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環境質量評價論文

發布時間:2022-05-14 08:57:29

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇環境質量評價論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

環境質量評價論文

環境質量評價論文:生態環境質量評價論文

1質量評價指標體系與方法

1.1構建評價指標體系及其標準

按照環境生態學理論,生態環境是支撐人類生命系統的整個自然系統的總稱,生態環境質量是指在一個具體的時間和空間范圍內,生態系統的總體和部分生態環境因子的組合對人類生存及社會經濟持續發展的適宜程度。由于評價的標準體系復雜,且因地而異,需要分層次進行,而我國目前生態環境質量評價標準尚處于探索階段,無統一標準。因此本文依據國內外學術界的相關研究成果以及廣泛應用的生態環境質量等級劃分,將生態環境質量等級分為優、良、一般、較差、差五個等級,并考慮到呼包鄂地區的氣候、土地、人口、經濟發展狀況、工業排放量等,得出各評價指標的等級標準值。

1.2評價指標權重確定

層次分析法是美國著名運籌學家教授于20世紀70年代中期提出的一種系統分析方法,是一種廣泛的綜合決策方法,但其中的權重是由主觀確定的,缺乏一定的客觀性。因此本文在指標權重的確定中引入熵,將主觀與客觀相結合,得到更加符合實際情況的熵權。

2生態環境質量評價分析

通過模糊綜合分析法得出,2012年呼和浩特市和鄂爾多斯市的生態環境質量處于等級優,包頭市的生態環境質量處于等級一般。呼和浩特市近年來城市發展速度較快,大力開發和利用資源,工業化水平領先于自治區其他盟市,煤炭產量大幅度上升,使單位GDP能耗、電耗持續增高,一定程度上破壞了生態環境的平衡,帶來了一系列環境污染問題,但政府在意識到保護環境的重要性后,大力推廣節能減排,優化產業結構,發展循環經濟,整頓落后產業,提高區域競爭力,使生態環境質量有了較大的改善,工業經濟發展與生態環境保護在一定程度上達到了平衡。包頭市是著名的草原鋼城,工業發展歷史相對久遠,但由于產業結構不合理,工業化過程排出的工業廢物嚴重污染環境,導致生態環境質量開始下降,同時滯后的觀念也使生態環境質量的下降與工業經濟的發展形成鮮明對比。鄂爾多斯市的高耗能產業發展近幾年逐漸穩定,規模增大,技術設備先進化,帶來的工業結構合理以及經濟的高速發展,使得鄂爾多斯市有足夠的經濟實力治理環境,對耗能高、工業廢棄物排放量大、產值低的行業進行了大力整頓,響應國家重視環境保護的潮流,表現為建成區綠化覆蓋率大幅度提高,單位GDP能耗、電耗、水耗有很大程度的下降等,使其生態環境質量得到明顯的改善。

3結論

本文基于生態環境質量評價的理論與實際,構建了生態環境質量綜合評價指標體系與標準,運用層次分析法及模糊綜合分析法對呼包鄂地區2012年生態環境質量進行評價與分析。評價結果為:2012年呼和浩特市和鄂爾多斯市的生態環境質量處于等級優,包頭市的生態環境質量處于等級一般。本文所用的模糊綜合分析法雖然可將一些難以界定或定量的因素定量化,確定每個指標對評價等級的隸屬度,從而得出更為準確的評價結果。但是,這種方法只能就某一年份的數據進行分析,無法進行一個時間序列的分析,得出城市的生態環境質量在一個時間段內的變化趨勢,從而進行前后對比,探究更為具體的原因。

作者:羅莎莎甄江紅單位:內蒙古師范大學

環境質量評價論文:城市發展生態環境質量評價論文

1南通城市發展水平與生態環境質量評價

1.1指標體系的構建

1.1.1城市發展水平指標體構建

城市發展是一個復雜的系統工程,包括城市社會、經濟、文化、體制等若干層面。城市發展水平反映了城市發展的當前狀況,體現城市綜合實力與總體素質。本文主要遵循科學性、可比性、動態性、數據的可獲性、可操作性等原則,參考“21世紀城市發展指數”和我國相關學者對城市發展水平指標體系的研究與構建,結合全球化、信息化的時代特征,以及南通市城市發展的實際情況,構建了城市發展水平指標體系.

1.1.2生態環境質量指標體構建

生態環境質量是生態環境系統客觀存在的一種本質屬性,這種本質屬性能用定性和定量的方法進行描述。生態環境質量評價由來已久,從傳統地理學對自然要素的描述發展到現在對生態系統各要素的綜合性計算測度。生態環境質量評價到目前為止相對還處于探索階段,沒有公認的理論框架、指標體系和計算方法。本文參考《國家“十一五”環境保護規劃的目標》、《全國環境優美小城鎮考核指標(試行)》、《生態環境質量評價技術規定》和我國相關學者的代表性研究工作,兼顧實際數據的可獲得性和南通市城市生態環境的自身特征,建立了城市生態環境質量評價指標體系,測算了南通市生態環境質量。整個指標體系主要包括兩個層次,分別為系統層和變量層:系統層包括植被覆蓋、水資源、土地質量、污染物負荷、大氣環境和聲環境6個層面,變量層是上述6個層面的對應指標。

1.2數據來源和計算方法

南通市城市發展水平和生態環境質量的評價采用SPSS軟件和主成分分析法,其原始數據來源于2004—2013年的《南通市統計年鑒》、《南通市環境狀況公告》和《江蘇省統計年鑒》。計算原理和具體步驟主要為:①對2004—2013年南通市城市發展水平和生態環境質量因子的歷年數據進行標準化計算,消除因數據正向和逆向、數量級、量綱的不同而造成結果的差異;②對標準化數據運用統計分析SPSS軟件,采用因子分析法對因子變量進行提取(特征值大于1);③通過方差極大法對因子載荷矩陣進行旋轉,得到旋轉后的指標公共因子貢獻率(累計貢獻率>85%)和指標公共因子載荷矩陣,根據回歸法計算得到指標公共因子的得分系數矩陣;④以各公共因子所對應的旋轉后的貢獻率為權重進行加權求和,得到2004—2013年南通市城市發展水平和生態環境質量的評價得分。

2城市發展水平與生態環境質量演變耦合協調度

協調度是事物之間耦合研究的重要指標,體現了系統之間或系統內部各要素之間在發展過程中彼此和諧一致的程度,度量體現系統發展是否有序和協調狀況好壞程度的定量指標。城市發展水平與生態環境質量協調度是衡量不同階段下城市發展與生態環境之間的關系,即定量描述特定城市在一定的發展階段下城市發展與生態環境之間的耦合關系。按照可持續發展的倫理思想,城市建設的最佳模式是城市發展與生態環境的協調發展,最優協調度是城市發展與生態環境的最佳組合狀態。

2.1協調度水平計算方法與協調發展模式判斷

協調度水平計算方法:參考我國相關學者在城鄉統籌、區域經濟與環境、城市化水平與環境質量、城市經濟與土地利用等領域對協調度的相關研究,并利用相關數學原理和離差分析原理,協調發展模式判斷:關于協調度等級劃分的相關研究較多,但對協調度高低的判斷或協調階段的劃分無明確定論。多數學者將協調度劃分為:0.8—1.0為高度協調、0.6—0.8為中度協調、0.4—0.6為低度協調、0—0.4為不協調。考慮到協調度的大小反映了城市發展水平和生態環境質量的一致程度,并不能完全反映兩者發展的正負問題。本文參考了相關研究結果,結合南通市城市發展水平和生態環境質量的發展階段特征.城市發展水平與生態環境質量協調度計算我們將2004—2013年南通市城市發展水平和生態環境質量的評價得分代入式得到歷年南通市城市發展水平與生態環境質量的協調度水平以及兩者的協調發展模式.

2.2城市發展水平與生態環境質量協調度計算

南通市城市發展水平與生態環境質量的協調度水平關系呈現以下三個階段性特征:第一階段(2004—2009年)表現為城市發展滯后型的高度協調發展模式向城市發展滯后型中度協調發展模式過渡。這一階段中,南通市城市發展水平和生態環境質量都處于上升態勢,處于一個良性的發展階段,但由于生態環境質量提升速度明顯高于城市發展水平的數值,因此兩者差距逐漸增大,協調度逐漸降低。第二階段(2009—2011年)表現為城市發展滯后型中度協調發展模式向生態環境滯后型高度協調發展模式過渡。在該階段中,南通市城市發展水平仍快速上升,而生態環境質量則放慢其增長速度,乃至在2010年出現拐點呈下降趨勢。因此,兩者綜合評價得分的數值逐漸逼近,其數值的實際值與理想協調值的差距逐漸縮小,協調度呈現逐漸上升的狀態。第三階段(2011—2013年)表現為生態環境滯后型高度協調發展模式向生態環境滯后型中度協調發展模式過渡。本階段中,南通市城市發展水平仍呈快速發展態勢,而生態環境質量的狀況卻相反,呈現不斷下降和不斷惡化的趨勢,因此南通市城市發展水平和生態環境質量兩者一升一降、差距不斷拉大,其數值的實際值與理想協調值的差距也隨之拉大,協調度呈現不斷下降的態勢。綜上所述,以城市發展水平和生態環境質量兩者的共同提升為前提,考慮兩者之間的差距和相對關系的綜合評價可知,南通市城市發展水平與生態環境質量的協調關系波動起伏較大,尤其是自2010年起城市發展水平不斷上升,而生態環境質量出現拐點,由上升轉為下降,沒有實現共同發展,且兩者的差距不斷擴大,狀況不容樂觀。因此,南通市若不能采取有效的平衡措施,減小兩者的差距,尤其是加大對生態環境質量改善的政策和資金投入,一旦生態環境的承載力與城市發展不相匹配,將對南通市城市的可持續發展帶來極為不利影響。因此,目前正是南通市調整城市發展的模式,改變現今以犧牲生態環境質量的城市發展、縮小城市發展水平與生態環境質量差距、協調兩者關系的關鍵時刻。

3結語

生態環境作為城市發展的物質支撐與載體,從某種意義上來講,制約著城市發展的質量和未來趨勢。因此,對城市發展水平和生態環境質量進行評估,探究城市發展與城市生態環境協調演變的趨勢關系,對促進城市生態系統質量的改善,實現城市發展的健康有序具有非常重要的意義。本文在構建城市發展水平與生態環境質量評價指標體系的基礎上,采用SPSS軟件及主成分分析法對2004—2013年南通市城市發展水平和生態環境質量進行評估,衡量兩者的協調演變關系。結果表明,近十年間南通市城市發展水平與生態環境質量的協調關系波動起伏較大,尤其是自2010年起,協調度不斷下降,城市發展與生態環境沒有實現共同增長,且兩者的差距不斷擴大,狀況不容樂觀。因此,南通市若不能采取有效的平衡措施,減小兩者的差距,尤其是加大對生態環境質量改善的政策和資金投入,一旦生態環境的承載力與城市發展不相匹配,將對南通市城市的可持續發展帶來不利影響。

作者:陸佩華單位:南通大學

環境質量評價論文:當前水環境質量評價方法與影響預測

摘要:指出了對大渡河的水環境質量進行評價能夠較好地發現當下水資源利用過程中出現的問題,及早地進行處理,避免污染擴大化和嚴重化。介紹了大渡河河道概況,評價了水環境質量現狀,對環境影響進行了預測,并針對污染原因提出了相應的對策措施。

關鍵詞:水環境質量評價;環境影響預測;措施

1引言

水環境質量的安全不僅威脅到水中生物的生存空間,而且也直接的影響到人類自身的安全問題,因此對水環境質量的及時評價,針對已有的問題及時的采取治理措施。對水環境進行長期監測,對污染的處理和對水環境的發展趨勢進行預測至關重要。

2大渡河河道概況

大渡河是岷江水系的一級支流,是長江的二級支流,發源于青海省玉樹藏族自治州境內巴顏喀拉山南麓,向南入四川省分別流經阿壩藏族羌族自治州、甘孜藏族自治州、雅安市、涼山彝族自治州、樂山市,長1155 km。主源大金川發源于青海、四川邊境的果洛山,在四川丹巴縣與小金川匯合后稱大渡河,至樂山縣入岷江,長909 km,流域面積82,700 km2,大渡河屬于高山峽谷型河流,落差達4177 m,大渡河以瀘橋鎮和銅街子水電站為分界點,分為上游、中游和下游三段。在大渡河地區受地形、地貌的影響,農業發展較分散,而且農業發展數量也較小,因此有農業生產中使用的農藥化肥等隨雨水或河流帶入大渡河內的污染物也少,對大渡河水環境的影響較小。

大渡河水體內的污染物來源主要來自于生活污水和工業廢水的排放。農村的生活污水排放量較小而且大部分都用于農田的灌溉,很少對水體造成污染。大渡河的水質主要受城鎮污水排放的影響較大,大渡河附近城鎮建設集中,沿岸有十幾座城鎮,例如金川縣安寧鎮,樂山市金口河區,康定縣姑咱鎮等。這些城鎮發展較快,人口較集中,人口超過30萬人,大量人口生活的城鎮必然會產生大量的生活用水。另外大渡河流域還有一些工業企業,這些工業企業中既有大量的工業廢水的排放也有一定量的生活污水的排放,對大渡河水質的安全帶來威脅。同時,在大渡河流域多私營小型企業,生產過程中產生的工業廢水大多未經處理直接排放,這些污水中含有大量的有毒有害物質,是造成大渡河水質污染的主要因素。

3環境現狀評價

3.1環境污染現狀

(1)附近的農業產生的面源污染,大渡河流域的農業生產類型主要有水田、旱地和果園3種形式,而在農業生產過程中必然會使用到農藥和化肥等有機物質,這些有機物主要通過兩種途徑來污染水質,第一種就是在降水等的作用下農藥化肥等污染物質直接隨地表徑流進入到大渡河的水體中;第二種就是在澆灌水和雨水的共同作用下,農藥化肥等有害物質直接滲入到地下水中,通過地下水與地表水的排泄和補給作用來間接地影響大渡河的水質。

(2)大渡河地區水電站工程的建設也會產生大量的污染物對大渡河水質造成污染,主要有砂石的加工工程產生的廢水,混凝土攪拌產生的廢水,沖洗產生的廢水及建筑工地工人日常生活中產生的廢水等。

(3)大渡河流域附近的城鎮居民生活污水,這些生活用水中既有日常大量洗滌用水和廁所水等,又包含有大量的污染物,以及細菌、真菌,這些未經處理而直接排入大渡河水系中的污水會導致水體的富營養化,對水生植物、動物及人類自身的健康都帶來很大的影響。

(4)大渡河附近由于用水方便,能源集中,地勢低平等特點導致一些加工企業和工礦企業的大量集中,這些工礦產業中既有采礦洗選廠這樣需要耗費大量水資源并產生大量污染物質的企業,也有私營的小型加工企業。加工企業產生的廢水大多未經處理直接排放,其污水中含有大量的化學物質和重金屬,也包含一定的細菌、真菌等。

3.2水環境現狀

為更好地對大渡河的水環境進行監督和管理,需要對水環境現狀進行調查。水質監測是分析水環境的現狀的重要手段,可對大渡河分出8個監測斷面,并使用專業的測試儀器對其水質污染物如高錳酸鹽、化學需氧量、生化需氧量、溶解氧、氨氮含量指標、砷、汞、酸堿性、油類、總氮和總磷等進行測試,其中黃荊坪斷面的指標分別是:高錳酸鹽指數為二級,化學需氧量為一級,生化需氧量為一級,氨氮含量指標為二級,總氮指標為四級,總磷指標為三級;康巴大橋斷面,磨河溝斷面,加郡溝的斷面,磨西河斷面,灣東河斷面,雨灑河斷面,南頭斷面的指標含量為:高錳酸鹽指數為二級,化學需氧量為一級,生化需氧量為一級,氨氮含量指標為二級,總氮指標為三級,總磷指標為三級。

3.3大渡河水電開發

大渡河作為我國的水電開發基地現如今發展有22座發電站,總發電量達1019億 kW?h。據統計年鑒記載,大渡河共流經馬爾康、瀘定、全口河區等12個區縣,在這些區縣中,已建成的水電站有銅街子和龔嘴等,規劃好但未建成的有季家河壩、老鷹巖、長河壩、冷竹關、硬梁包等。從這些已建成和正在建的工程可以發現大渡河的水電工程大多為土石壩,這種壩型在建設過程中需要使用大量的土料和石料,進而導致廢渣棄料較多,對周圍的環境和大渡河水環境造成嚴重污染。另外大渡河的上游水電站雙江口水電站和瀑布溝水電站等由于水庫面積大其淹沒的地區對大渡河上游我國的珍稀植物(一級保護植物紅豆杉,二級保護植物岷江柏),墨爾多山省級自然保護區、金湯孔玉省級自然保護區等6個自然保護區、國家地質公園、紅色革命根據地等都有較大的影響。另外大渡河水電站的建設會改變其原有的水生生態環境,例如改變了其原有的自然梯度和原有的水流速度,甚至對水質和水溫也有較大的改變,這些水生生態環境的變化會導致河道中原有的一些水生生物生境的喪失,其中一些水生生物被迫對棲息地進行遷移,但是某些物種由于適應能力較弱,棲息地的破壞可能會導致這些水生生物數量銳減。

大渡河的上游地區有多種特殊魚類例如:紅尾副鰍、麻爾柯河高原鰍、東方高原鰍、短尾高原鰍、斯氏高原鰍、細尾高原鰍、齊口裂腹魚、重口裂腹魚、長須裂腹魚、大渡軟刺裸裂尻魚等15種珍稀魚類,但是大量的污水排放導致水體的富營養化嚴重,這些珍稀物種的生存環境遭受了嚴重的破壞,尤其是水電工程的開發占用了珍稀魚類的生存繁殖空間,對這些魚類的生存和繁殖造成了嚴重的破壞。

4環境影響預測

環境影響預測是根據現有的資料和模擬技術,模擬其日后的發展趨勢,即在當前的生活污水,生產廢水的正常排放狀態下,大渡河的水系污染發展及對人們的生產生活帶來的影響。另一方面,也可以模擬預測對當前的生活廢水,生產污水進行處理后大渡河水系受污染程度的未來改善趨勢。通過對廢水排放量的預估,可以對大渡河水系污染程度的未來發展趨勢有著大致的了解,利于針對污染的形勢采取有效的改善措施。

環境影響預測的范圍在與現在已有的水質監測范圍相同的基礎上,應當有選擇的擴大一定的預測范圍,其中需要對某些區域做出重點預測,例如城鎮居民日常的供水區,農業用水區及城鎮用水的排放區和工業廢水的排放區等,預測因子應該包括影響大渡河水系的主要污染物質硫化物和重金屬等,另外,還要特別關注對難降解,易發生氧化還原反應形成有毒有害的物質,容易在生物體內形成富積作用的有毒物質等的監測和預測工作。對水環境進行預測的方法主要有數學模擬法、回歸分析、趨勢預測、層次分析法以及耦合模型法等分析方法。其中,對于污染情況較簡單的水環境一般采用數值法,在污染情況較復雜的地區常常可采用回歸分析法,層次分析法和耦合模擬法等做出各類污染物質對水體污染成都之間的關系式或者是關系模型。

筆者認為,對大渡河的水環境預測可以從以下幾方面來進行:第一,水溫的預測,水體中不同的生物需要的生存溫度不同對溫度的監測預測能預測生物的生存空間;第二,水質的預測,水質情況影響到水體的含氧量和化學含量,對水質預測能全面地了解到水體的富營養化程度,對于赤潮的治理和防范也有著較大的影響;第三,水生植物、動物的監測預測,水生生物的生存環境的改變將導致某些水生動物、植物數量的激增或銳減,通過對某些水生生物的監測能夠很好地預測水環境的變化。

5對策與建議

(1)應針對農業生產過程中產生的少量廢水,可以大力發展有機、無害的施肥方式,改善灌溉方式,控制農藥和化肥的施用量減少農業生產過程中產生的廢水總量。

(2)工業廢水的處理,首先需要對大渡河流域的工業進行集中化管理,廢水集中處理,改變原有的私企隨便排污的現象;在工業生產工程中提高水的使用效率,盡量較少污水的排放量并減少有毒物質的使用,對于一些能夠重復利用的水盡量多次使用后再排放。

(3)生活污水要經過廢水處理減少廢水中的細菌、真菌、磷、氟等的含量后在排入大渡河水系。

(4)在建設水電工程時,要提前調查清楚施工地區的資源環境,并堅持可持續發展的生態原則做好水電工程建設地區的資源環境評價工作,盡量避開對珍稀物種,重要的地質地貌,人文環境的淹沒和破壞。另外為保護脆弱的生態環境,減少對環境的破壞,在工程建設中應該減少污染物的排放,對工程污水和工程廢渣要進行處理后再排放,將污染程度降到最低。

環境質量評價論文:淺談水環境質量評價方法

摘要:本文從污染指數評價法、模糊評價法、灰色評價法、 物元分析法以及層次分析法等角度論述了多種水環境質量評價方法。

關鍵詞:水環境;質量評價;指數評價;模糊評價

引言:隨著國內經濟發展,城鎮建設和工業生產不斷擴大,人們在工業及生活中用水量急劇增長的同時排放量也隨之增加,致使大量工業及生活污水將諸多水體污染,導致水污染已成為目前國內最為嚴重的環境問題,國內七大水系2/3以上的監測段面不能滿足Ⅲ類水質要求,水體污染在成為人類面臨的最大環境問題的同時也加劇了各地的水資源短缺,而要實現對水環境有效治理、改善和保護則首先應對水環境質量做出可觀準確的評價,因此其是保護地區水環境的基礎性工作,并已成為當今急需研究的問題。

1.污染指數評價法

將對水體實際監測數據與評價標準作為分指數,然后將其通過數學運算得到總體污染指數,并將該指數作為水體污染程度評價標準,并作為評價不同河流或同一河流不同時期水質評價尺度,該種方法只適于對水體進行定量描述,其可基本反應污染性質及污染程度。該評價方法可分為單因子污染指數法和綜合污染指數法。單因子污染指數法是將某種污染物實測濃度與其評價標準做比較來確定水質類別,其只能反應某種污染物的污染程度而不能反映水體整體污染程度;綜合污染指數法是在各因子污染指數的基礎上,經過數學方法處理而得到綜合污染指數,以此作為評價水質和對水質分類的方法,該方法可對整體水質做定量描述,可較為準確的反映水體污染性質和程度,并且便于對同一水體不同時間和空間上做比較,因此該方法較為適用。

2 模糊評價法

水環境本身即存在大量不確定因素,因此在其包含的各指標級別和標準的確定上也具有一定的模糊性,為此在水質評價中即引用了模糊數學理論。其具體方法是根據監測數據來建立各因子指標對各級標準的隸屬度集而形成隸屬矩陣,然后將各因子的權重集與隸屬度矩陣相乘得到的模糊積并獲得一個綜合評判集,由于模糊評價法體現了水環境中客觀存在的模糊性及不確定性,因此其具有一定的合理性,其具體方法是將各污染物的超標情況進行加權,但由于大多污染物毒性及濃度之間不是簡單的比例關系,因此當采用線性加權平均得到的最終評判容易出現失真、失效或是跳躍現象等而不符合實際情況,并且該種評價方法操作過程復雜、可操作性差,因此對各評價因素進行權重合理分配以及可比性問題是該種方法重點研究對象,目前采用的模糊評價方法主要為模糊聚類法、模糊距離法以及模糊貼近度法等。

3 灰色評價法

由于在水質評價時對水質的分級或對水體是否污染的問題并非類似黑與白的可明顯進行判定的問題,且人們在對水環境質量監測過程中所得到的數據都控制在有限的空間及時間范圍內,因此該種數據在一定程度上是不確切的,諸如“水質級別”、“污染程度”等概念均為灰色概念,水環境本身也屬于一個本征性灰色系統,因此可將灰色系統原理用于水質綜合評價中,即將水環境整體作為一個灰色系統,其中部分信息為已知,部分為未知,在實際應用中根據水體各因子的實測濃度與水質標準的關聯程度來確定水體的水質級別,對于同類水質的不同水體則可通過其與該類標準的關聯度大小來進行優劣評定。常用的灰色評價法為灰色聚類法、灰色貼近度分析法以及灰色關聯評價方法等。灰色聚類是通過建立與隸屬函數類似的白化函數并對其進行聚類,根據結果來確定斷面綜合水質;灰色貼近度則是對灰色聚類的改進,通過將聚類函數的分段計算改為分段共斜率計算,并以此確定聚類元素與理想子集的貼近程度來最終確定所屬類別;灰色關聯法是將各污染因子的實測值排成實際序列,同時將標準值排成理想序列,之后用灰色關聯度法計算兩個序列之間的關聯度,并根據關聯度的大小來確定斷面綜合水質的級別,若將該理論用于多斷面的區域水環境質量評價中則相應得到區域水質綜合評價的灰關聯分析法。隨著水環境日益復雜影響水環境的因素不斷增多且不斷發生變化,致使水環境的不確定性也日益增加,灰色評價法在理論上是可充分體現該系統的不確定性,同時該方法具有簡單、可比的優點,但該類方法一般存在分辨率低的缺點。

4 物元分析法

其是在水環境質量評價領域應用物元分析理論,具體做法是根據各級水質標準建立經典域物元矩陣,同時根據各種污染因子的實際濃度來建立節域物元矩陣,然后再建立各相關指標對不同水質標準級別的關聯函數,最后根據函數值大小來確定水體的水質級別,一般采取關聯度最大值的對應級別來作為評價水質級別的標準,該種方法的關聯度是建立在可拓集合基礎上的取值區間的拓寬到實數軸,并且可拓集合的關聯函數可用代數式表示,從而可以定量化的解決不相容問題,以便于從變化角度來識別變化中的事物,因此該種方法更能反應事物的本質狀態,同時具有較高的可分辨率。

5 層次分析法

其是將評價系統內有關方案中的各要素進行層層分解,而對同一層次的要求則以上一層要求為準則,之后進行兩兩判斷比較,并經計算得出各要素的權重,最后根據最大權重來確定水質標準,其首先應建立指標體系和判斷矩陣,之后進行歸一化特征向量及進行一致性檢驗,最后計算綜合評價指數。在一般應中忽略較最大值小的上一級別的層次權值,并且根本不考慮各層次權值間的關聯性,因此該方法的評價結果往往分辨率較低,評價結果也不盡合理。

結語:隨著國內水環境不斷惡化,對水環境質量評價越來越重要,目前各種評價方法都有自己的優劣性,隨著科學技術的不斷發展,評價方法也必將得到開發和優化,在實際應用中應結合具體水質情況及其他客觀因素來選擇評價方法。

作者簡介:范城君 1981.10 大學本科學歷 助理工程師 主要從事水文水資源 水環境評價與研究工作

環境質量評價論文:石窯當歸GAP種植基地的環境質量評價

摘要:采用文獻對比法和環境質量監測評價方法,對湖北省恩施土家族苗族自治州石窯當歸種植基地的空氣質量、土壤質量、地表水質量進行了檢測分析。結果表明,種植基地的空氣質量符合環境空氣質量國家標準的一級標準,土壤質量符合土壤環境質量國家標準的二級標準,地表水質量符合地表水環境質量國家標準二級標準的要求。綜合評價認為,石窯當歸種植基地環境質量好,符合中藥材良好農業規范(GAP)基地的環境標準。

關鍵詞:石窯當歸;土壤環境;大氣環境;水質;評價;良好農業規范

1 材料與方法

1.1 材料與種植基地

經中國科學院武漢植物園李建強研究員和湖北中醫藥大學詹亞華教授鑒定,恩施市紅土鄉當歸規范化種植基地種植的當歸種質來源為傘形科當歸屬植物當歸,與《中華人民共和國藥典·一部》2010年版 [12]收載的當歸藥材來源植物相同。

種植基地優秀區位于恩施市紅土鄉的石灰窯村,基地中心地理位置處在北緯30°15′、東經109°55′區域,海拔1 580~1 640 m,地形為緩坡地,周邊有人工培育的日本落葉松[Larix kaempferi(Lamb.)Carr.]林,覆蓋率達70%以上。林下土壤有機質含量高,全氮及速效氮、磷、鉀養分均比較豐富,潛在養分價值大,速效養分處在中等水平。

2010年4月,根據《中藥材GAP認證檢查評定標準(試行)》[13]的要求, 在基地取樣檢測,對基地的整個環境質量進行評價。

1.2 分析方法

1.2.1 環境空氣質量 分別參照文獻[14]和文獻[15]的方法實施布點采樣。采用文獻[16]和文獻[17]的方法檢測大氣環境質量。在采樣日每天采樣4次,分別在當天的8∶00、12∶00、16∶00、20∶00等4個時段進行。空氣中的總懸浮顆粒物則每個采樣日接連采樣6~8 h,連續采樣3 d,采用文獻[18]的方法測定其濃度;SO2、NO2每個時段監測60 min,NO2的濃度采用文獻[19]的方法測定,SO2的濃度采用文獻[20]的方法測定;氟化物則1 d連續采樣10 h,其濃度采用文獻[21]的方法測定。

1.2.2 土壤環境質量 分別參照文獻[14]和文獻[15]的方法,在取樣地點按“S”形均勻布點采樣。采用文獻[22]的方法監測土壤環境質量;土壤中的Pb、Cd含量采用文獻[23]和文獻[24]的方法測定;土壤中的As含量采用文獻[25]的方法測定;土壤中的Cr含量采用文獻[26]的方法測定;土壤中的Hg含量采用文獻[27]的方法測定,土壤中的農藥殘留采用文獻[28]的方法測定。

1.2.3 基地地表水水質檢測 采樣和監測參照文獻[14]的方法實施,分析項目參照文獻[29]的方法測定。地表水的pH采用文獻[30]的方法測定;地表水中的氟化物濃度采用文獻[31]的方法測定;地表水中的游離氯和總氯濃度采用文獻[32]的方法測定;地表水中的氰化物濃度采用文獻[33]的方法測定(第一部分:總氰化物的測定);地表水中的Pb、Cd濃度采用文獻[34]的方法測定;地表水中的As濃度采用文獻[35]的方法測定;地表水中的Cr濃度采用文獻[36]的方法測定;地表水中的Hg濃度采用文獻[37]的方法測定。

1.4 評價方法

主要按單項污染因子評價標準或綜合污染指數評價標準進行環境質量評價[8]。將各項測定值與標準限定值進行比較,若控制指標的各個參數無一超標,則直接判定為該測定項合格,可不進行單項污染因子評價或綜合污染指數評價;若控制指標任一參數出現了超標情況,則采用單項污染因子或綜合污染指數法對測定結果進行評價,其中如果嚴控指標(大氣檢測嚴控指標有SO2、NO2濃度,地表水檢測嚴控指標有Cd、As、Hg、Cr濃度;土壤檢測嚴控指標有Cd、As、Hg、Cr含量)的所有污染指數均小于1,一般控制指標出現超標情況,則需按綜合污染指數計算公式作進一步評價;若嚴控指標中大氣或灌溉水任一污染指數大于1,則判定為不合格,不適合當歸生產;若嚴控指標中土壤指標的任一污染指數大于1,則需要進一步分析,視其對所影響的植物、周圍環境和(或)人體健康有無危害,再確認是否判定為污染[40,41]。

2 結果與分析

從實地調查來看,恩施市紅土鄉周邊沒有造成污染的工廠存在,因此沒有廢氣、廢水、廢渣的排放來源,符合當歸生產基地的基本條件。

2.1 空氣環境質量監測與評價

對當歸規范化種植基地環境空氣質量的監測結果見表1,由表1可見,基地環境空氣中均未檢出氟化物,SO2、NO2、總懸浮顆粒物日平均濃度監測值也均低于國家標準中的一級標準限值[16],環境空氣質量優良,而GAP對中藥材產地的環境空氣質量僅要求符合國家標準中的二級標準[16]即可,因此就不需進行單項污染因子評價或綜合污染指數的分析。如果按照呂洪飛[15]對大氣質量的分級標準,這個檢測結果也全部達到了其一級標準,符合中藥材GAP栽培基地的空氣環境要求。

2.2 土壤環境質量監測與評價

一般認為,土壤質量屬于一級或二級標準,適宜發展綠色中藥材種植,即藥材產地的土壤環境應符合文獻[22]的二級質量標準。對當歸規范化種植基地土壤環境質量的監測結果見表2,由表2可見,該基地土壤環境質量中重金屬及農殘測定的各項指標,除土壤中鎘含量略超過國家標準[22]的二級標準限值外,其余各項指標均低于二級標準的限值規定。對單項污染因子進行評價,可見除鎘外每一項的Pi值均小于1;其鎘污染物指數為PCd=1.67,呈現偏高態勢(PCd>1);經進一步的調研發現,當歸規范化種植基地的土壤系由沉積母質本身的原因形成了土壤背景值中的鎘含量升高,不屬于外來污染,且對當歸植株生長發育與周圍環境和(或)人體健康沒有產生危害;并且通過對種植區域內產出的當歸進行多批次檢測,均未發現鎘含量超過現行綠色食品行業標準(鎘以Cd計,≤0.30 mg/kg)[41](另文發表),由此確認當歸對鎘無富集現象。這可能是植物從土壤中吸收的鎘只是游離態鎘[42]而已,而農戶多年來堅持窯歸有機種植,其藥園土壤中腐殖質含量比較高,各種成分復雜,對游離鎘產生了絡合、沉淀或拮抗等作用,從而降低了植物對鎘的吸收所致[17]。

對于環境監測中所確認的超標等級而言,只要各嚴格控制指標超標1項即視為不合格,若是灌溉水、大氣就可認為屬于污染;而土壤是否污染應作進一步調研,若確實對植物的生長發育產生危害、或可食用部分與作為飲料原料部分超標、或周圍環境(地下水、地表水、大氣等)和人體健康已經出現了受害情況等,方能確定為污染[39,40];這在近年來的GAP認證實務中亦得到了越來越多的認同。在土壤方面,若不區分土壤鎘的地質背景和人為化學污染來源,評估鎘污染潛在風險可按前述計算得到土壤綜合污染指數P=1.28(土壤質量符合國家標準的三級標準);而產區土壤的高鎘背景值對其所影響的當歸植株生長發育與周圍環境或人體健康無危害出現,這樣也可確定為無鎘化學污染;結合前述除鎘外的各項指標,故該當歸栽培區的土壤環境質量可視同符合土壤環境質量國家標準的二級標準,也符合中藥材GAP栽培的環境要求。

2.3 基地地表水水質監測與評價

當歸栽培基地的主要種植地塊屬于坡地,依靠自然灌溉,水源均為泉水,主要供生活飲用和加工消耗。因為雨水和天然泉水符合綠色中藥材用水要求;所以我們只對基地的地面流水(地表水)做了監測,結果見表3。從表3可見,地表水呈微酸性,不含氟化物、氰化物、Pb、Cd,As、Hg、Cr僅有極微量檢出,其他指標遠低于國家標準,符合地表水環境質量國家標準[29]的二級標準,為無污染的優質安全飲用水和農業生產加工用水,因而也就不需進行單項污染因子評價或綜合污染指數分析;這與農田灌溉水質量國家標準的水質要求[43]相比較,除少數指標等同外,GB3838-2002二級標準大多數指標要求更嚴[29],而GAP對中藥材產地的地表水僅要求符合農田灌溉水質量國家標準的水質要求即可,說明當歸種植區地面流水符合綠色藥材的灌溉用水要求。

3 小結與討論

當歸的GAP種植必須是在環境條件良好的前提下限制農藥、化肥、激素等農化物質的使用,因此當歸種植環境(大氣、水源、土壤)持續達到要求是生產優質當歸的前提和基礎[44]。如果環境中的有害物質含量高,勢必加劇植(作)物對有害物質的吸收,國內外近幾年已在多種農作物、蔬菜、藥用植物[45]的研究中得到證實。因此國家GAP標準對中藥材種植的環境條件要求極為嚴格,并做出了一系列的規定[8,13,23,40,41]。石窯當歸種植基地的選址正是按GAP的要求確定的,該基地位于高山地區,周邊植被覆蓋率達70%以上[46-48]。經檢測,其空氣環境質量符合環境空氣質量國家標準一級標準[16];用水質量符合地表水環境質量國家標準二級標準[29];盡管其土壤鎘含量略超過土壤環境質量國家標準二級標準[22]的限值,但相關調查研究表明,其不屬人為的外來污染,且對當歸生長及藥材質量、周圍環境或人體健康無不良影響,而其余各項土壤指標均低于土壤環境質量國家標準二級標準的限值規定,故其土壤環境質量仍視同符合土壤環境質量國家標準二級標準[22]。

綜合上述檢測與分析,石窯當歸基地的空氣、土壤、地表水質量均符合國家GAP對中藥材產地生態環境相應的規定,因此可得出初步結論,基地環境質量良好,未受污染,是生產石窯當歸這一綠色中藥材的適宜區域。

不過由于條件所限,對基地連續多年的監測[49]尚未充分展開,尤其是地表水質量指標檢測僅限于主要污染物指標,在正式啟動GAP認證前還要進行補充與完善。

環境質量評價論文:農業生態環境質量評價問題研究

【摘要】系統介紹環境質量評價的相關概念,確定農業生態環境質量評價的相關指標和評價方法,為制訂農業環境區劃、農業環境規劃、農業環境法規和農業環境管理提供科學依據。

【關鍵詞】農業生態環境質量評價;評價方法;指標體系

經濟發展既給環境帶來沖擊,也對環境保護產生了急迫需求。為了防止農業生態環境惡化,防患于未然,農業生態環境質量評價顯得越發重要。環境質量評價是環境管理的重要組成部分,它可以為環境保護和建設提供了可靠的數據資料,為環境保護和建設打下前提和基礎。

環境質量是環境系統客觀存在的一種本質屬性,并能用定性和定量的方法加以描述的環境系統所處的狀態。農業生態環境質量評價是指以區域農業生態環境為評價對象,依據農業生態系統屬性數據和資料,選取科學的環境質量評價指標而進行的環境質量綜合評價。它為環境評價、環境規劃與建設和保護提供了現實依據和基礎。

1 環境質量評價指標的選取

1.1 選取評價指標的原則:科學性原則。選取的評價指標應科學、準確,要選取能反映所評價農業生態環境質量特征以及生態環境質量現狀的綜合指標。為了使選取的目標具有可比性,相鄰地區的指標應統一量化,方便橫向與縱向比較。

主導性或代表性原則。制約農業生態環境的因素很多,利用單一因子對農業生態環境質量及變化做出全面、科學的評價,指標過多又很難操作,應選擇具有代表性的、可比較的,能直接反映區域農業生態環境質量的特征的主導性指標。

可操作性。指標體系的建立必須具有可行性,評價指標的設計必須考慮其指標采集工作的可操作性,沒有辦法量化的資料不能稱其為指標。其次,選取指標時應注意靈活性即在農業生態環境質量發生變化時,能明顯地表現出它的變化和征兆,這樣選取的指標才有意義。

適用性原則。環境的可持續發展與任何一個農業生態環境管理的目標是一致的,故選取的指標應具有一致性,即適用性。當然,不同區域的環境具有不同的具體特點,因而應根據不同區域的農業生態環境特點建立不同的標準。

1.2 評價指標體系的選擇:當前關于評價體系的研究,多注重分層、分系統等方面。例如:李英等人針對濟南地區生態環境所展現出來的現實特點進行研究,構建了濟南區域生態環境質量評估體系。此類指標體系具體到要素層共包括了31個要素,用于對濟南市區在內的111個鄉鎮進行逐層評價。第一層為目標層,反映生態質量總數;第二層為系統層,由5個子系統構成,分別是生態脆弱度、生態影響度、生態抗逆水平、人文發展度以及自然資源稟賦;第三層為狀態層,對上一層具體評價指標加以體現,并揭示它們之間存在的關系。第四層為要素層,用來評析初始目標對象。“朱曉華等分別以徐州等地做為生態環境質量評估體系研究的目標區域。區域生態的總目標層由社會經濟

自然復合生態系統構成,以綜合指數所表現出來的特征來評析區域內生態環境質量的總體水平。環境、自然、環境污染和社會經濟4個子系統構成了制約層。16個基本要素組成各個子系統構成了要素層。28個直接度量因子構成了指標層。孫希華將山東的農業生態環境質量作為評價的總指標,其評價準則主要由經濟要素、社會要素、技術要素和自然環境要素所構成,每一準則層由不同的要素組成,48個要素組成所需評價的要素層”。運用“樹木活力”法對吉林生態環境質量進行評價這一新的綜合生態指標由千慶蘭提出,補充在通常狀況下要想科學、全面地解決生態環境質量目前存在的不足,僅僅依靠單一的環境指標是不夠的。

本文評價體系的建立,基于以下考慮:一是使指標體系能夠完整準確地反映農業生態環境質量狀況;二是使指標體系最簡單化。在此原則的基礎上,確立農業生態環境質量評價指標體系。一般來說,農業生態環境評價指標體系分為一級指標體系和多級指標體系。通常情況下,一級指標體系不能完整而清晰地反映多層次屬性的特點。而農業生態環境又是由多個子系統構成的,各個系統之間的相互作用將直接影響整個生態系統的質量。因此,多級指標體系能夠清晰準確地反映各子系統之間差異及生態環境的不同層次,因此目前多級指標體系比較常用,其中多以二級指標體系為常見。

根據以上宗旨,農業生態環境質量整個指標體系得以確立。通常把農業生態環境又分為四個子體系:“生境資源狀況體系、生物狀況體系、生態狀況體系和環境污染體系。生境資源狀況體系由四個指標組成:“人均擁有耕地面積(畝/人)、草地面積占有比率(%)、水域面積占有比率(%)、森林覆蓋面積比率。”環境污染體系由三個指標組成:“灌溉水質量、農田土壤環境質量、農田大氣環境質量。”生物狀況體系由兩個指標組成:農作物中重金屬含量、農作物中農藥含量。

生態狀況體系由五個指標組成:“水土流失比率(%)、水土三化比率(%)、每畝平均施化肥量(千克/畝)、每畝平均施農藥量(克/畝)、農田土壤有機質含量(%)。”

2 環境質量評價的一般方法

生態環境評價方法就是指為了滿足生態環境過程中的一系列目標要求,所采用的程序步驟和相應的技術方法。國內外已經提出應用的環境質量評價方法是多種多樣的,至今我國尚未形成統一的方法系列,較成熟的方法有:

2.1 指數法與綜合指數法:即加權平均法。在農業生態環境質量評價中應用這種方法最重要的是評價指標權重的確定,一般都是采用比較易行的德爾菲法(專家評分法)。它可以簡便、直觀地體現出農業生態環境質量評價的綜合性、整體性和層次性。但是該方法的不足是主觀性比較大,因為專家在打分的過程中,主觀因素和自己的經驗,都在左右著分值的確定。

在確定評價指標體系和評價標準后,根據評價因素的相對重要性確定其權重值,將各因素的變化值得出綜合評價值。通常采用的數學模型按因子之間的相互相聯性、構成模式,第一步計算出各評價因子的加權質量指數,然后再按評價因子的歸屬關系得出三個因子集的質量分指數,最終由因子集質量分指數得出評價區域的生態環境質量綜合指數。

質量指數分為子體系指數和總指數兩級。共有四個子體系:灌溉用水子體系、農田大氣子體系、農田土壤子體系和其他生態環境子體系。每個子體系由若干指標組成。由指標值求出指數值。總指數值由四個子體系的分數值加權和得出。然后根據加權值的大小來得出環境質量的好壞。

2.2 模糊綜合評價方法:環境質量具有精確與模糊、確定與不確定的特性,所以環境質量評價中又引入了模糊綜合評價法。模糊方法是20世紀60年代美國科學家扎德教授創立的。因此評價過程中充分利用模糊信息,以及評判結果用模糊性的語言,該方法既有嚴格的定量刻劃,也有對難以定量分析的模糊現象進行主觀上的定性描述,把定性描述和定量分析緊密地結合起來,是近年來發展較快的一種新方法。

通過計算的綜合判斷中的各元素之值,對生態環境做出評判,評價等級。模糊評價方法,有時比較粗糙,而且往往受控于某污染權重的項目,以至于有誤判的現象,在評價因素時,這種現象尤為突出,而且導致實用性差。此外,還有一些方法:類比分析法,作為一種常用半定量和定性的方法,主要有生態因子類比、生態環境問題類比以及生態環境整體類比三種類比分析法。景觀生態學方法,生態環境質量狀況通過功能與穩定性分析與空問結構分析進行評價。圖形疊置法,即生態圖法,即一張圖上跌合兩個以上的生態環境信息,構成復合圖,反映生態環境變化的程度和方向。列表清單,分別將各種生態環境因子劣種統一表格的行與列里,逐一進行分析并以數字、正負號或其他符號表示其強度、性質等;指數法與綜合指數法是最常用的生態環境評價方法,表征生態環境因子特性的指標體系和確定評價標準的建立,并賦予因子權重,然后建立評價函數曲線,得出綜合評價指數值。例如內梅羅指數用于評價水環境質量,上海大氣質量指數、格林大氣指數用于評價大氣質量。

生態系統綜合評價法一般采用層次分析法(AHP法),同時采用定量和定性分析方法,又稱多層次權重分析決策法。生物生產力評價法,可評價生態環境質量極其變化趨勢,用生物量、生物生長量以及物重量三個基本生物學參數表示;其他評價方法還有回歸分析法、相關分析法、多因子數量分析法、系統分析法以及聚類分析法等。

總之,農業生態環境質量評價,為農業生態環境的管理提供參考標準,為農業生態環境的可持續發展提供依據。揭示和預測農業生態環境質量受人類活動的影響程度,為制定農業環境規劃、農業環境區劃、農業環境管理和農業法規提供科學依據。為農業生態環境的保護與建設提供科學的保障。

環境質量評價論文:城市人居環境質量評價分析

摘要:隨著社會經濟的發展,人們對人居環境的要求也逐步提高。本文從城市的尺度出發,以西安市作為研究區域,通過對人居環境基本概念的剖析和城市人居環境構成要素的分析,構建評價指標體系,對西安市城區的人居環境質量進行評價,并為優化城市人居環境質量提出建議。

關鍵詞:人居環境質量;評價;城市

隨著我國城市化進程的加快和住房制度改革,人居環境問題日益受到了政府和學界的廣泛關注。吳良鏞先生受道薩迪亞斯的人類聚居學理論的啟發,創立了“人居環境科學”。2001年,吳良鏞先生出版著作《人居環境科學導論》,確立了人居環境科學學術框架。此后,關于人居環境的研究進一步發展,尤其是對于城市人居環境的研究。

本文以城市為研究尺度,選取西安市三環范圍內作為研究區域,通過對人居環境系統構成的分析選取指標,建立評價體系,對研究區域的人居環境質量進行了評價,為西安城市的規劃建設提供一定的建議。

一.人居環境基本概念

1.1 人居環境的基本概念

人居環境是在人類居住和環境科學兩大概念范疇的基礎上發展而來的,是人類活動改造自然的勞動成果。

人居環境有廣義和狹義之分。狹義的人居環境是指人類聚居活動的空間,居民賴以生存的空間場所,它是在自然環境基礎上構建的人工環境;廣義的人居環境是指圍繞人類這個主體生存和發展條件的各種物質性和非物質性因素的總和,是與人類發展相關的各種要素的綜合。

1.2 城市人居環境的構成

城市人居環境一般由3部分組成:(1)居住條件,它通過住宅本身的價值來體現,包含住宅面積、住宅質量和住宅設備等;(2)生態環境質量,它通過城市的大氣、水、噪聲以及綠化水平等指標來反映城市生態環境的水平;(3)基礎設施和公共服務設施水平,它可通過各文教設施、商業服務業設施、各類活動場所、道路廣場、交通狀況等指標反映。

二.研究區域概況

西安,古稱長安,是人類文明和中華民族的發祥地之一,是新亞歐大陸橋中國段隴海蘭新經濟帶最大的中心城市。西安市現轄9區4縣,總面積10108平方公里,常住人口830.54萬人,戶籍人口764.25萬人。本文研究的區域是三環道路內的建成區范圍。其三環范圍內空間的功能分區明顯,不同功能區聚集不同產業;聚集不同年齡結構、不同文化水平的人口,所從事的生產、生活活動差異性較大。

三.評價指標的建立與數據采集

人居環境的優化過程,實質上是人居硬環境和人居軟環境的耦合過程。人居環境質量的評價實際上也就是對人居硬環境和人居軟環境的綜合評價具體而言。本文選取了居住條件、生態環境質量、基礎設施公共服務設施水平3個大類評價指標,15個單項指標,構成城市人居環境評價指標體系。針對指標體系收集了相關數據(主要來源于各年《西安統計年鑒(2002―2007)》)(見表1)。

表1西安市區人居環境指標數據資料

五.建議與討論

1)優化城市發展模式,處理好城市經濟增長與生態環境保護之間的關系,在滿足城市經濟增長指標的同時應該加快保護城市生態環境建設。

2)以人為本,改善城市居住環境。城市人居環境優化要落實在居住區這一尺度上。強化城市居住區的主導功能,以自然環境為基礎,不斷提高生活質量,創造出能使居民身心健康發展的、適應社會在發展需求的人居場所。

3)優化生態環境,實施可持續發展,采取各種措施,提高城市污水處理率,加強固體廢物綜合利用率,減少污染,提高人均綠地面積與城市綠化覆蓋率。

結束語:

城市人居環境發展是一個動態、復雜的巨大系統,本文僅考慮到影響西安城區人居環境的部分指標,即只是對人居硬環境進行評價,并沒有對人居軟環境經行評價,所以文中得出的結論具有局限性,只作為城市規劃建設的建議性依據。

環境質量評價論文:陽澄東湖水環境質量評價

【摘 要】 陽澄湖位于太湖流域下游,是太湖流域第三大湖,跨蘇州市區、蘇州工業園、常熟市、蘇州相城區和昆山多個行政區。近十多年來,隨著陽澄東湖周圍地區,特別是湖區北部工農業生產的迅速發展和城市化進程的加快,排入湖體內的工業廢水和生活污水的數量不斷增加,兼之湖內大面積的人工圍網養殖,養殖投餌帶入湖體內的氮、磷等營養物質也逐年增多,致使湖體水質污染和富營養化的程度逐年上升,湖泊生態系統日趨脆弱。從指示水質的水生植物——輪藻的分布面積看,70年代輪藻在陽澄湖幾乎全湖分布到目前輪藻僅在陽澄東湖南部區域有分布可以看出,陽澄湖的水質呈下降趨勢。

【關鍵詞】 陽澄東湖 環境質量評價

本研究的目的即為客觀評價陽澄東湖水環境現狀,為陽澄湖水質管理提供依據。

1 湖區水質基本理化參數

就湖泊水質而言,衡量水質的基本理化參數包括:透明度、濁度、pH、溶解氧、電導率、氧化還原電位。

湖區南北部水體透明度有明顯的差別,北部透明度顯著低于中部湖區,南部湖區透明度最高;與此相似,水體濁度顯示為相反的分布特征。北部、中部和南部湖區的透明度分別為61.7cm、82.3cm和116.4cm。(如表1)

湖區pH顯示為湖心區及南部湖區大于北部及沿岸區。由于湖心區及南部湖區水生植物覆蓋度大于北部及沿岸區,初級生產力較高,造成pH較高。而且,沿岸區可能受陸源污染物輸入的影響,pH偏低。

電導率的高低基本反映了水體中離子濃度的高低,沿岸區的電導率略高于湖心區,也顯示了陸源污染輸入的影響。

從三個湖區(北部、中部、南部)比較而言(表1),南部湖區電導率略低于北部湖區,但僅有4%左右的差異。pH的湖區差異也較小,北部湖區

湖區氧化還原電位和溶解氧分布均反映出南部湖區溶氧較高,氧化性較好,而北部湖區,特別是北部沿岸區的溶解氧和氧化性均較低。

從三個湖區的比較結果看(表1),南部湖區溶解氧平均水平比北部和中部湖區高0.3mg/l左右,而ORP則提高了約20%。但從絕對值看,三個湖區的差異并非顯著。

2 營養鹽水平

水體中氨氮的分布最高值出現在湖區北部,自北向南逐漸稀釋,應與污染輸入有關。而南部陽澄湖公園附近也出現了較高的氨氮分布區,是否與公園的施肥有關尚需驗證。北部湖區磷酸鹽在含量較中部湖區高,但南部水草區及野尤涇口外水草區出現了一個磷酸鹽較高的區域,這與在東太湖水草區觀察到水草覆蓋度較高的區域水土界面層的高有機質、高磷酸鹽含量類似。

從湖區比較看,北部湖區氨氮和磷酸鹽含量分別為0.29mg/l, 7.3μg/l;中部湖區則分別為0.13mg/l,4.7μg/l;南部湖區則分別為0.20mg/l,6.8μg/l。(如表2)

水體中總磷和總氮的含量既和溶解性氮磷營養鹽含量有關,但是水體中懸浮顆粒物的多少也會嚴重影響其含量。對照水體濁度指標,發現水體總磷和總氮含量與顆粒物多少有一定的相關性。總氮與濁度的關系可用下式表示:

y=5.3462x-4.2334相關系數R2=0.60

總磷與濁度關系可用下式表示:

y=116.45x-19.877相關系數R2=0.35

因此可以說,水體透明度的多少,即水體中懸浮顆粒物的多少,對水體中的總氮和總磷有一定的影響因素。

從北、中、南三個湖區的比較而言,總氮平均含量為2.22,1.51和1.07mg/l,總磷平均含量為0.22,0.20和0.19mg/l。從三個湖區數據的標準偏差看,北部湖區樣點間總氮總磷含量的數據離散度要大于中部湖區,中部湖區要大于南部湖區,這也說明了總氮總磷在北部湖區有一個較快的沉降過程,且越往南,差異越小。(表2)

硝酸鹽和亞硝酸鹽的分布同樣表現為北高南低的特點,而且,沿岸區要劣于湖心區,顯示著陸源污染物對水質的影響。而亞硝酸鹽僅在北部湖區的沿岸帶有一定含量的檢出,而亞硝酸鹽可以認為是氮在厭氧條件下的產物,預示著水體氧條件較差,氧化能力不足的問題。

比較三個湖區,硝酸鹽在北、中、南三個區域的平均含量分別為0.51,0.25和0.08mg/l。亞硝酸鹽僅在北部湖區檢出,平均含量0.01mg/l,中部和南部湖區均未有檢出。

北部湖區CODMn平均含量4.97mg/l,中部湖區平均值為4.66mg/l,南部湖區為4.29mg/l(表2)。同樣的表現為北部及沿岸帶高于南部及湖心區的特點。(圖1)

3 水域環境質量評價

水域富營養化程度的綜合評價是對湖泊富營養化發展過程中的某一階段營養狀態的定量描述,其主要目的是通過對具體湖泊富營養化代表性指標的詳細調查,判斷該湖泊的營養狀態,了解其水質及其富營養化進程,為湖泊水質管理和富營養化控制提供科學依據。

在本次評價中,選用《全國水資源綜合規劃湖泊營養狀態評價標準》(全國水資源規劃技術工作組,2002)一書中所推薦的評分法,作為評價的基礎方法,該方法選用了與富營養化關系最為密切的五項指標——Chla、TN、TP、CODMn、SD作為評價的基本參數,在具體的評價中首先以測點為評價單元,求得各項指標的營養狀態的評分值,然后以各測點五項指標評分的平均值與各級標準進行比照,求得各測站營養級別。以各測點代表面積占全湖面積的百分比值,求得不同營養級別水面面積的大小及全湖的營養水平。

其中,計算的各分量TSI指數由下式得到:

根據表2所列標準,陽澄東湖大都屬于中富營養水平,北部湖區少量樣點已屬于富營養化水平,而南部湖區則尚未發現富營養化區域。北部湖區富營養化指標平均得分為58.9分,最大63.8,最小值52.8,中部湖區平均得分56.6分,最大值60.0分,最小值52.4分;南部湖區平均得分53.1分,最大值56.3分,最小值51.6分。

在這個湖區的得分分布情況如圖1所示:在北部及沿岸區,其得分已經逼近甚至超越了富營養化指數域值,而南部水體則相對良好。

考慮三個湖區的不同面積,即北部湖區:7.87Km2,中部:4.02Km2,南部4.50Km2,總計16.4Km2面積計算,全湖區的富營養化得分情況計算如下:

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

全湖已處于富營養化域值(60)附近,富營養化情況不容樂觀。即使是水質較好的南部湖區,其TSI得分也達到了54.8,局部樣點也逼近60的臨界值,必須采取有力措施,才能及早遏制富營養化程度的進一步加深。

4 結論

根據國家地表水環境質量標準(GB3838—2002),對陽澄東湖昆山水域主要水環境質量參數進行評價,評價結果反映,其水質狀況主要為III類-IV類水,其中總磷已達V類標準。特別是北部湖區,水質狀況不容樂觀。

很多年來,陽澄東湖都是處于中營養水平,只有在局部湖區才表現為中富營養。但是據對本次主要測點的富營養化程度綜合評價,其得分已十分接近60分,已迫近富營養水平。

據在90年代初的調查表明,當時全湖均處于III類水標準,僅有部分指標達到IV類水,十多年來,陽澄東湖水質已經下降了近一個等級,情況不容樂觀。表明陽澄東湖富營養化污染已成為當前急待解決的重要環境問題之一。

環境質量評價論文:水環境質量評價在Excel中VBA的實現

摘要:針對水環境質量評價水質類型的多樣性、監測數據量大、參數各異的情況,本文通過總結以往水質評價存在問題,依據環境保護部“關于印發《地表水環境質量評價辦法(試行)》的通知(環辦[2011]22號),基于河流型水質評價方法計算比較復雜的問題,提出了以Excel為平臺,開發了編程簡單、通用性強、針對性突出的VBA應用程序。通過對實例計算應用,較好地解決了河流水質評價經常會遇到的重復、繁瑣的人工處理和Excel表格中無法簡單處理的計算,同時為Excel VBA實現湖泊、地下水、海水等水質評價方法提供了一種新的程序設計思路。

在環境質量評價研究中,特別是水環境質量評價需要對地表水、地下水、湖泊等大量的監測數據進行水質評價,迄今還沒有一個被大家公認的通用的具有可比性的水質評價方法。不同部門進行水質評價時,選用數學模型的任意性很強,常常不能反映本地的污染狀態【1】。2011年3月9日,環境保護部了“關于印發《地表水環境質量評價辦法(試行)》的通知(環辦[2011]22號)”,統一了地表水評價方法,而對于水質評價采用何種計算軟件沒有作出規定,現行的監測數據的保存和水質的評價,仍沿襲以往人工在Excel表格中進行,計算時經常需要用到單元格填充功能,常用插入函數與填充柄來完成。這種重復性的填充和插入函數容易出現錯誤,工作效率及準確性差,這就給評價工作帶來了困難,甚至無法計算出正確的評價結果。因此,如何實現水質環境質量評價的自動化、功能化將評價人員從單調耗時的工作中解放出來,是一個急待解決的問題。

鑒于以上原因,這里應用VBA語言編寫嵌入式模塊,開發了水質監測數據進行自動化的評價方法,通過實際應用可以看出這種方法不僅對地表水數據評價的效率、準確度高,而且可移植到湖泊、地下水、海水等水質評價中,具有較強的通用性和擴展性。

水質數據評價方法【2】

河流斷面水質類別評價采用單因子評價法,即根據評價時段內該斷面參評的指標中類別最高的一項來確定。描述斷面的水質類別時,使用“符合”或“劣于”等詞語。斷面水質類別與水質定性評價分級的對應關系見表1。

因此,計算中首先需要對每一個斷面的參評指標按照水質標準【3】,計算出各參評指標的水質類別,之后再按參評指標的水質類別的最高一項求出斷面的水質類別,最后根據斷面的水質類別判斷出水質狀況。

這里參評指標的水質類別利用了最優化方法,即求問題的最大值,將水質標準的五類水質類別I、II、III、IV、V,分別用數字1、2、3、4、5表示,尋優的方法采用搜索法。在本程序中選優利用的是水質類別區間法,它是一種水質類別區間搜索方法,廣泛應用于計算模糊數學隸屬度、灰色聚類函數的問題。

2開發設計

2.1 Excel水質評價數據表設計

應用計算機進行科學計算,通常需要建立數據輸入和結果輸出兩個數據表,就水質評價而言,為程序設計更優化,還需要增加一個存放水質評價標準的數據表以便程序調用和標準的增加及修改。程序設計之前,首先新建一個Excel,并在Excel中共建三個數據表,分別取名為“數據”、“結果”、“標準”,最后將該工作薄保存一個名為“水質評價”的Excel文件。

2.2 程序設計

為了簡化手工處理過程,筆者使用應用程序開發語言VBA在Excel下編寫宏程序,自定義Excel工具欄,菜單欄和界面,簡化模板的使用,使用戶在運用水質評價方法中,直接點擊“水質計算”按鈕,即可得到水質評價結果。基于上述水質評價方法和數據表設計后,用VBA實現水質評價的程序代碼清單如截圖1。

3水質評價方法在Excel中的實現

這里以大沽河干流水質監測結果為例【4】,根據大沽河干流水質現狀,從中篩選出高錳酸鹽指數(CODmn)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、揮發酚(vphl)、石油類(oil)、總磷(TP)、化學需氧量(COD)等7項作為河流水質評價指標(如表1所示)。應用程序進行水質評價時,首先將表1數據輸入到“數據”表中(如截圖2),然后將評價標準數據輸入到“標準”表中(如截圖3),最后直接點擊“水質計算”按鈕,便得到用戶所需要的結果(見截圖4),即計算出了斷面各指標的水質類別、斷面水質等級和水質狀況。

4結語

(1) 水質監測數據通常采用Excel表格進行存儲、計算及分析,因此應用Excel VBA平臺進行水質評價無需借助其它開發軟件,協同性較好,開發成本低,簡單易行,編程工作量較小。

(2) 應用Excel VBA程序對水質數據進行評價,操作簡單,運算快速。實例的9個水質監測斷面的水質數據,只需單擊“水質計算”按鍵,立即就能得到準確的評價結果,數據處理的速度大大加快,工作的效率提高顯著。

(3) 應用Excel VBA對河流型水質評價靈活應用性有較大的提高。由于程序代碼具有可移植的特性,因此針對不同的地表水類型的水質評價問題,只要對Excel VBA程序做少量的修改即可應用于地下水、湖泊、海水類型水質評價。

環境質量評價論文:地下水環境質量評價

摘要:提出用粗糙集(RS)理論的屬性約簡篩選地下水環境質量評價指標,通過主客觀組合賦權確定各評價指標的權重,再利用理想解法(TOPSIS)和灰色關聯度相結合的方法確定各樣本的相對貼近度,從而建立了地下水環境質量評價的RS-TOPSIS模型。將RS-TOPSIS模型應用于淮河流域某研究區的地下水環境質量評價,結果表明,13個采樣點中水質為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類的采樣點各有兩個,其余各采樣點為Ⅳ類,與未約簡指標通過理想解法和灰色關聯度相結合的評價模型得出的結果是一致的。

關鍵詞:粗糙集;理想解法;灰色關聯度;水質評價;淮河流域

作為地下水環境保護和治理的一項基礎性工作,地下水環境質量評價是進行地下水環境管理的重要手段之一。隨著測試手段和計算技術的發展,水質評價的方法也在日益增多,如:灰色關聯法、模糊評判法、層次分析法、人工神經網絡法[1-6]。然而由于地下水環境質量評價指標繁多而帶來的評價工作量大、計算復雜、評價主觀性強;水質指標信息的如何最大利用以及水質評價中權重的確定,這些都是水質評價工作過程中所要面臨和解決的問題。

針對上述問題,本文擬首先利用粗糙集理論中的屬性約簡方法對評價指標進行篩選,其次利用約簡后的指標構成最初的評價矩陣并構造多指標問題的理想解,計算各方案與理想方案的灰色關聯系數矩陣,以灰色關聯系數矩陣作為新的決策矩陣,再利用TIOSIS法進行方案排序[7-12]。通過對淮河流域某研究區進行實證研究,得出了比較合理的評價結果。

1 評價指標的約簡

1.1 約簡思路

水環境質量評價中多指標會導致評價工作的繁雜,因此需要在不影響評價結果的基礎上,采用粗糙集理論對水質評價指標進行約簡。

粗糙集理論是建立在分類機制的基礎上的,它將分類理解為在特定空間上的等價關系,而等價關系構成了對該空間的劃分。知識約簡是粗糙集理論的優秀問題之一,它是基于知識的分類能力不變的前提下的約簡[13]。具體的思路如下:

步驟1 建立評價指標信息系統。根據粗糙集理論,在做任何粗糙集計算之前,都應建立一個信息系統S={U,A,V,f}。其中U為對象的非空有限集合,稱為論域;A=C∪D是屬性集合,子集C和子集D分別稱為條件屬性和決策屬性;V是對象屬性的值域;f是信息函數,指定每個對象屬性的屬性值。具體到本次研究中,則是建立一個評價指標信息系統,條件屬性C在本次研究中為各指標,這里進行屬性約簡,不用建立決策屬性。

步驟2 數值離散。粗糙集的數學基礎是集合論,難以直接處理連續型的屬性值,一般要求由實際數據構成的信息系統中各個屬性值必須用離散值表達。因此粗糙集計算中需要對所有的數據進行離散后方能計算。目前對連續數據進行離散化的方法有多種:等距離劃分、等頻率劃等,但是使用這些方法需用戶對數據特征有較清楚的認識,所以本文采用具有動態聚類特性和一定的自適應性的K-均值聚類算法對連續數據進行離散化。

步驟3 約簡指標。識別和刪除無助于給定訓練數據分類的屬性即冗余的指標。

1.2 粗糙集理論

波蘭學者Pawlak Z1982年提出粗糙集理論,該理論基于分類機制的基礎,將分類理解為在特定空間上的等價關系,而等價關系構成了對該空間的劃分。屬性(知識) 約簡是粗糙集理論的優秀問題之一,是基于知識的分類能力不變前提下的約簡[7-12]。

定義1:令R為一族等價關系,r∈R,如果ind(R)= ind(R-r),則稱r 為R 中不必要的;否則稱r 為R 中必要的。如果每一個r∈R 都為R中必要的,則稱R 為獨立的;否則稱R 為依賴的。

定義2:設QP,如果Q是獨立的,且ind(Q)= ind(P),則稱Q為P的一個約簡。

1.3 K-均值聚類算法

粗糙集理論易于處理離散數據,然而應用中大部分數據都是連續的。要實現連續數據的粗糙集約簡處理,前提就是要尋求將連續數據進行離散化的方法,將連續數據離散成有限的語義變量或符號。為此,這里引用了具有動態聚類特性和一定的自適應性的K-均值聚類算法對連續數據進行離散化,其算法如下[18]。

(1)選取K個聚類中心:Z11,Z12,…,Z1K(上角數字為聚類中的迭代次數)。

4 結論

(1)應用粗糙集理論方法對原始的指標進行了約簡,且在數值離散中結合了K-均值聚類法,約簡后的指標進行評價的結果與未約簡的指標得出的評價結果是一致的,因此在不影響評價結果的基礎上很大程度的減輕了評價工作的繁瑣度。

(2)應用基于灰色關聯系數的TOPSIS評價模型對約簡后的指標進行了評價,其計算思路清晰,充分挖掘了數據的內在規律,并且引入了組合賦權的方法,避免了權重計算時過于主觀和客觀。因此兩者得結合使得地下水質量評價更加的科學與準確。

(3)粗糙集理論和理想解法相耦合的RS-TOPSIS評價模型思路清晰、計算簡便、評價結果合理,可應用于多指標項目的決策以及水資源承載力評價等方面,具有廣泛的應用前景。

環境質量評價論文:淺析水環境質量評價方法

摘要:文章論述了水環境質量評價及其原則,從污染指數評價、模糊評價、灰色評價、物元分析以及層次分析法等角度論述了多種水環境質量評價方法。

關鍵詞:水環境質量;評價方法;污染指數;

0 引言

隨著國內經濟發展,城鎮建設和工業生產不斷擴大,人們在工業及生活中的用水量急劇增加導致污廢水排放量也大量增加,長此以往造成大量水體遭受工業廢水和生活污水的污染。調查顯示,國內七大水系2/3以上的監測段面不能滿足Ⅲ類水質要求,且該現象有不斷加重的趨勢,大面積的水體污染不僅加劇了水資源短缺現象,并且已經嚴重影響了人類的正常生活及生產,因而對水環境進行有效控制迫在眉睫,而要實現對水環境的有效治理則首先應對其作出科學、準確的評價,找出影響水資源可持續發展的影響因素,其既是生態環境的基礎性工作也是有效治理的前提。

1 水環境質量評價及其原則

水環境質量評價是對某區域內水體內各要素進行分析并作出定量的評價,并通過對評價結果進行分析來將區域內水環境質量變化及其發展趨勢弄清,之后根據發展規律及趨勢來為當地控制水污染和水環境系統工程的制定提供依據,為做好當地水環境規劃及區劃做好基礎。總之,對區域內水環境進行質量評價是對區域內水環境污染進行防治的基礎工作,也是改善區域內水環境質量而急需解決的問題,在水環境質量評價時應遵循全面性、獨立相關性、可操作性、科學性及準確性原則。

2 水環境質量評價方法

2.1 污染指數評價法

將對水體進行的各項檢測項目數據和評價標準作為分指數,并將這些數據通過數學運算而得到總污染指數,并用該指數來代表水體污染程度以作為對不同河流或同一河流不同時期的水質評價尺度,該種方法只適于對水體進行定量描述,其可基本反應污染性質及污染程度。該評價方法分為單因子污染指數法和綜合污染指數法。

單因子污染指數法是將某污染物實測濃度與其評價標準相互比較來確定水質類別,其評價原則是將每個水質監測參數與國家相關標準進行比較,最后以最差的單向指標所屬的類別作為確定綜合水質類別的標準,因此該方法僅可反映出某種污染物的污染程度而不能反映出整個水體的污染程度;

綜合污染指數法是在各單一因子污染指數的基礎上,經過數學運算并處理后得到綜合污染指數,并以該指數作為評價水質和對水質分類的依據,經常采用的方法有冪指數法、加權平均法、向量模法以及人們改進后的指數分級評分迭加法等,該類方法可對水體進行整體描述,也可較為準確的從總體上反映出水體的污染程度和污染性質,并且利于對同一水體在不同時間和空間范圍做比較,因此該方法較為適用。

2.2 模糊評價法

任何區域內水環境本身都存在大量的不確定因素,因而對其中各指標級別及標準的確定也帶有一定的不確定性,由此模糊數學被采用到水環境評價之中,該種評價方法的是根據對水體的監測數據來建立各因子指標并對各級標準的隸屬程度來形成隸屬矩陣,然后將各個因子的權重集與隸屬度矩陣相乘來得到其模糊乘積,并且最終得到一個綜合評判集,由于數學的特點即為對事物的判別與評價,并且該方法體現了水環境中客觀存在的模糊性及不確定性,因此其具有一定的合理性,其具體方法是將各類污染物的超標情況進行加權,但實際上大多的污染物毒性及濃度間并非簡單的比例關系,因而采用線性加權平均得到的最終的評判結果往往會出現失真、失效甚至跳躍的現象等而不符合實際情況,并且該種評價方法操作過程復雜、可操作性差,因此對各評價因素進行權重合理分配以及可比性問題是該種方法重點研究對象,目前采用的模糊評價方法主要為模糊聚類法、模糊距離法以及模糊貼近度法等。

2.3 灰色評價法

由于在水質評價時對水質的分級或對水體是否污染的問題并非類似黑與白的可明顯進行判定的問題,且人們在對水環境進行檢測時所得到的數據都是在有限的時間及空間范圍內得到的,因而該類數據時不完全并不確切的,同時由于水質級別等本身為灰色概念因而整個水體環境本身也為一個本征性灰色系統,因此可將灰色系統原理用于水質綜合評價中,即將某區域的水環境作為一個灰色系統,其中的部分信息已知,其余部分則未知,在實際應用中根據水體各因子的實測濃度與水質標準之間的關聯度來確定整個水體的水質級別,對于不同水體則可通過其與相關標準的關聯程度作為對其優劣評定的依據。常用的灰色評價法包括灰色聚類法、灰色貼近度分析法和灰色關聯評價法等等。

灰色聚類則是通過監理與隸屬函數類似的白化函數并將其進行聚類,并以其結果作為斷定斷面水質情況的依據;灰色貼近度是在灰色聚類的基礎上衍生而來的,其是將聚類函數的分段計算變換為分段共斜率計算,并以此確定聚類元素與理想子集的貼近程度作為類別判定的依據;灰色關聯法是將各污染因子的實測值排成實際序列,同時將標準值排成理想序列,之后用灰色關聯度法計算兩個序列之間的關聯度,并根據關聯度的大小來確定斷面綜合水質的級別,若將該理論在多斷面的區域水環境質量評價中相應得到區域水質綜合評價的灰關聯分析法,隨著對水體環境的影響因素研究的不斷深入,其影響因素也不斷增多因而其不確定性也不斷加強,但該方法可充分的體現該水環境的不確定性,因而其在理論上是可行的,同時該方法簡單和可比性較好的優點,但其分辨率一般較低。

2.4 物元分析法

物元分析法是將物元分析理論應用于水環境質量評價內,其首先根據各級水質標準監理經典域物元矩陣,之后根據各個污染因子的實際濃度來建立節域物元矩陣,然后建立各污染指標對不同水質標準級別的關聯函數,并根據函數的數值大小來確定水體的水質級別,一般采取關聯度最大值的對應級別來作為評價水質級別的標準,該種方法的關聯度是建立在可拓集合基礎上的取值區間的拓寬到實數軸,并且可拓集合的關聯函數可用代數式表示,從而可以定量化的解決不相容問題,以便于從變化角度來識別變化中的事物,因此該種方法更能反應事物的本質狀態,同時具有較高的分辨率。

2.5 層次分析法

層次分析法是將評價系統內有關方案中的各要素進行層層分解,而對同一層次的要求則以上一層要求為準則,之后進行兩兩判斷比較,并經計算得出各要素的權重,最后根據最大權重來確定水質標準,其首先應建立指標體系和判斷矩陣,之后進行歸一化特征向量及進行一致性檢驗,最后計算綜合評價指數。在一般應中忽略較最大值小的上一級別的層次權值,并且根本不考慮各層次權值間的關聯性,因此該方法的評價結果往往分辨率較低,評價結果也不盡合理。

3 結語

國內大面積水域的水環境質量不斷惡化,對水環境的治理迫在眉睫,為了更好的對其進行治理,對水環境質量評價的要求也越來越重要,隨著對水環境研究的深入,水環境質量評價方法也多種多樣,在實際應用中應結合具體水質情況選擇評價方法才可得到預期效果。

環境質量評價論文:水環境質量評價方法淺析

摘要:從污染指數評價法、模糊評價法、灰色評價法、 物元分析法以及層次分析法等角度論述了多種水環境質量評價方法。

關鍵詞:水環境;質量評價;指數評價;模糊評價

引言

隨著國內經濟發展,城鎮建設和工業生產不斷擴大,人們在工業及生活中用水量急劇增長的同時排放量也隨之增加,致使大量工業及生活污水將諸多水體污染,導致水污染已成為目前國內最為嚴重的環境問題,國內七大水系2/3以上的監測段面不能滿足Ⅲ類水質要求,水體污染在成為人類面臨的最大環境問題的同時也加劇了各地的水資源短缺,而要實現對水環境有效治理、改善和保護則首先應對水環境質量做出可觀準確的評價,因此其是保護地區水環境的基礎性工作,并已成為當今急需研究的問題。

1.水環境質量評價方法

1.1 污染指數評價法

將對水體實際監測數據與評價標準作為分指數,然后將其通過數學運算得到總體污染指數,并將該指數作為水體污染程度評價標準,并作為評價不同河流或同一河流不同時期水質評價尺度,該種方法只適于對水體進行定量描述,其可基本反應污染性質及污染程度。該評價方法可分為單因子污染指數法和綜合污染指數法。單因子污染指數法是將某種污染物實測濃度與其評價標準做比較來確定水質類別,其只能反應某種污染物的污染程度而不能反映水體整體污染程度;綜合污染指數法是在各因子污染指數的基礎上,經過數學方法處理而得到綜合污染指數,以此作為評價水質和對水質分類的方法,該方法可對整體水質做定量描述,可較為準確的反映水體污染性質和程度,并且便于對同一水體不同時間和空間上做比較,因此該方法較為適用。

1.2 模糊評價法

水環境本身即存在大量不確定因素,因此在其包含的各指標級別和標準的確定上也具有一定的模糊性,為此在水質評價中即引用了模糊數學理論。其具體方法是根據監測數據來建立各因子指標對各級標準的隸屬度集而形成隸屬矩陣,然后將各因子的權重集與隸屬度矩陣相乘得到的模糊積并獲得一個綜合評判集,由于模糊評價法體現了水環境中客觀存在的模糊性及不確定性,因此其具有一定的合理性,其具體方法是將各污染物的超標情況進行加權,但由于大多污染物毒性及濃度之間不是簡單的比例關系,因此當采用線性加權平均得到的最終評判容易出現失真、失效或是跳躍現象等而不符合實際情況,并且該種評價方法操作過程復雜、可操作性差,因此對各評價因素進行權重合理分配以及可比性問題是該種方法重點研究對象,目前采用的模糊評價方法主要為模糊聚類法、模糊距離法以及模糊貼近度法等。

1.3 灰色評價法

由于在水質評價時對水質的分級或對水體是否污染的問題并非類似黑與白的可明顯進行判定的問題,且人們在對水環境質量監測過程中所得到的數據都控制在有限的空間及時間范圍內,因此該種數據在一定程度上是不確切的,諸如“水質級別”、“污染程度”等概念均為灰色概念,水環境本身也屬于一個本征性灰色系統,因此可將灰色系統原理用于水質綜合評價中,即將水環境整體作為一個灰色系統,其中部分信息為已知,部分為未知,在實際應用中根據水體各因子的實測濃度與水質標準的關聯程度來確定水體的水質級別,對于同類水質的不同水體則可通過其與該類標準的關聯度大小來進行優劣評定。常用的灰色評價法為灰色聚類法、灰色貼近度分析法以及灰色關聯評

價方法等。灰色聚類是通過建立與隸屬函數類似的白化函數并對其進行聚類,根據結果來確定斷面綜合水質;灰色貼近度則是對灰色聚類的改進,通過將聚類函數的分段計算改為分段共斜率計算,并以此確定聚類元素與理想子集的貼近程度來最終確定所屬類別;灰色關聯法是將各污染因子的實測值排成實際序列,同時將標準值排成理想序列,之后用灰色關聯度法計算兩個序列之間的關聯度,并根據關聯度的大小來確定斷面綜合水質的級別,若將該理論用于多斷面的區域水環境質量評價中則相應得到區域水質綜合評價的灰關聯分析法。隨著水環境日益復雜影響水環境的因素不斷增多且不斷發生變化,致使水環境的不確定性也日益增加,灰色評價法在理論上是可充分體現該系統的不確定性,同時該方法具有簡單、可比的優點,但該類方法一般存在分辨率低的缺點。

1.4 物元分析法

其是在水環境質量評價領域應用物元分析理論,具體做法是根據各級水質標準建立經典域物元矩陣,同時根據各種污染因子的實際濃度來建立節域物元矩陣,然后再建立各相關指標對不同水質標準級別的關聯函數,最后根據函數值大小來確定水體的水質級別,一般采取關聯度最大值的對應級別來作為評價水質級別的標準,該種方法的關聯度是建立在可拓集合基礎上的取值區間的拓寬到實數軸,并且可拓集合的關聯函數可用代數式表示,從而可以定量化的解決不相容問題,以便于從變化角度來識別變化中的事物,因此該種方法更能反應事物的本質狀態,同時具有較高的可分辨率。

1.5 層次分析法

其是將評價系統內有關方案中的各要素進行層層分解,而對同一層次的要求則以上一層要求為準則,之后進行兩兩判斷比較,并經計算得出各要素的權重,最后根據最大權重來確定水質標準,其首先應建立指標體系和判斷矩陣,之后進行歸一化特征向量及進行一致性檢驗,最后計算綜合評價指數。在一般應中忽略較最大值小的上一級別的層次權值,并且根本不考慮各層次權值間的關聯性,因此該方法的評價結果往往分辨率較低,評價結果也不盡合理。

2. 結語

隨著國內水環境不斷惡化,對水環境質量評價越來越重要,目前各種評價方法都有自己的優劣性,隨著科學技術的不斷發展,評價方法也必將得到開發和優化,在實際應用中應結合具體水質情況及其他客觀因素來選擇評價方法。

作者姓名:張譯丹,女,漢族,重慶市南岸區人,環境監測工程師,本科。

環境質量評價論文:海洋功能區環境質量評價方法初探

【摘 要】本文介紹了中國及世界上海洋功能區劃的現狀,對國際上海洋及海岸帶資源評價的指標框架和國內海洋功能區環境質量評價方法進行了分析與研究,指出了海洋功能區環境質量評價方法中存在的問題,在此基礎上對構建海水浴場、海水養殖區、海洋保護區、海洋傾倒區等典型海洋功能區的環境質量評價方法及其指標體系的進行了初步探討。

【關鍵詞】海洋功能區;環境質量評價;方法

我國沿海區域正在大力發展海洋經濟,培育發展海洋化工、石化、鋼鐵、能源、海洋裝備制造等高端臨海產業和海洋生物醫藥、海洋可再生能源等海洋新興產業,建設高端產業集聚的“黃金海岸”。向海洋要資源、要環境、要空間是我國沿海區域發展的必然選擇和重要發展戰略。在這個背景下,深入貫徹落實海洋功能區劃制度,對于推動海洋經濟科學發展,促進海洋生態文明建設,必將發揮新的重大作用,產生積極而深遠的影響。

海洋功能區,是根據海域及海島的自然資源條件、環境狀況、地理區位、開發利用現狀,并考慮國家或地區經濟與社會持續發展的需要所劃定的具有最佳功能的區域[1]。海洋功能區確立了海洋開發方向和主導功能,實現了科學的海洋開發利用秩序,為實現海域的合理開發和海洋資源的可持續利用,滿足國民經濟和社會發展對海洋的需求提供了可靠的依據。《中華人民共和國海域使用管理法》明確規定,“我國實施海洋功能區劃制度,海域使用必須符合海洋功能區劃”。《中華人民共和國海洋環境保護法》也規定,“國家根據海洋功能區劃制定全國海洋環境保護規劃和重點海域區域性海洋環境保護規劃”,“開發利用海洋資源,應當根據海洋功能區劃合理布局”。因此海洋功能區在海洋保護與海洋管理工作中具有重要的意義。

1 海洋功能區劃介紹

2012年3月國務院正式批準《全國海洋功能區劃(2011-2020年)》,該區劃文件,確立了以自然屬性為基礎、科學發展為導向、保護漁業為重點、保護環境為前提、陸海統籌為準則、國家安全為關鍵6項原則;區劃將我國全部管轄海域劃分為農漁業、港口航運、工業與城鎮用海、礦產與能源、旅游休閑娛樂、海洋保護、特殊利用、保留等八類海洋功能區。同時,基于自然條件和經濟社會發展需求,確定了渤海、黃海、東海、南海及臺灣以東海域等五大海區的總體管控要求,將我國管轄海域劃分為29個重點海域,并確定了重點海域主要功能和開發保護方向。

將海域及海島劃分為不同類型的海洋功能區的海洋功能區劃理論是由中國學者提出,并逐漸得到發展和應用的。早在1989年中國就開展了渤海海區海洋功能區劃試點工作,之后開展了全國海洋功能區劃,并于2002年8月得到國務院的批復;《全國海洋功能區劃(2002)》實施期滿后,《全國海洋功能區劃(2011-2020年)》于 2012年3月3日經國務院批準正式實施。沿海各省市遵循《海域使用管理法》確定的編制原則,在《全國海洋功能區劃(2011-2020年)》的指導下,編制或修訂了地方各級海洋功能區劃,至此,中國逐步建立起了四級海洋功能區劃體系。海洋功能區劃是海洋開發與管理的基礎,其優秀是根據海域區位、自然資源的環境條件和開發利用的要求,按照海洋功能區分類體系標準,將海域劃分為不同類型的功能區,確定海域使用的最佳功能順序,以控制和引導海域的使用方向,為合理使用海域提供科學依據。

《江蘇省海洋功能區劃(2011―2020年)》于2012年10月通過國務院的批復,明確到2020年,江蘇省建設用圍填海規模控制在26450公頃以內,海水養殖功能區面積不少于30萬公頃,海洋保護區面積達到管轄海域面積的11%以上,保留區面積比例不低于10%,大陸自然岸線保有率不低于35%,整治修復海岸線長度不少于300公里。

在國際上,除了個別國家如韓國效仿中國開展海洋功能區劃外,基本沒有開展這項基礎性工作。海洋功能區的功能使用歸根結底是對海洋資源的利用,很多發達的海洋國家是根據海洋資源的特點進行分區管理,但主要是從岸線區劃的角度進行管理,如荷蘭等一些國家主要實行資源區劃,不同的區域實行不同的管理對策,如美國夏威夷和阿拉斯加州。應該說,這些都具有海洋功能區劃的某些屬性。許多國家,在海岸帶資源與環境管理中實施有針對性的區劃、規劃和計劃,如1991年在美國California州召開的第七屆國際海洋和海岸帶管理研討會上就己有很多文章論及要實行海岸帶和海洋分區管理(Alan T. White and Nelson Lopez, 1991),通過執行稅收政策和環境引導達到海洋資源可持續發展的目的。目前國際許多國家,在沿海保護中開展了規劃、區劃的管理實踐,主要有兩方面,一是將自然保留地劃分為特定利用配置區(如潛水、自然研究、魚釣、繁殖區、水上運動等)海岸帶資源與環境管理,澳大利亞大堡礁海洋公園管理局的保護計劃、馬來西亞帕勞雷當海洋公園的海洋保留計劃、巴巴多斯的霍爾頓海洋保留地都體現了這一思想;二是按法規及沿海土地利用規劃,劃定某些特殊利用區如賓館、水產養殖、通航、綠色帶、商業捕撈、自然保留地。這些研究都取得了一定的成果。

2 海洋功能區環境質量評價方法現狀

隨著海洋功能區劃在全國范圍內的實施,隨之而來的問題就是如何檢驗功能區運行質量,海洋功能區評價逐漸為人們所關注,陸續展開。如何能對執行多年的海洋功能區劃進行優化與修訂,如何對已完成區劃的功能區實施科學監督,掌握海洋功能區的優勢、劣勢,揚長避短,在海洋環境不被破壞的前提下,使海洋資源得到最大程度的開發仍然是擺在管理者面前的重要任務。海洋功能區的評價目的亦在于此,因此,對海洋功能區進行評價,不僅能科學地反映海洋功能區的開發活動對環境和生態系統的影響;而且可以科學、客觀地評價海洋功能區的運行質量,讓管理者全方位了解功能區優劣情況,為管理者提供決策依據;同時,為海洋功能區劃理論提供修訂的參考方向。

近幾年國內開展了一些對海洋功能區的評價方法的探討,如楊晗熠[2]將層次分析法與模糊綜合評判方法相結合,提出了一種新的定量的港口功能評價方法,并給出了港口功能評價指標體系的結構模型。該方法在一定程度上減小了主觀因素對評價的影響并使定性問題定量化。吳姍姍[3]借鑒旅游地綜合評估理論,進行旅游資源開發利用的無居民海島價值定量評價及級劃分研究,同時以放雞島為例進行驗證,為合理發展無居民海島旅游提供有益的參考。楊新梅[4]應用模糊數學的加權評分法和層次分析法對遼寧省海洋自然保護區環境和資源現狀進行了綜合的評價。陳劍[5]等應用系統工程理論方法,結合區位理論、宏觀經濟分析方法及計算機技術等對城市功能區劃進行了深入研究,建立了關于膠州灣功能區劃的多目標動態決策分析模型,經過求解模型得到了滿意的區劃方案。

目前國際上對海洋及海岸帶資源評價的指標框架通常有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]。這些模型均不同程度的考慮了人類活動對環境的壓力,自然資源的質和量的變化,以及人們對這些變化的響應。

相對于陸地區域的評價來說,海洋功能區的評價還只是剛剛起步,還很不完善、不成熟。在目前的業務化海洋監測與評價體系中,海洋功能區的監測與評價仍然停留在從常規的氮、磷、COD、石油類幾種監測項目的監測數據中對環境質量狀況做出簡單的常規評價。對海洋功能區的監測項目設置、評價方法與評價指標均未反映出各功能區的使用功能與服務特點。海洋功能區沒有針對功能區的固定監測站位,監測項目缺少針對性。評價方法只能依據單因子指數法,方法過于單一、沒有針對性,而評價標準選用的均為常規國家水質、沉積物標準,評價標準分級過于寬泛、一些反應功能區特征的指標缺少標準,尤其是反映功能區環境質量主要因素的生物群落結構等缺少評價標準,因此,當前對于海洋功能區的評價結果多為籠統結論或定性結論缺少定量指標:如對海洋自然保護區的評價結論只能簡單的反映水質是否滿足保護區的海水質量要求,缺少對珍惜保護物種及其棲息環境的監測與評價、海洋傾倒區缺少對污染生物的監測與評價,海水浴場的監測與評價項目中的某些常規水質指標(氮、磷等),對浴場使用功能發揮和人體健康沒有直接的影響等。由于目前海洋功能區監測與評價中存在的問題與不足,導致了目前功能區的評價結果不能給功能區的使用與管理提供直接指導依據。

3 構建海洋功能區環境質量評價體系

海洋生態系統是自然-經濟-社會復合系統,海洋生態系統要持久地維持或支持其內在的組織結構功能和動態健康必須實現其生態合理性、經濟有效性和社會可接受性。因此,海洋功能區評價主要是建立基于海洋功能區的自然屬性、使用功能、海洋資源合理開發利用、海洋生態環境保護的基礎上的環境質量評價指標體系[9-10]。

評價原則需考慮評價的綜合整體性、評價因子體系化與全面化、評價技術的系統化與定量化[11]。其中篩選評價指標、確定評價方法及評價標準是構建的海洋功能區環境質量評價指標體系的關鍵部分。評價指標的篩選應遵循完整性、可操作性、重要性、獨立性、評價性原則。在分析各種類型功能區的自然屬性、功能特點、海洋環境保護目標及目前的環境與生態問題的基礎上,篩選功能區環境質量代表性指標或因子。筆者認為海水浴場、海水養殖區、海洋保護區、海洋傾倒區等典型海洋功能區可以從以下幾方面進行考慮:

海水浴場:環境狀況(海水質量、垃圾、是否有影響浴場環境的生物等方面)、使用價值(沿岸游憩的價值、資源吸引力、市場推動力等方面)、周邊資源(交通、服務資源、周邊環境等)等方面;

海水養殖區:養殖基本狀況(養殖方式、種類、面積、密度)、養殖環境(海水質量、沉積物質量、生物體質量等)、養殖病害(發病率、投藥種類、藥殘量)等方面;

海洋保護區:多樣性(物種多樣性、物種豐度、生態系統多樣性)、稀有性(物種瀕危程度、物種地區分布、生境或生態系統稀有性)、脆弱性(生態系統功能穩定性、生境穩定性)、環境狀況(海水質量、沉積物質量、生物體質量)等;

海洋傾倒區:傾倒狀況(傾倒種類、數量、污染狀況)、傾倒引起的環境狀況(水質變化、沉積物變化、生物群落變化、水深地形變化等)等。

海洋功能區環境質量評價方法及其體系的基礎是各種海洋功能區功能特點和環境保護要求及其管理目標[12]。因此,海洋功能區評價方法及評價標準的選擇需要考慮到方法的適用性與可操作性。目前層次分析法、專家打分法在海洋生態環境質量評價中已經相對成熟,因此可以根據海洋功能區評價目標的不同將目前的環境指數法與層次分析、專家打分法等方法相結合,建立適合海洋功能區的評價方法。評價標準的制定需要根據評價指標和評價單元質量的定量化描述需求及其生態效應進行分析后確定,還要考慮功能區的功能特點、環境質量現狀、相關環境質量標準或研究成果、海洋經濟發展、海洋環境保護目標等方面。

4 結論

海洋功能區環境質量評價體系的建立不僅能夠反映海洋功能區的資源條件和環境狀況,還能反映其開發利用狀況以和服務功能的發揮情況,從而為海洋功能區的科學管理和可持續利用提供依據[13]。因此應盡快開展海洋功能區環境質量評價方法及其指標體系的研究,出臺海洋功能區環境質量評價技術標準或規范,以實現海洋功能區環境質量評價的業務化運行,為海洋功能區的監督管理提供依據,促進海洋環境保護和海洋功能區功能的正常發揮。

環境質量評價論文:淺談區域生態環境質量評價研究進展

【摘要】隨著經濟的不斷發展,提高人們生活水平同時也帶來了環境問題。特別是近些年來環境污染不斷加劇,越來越多的人開始關注生態環境的保護。生態環境質量評價工作的進行,有利于提升生態環境的質量。本文在對區域生態環境質量評價研究進行分析的基礎上,總結出了國內外具有典型意義的生態環境質量評價指標,并對其特點進行分析,提出今后的研究方向。

【關鍵詞】區域;生態環境;進展

作為人類生存發展的基礎,生態環境不僅僅能為人類提供自然資源,還能保障人們的生存環境。但是隨著人口數量的激增,人們想要發展,希望利用環境、改造環境,使環境更好地服務與人類。這樣一來,不可避免地對環境造成了破壞。生態環境的破壞,又會對經濟的發展造成制約,這樣一來就形成了一個惡性循環。因此,對生態環境進行保護,提升其質量很有必要。對生態環境的質量進行評價,能夠更好地掌握生態環境的動態變化,從而有效的進行生態環境建設。

1、我國區域生態環境質量評價研究現狀

從上世紀七十年代初期開始,我國展開了環境質量評價工作。八十年代末期,由單純的環境質量評價進一步擴展到生態環境質量評價。此后,隨著生態環境質量評價的理論和方法不斷發展盲目從原來的關注災害和污染逐步轉向了涉及多方面的生態環境質量評價體系。上世紀九十年代初,在區域生態環境預警的原理基礎上,傅伯杰立足于生態破壞、資源枯竭以及環境污染等方面,使用定量與定性相結合的方法,選取我國的主要省區作為研究對象,對其進行等級劃分與排序。1995年,范常忠等對廣東省的是個主要城市進行生態環境質量評價,對省內的生態環境進行分級,并根據其特點總結出面臨的主要問題,提出相應的解決辦法。同年,馬玉增等人對我國的山丘生態環境進行評價,并制定出相應的指標體系。2003年,胡會峰等人通過對湖泊生態系統的大量研究,提出了湖泊生態系統健康評價指標體系。以上的各個研究,針對不同區域的生態環境進行質量評價研究,拓展了質量評價的新思路。

作為生態環境質量綜合評價的基礎,指標體系需要遵循可操作性、穩定性的原則。不同指標構建側重于不同的屬性與功能。主要有以下三個方面的內容,一是基礎建設,諸如道路、綠化、景觀等,二是社會經濟和文化,如教育、消費等,三是自然條件,包括地質、水文等。評價方法主要使用的是層次分析法、專家打分法、投影追蹤法等。

2、我國區域生態環境質量評價研究方法

2.1層次分析法

上世紀七十年代,美國運籌學家T.L.Saaty提出了層次分析法,該方法主要是講定量分析與定性分析相結合,從而實現多目標決策。層次分析方法不僅能夠減少主觀因素對分析結果造成的影響,還能夠檢驗是否正確,因此逐漸獲得了廣泛的應用。層次分析法首先需要建立起遞階層次結構,然后在對矩陣標度進行判斷,然后再計算權重并排序,最后進行一致性檢驗。該方法在復雜的系統評價中獨具優勢,能夠很好地將定性與定量分析結合起來。

2.2指數評價法

作為一種特定的相對數,指數主要是對食物或是現象的動態變化進行反應。當指數不變的情況下,可以觀察其他指標的變動。在我國廣泛使用的是綜合指數法。該方法可以對多個因素指標進行分析,保持一個或多個因素不變,可以用于觀察其他因素的變化程度。

2.3人工神經網絡評價法

該模式是建立在人工神經網絡的基礎上,應用多指標綜合評價方法,建立起神經網絡結構,增強該結構的自適應能力,從而能夠以更加貼近人類的思維模式對生態環境質量進行評價。通過神經網絡可以模擬人工對環境質量進行定量的評價,相比與人工更加準確、高效。首先需要確定評價指標集,并將BP網絡中輸入節點的個數作為指標個數。其次還要確定BP網絡的層數,確保具有三層網絡模型結構。另外,還需要通過對指標值進行標準化的處理,以進一步明確評價結果。最后確定正確的評價。

2.4生態足跡法

城市生態環境質量評價主要使用生態足跡法,以衡量某地區的生態承載力。首先需要對各項主要的消費項目人均年消費量值進行計算,其次計算人均占用的土地面積,最后計算出生態盈余。該方法缺乏對自然系統提供更自然功能的完全描述。

3、我國區域生態環境質量評價存在的問題及解決策略

由于人們的生活、工作對生態環境的影響越來越深遠,對于生態環境的質量進行評價的相關研究引起了人們的關注。雖然區域生態環境質量評價已經獲得了較大的發展,但是由于生態環境本身就具有不確定性,各種情況十分復雜,都會對評價的結果造成影響,再加上生態環境一直處于一個動態的過程,對于其中某一個環節的質量進行評價有一定的困難性。其次,在評價指標層面,由于缺乏針對特殊指標、常用指標的系統、定量的研究,得出的結論缺乏全面性。在評價手段層面上,雖然遙感與地理信息系統技術在我國發展越來越迅速,但是在區域生態環境質量評價領域,仍然沒有得到很好地利用。作為生態環境質量評價的輔助手段,遙感能夠及時地提供信息,但是卻不能及時地解譯信息,及時獲得了很多信息也不能對其有一個綜合的利用。在評價方法層面上,雖然對方法的應用效果有一定的研究,但是缺少各種方法之間的比較。在評價對象方面,普遍還是將視角放在了省、市、工礦區等宏觀層面,很少有獎區域內的組織結構和區域之間的關系作為研究對象,這樣得出的結果卻少了量化的分析內容。最后,缺少了對影響生態環境質量評價結果的因素的范圍的研究。人在生態環境系統中,既是感受著,也會對環境造成影響。而對于生態環境指標因素的影響也是兩個方面的,需要在一個合理的范圍內。

針對以上問題,首先應當逐步對生態環境影響、響應機制不斷完善,讓各個指標因素的影響效果更佳明確。其次還應當關注遙感分類提取的評價指標因素,并不斷對其進行規范。此外,還需要不斷對遙感獲取的信息進行分類,通過模型化和規范化,使得評價的模型不斷完善,從而確保評價的準確、高效。還可以通過各因素影響程度評價模型的鋼構件,明確評價對象存在的問題。最后,使用多個不同層面的尺度對評價對象的結構進行評價,能夠使區域生態環境質量評價體系更加完善。

4、結束語

隨著經濟的不斷增長,對于環境的影響也越來越大,由此很多人開始關注生態環境的保護。對于生態環境的質量進行評價,能夠為生態環境的保護提供參考依據。雖然我國區域生態環境質量評價研究已經有了四十多年的歷史,但是在實際情況中還是存在了一定的問題。生態環境質量評價研究從理論上保障了質量評價工作的正常進行,因此很有必要。本文就在分析了區域生態環境質量評價的相關內容的基礎上,對其存在的問題進行分析。

作者簡介

李冬琴(1980年),女,籍貫:湖北十堰人,職稱:中級,學歷:本科,主要研究方向:生態保護及環境影響評價。

環境質量評價論文:黃山市生態環境質量評價研究

【摘 要】城市生態環境質量不僅影響著城市生態功能的穩定,而且還影響著城市的可持續發展。“十二五”發展規劃期間是安徽省推動生態省建設、提升生態文明重要時期。國民也更加注重生態環境質量。本文利用主成分分析方法對黃山市生態環境質量進行綜合評價,有效地構建了黃山市生態環境質量評價指標體系,并對環境治理與改善給出合理建議。

【關鍵詞】生態環境質量;主成分分析;綜合評價

0 引言

黃山市是一座美麗的旅游城市,屬于亞熱帶、濕潤性季風氣候,一般溫和多雨,四季分明,環境適宜。近年來,環境破壞現象越來越嚴重,國家對生態環境保護力度逐漸加大,也取得突出成績。葉亞平等[1]對中國省域生態環境質量評價指標體系進行了研究,得出了省域生態環境指標體系由環境質量背景、人類對生態環境的影響、人類對生態環境的適宜度需求組成,并分別提出相應的指標體系及評價方法。孫東琪等[2]利用層次分析法對中國及其31個省市區、三大經濟帶的生態環境質量進行綜合評價,分析了其生態環境的變化態勢。目前大多數都是針對我國以及省域生態環境系統的研究,而針對于地方市級區域的生態環境系統研究甚少。本文利用主成分分析方法黃山市生態環境質量進行綜合評價,有效地構建了黃山市生態環境質量評價指標體系,并對環境治理與改善給出合理建議。

1 理論基礎

假設n個評價對象有n個p維向量,構成n×p階的數據矩陣X:

通過主成分分析法[3]可以得到的新變量為N1,N2,…,Nm(m≤p),該線性組合表示為:

2 黃山市生態環境質量評價研究

2.1 指標選擇與數據處理

分別選取自然環境指標:人均可用水資源量(X1)、人均耕地面積(X2)、C02排放強度(X3)、SO2排放強度(X4)、生活污水處理率(X5)、工業廢水排放達標率(X6)、工業廢物利用率(X7)、人均公共綠地面積(X8)、居住綠化的覆蓋率(X9)。同時,選取黃山市2006年到2016年指標數據進行研究,同時對原始數據進行標準化處理。

2.2 實證分析

2.2.1 適應性檢驗

對于多層次、多指標城市生態環境質量的評價指標體系,在進行主成分分析,首先進行適應性檢驗,如:巴特萊特球形檢驗、KMO檢驗[4]。結果如下表1所示:

由表1可知,KMO值為0.873,說明該指標數據可以做主成分分析。Bartlett球形測試結果伴隨著概率為0.000,小于0.05,因此拒絕Bartlett球形測試,這被認為是非常合適的主成分分析。

2.2.2 計算相關系數矩陣R

初步判定各個指標之間的相關程度。結果見表2:

(3)計算相關系數矩陣R的特征值λi、方差貢獻率、累計貢獻率,確定主成分個數。

由表3可知,主成分N1、N2、N3的累計貢獻率為88.5%,說明這三個主成分足夠反映生態環境系統體系絕大部分信息。因此利用N1、N2、N3對黃山市自然生態環境質量進行評價。

(4)計算所選擇的主成分所對應的特征向量,寫出主成分表達式。

(5)計算生態環境指數。

計算生態環境指數過程中,賦予每一個主成分不同的權值,則令指數計算模型為:I=w1×N1+w2×N2+w3×N3,運用熵權法對各主成分賦權,w1,w2,w3分別為N1、N2、N3的權重。結果如表4。

表4計算得到的生態環境指數存在正、負的情況。這僅代表生態環境某一年生態環境質量所處的相對位置既某一年的生態環境質量狀況與近幾年來的平均水平的位置關系,以平均水平作為零點,零點以上越遠,則相對應的生態環境質量越好;零點以下越遠,則相應的生態環境質量越差。

3 結論

在構建評價指標體系時,從多個指標建立生態環境評價指標體系,由以上的綜合評價結果顯示:黃山市的生態環境從2006年到2015年總體評價正處于良性發展趨勢,處于生態市建設的發展階段,各個指數值保持緩慢增長,這說明黃山市生態環境質量已經處于較好的水平發展狀況良好。

環境質量評價論文:地下水環境質量評價研究綜述

摘要:綜述了地下水環境質量評價研究的目的和意義,以及國內外的研究現狀,就未來研究的發展趨勢作出了預測并提出一些相關建議。

關鍵詞:地下水環境;質量評價;研究綜述

基金項目:部級大學生創新實驗項目及吉林省自然科學基金項目(201115041)

1 研究的目的和意義

地下水資源是水資源系統中最重要的組成部分,在保障我國工農業用水,維護生態平衡等方面具有重要的作用。在北方,地表水資源嚴重缺乏,地下水是不可替代的。近些年來,工業快速發展,農業中農藥、化肥、除草劑等大量使用等因素造成地下水嚴重污染。因此,必須采取措施,保護地下水,滿足人類生存、生活、生產等需求。

地下水的污染防治首先在“防”。“防”首先就要對地下水環境質量進行“監測”,對地下水環境質量做出客觀的評價。

地下水環境質量評價是前期性、基礎性工作。在我國,地下水環境質量評價工作剛起步,在很大程度上不足,需要進一步完善水環境質量評價方法。

2 地下水環境質量評價研究的國內外現狀

60年代中期,工業發達造成環境污染嚴重,環境質量評價在國外出現。加拿大1964年召開國際環境質量評價會議,首次提出了“環境質量評價”說法。美國1969年制定國家環境政策。另外,其他國家也通過了相關法律,如加拿大、瑞典、澳大利亞等。日本也非常重視環境保護工作,1974年提出了《關于環境影響評價的運用指南》,及有關環境影響評價技術方法的試行方案,1975年提出了《關于環境影響評價的方法》。

1965年,R.K.Horton提出水質評價指數法(QI)。1970,R.M.Brown提出水質現狀評價質量指數法(WQI)。1974年,N.L.Nemerow提出尼梅羅綜合污染指數法。

各類指數方法各有所長,但這些方法皆是事先假定模式或者主觀規定參數,因此其評價結果未必客觀。

在70年代初,國內開始開展環境保護的科學研究。1979年頒布環境保護法,確定了環境影響評價制度。此后,開展了一系列的相關學術研討活動,如“區域環境學術討論會”、“環境理論研究討會”、“中國環境科學學會代表大會”、“全國環境質量評價研究學術討論會”、“中國環境科學學會學術年會”。

80年代初,地質礦產部組織開展第一輪地下水資源評價工作。2000年始,歷時兩年,國土資源部開展了新一輪地下水資源評價工作。兩次評價調查,足可見對地下水環境質量及時了解的重要性。2009年9月,國土資源部在哈爾濱市舉辦了地下水監測網優化與地下水污染調查取樣培訓班,可見對地下水環境監測網的建設與地下水污染調查取樣規范的重視。

1974年,我國提出一個評價水質污染的綜合指數法,在每個污染因子上賦予權重。

隨著相關學科技術的發展,以及人類對環境問題的重視,有關水環境質量評價的研究成果也相繼出現。

總體來說,地下水環境質量評價的方法較為簡單,多為指數法。隨著數學及計算機技術等相關學科的發展,現代科學技術理論應用于地下水環境質量評價得以實現,評價結果會越來越客觀。

3 發展趨勢及建議

簡單、實用、科學、合理的地下水環境質量評價方法是未來的研究方向。

應加快地下水環境質量標準的更新和修訂,提高對水環境質量的要求,滿足人類及社會發展需要。

污染因子權重的確定,是地下水環境質量評價中的重要研究內容。

最后,感謝部級大學生創新實驗項目及吉林省自然科學基金項目(201115041)的支持。

環境質量評價論文:我國水環境現狀及水環境質量評價研究

摘 要:隨著社會經濟的發展,水環境污染備受關注。而水是人們賴以生存的自然資源。當今社會,我國水環境污染已經到了何種程度、如何評價水環境狀況是一個熱點問題。本文通過查閱文獻在了解我國地表水水環境現狀的基礎上綜合整理了國內外水環境質量評價研究方法。

關鍵詞:水環境;水環境質量;評價

引言

隨著我國經濟社會的快速發展,我國經濟總量的膨脹和經濟粗放型增長使得國內大多數河流遭受不同程度的污染。此外,受人口增長城市范圍擴大等因素的影響,我國河流水環境面臨的形勢越來越嚴峻。因此,明確我國地表水水環境現狀以及如何對水環境質量進行科學評價已經是一個倍受關注的話題。

1 我國地表水水環境現狀研究

隨著我國經濟社會的快速發展,我國經濟總量的膨脹和經濟粗放型增長使得國內大多數河流遭受不同程度的污染。此外,受人口增長城市范圍擴大等因素的影響,我國河流水環境面臨的形勢越來越嚴峻。

我國作為世界上河川攪髯試醋罘岣壞墓家之一,多年來的平均河川徑流總量近27×104億m3,位居世界第3。全國29個省市的首府中有66%以上位于大、小河流的河畔,而主要供水之源就是河水。根據《2003 年全國水資源質量公報》,在評價1.3×105km河長中,Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類和劣Ⅴ類水分別占 5.7%、30.7%、 26.2%、10.9%、 5.8%和20.7%。江河水體污染主要是有機污染,主要超標項目是氨氮、5d生化需氧量、化學需氧量高錳酸鹽指數和揮發酚等。

我國主要河流污染普遍,全國75%的湖泊出現了不同程度的富營養化,流經城市河段普遍受到污染,近岸海域亦受到一定污染,特別是上海、浙江、廣東等省市近岸海域污染較嚴重。近幾年,太湖、滇池、巢湖接連發生不同程度的藍藻爆發事件。7大江河的大小支流大部分被證實均已壞死,80%的湖泊的水也全部壞死,太湖藍藻大量繁殖,嚴重影響了城市的飲用水源。我國現在正面臨著水環境嚴重遭受污染的問題。

2006年度對327座重點水庫進行了評價。從評價水庫個數看,全年水環境質量為Ⅰ~Ⅲ類的水庫占79.5%,Ⅳ~Ⅴ類水庫占17.1%,劣Ⅴ類水庫11座,占評價總數的3.4%。以Ⅱ、Ⅲ類水庫為主。 無貧營養水庫,中營養水庫67.3%,富營養水庫占評價32.7%。重點水庫的營養狀況以中富營養為主。主要污染項目是總磷、總氮、高錳酸鹽指數、化學需氧量和氨氮[1,2]。

2 我國水環境質量評價研究

水環境質量評價是指根據所需要求與評價目的選擇水體監測指標、水環境質量應符合標準以及適用的評價方法,進而對水環境質量、水體的客觀狀態作出合理的評定,同時對水資源的利用方向和利用價值作出評估。在反映了水體現狀、水資源污染程度的同時,為水體治理、水環境管理、水資源綜合利用提供科學的數據支撐。

目前,國內對于水環境質量評價方法較多,其中灰色聚類法、內梅羅污染指數法、人工神經網絡法和模糊綜合評價法等應用較為廣泛。各種方法皆有其獨特的優缺點:如灰色聚類法物理過程簡單,但函數的選擇具有較大的人為性;人工神經網絡則考慮因素比較全面,但是對數據要求較高。對于傳統的內梅羅污染指數法雖然數學公式簡單,但這個過程中未考慮各污染因子的權重問題。改進的內梅羅污染指數法則引入了各污染因子權重的概念,也避免了忽視重要因子產生的弊端。模糊綜合評價法運用了模糊數學法中的隸屬度描述評價等級,確定了各污染因子的權重從而評價水環境質量類別,避免了人為因素產生的影響[3-7]。

目前,部分學者已對水環境質量分級綜合評價問題進行了深入研究和探討,如:采用傳統、改進的內梅羅污染指數法及模糊綜合法進行水環境評價,對于不同方法評價紅石水庫水環境質量結果差異較大:內梅羅法為Ⅳ類水,模糊綜合法為Ⅰ類水。內梅羅指數法更適用于掌握水體被污染的程度,模糊綜合評價法更適用于評價水體功能及水環境類型。一種改進的模糊模式識別理論并將其應用于水環境質量綜合評價中,該方法綜合考慮了指標超出Ⅴ類標準的情形。

3 國外水環境質量評價研究

1950―1960年開始,隨著經濟的飛速發展,世界上各流域開始出現水環境惡化現象,造成生態環境破壞,直接和間接影響到人類的生態發展及生存質量,環境領域學科開始產生并隨之發展,環境質量評價尤其是水環境質量評價開始受到重視。美國發展水體環境質量評價最早,1965年Iortonl認為通過對環境質量指數的計算可反映水體環境質量的健康情況(QI法),緊接著Brown指出可以通過計算水環境質量指數來反應水體污染情況(WQI),Nemerow同時提出內梅羅綜合指數法。另外,1965年Zadek提出一種基于模糊數學的一種數學方法,將水環境做出總體的定量評價,稱為模糊綜合評價法。1978年,針對地表水的有機污染,Grenney提出一種新的水質模型,可進行地表水水環境預測及管理,稱為QUAL-II預測模型,并得到大力發展[5-9]。

4 小結

隨著人類對水環境質量評價的不斷應用實踐,越來越多的基于傳統評價方法的改進方法層出不窮,針對不同特點流域及不同的污染因素選擇恰當的評價方法,現在許多學者認為,在水環境質量評價中不僅要單方面考慮水環境中的物理、化學指標,還要根據需要進行綜合評價,同時考慮水環境中的生物指標。使水環境評價工作更加的具有科學性和全面性。

作者簡介:張靜(1981-),女,滿族,河北省承德市,工程師,本科,承德市環境監測中心站,環境科學。

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