不必要的;否则称r 为R 中必要的。如果每一个r∈R 都为R中必要的,则称R 为独立的;否则称R 为依赖的。

定义2:设QP,如果Q是独立的,且ind(Q)= ind(P),则称Q为P的一个约简。

1.3 K-均值聚类算法

粗糙集理论易于处理离散数据,然而应用中大部分数据都是连续的。要实现连续数据的粗糙集约简处理,前提就是要寻求将连续数据进行离散化的方法,将连续数据离散成有限的语义变量或符号。为此,这里引用了具有动态聚类特性和一定的自适应性的K-均值聚类算法对连续数据进行离散化,其算法如下[18]。

(1)选取K个聚类中心:Z11,Z12,…,Z1K(上角数字为聚类中的迭代次数)。

4 结论

(1)应用粗糙集理论方法对原始的指标进行了约简,且在数值离散中结合了K-均值聚类法,约简后的指标进行评价的结果与未约简的指标得出的评价结果是一致的,因此在不影响评价结果的基础上很大程度的减轻了评价工作的繁琐度。

(2)应用基于灰色关联系数的TOPSIS评价模型对约简后的指标进行了评价,其计算思路清晰,充分挖掘了数据的内在规律,并且引入了组合赋权的方法,避免了权重计算时过于主观和客观。因此两者得结合使得地下水质量评价更加的科学与准确。

(3)粗糙集理论和理想解法相耦合的RS-TOPSIS评价模型思路清晰、计算简便、评价结果合理,可应用于多指标项目的决策以及水资源承载力评价等方面,具有广泛的应用前景。

环境质量评价论文:浅析水环境质量评价方法

摘要:文章论述了水环境质量评价及其原则,从污染指数评价、模糊评价、灰色评价、物元分析以及层次分析法等角度论述了多种水环境质量评价方法。

关键词:水环境质量;评价方法;污染指数;

0 引言

随着国内经济发展,城镇建设和工业生产不断扩大,人们在工业及生活中的用水量急剧增加导致污废水排放量也大量增加,长此以往造成大量水体遭受工业废水和生活污水的污染。调查显示,国内七大水系2/3以上的监测段面不能满足Ⅲ类水质要求,且该现象有不断加重的趋势,大面积的水体污染不仅加剧了水资源短缺现象,并且已经严重影响了人类的正常生活及生产,因而对水环境进行有效控制迫在眉睫,而要实现对水环境的有效治理则首先应对其作出科学、准确的评价,找出影响水资源可持续发展的影响因素,其既是生态环境的基础性工作也是有效治理的前提。

1 水环境质量评价及其原则

水环境质量评价是对某区域内水体内各要素进行分析并作出定量的评价,并通过对评价结果进行分析来将区域内水环境质量变化及其发展趋势弄清,之后根据发展规律及趋势来为当地控制水污染和水环境系统工程的制定提供依据,为做好当地水环境规划及区划做好基础。总之,对区域内水环境进行质量评价是对区域内水环境污染进行防治的基础工作,也是改善区域内水环境质量而急需解决的问题,在水环境质量评价时应遵循全面性、独立相关性、可操作性、科学性及准确性原则。

2 水环境质量评价方法

2.1 污染指数评价法

将对水体进行的各项检测项目数据和评价标准作为分指数,并将这些数据通过数学运算而得到总污染指数,并用该指数来代表水体污染程度以作为对不同河流或同一河流不同时期的水质评价尺度,该种方法只适于对水体进行定量描述,其可基本反应污染性质及污染程度。该评价方法分为单因子污染指数法和综合污染指数法。

单因子污染指数法是将某污染物实测浓度与其评价标准相互比较来确定水质类别,其评价原则是将每个水质监测参数与国家相关标准进行比较,最后以最差的单向指标所属的类别作为确定综合水质类别的标准,因此该方法仅可反映出某种污染物的污染程度而不能反映出整个水体的污染程度;

综合污染指数法是在各单一因子污染指数的基础上,经过数学运算并处理后得到综合污染指数,并以该指数作为评价水质和对水质分类的依据,经常采用的方法有幂指数法、加权平均法、向量模法以及人们改进后的指数分级评分迭加法等,该类方法可对水体进行整体描述,也可较为准确的从总体上反映出水体的污染程度和污染性质,并且利于对同一水体在不同时间和空间范围做比较,因此该方法较为适用。

2.2 模糊评价法

任何区域内水环境本身都存在大量的不确定因素,因而对其中各指标级别及标准的确定也带有一定的不确定性,由此模糊数学被采用到水环境评价之中,该种评价方法的是根据对水体的监测数据来建立各因子指标并对各级标准的隶属程度来形成隶属矩阵,然后将各个因子的权重集与隶属度矩阵相乘来得到其模糊乘积,并且最终得到一个综合评判集,由于数学的特点即为对事物的判别与评价,并且该方法体现了水环境中客观存在的模糊性及不确定性,因此其具有一定的合理性,其具体方法是将各类污染物的超标情况进行加权,但实际上大多的污染物毒性及浓度间并非简单的比例关系,因而采用线性加权平均得到的最终的评判结果往往会出现失真、失效甚至跳跃的现象等而不符合实际情况,并且该种评价方法操作过程复杂、可操作性差,因此对各评价因素进行权重合理分配以及可比性问题是该种方法重点研究对象,目前采用的模糊评价方法主要为模糊聚类法、模糊距离法以及模糊贴近度法等。

2.3 灰色评价法

由于在水质评价时对水质的分级或对水体是否污染的问题并非类似黑与白的可明显进行判定的问题,且人们在对水环境进行检测时所得到的数据都是在有限的时间及空间范围内得到的,因而该类数据时不完全并不确切的,同时由于水质级别等本身为灰色概念因而整个水体环境本身也为一个本征性灰色系统,因此可将灰色系统原理用于水质综合评价中,即将某区域的水环境作为一个灰色系统,其中的部分信息已知,其余部分则未知,在实际应用中根据水体各因子的实测浓度与水质标准之间的关联度来确定整个水体的水质级别,对于不同水体则可通过其与相关标准的关联程度作为对其优劣评定的依据。常用的灰色评价法包括灰色聚类法、灰色贴近度分析法和灰色关联评价法等等。

灰色聚类则是通过监理与隶属函数类似的白化函数并将其进行聚类,并以其结果作为断定断面水质情况的依据;灰色贴近度是在灰色聚类的基础上衍生而来的,其是将聚类函数的分段计算变换为分段共斜率计算,并以此确定聚类元素与理想子集的贴近程度作为类别判定的依据;灰色关联法是将各污染因子的实测值排成实际序列,同时将标准值排成理想序列,之后用灰色关联度法计算两个序列之间的关联度,并根据关联度的大小来确定断面综合水质的级别,若将该理论在多断面的区域水环境质量评价中相应得到区域水质综合评价的灰关联分析法,随着对水体环境的影响因素研究的不断深入,其影响因素也不断增多因而其不确定性也不断加强,但该方法可充分的体现该水环境的不确定性,因而其在理论上是可行的,同时该方法简单和可比性较好的优点,但其分辨率一般较低。

2.4 物元分析法

物元分析法是将物元分析理论应用于水环境质量评价内,其首先根据各级水质标准监理经典域物元矩阵,之后根据各个污染因子的实际浓度来建立节域物元矩阵,然后建立各污染指标对不同水质标准级别的关联函数,并根据函数的数值大小来确定水体的水质级别,一般采取关联度最大值的对应级别来作为评价水质级别的标准,该种方法的关联度是建立在可拓集合基础上的取值区间的拓宽到实数轴,并且可拓集合的关联函数可用代数式表示,从而可以定量化的解决不相容问题,以便于从变化角度来识别变化中的事物,因此该种方法更能反应事物的本质状态,同时具有较高的分辨率。

2.5 层次分析法

层次分析法是将评价系统内有关方案中的各要素进行层层分解,而对同一层次的要求则以上一层要求为准则,之后进行两两判断比较,并经计算得出各要素的权重,最后根据最大权重来确定水质标准,其首先应建立指标体系和判断矩阵,之后进行归一化特征向量及进行一致性检验,最后计算综合评价指数。在一般应中忽略较最大值小的上一级别的层次权值,并且根本不考虑各层次权值间的关联性,因此该方法的评价结果往往分辨率较低,评价结果也不尽合理。

3 结语

国内大面积水域的水环境质量不断恶化,对水环境的治理迫在眉睫,为了更好的对其进行治理,对水环境质量评价的要求也越来越重要,随着对水环境研究的深入,水环境质量评价方法也多种多样,在实际应用中应结合具体水质情况选择评价方法才可得到预期效果。

环境质量评价论文:水环境质量评价方法浅析

摘要:从污染指数评价法、模糊评价法、灰色评价法、 物元分析法以及层次分析法等角度论述了多种水环境质量评价方法。

关键词:水环境;质量评价;指数评价;模糊评价

引言

随着国内经济发展,城镇建设和工业生产不断扩大,人们在工业及生活中用水量急剧增长的同时排放量也随之增加,致使大量工业及生活污水将诸多水体污染,导致水污染已成为目前国内最为严重的环境问题,国内七大水系2/3以上的监测段面不能满足Ⅲ类水质要求,水体污染在成为人类面临的最大环境问题的同时也加剧了各地的水资源短缺,而要实现对水环境有效治理、改善和保护则首先应对水环境质量做出可观准确的评价,因此其是保护地区水环境的基础性工作,并已成为当今急需研究的问题。

1.水环境质量评价方法

1.1 污染指数评价法

将对水体实际监测数据与评价标准作为分指数,然后将其通过数学运算得到总体污染指数,并将该指数作为水体污染程度评价标准,并作为评价不同河流或同一河流不同时期水质评价尺度,该种方法只适于对水体进行定量描述,其可基本反应污染性质及污染程度。该评价方法可分为单因子污染指数法和综合污染指数法。单因子污染指数法是将某种污染物实测浓度与其评价标准做比较来确定水质类别,其只能反应某种污染物的污染程度而不能反映水体整体污染程度;综合污染指数法是在各因子污染指数的基础上,经过数学方法处理而得到综合污染指数,以此作为评价水质和对水质分类的方法,该方法可对整体水质做定量描述,可较为准确的反映水体污染性质和程度,并且便于对同一水体不同时间和空间上做比较,因此该方法较为适用。

1.2 模糊评价法

水环境本身即存在大量不确定因素,因此在其包含的各指标级别和标准的确定上也具有一定的模糊性,为此在水质评价中即引用了模糊数学理论。其具体方法是根据监测数据来建立各因子指标对各级标准的隶属度集而形成隶属矩阵,然后将各因子的权重集与隶属度矩阵相乘得到的模糊积并获得一个综合评判集,由于模糊评价法体现了水环境中客观存在的模糊性及不确定性,因此其具有一定的合理性,其具体方法是将各污染物的超标情况进行加权,但由于大多污染物毒性及浓度之间不是简单的比例关系,因此当采用线性加权平均得到的最终评判容易出现失真、失效或是跳跃现象等而不符合实际情况,并且该种评价方法操作过程复杂、可操作性差,因此对各评价因素进行权重合理分配以及可比性问题是该种方法重点研究对象,目前采用的模糊评价方法主要为模糊聚类法、模糊距离法以及模糊贴近度法等。

1.3 灰色评价法

由于在水质评价时对水质的分级或对水体是否污染的问题并非类似黑与白的可明显进行判定的问题,且人们在对水环境质量监测过程中所得到的数据都控制在有限的空间及时间范围内,因此该种数据在一定程度上是不确切的,诸如“水质级别”、“污染程度”等概念均为灰色概念,水环境本身也属于一个本征性灰色系统,因此可将灰色系统原理用于水质综合评价中,即将水环境整体作为一个灰色系统,其中部分信息为已知,部分为未知,在实际应用中根据水体各因子的实测浓度与水质标准的关联程度来确定水体的水质级别,对于同类水质的不同水体则可通过其与该类标准的关联度大小来进行优劣评定。常用的灰色评价法为灰色聚类法、灰色贴近度分析法以及灰色关联评

价方法等。灰色聚类是通过建立与隶属函数类似的白化函数并对其进行聚类,根据结果来确定断面综合水质;灰色贴近度则是对灰色聚类的改进,通过将聚类函数的分段计算改为分段共斜率计算,并以此确定聚类元素与理想子集的贴近程度来最终确定所属类别;灰色关联法是将各污染因子的实测值排成实际序列,同时将标准值排成理想序列,之后用灰色关联度法计算两个序列之间的关联度,并根据关联度的大小来确定断面综合水质的级别,若将该理论用于多断面的区域水环境质量评价中则相应得到区域水质综合评价的灰关联分析法。随着水环境日益复杂影响水环境的因素不断增多且不断发生变化,致使水环境的不确定性也日益增加,灰色评价法在理论上是可充分体现该系统的不确定性,同时该方法具有简单、可比的优点,但该类方法一般存在分辨率低的缺点。

1.4 物元分析法

其是在水环境质量评价领域应用物元分析理论,具体做法是根据各级水质标准建立经典域物元矩阵,同时根据各种污染因子的实际浓度来建立节域物元矩阵,然后再建立各相关指标对不同水质标准级别的关联函数,最后根据函数值大小来确定水体的水质级别,一般采取关联度最大值的对应级别来作为评价水质级别的标准,该种方法的关联度是建立在可拓集合基础上的取值区间的拓宽到实数轴,并且可拓集合的关联函数可用代数式表示,从而可以定量化的解决不相容问题,以便于从变化角度来识别变化中的事物,因此该种方法更能反应事物的本质状态,同时具有较高的可分辨率。

1.5 层次分析法

其是将评价系统内有关方案中的各要素进行层层分解,而对同一层次的要求则以上一层要求为准则,之后进行两两判断比较,并经计算得出各要素的权重,最后根据最大权重来确定水质标准,其首先应建立指标体系和判断矩阵,之后进行归一化特征向量及进行一致性检验,最后计算综合评价指数。在一般应中忽略较最大值小的上一级别的层次权值,并且根本不考虑各层次权值间的关联性,因此该方法的评价结果往往分辨率较低,评价结果也不尽合理。

2. 结语

随着国内水环境不断恶化,对水环境质量评价越来越重要,目前各种评价方法都有自己的优劣性,随着科学技术的不断发展,评价方法也必将得到开发和优化,在实际应用中应结合具体水质情况及其他客观因素来选择评价方法。

作者姓名:张译丹,女,汉族,重庆市南岸区人,环境监测工程师,本科。

环境质量评价论文:海洋功能区环境质量评价方法初探

【摘 要】本文介绍了中国及世界上海洋功能区划的现状,对国际上海洋及海岸带资源评价的指标框架和国内海洋功能区环境质量评价方法进行了分析与研究,指出了海洋功能区环境质量评价方法中存在的问题,在此基础上对构建海水浴场、海水养殖区、海洋保护区、海洋倾倒区等典型海洋功能区的环境质量评价方法及其指标体系的进行了初步探讨。

【关键词】海洋功能区;环境质量评价;方法

我国沿海区域正在大力发展海洋经济,培育发展海洋化工、石化、钢铁、能源、海洋装备制造等高端临海产业和海洋生物医药、海洋可再生能源等海洋新兴产业,建设高端产业集聚的“黄金海岸”。向海洋要资源、要环境、要空间是我国沿海区域发展的必然选择和重要发展战略。在这个背景下,深入贯彻落实海洋功能区划制度,对于推动海洋经济科学发展,促进海洋生态文明建设,必将发挥新的重大作用,产生积极而深远的影响。

海洋功能区,是根据海域及海岛的自然资源条件、环境状况、地理区位、开发利用现状,并考虑国家或地区经济与社会持续发展的需要所划定的具有最佳功能的区域[1]。海洋功能区确立了海洋开发方向和主导功能,实现了科学的海洋开发利用秩序,为实现海域的合理开发和海洋资源的可持续利用,满足国民经济和社会发展对海洋的需求提供了可靠的依据。《中华人民共和国海域使用管理法》明确规定,“我国实施海洋功能区划制度,海域使用必须符合海洋功能区划”。《中华人民共和国海洋环境保护法》也规定,“国家根据海洋功能区划制定全国海洋环境保护规划和重点海域区域性海洋环境保护规划”,“开发利用海洋资源,应当根据海洋功能区划合理布局”。因此海洋功能区在海洋保护与海洋管理工作中具有重要的意义。

1 海洋功能区划介绍

2012年3月国务院正式批准《全国海洋功能区划(2011-2020年)》,该区划文件,确立了以自然属性为基础、科学发展为导向、保护渔业为重点、保护环境为前提、陆海统筹为准则、国家安全为关键6项原则;区划将我国全部管辖海域划分为农渔业、港口航运、工业与城镇用海、矿产与能源、旅游休闲娱乐、海洋保护、特殊利用、保留等八类海洋功能区。同时,基于自然条件和经济社会发展需求,确定了渤海、黄海、东海、南海及台湾以东海域等五大海区的总体管控要求,将我国管辖海域划分为29个重点海域,并确定了重点海域主要功能和开发保护方向。

将海域及海岛划分为不同类型的海洋功能区的海洋功能区划理论是由中国学者提出,并逐渐得到发展和应用的。早在1989年中国就开展了渤海海区海洋功能区划试点工作,之后开展了全国海洋功能区划,并于2002年8月得到国务院的批复;《全国海洋功能区划(2002)》实施期满后,《全国海洋功能区划(2011-2020年)》于 2012年3月3日经国务院批准正式实施。沿海各省市遵循《海域使用管理法》确定的编制原则,在《全国海洋功能区划(2011-2020年)》的指导下,编制或修订了地方各级海洋功能区划,至此,中国逐步建立起了四级海洋功能区划体系。海洋功能区划是海洋开发与管理的基础,其核心是根据海域区位、自然资源的环境条件和开发利用的要求,按照海洋功能区分类体系标准,将海域划分为不同类型的功能区,确定海域使用的最佳功能顺序,以控制和引导海域的使用方向,为合理使用海域提供科学依据。

《江苏省海洋功能区划(2011―2020年)》于2012年10月通过国务院的批复,明确到2020年,江苏省建设用围填海规模控制在26450公顷以内,海水养殖功能区面积不少于30万公顷,海洋保护区面积达到管辖海域面积的11%以上,保留区面积比例不低于10%,大陆自然岸线保有率不低于35%,整治修复海岸线长度不少于300公里。

在国际上,除了个别国家如韩国效仿中国开展海洋功能区划外,基本没有开展这项基础性工作。海洋功能区的功能使用归根结底是对海洋资源的利用,很多发达的海洋国家是根据海洋资源的特点进行分区管理,但主要是从岸线区划的角度进行管理,如荷兰等一些国家主要实行资源区划,不同的区域实行不同的管理对策,如美国夏威夷和阿拉斯加州。应该说,这些都具有海洋功能区划的某些属性。许多国家,在海岸带资源与环境管理中实施有针对性的区划、规划和计划,如1991年在美国California州召开的第七届国际海洋和海岸带管理研讨会上就己有很多文章论及要实行海岸带和海洋分区管理(Alan T. White and Nelson Lopez, 1991),通过执行税收政策和环境引导达到海洋资源可持续发展的目的。目前国际许多国家,在沿海保护中开展了规划、区划的管理实践,主要有两方面,一是将自然保留地划分为特定利用配置区(如潜水、自然研究、鱼钓、繁殖区、水上运动等)海岸带资源与环境管理,澳大利亚大堡礁海洋公园管理局的保护计划、马来西亚帕劳雷当海洋公园的海洋保留计划、巴巴多斯的霍尔顿海洋保留地都体现了这一思想;二是按法规及沿海土地利用规划,划定某些特殊利用区如宾馆、水产养殖、通航、绿色带、商业捕捞、自然保留地。这些研究都取得了一定的成果。

2 海洋功能区环境质量评价方法现状

随着海洋功能区划在全国范围内的实施,随之而来的问题就是如何检验功能区运行质量,海洋功能区评价逐渐为人们所关注,陆续展开。如何能对执行多年的海洋功能区划进行优化与修订,如何对已完成区划的功能区实施科学监督,掌握海洋功能区的优势、劣势,扬长避短,在海洋环境不被破坏的前提下,使海洋资源得到最大程度的开发仍然是摆在管理者面前的重要任务。海洋功能区的评价目的亦在于此,因此,对海洋功能区进行评价,不仅能科学地反映海洋功能区的开发活动对环境和生态系统的影响;而且可以科学、客观地评价海洋功能区的运行质量,让管理者全方位了解功能区优劣情况,为管理者提供决策依据;同时,为海洋功能区划理论提供修订的参考方向。

近几年国内开展了一些对海洋功能区的评价方法的探讨,如杨晗熠[2]将层次分析法与模糊综合评判方法相结合,提出了一种新的定量的港口功能评价方法,并给出了港口功能评价指标体系的结构模型。该方法在一定程度上减小了主观因素对评价的影响并使定性问题定量化。吴姗姗[3]借鉴旅游地综合评估理论,进行旅游资源开发利用的无居民海岛价值定量评价及级划分研究,同时以放鸡岛为例进行验证,为合理发展无居民海岛旅游提供有益的参考。杨新梅[4]应用模糊数学的加权评分法和层次分析法对辽宁省海洋自然保护区环境和资源现状进行了综合的评价。陈剑[5]等应用系统工程理论方法,结合区位理论、宏观经济分析方法及计算机技术等对城市功能区划进行了深入研究,建立了关于胶州湾功能区划的多目标动态决策分析模型,经过求解模型得到了满意的区划方案。

目前国际上对海洋及海岸带资源评价的指标框架通常有OECD (Organization for Economic Cooperation and Development) 提出的PSR 模型(Pressure-State-Response, 1994) 和DSR 模型(Driving force-State-Response,1996)、Corvalán等人提出的DPSEEA 模型(Driving force-Pressure-State- Exposure- Effect-Action, 1996)、EEA (European Environment Agency,1998) 采用的DPSIR 模型(Driving force-Pressure-State- Impact-Response) 等[6-8]。这些模型均不同程度的考虑了人类活动对环境的压力,自然资源的质和量的变化,以及人们对这些变化的响应。

相对于陆地区域的评价来说,海洋功能区的评价还只是刚刚起步,还很不完善、不成熟。在目前的业务化海洋监测与评价体系中,海洋功能区的监测与评价仍然停留在从常规的氮、磷、COD、石油类几种监测项目的监测数据中对环境质量状况做出简单的常规评价。对海洋功能区的监测项目设置、评价方法与评价指标均未反映出各功能区的使用功能与服务特点。海洋功能区没有针对功能区的固定监测站位,监测项目缺少针对性。评价方法只能依据单因子指数法,方法过于单一、没有针对性,而评价标准选用的均为常规国家水质、沉积物标准,评价标准分级过于宽泛、一些反应功能区特征的指标缺少标准,尤其是反映功能区环境质量主要因素的生物群落结构等缺少评价标准,因此,当前对于海洋功能区的评价结果多为笼统结论或定性结论缺少定量指标:如对海洋自然保护区的评价结论只能简单的反映水质是否满足保护区的海水质量要求,缺少对珍惜保护物种及其栖息环境的监测与评价、海洋倾倒区缺少对污染生物的监测与评价,海水浴场的监测与评价项目中的某些常规水质指标(氮、磷等),对浴场使用功能发挥和人体健康没有直接的影响等。由于目前海洋功能区监测与评价中存在的问题与不足,导致了目前功能区的评价结果不能给功能区的使用与管理提供直接指导依据。

3 构建海洋功能区环境质量评价体系

海洋生态系统是自然-经济-社会复合系统,海洋生态系统要持久地维持或支持其内在的组织结构功能和动态健康必须实现其生态合理性、经济有效性和社会可接受性。因此,海洋功能区评价主要是建立基于海洋功能区的自然属性、使用功能、海洋资源合理开发利用、海洋生态环境保护的基础上的环境质量评价指标体系[9-10]。

评价原则需考虑评价的综合整体性、评价因子体系化与全面化、评价技术的系统化与定量化[11]。其中筛选评价指标、确定评价方法及评价标准是构建的海洋功能区环境质量评价指标体系的关键部分。评价指标的筛选应遵循完整性、可操作性、重要性、独立性、评价性原则。在分析各种类型功能区的自然属性、功能特点、海洋环境保护目标及目前的环境与生态问题的基础上,筛选功能区环境质量代表性指标或因子。笔者认为海水浴场、海水养殖区、海洋保护区、海洋倾倒区等典型海洋功能区可以从以下几方面进行考虑:

海水浴场:环境状况(海水质量、垃圾、是否有影响浴场环境的生物等方面)、使用价值(沿岸游憩的价值、资源吸引力、市场推动力等方面)、周边资源(交通、服务资源、周边环境等)等方面;

海水养殖区:养殖基本状况(养殖方式、种类、面积、密度)、养殖环境(海水质量、沉积物质量、生物体质量等)、养殖病害(发病率、投药种类、药残量)等方面;

海洋保护区:多样性(物种多样性、物种丰度、生态系统多样性)、稀有性(物种濒危程度、物种地区分布、生境或生态系统稀有性)、脆弱性(生态系统功能稳定性、生境稳定性)、环境状况(海水质量、沉积物质量、生物体质量)等;

海洋倾倒区:倾倒状况(倾倒种类、数量、污染状况)、倾倒引起的环境状况(水质变化、沉积物变化、生物群落变化、水深地形变化等)等。

海洋功能区环境质量评价方法及其体系的基础是各种海洋功能区功能特点和环境保护要求及其管理目标[12]。因此,海洋功能区评价方法及评价标准的选择需要考虑到方法的适用性与可操作性。目前层次分析法、专家打分法在海洋生态环境质量评价中已经相对成熟,因此可以根据海洋功能区评价目标的不同将目前的环境指数法与层次分析、专家打分法等方法相结合,建立适合海洋功能区的评价方法。评价标准的制定需要根据评价指标和评价单元质量的定量化描述需求及其生态效应进行分析后确定,还要考虑功能区的功能特点、环境质量现状、相关环境质量标准或研究成果、海洋经济发展、海洋环境保护目标等方面。

4 结论

海洋功能区环境质量评价体系的建立不仅能够反映海洋功能区的资源条件和环境状况,还能反映其开发利用状况以和服务功能的发挥情况,从而为海洋功能区的科学管理和可持续利用提供依据[13]。因此应尽快开展海洋功能区环境质量评价方法及其指标体系的研究,出台海洋功能区环境质量评价技术标准或规范,以实现海洋功能区环境质量评价的业务化运行,为海洋功能区的监督管理提供依据,促进海洋环境保护和海洋功能区功能的正常发挥。

环境质量评价论文:浅谈区域生态环境质量评价研究进展

【摘要】随着经济的不断发展,提高人们生活水平同时也带来了环境问题。特别是近些年来环境污染不断加剧,越来越多的人开始关注生态环境的保护。生态环境质量评价工作的进行,有利于提升生态环境的质量。本文在对区域生态环境质量评价研究进行分析的基础上,总结出了国内外具有典型意义的生态环境质量评价指标,并对其特点进行分析,提出今后的研究方向。

【关键词】区域;生态环境;进展

作为人类生存发展的基础,生态环境不仅仅能为人类提供自然资源,还能保障人们的生存环境。但是随着人口数量的激增,人们想要发展,希望利用环境、改造环境,使环境更好地服务与人类。这样一来,不可避免地对环境造成了破坏。生态环境的破坏,又会对经济的发展造成制约,这样一来就形成了一个恶性循环。因此,对生态环境进行保护,提升其质量很有必要。对生态环境的质量进行评价,能够更好地掌握生态环境的动态变化,从而有效的进行生态环境建设。

1、我国区域生态环境质量评价研究现状

从上世纪七十年代初期开始,我国展开了环境质量评价工作。八十年代末期,由单纯的环境质量评价进一步扩展到生态环境质量评价。此后,随着生态环境质量评价的理论和方法不断发展盲目从原来的关注灾害和污染逐步转向了涉及多方面的生态环境质量评价体系。上世纪九十年代初,在区域生态环境预警的原理基础上,傅伯杰立足于生态破坏、资源枯竭以及环境污染等方面,使用定量与定性相结合的方法,选取我国的主要省区作为研究对象,对其进行等级划分与排序。1995年,范常忠等对广东省的是个主要城市进行生态环境质量评价,对省内的生态环境进行分级,并根据其特点总结出面临的主要问题,提出相应的解决办法。同年,马玉增等人对我国的山丘生态环境进行评价,并制定出相应的指标体系。2003年,胡会峰等人通过对湖泊生态系统的大量研究,提出了湖泊生态系统健康评价指标体系。以上的各个研究,针对不同区域的生态环境进行质量评价研究,拓展了质量评价的新思路。

作为生态环境质量综合评价的基础,指标体系需要遵循可操作性、稳定性的原则。不同指标构建侧重于不同的属性与功能。主要有以下三个方面的内容,一是基础建设,诸如道路、绿化、景观等,二是社会经济和文化,如教育、消费等,三是自然条件,包括地质、水文等。评价方法主要使用的是层次分析法、专家打分法、投影追踪法等。

2、我国区域生态环境质量评价研究方法

2.1层次分析法

上世纪七十年代,美国运筹学家T.L.Saaty提出了层次分析法,该方法主要是讲定量分析与定性分析相结合,从而实现多目标决策。层次分析方法不仅能够减少主观因素对分析结果造成的影响,还能够检验是否正确,因此逐渐获得了广泛的应用。层次分析法首先需要建立起递阶层次结构,然后在对矩阵标度进行判断,然后再计算权重并排序,最后进行一致性检验。该方法在复杂的系统评价中独具优势,能够很好地将定性与定量分析结合起来。

2.2指数评价法

作为一种特定的相对数,指数主要是对食物或是现象的动态变化进行反应。当指数不变的情况下,可以观察其他指标的变动。在我国广泛使用的是综合指数法。该方法可以对多个因素指标进行分析,保持一个或多个因素不变,可以用于观察其他因素的变化程度。

2.3人工神经网络评价法

该模式是建立在人工神经网络的基础上,应用多指标综合评价方法,建立起神经网络结构,增强该结构的自适应能力,从而能够以更加贴近人类的思维模式对生态环境质量进行评价。通过神经网络可以模拟人工对环境质量进行定量的评价,相比与人工更加准确、高效。首先需要确定评价指标集,并将BP网络中输入节点的个数作为指标个数。其次还要确定BP网络的层数,确保具有三层网络模型结构。另外,还需要通过对指标值进行标准化的处理,以进一步明确评价结果。最后确定正确的评价。

2.4生态足迹法

城市生态环境质量评价主要使用生态足迹法,以衡量某地区的生态承载力。首先需要对各项主要的消费项目人均年消费量值进行计算,其次计算人均占用的土地面积,最后计算出生态盈余。该方法缺乏对自然系统提供更自然功能的完全描述。

3、我国区域生态环境质量评价存在的问题及解决策略

由于人们的生活、工作对生态环境的影响越来越深远,对于生态环境的质量进行评价的相关研究引起了人们的关注。虽然区域生态环境质量评价已经获得了较大的发展,但是由于生态环境本身就具有不确定性,各种情况十分复杂,都会对评价的结果造成影响,再加上生态环境一直处于一个动态的过程,对于其中某一个环节的质量进行评价有一定的困难性。其次,在评价指标层面,由于缺乏针对特殊指标、常用指标的系统、定量的研究,得出的结论缺乏全面性。在评价手段层面上,虽然遥感与地理信息系统技术在我国发展越来越迅速,但是在区域生态环境质量评价领域,仍然没有得到很好地利用。作为生态环境质量评价的辅助手段,遥感能够及时地提供信息,但是却不能及时地解译信息,及时获得了很多信息也不能对其有一个综合的利用。在评价方法层面上,虽然对方法的应用效果有一定的研究,但是缺少各种方法之间的比较。在评价对象方面,普遍还是将视角放在了省、市、工矿区等宏观层面,很少有奖区域内的组织结构和区域之间的关系作为研究对象,这样得出的结果却少了量化的分析内容。最后,缺少了对影响生态环境质量评价结果的因素的范围的研究。人在生态环境系统中,既是感受着,也会对环境造成影响。而对于生态环境指标因素的影响也是两个方面的,需要在一个合理的范围内。

针对以上问题,首先应当逐步对生态环境影响、响应机制不断完善,让各个指标因素的影响效果更佳明确。其次还应当关注遥感分类提取的评价指标因素,并不断对其进行规范。此外,还需要不断对遥感获取的信息进行分类,通过模型化和规范化,使得评价的模型不断完善,从而确保评价的准确、高效。还可以通过各因素影响程度评价模型的钢构件,明确评价对象存在的问题。最后,使用多个不同层面的尺度对评价对象的结构进行评价,能够使区域生态环境质量评价体系更加完善。

4、结束语

随着经济的不断增长,对于环境的影响也越来越大,由此很多人开始关注生态环境的保护。对于生态环境的质量进行评价,能够为生态环境的保护提供参考依据。虽然我国区域生态环境质量评价研究已经有了四十多年的历史,但是在实际情况中还是存在了一定的问题。生态环境质量评价研究从理论上保障了质量评价工作的正常进行,因此很有必要。本文就在分析了区域生态环境质量评价的相关内容的基础上,对其存在的问题进行分析。

作者简介

李冬琴(1980年),女,籍贯:湖北十堰人,职称:中级,学历:本科,主要研究方向:生态保护及环境影响评价。

环境质量评价论文:黄山市生态环境质量评价研究

【摘 要】城市生态环境质量不仅影响着城市生态功能的稳定,而且还影响着城市的可持续发展。“十二五”发展规划期间是安徽省推动生态省建设、提升生态文明重要时期。国民也更加注重生态环境质量。本文利用主成分分析方法对黄山市生态环境质量进行综合评价,有效地构建了黄山市生态环境质量评价指标体系,并对环境治理与改善给出合理建议。

【关键词】生态环境质量;主成分分析;综合评价

0 引言

黄山市是一座美丽的旅游城市,属于亚热带、湿润性季风气候,一般温和多雨,四季分明,环境适宜。近年来,环境破坏现象越来越严重,国家对生态环境保护力度逐渐加大,也取得突出成绩。叶亚平等[1]对中国省域生态环境质量评价指标体系进行了研究,得出了省域生态环境指标体系由环境质量背景、人类对生态环境的影响、人类对生态环境的适宜度需求组成,并分别提出相应的指标体系及评价方法。孙东琪等[2]利用层次分析法对中国及其31个省市区、三大经济带的生态环境质量进行综合评价,分析了其生态环境的变化态势。目前大多数都是针对我国以及省域生态环境系统的研究,而针对于地方市级区域的生态环境系统研究甚少。本文利用主成分分析方法黄山市生态环境质量进行综合评价,有效地构建了黄山市生态环境质量评价指标体系,并对环境治理与改善给出合理建议。

1 理论基础

假设n个评价对象有n个p维向量,构成n×p阶的数据矩阵X:

通过主成分分析法[3]可以得到的新变量为N1,N2,…,Nm(m≤p),该线性组合表示为:

2 黄山市生态环境质量评价研究

2.1 指标选择与数据处理

分别选取自然环境指标:人均可用水资源量(X1)、人均耕地面积(X2)、C02排放强度(X3)、SO2排放强度(X4)、生活污水处理率(X5)、工业废水排放达标率(X6)、工业废物利用率(X7)、人均公共绿地面积(X8)、居住绿化的覆盖率(X9)。同时,选取黄山市2006年到2016年指标数据进行研究,同时对原始数据进行标准化处理。

2.2 实证分析

2.2.1 适应性检验

对于多层次、多指标城市生态环境质量的评价指标体系,在进行主成分分析,首先进行适应性检验,如:巴特莱特球形检验、KMO检验[4]。结果如下表1所示:

由表1可知,KMO值为0.873,说明该指标数据可以做主成分分析。Bartlett球形测试结果伴随着概率为0.000,小于0.05,因此拒绝Bartlett球形测试,这被认为是非常合适的主成分分析。

2.2.2 计算相关系数矩阵R

初步判定各个指标之间的相关程度。结果见表2:

(3)计算相关系数矩阵R的特征值λi、方差贡献率、累计贡献率,确定主成分个数。

由表3可知,主成分N1、N2、N3的累计贡献率为88.5%,说明这三个主成分足够反映生态环境系统体系绝大部分信息。因此利用N1、N2、N3对黄山市自然生态环境质量进行评价。

(4)计算所选择的主成分所对应的特征向量,写出主成分表达式。

(5)计算生态环境指数。

计算生态环境指数过程中,赋予每一个主成分不同的权值,则令指数计算模型为:I=w1×N1+w2×N2+w3×N3,运用熵权法对各主成分赋权,w1,w2,w3分别为N1、N2、N3的权重。结果如表4。

表4计算得到的生态环境指数存在正、负的情况。这仅代表生态环境某一年生态环境质量所处的相对位置既某一年的生态环境质量状况与近几年来的平均水平的位置关系,以平均水平作为零点,零点以上越远,则相对应的生态环境质量越好;零点以下越远,则相应的生态环境质量越差。

3 结论

在构建评价指标体系时,从多个指标建立生态环境评价指标体系,由以上的综合评价结果显示:黄山市的生态环境从2006年到2015年总体评价正处于良性发展趋势,处于生态市建设的发展阶段,各个指数值保持缓慢增长,这说明黄山市生态环境质量已经处于较好的水平发展状况良好。

环境质量评价论文:地下水环境质量评价研究综述

摘要:综述了地下水环境质量评价研究的目的和意义,以及国内外的研究现状,就未来研究的发展趋势作出了预测并提出一些相关建议。

关键词:地下水环境;质量评价;研究综述

基金项目:国家级大学生创新实验项目及吉林省自然科学基金项目(201115041)

1 研究的目的和意义

地下水资源是水资源系统中最重要的组成部分,在保障我国工农业用水,维护生态平衡等方面具有重要的作用。在北方,地表水资源严重缺乏,地下水是不可替代的。近些年来,工业快速发展,农业中农药、化肥、除草剂等大量使用等因素造成地下水严重污染。因此,必须采取措施,保护地下水,满足人类生存、生活、生产等需求。

地下水的污染防治首先在“防”。“防”首先就要对地下水环境质量进行“监测”,对地下水环境质量做出客观的评价。

地下水环境质量评价是前期性、基础性工作。在我国,地下水环境质量评价工作刚起步,在很大程度上不足,需要进一步完善水环境质量评价方法。

2 地下水环境质量评价研究的国内外现状

60年代中期,工业发达造成环境污染严重,环境质量评价在国外出现。加拿大1964年召开国际环境质量评价会议,首次提出了“环境质量评价”说法。美国1969年制定国家环境政策。另外,其他国家也通过了相关法律,如加拿大、瑞典、澳大利亚等。日本也非常重视环境保护工作,1974年提出了《关于环境影响评价的运用指南》,及有关环境影响评价技术方法的试行方案,1975年提出了《关于环境影响评价的方法》。

1965年,R.K.Horton提出水质评价指数法(QI)。1970,R.M.Brown提出水质现状评价质量指数法(WQI)。1974年,N.L.Nemerow提出尼梅罗综合污染指数法。

各类指数方法各有所长,但这些方法皆是事先假定模式或者主观规定参数,因此其评价结果未必客观。

在70年代初,国内开始开展环境保护的科学研究。1979年颁布环境保护法,确定了环境影响评价制度。此后,开展了一系列的相关学术研讨活动,如“区域环境学术讨论会”、“环境理论研究讨会”、“中国环境科学学会代表大会”、“全国环境质量评价研究学术讨论会”、“中国环境科学学会学术年会”。

80年代初,地质矿产部组织开展第一轮地下水资源评价工作。2000年始,历时两年,国土资源部开展了新一轮地下水资源评价工作。两次评价调查,足可见对地下水环境质量及时了解的重要性。2009年9月,国土资源部在哈尔滨市举办了地下水监测网优化与地下水污染调查取样培训班,可见对地下水环境监测网的建设与地下水污染调查取样规范的重视。

1974年,我国提出一个评价水质污染的综合指数法,在每个污染因子上赋予权重。

随着相关学科技术的发展,以及人类对环境问题的重视,有关水环境质量评价的研究成果也相继出现。

总体来说,地下水环境质量评价的方法较为简单,多为指数法。随着数学及计算机技术等相关学科的发展,现代科学技术理论应用于地下水环境质量评价得以实现,评价结果会越来越客观。

3 发展趋势及建议

简单、实用、科学、合理的地下水环境质量评价方法是未来的研究方向。

应加快地下水环境质量标准的更新和修订,提高对水环境质量的要求,满足人类及社会发展需要。

污染因子权重的确定,是地下水环境质量评价中的重要研究内容。

最后,感谢国家级大学生创新实验项目及吉林省自然科学基金项目(201115041)的支持。

环境质量评价论文:我国水环境现状及水环境质量评价研究

摘 要:随着社会经济的发展,水环境污染备受关注。而水是人们赖以生存的自然资源。当今社会,我国水环境污染已经到了何种程度、如何评价水环境状况是一个热点问题。本文通过查阅文献在了解我国地表水水环境现状的基础上综合整理了国内外水环境质量评价研究方法。

关键词:水环境;水环境质量;评价

引言

随着我国经济社会的快速发展,我国经济总量的膨胀和经济粗放型增长使得国内大多数河流遭受不同程度的污染。此外,受人口增长城市范围扩大等因素的影响,我国河流水环境面临的形势越来越严峻。因此,明确我国地表水水环境现状以及如何对水环境质量进行科学评价已经是一个倍受关注的话题。

1 我国地表水水环境现状研究

随着我国经济社会的快速发展,我国经济总量的膨胀和经济粗放型增长使得国内大多数河流遭受不同程度的污染。此外,受人口增长城市范围扩大等因素的影响,我国河流水环境面临的形势越来越严峻。

我国作为世界上河川搅髯试醋罘岣坏墓家之一,多年来的平均河川径流总量近27×104亿m3,位居世界第3。全国29个省市的首府中有66%以上位于大、小河流的河畔,而主要供水之源就是河水。根据《2003 年全国水资源质量公报》,在评价1.3×105km河长中,Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水分别占 5.7%、30.7%、 26.2%、10.9%、 5.8%和20.7%。江河水体污染主要是有机污染,主要超标项目是氨氮、5d生化需氧量、化学需氧量高锰酸盐指数和挥发酚等。

我国主要河流污染普遍,全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化,流经城市河段普遍受到污染,近岸海域亦受到一定污染,特别是上海、浙江、广东等省市近岸海域污染较严重。近几年,太湖、滇池、巢湖接连发生不同程度的蓝藻爆发事件。7大江河的大小支流大部分被证实均已坏死,80%的湖泊的水也全部坏死,太湖蓝藻大量繁殖,严重影响了城市的饮用水源。我国现在正面临着水环境严重遭受污染的问题。

2006年度对327座重点水库进行了评价。从评价水库个数看,全年水环境质量为Ⅰ~Ⅲ类的水库占79.5%,Ⅳ~Ⅴ类水库占17.1%,劣Ⅴ类水库11座,占评价总数的3.4%。以Ⅱ、Ⅲ类水库为主。 无贫营养水库,中营养水库67.3%,富营养水库占评价32.7%。重点水库的营养状况以中富营养为主。主要污染项目是总磷、总氮、高锰酸盐指数、化学需氧量和氨氮[1,2]。

2 我国水环境质量评价研究

水环境质量评价是指根据所需要求与评价目的选择水体监测指标、水环境质量应符合标准以及适用的评价方法,进而对水环境质量、水体的客观状态作出合理的评定,同时对水资源的利用方向和利用价值作出评估。在反映了水体现状、水资源污染程度的同时,为水体治理、水环境管理、水资源综合利用提供科学的数据支撑。

目前,国内对于水环境质量评价方法较多,其中灰色聚类法、内梅罗污染指数法、人工神经网络法和模糊综合评价法等应用较为广泛。各种方法皆有其独特的优缺点:如灰色聚类法物理过程简单,但函数的选择具有较大的人为性;人工神经网络则考虑因素比较全面,但是对数据要求较高。对于传统的内梅罗污染指数法虽然数学公式简单,但这个过程中未考虑各污染因子的权重问题。改进的内梅罗污染指数法则引入了各污染因子权重的概念,也避免了忽视重要因子产生的弊端。模糊综合评价法运用了模糊数学法中的隶属度描述评价等级,确定了各污染因子的权重从而评价水环境质量类别,避免了人为因素产生的影响[3-7]。

目前,部分学者已对水环境质量分级综合评价问题进行了深入研究和探讨,如:采用传统、改进的内梅罗污染指数法及模糊综合法进行水环境评价,对于不同方法评价红石水库水环境质量结果差异较大:内梅罗法为Ⅳ类水,模糊综合法为Ⅰ类水。内梅罗指数法更适用于掌握水体被污染的程度,模糊综合评价法更适用于评价水体功能及水环境类型。一种改进的模糊模式识别理论并将其应用于水环境质量综合评价中,该方法综合考虑了指标超出Ⅴ类标准的情形。

3 国外水环境质量评价研究

1950―1960年开始,随着经济的飞速发展,世界上各流域开始出现水环境恶化现象,造成生态环境破坏,直接和间接影响到人类的生态发展及生存质量,环境领域学科开始产生并随之发展,环境质量评价尤其是水环境质量评价开始受到重视。美国发展水体环境质量评价最早,1965年Iortonl认为通过对环境质量指数的计算可反映水体环境质量的健康情况(QI法),紧接着Brown指出可以通过计算水环境质量指数来反应水体污染情况(WQI),Nemerow同时提出内梅罗综合指数法。另外,1965年Zadek提出一种基于模糊数学的一种数学方法,将水环境做出总体的定量评价,称为模糊综合评价法。1978年,针对地表水的有机污染,Grenney提出一种新的水质模型,可进行地表水水环境预测及管理,称为QUAL-II预测模型,并得到大力发展[5-9]。

4 小结

随着人类对水环境质量评价的不断应用实践,越来越多的基于传统评价方法的改进方法层出不穷,针对不同特点流域及不同的污染因素选择恰当的评价方法,现在许多学者认为,在水环境质量评价中不仅要单方面考虑水环境中的物理、化学指标,还要根据需要进行综合评价,同时考虑水环境中的生物指标。使水环境评价工作更加的具有科学性和全面性。

作者简介:张静(1981-),女,满族,河北省承德市,工程师,本科,承德市环境监测中心站,环境科学。