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1、目录第二章 环境系统评价1第一节 污染源评价1一、污染源的单一评价1二、污染源的综合评价2第二节 环境质量指数评价3一、环境质量指数模型细胞3二、常用的环境质量指标评价模型4第三节 模糊数学评价6一、模糊综合评价6二、模糊贴近度评价10第四节 灰色系统评价12一、灰色关联评价12二、灰色聚类评价13三、灰色局势决策评价16第五节 物元分析评价18一、物元分析的评价模型18二、物元分析评价应用实例205第二章 环境系统评价环境评价，又称环境质量评价，是指对环境质量与人类生存发展需要之间的关系进行定量的判断与评定。具体地讲，就是以满足人类生存发展需要为基本准则，对环境要素或区域环境性质的优劣进行定
2、量的描述。环境评价是环境研究与管理工作的重要组成部分，为环境管理提供决策性科学依据。最为常用的评价方法是环境质量指数合成法，其评价结果以具体的环境质量综合指数来表达。其后又出现了以多元统计分析为基础的评价方法，如主成分分析法、聚类分析法、距离判别分析。近代数学尤其是模糊数学、灰色理论、物元理论、信息理论、系统理论的应用，又产生了模糊数学评价（包括模糊综合评价、模糊贴近度评价、模糊概率评价）、灰色系统评价（包括灰色关联度评价、灰色局势决策评价、灰色聚类评价）、物元分析法、网络神经法、层次分析法等。第一节 污染源评价污染源评价是指对环境污染源的潜在污染能力进行鉴别与比较，其目的是确定主要污染源与主
3、要污染物，从而为环境现状评价与环境影响评价提供基础数据。污染源的评价方法可分为单一评价与综合评价两大类。一、污染源的单一评价污染源的单一评价是指根据各类污染源中某种污染物的数量特征（包括排放量与统计参数）进行评价。在排放量体系中，表征相对排放量的指标是污染物的排放浓度，即单位排放介质中所含污染物的量；表征绝对排放量的指标是排放质量，即排放浓度与排放体积的乘积。排放浓度的单位是mg/m3或mg/L，而排放质量的单位为mg/h或kg/d。更多的污染源单一评价是采用排污统计参数，常用的有下面几种参数：（1）检出率（%）：某种污染物被检测出的样点数占监测样点的比率。一种污染物只有一个检出率。（2）超标
4、率（%）：某种污染物超过评价标准值的标点数占总监测样点的比率。一种污染物也只有一个超标率。（3）超标倍数：某种污染物超过评价标准值的浓度与标准值之比。一种污染物有多少个超标点，就有多少个超标倍数。（4）标准偏差：某种污染物的标准偏差定义为： （2-1）式中，di，Si分别分别为第i种污染物的标准偏差与评价标准值；Cij为第i污染物第j次监测的浓度值；n为监测样点数。例2-1：某工厂排放含Hg废水，监测8次，结果如表2-1。若规定Hg的排放标准为0.05mg/L，试对其进行评价。表2-1 废水中含汞量（mg/L）序号12345678浓度0.050.04ND*0.060.10ND0.120.03N
5、D*：表示未检出解：该工厂污水中Hg的检出样点数为6，总样点数为8，则检出率为：该工厂污水中Hg的超标样点数为4，则超标率为：该工厂污水中Hg有4次超标，故有4个超标倍数，它们分别为1#：1倍；4#：12倍；5#：2.0倍；7#：2.4倍。标准偏差为：二、污染源的综合评价污染源的综合评价一般采用等标污染负荷法。等标污染负荷的定义为： （2-2）式中，Pi为第i污染物等标污染负荷；Ci为第i污染物的浓度；|Si|为第i污染物的排放标准（与Ci同量纲的数值，但不带量纲）；Qi为含有i污染物介质流量。等标污染负荷的物理意义是将排放介质（废水或废气）或浓缩到排放标准时的质量，它具有可加性与可比性。若某
6、工厂共排放n种污染物，则该工厂的等标污染负荷为： （2-3）若某区域共有m个污染源（工厂），则该区域的等标污染负荷为： （2-4）由此可算出某工厂中某污染物的等标污染负荷比： （2-5）某区域中某污染源的等标污染负荷比，即 （2-6）确定了等标污染负荷比之后，便可确定区域内的主要污染物和主要污染源，其方法为按区域内污染物（源）的等标污染负荷比由大到小依次排列，计算其累积等标污染负荷比。当累积比为80%左右时所包含的污染物（源）即为该区域内的主要污染物（源）。例2-2：某城市小区有四家工厂，其排放的废水水质、水量及排放标准见表2-2，试确定主要污染物与主要污染源。表2-2 某小区排放水质、水量及
7、标准水质（mg/L）水量（m3/s）CODBOD5CdHgA厂15007000.070.021.32B厂8504500.210.090.68C厂6202900.150.062.10D厂320800.330.171.55排放标准100300.100.05解：按照公式（2-2）、（2-4）计算出各种污染物与污染源的等标污染负荷，列入表2-3。表2-3 某小区排放水质的等标污染负荷（g/s）CODBOD5CdHg合计A厂19.8030.800.9240.52852.052B厂5.7810.201.4281.22418.632C厂13.0220.303.1502.52038.990D厂4.964.13
8、5.1155.27019.475合计43.5665.4310.6179.542129.149其等标污染负荷比依次排列见表2-4。表2-4 某小区排放水质的等标污染负荷比（%）BOD5CODCdHg负荷比累积比A厂23.8515.330.720.4140.3040.30C厂15.7210.082.441.9530.1970.49D厂3.203.843.964.0815.0885.57B厂7.904.481.100.9514.43100负荷比50.6633.738.227.39累积比50.6684.3992.61100100从表2-4中可知该区域主要污染物是BOD5、COD，主要污染源是A厂、C厂
9、、D厂。第二节 环境质量指数评价环境质量指数评价是环境质量评价中最为常用的方法之一，它是最易操作的方法。质量指数评价是以单个污染物因子的污染分指数作为模型细胞，进行复合、组装而成。一、环境质量指数模型细胞环境无污染物因子按照其对环境质量的影响方向可分为正向因子、逆向因子及区间因子三类，它们分别有着不同的污染分指数。逆向因子是指取值越大，环境质量越低的污染物因子。可以说，组成部分污染因子属于该类因子，其污染分指数为： （2-7）式中，Ii为第i污染的分指数，Ci、Si分别为第i污染物的监测值与评价标准值。正向因子是指取值越大，环境质量越好的污染物因子，如溶解氧（DO）指标。对于这类因子，其污染物
10、分指数有以下两种求法： （2-8）或 （2-9）式中，Ti为第i正向因子的饱和值；Ii、Si、Ci意义同前。还有一类因子，其取值并不是越大越好，也不是越小越好，而且在某一段区间内取值，环境质量较好，而超过这一区间，环境质量就降低，故称之为区间因子，如pH值、温度、Eh等。区间因子的污染分指数为： （2-10）式中，a、b分别为第i因子适宜区间的低限与高限，Ii，Ci意义同前。例如，若规定某水体的适宜pH范围为6.57.0，有A、B两个水样的pH值分别为5.6和6.8，则其污染分指数分别为：二、常用的环境质量指标评价模型最简单的质量指数为均权均值指数。设有n种污染物因子，其污染分指数为Ii（i=
11、1，2，n），则其评价模型为： （2-11）在（2-11）式中，没有考虑到污染物因子对环境质量影响的相对重要性（权重）。若每种污染物因子的权重为wi，且则（2-11）式变为加权指数，即 （2-12）上述两种指数可能产生这样的问题，即在某区域中，有一种污染物分指数特别高，对环境已产生了较强烈的影响，但由于其它污染物指数却很低，如使用（2-11）、（2-12）式就可能出现综合污染指数并不是很高的结果。为了解决这一问题，引进Nemerow指数。它既强调了污染物的平均影响，又突出了高浓度污染物的影响。其模型为： （2-13）式中，Imax为最大污染分指数，Iave为平均污染分指数，其计算式为： （2-14）在Nemerow指数中，Imax与Iave对指数的重要性被认为是同等的，即Imax的影响没有很好地突出，为此我国学者姚志麒于1978年提出了改进的Nemerow指数（也称为姚氏指数），其综合指数为Imax与Iave的几何平均值，即 （2-15）在上面诸式中，超标的污染物因子与未超标的污染因子都被包容进去，而从某种意义上讲，环境质量更反映的是超标的污染物因子，由此产生了基数迭加指数；即 （2-16）式中，m为超标因子数除了上面几种质量指数外，在
