模糊綜合評價法判斷監(jiān)測斷面的主要污染物

1、.PAGE ：.； 西北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)網(wǎng)絡(luò)版) 年月 第期 Science Journal of Northwest University Online Dec. No. 收稿日期：-審 稿 人：楊聯(lián)安，男，西北大學(xué)城市與資源學(xué)系副教授。模糊綜合評價法判別監(jiān)測斷面的主要污染物楊 林，張 德，閆 娥，吳啟勛 (青海師范大學(xué) 化學(xué)系，青海 西寧 ) 摘要：運用模糊數(shù)學(xué)中的模糊綜合評價方法監(jiān)測了斷面的污染物主成分分析。結(jié)果闡明：運用模糊綜合評價可有效地進展監(jiān)測斷面的污染物的主成分分析，且判別準確，符合實踐情況，獲得了良好的結(jié)果。關(guān)鍵詞：模糊數(shù)學(xué)；監(jiān)測斷面；污染主成分中圖分類號：O 文獻標識碼：A

2、 文章編號：-X()-模糊數(shù)學(xué)是用數(shù)學(xué)方法來處理一些模糊問題。所謂模糊問題是指界限不清或隸屬關(guān)系不明確的問題，“污染程度的界限就是模糊的，人為地用特定的分級規(guī)范去評價環(huán)境污染程度是不確切的。運用模糊實際處置模糊問題，才干符合實踐，判別合理。模糊數(shù)學(xué)已在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中得到了運用，如用模糊數(shù)學(xué)方法在環(huán)境評價、環(huán)境污染物分類、環(huán)境區(qū)域劃分等方面獲得了稱心的結(jié)果。本文主要運用模糊綜合評價方法，進展監(jiān)測斷面污染物的主成分分析。 方法和原理 知某斷面污染因子集u=u,u,.,un。 其中，元素ui(i = ,.,n)為影響評價對象的各個因子。通常各因子的重要程度不一樣，因此，對每個因子ui 賦于一個相應(yīng)的

3、權(quán)值 aii = ,.,n)，構(gòu)成權(quán)重集 (a,a,.an)， 且， ai ， i = ,.,n 由于元素ai可稱為因子ui時“重要的隸屬程度，因此，權(quán)重集為因子集u上的一個模糊子集。又設(shè)普通評價集 V,V,.Vm式中j ( j=,.,m)為各種能夠的評價結(jié)果，可以是模糊的，也可以是非模糊的，但對的關(guān)系是明確的。從一個ui出發(fā)進展評價，以確定評價對象對評價集元素j的隸屬程度rij (j = ,.,m)稱為單因子模糊評價。對第i個因子ui評價的結(jié)果i ，稱為單因子模糊評價集。 (ri, ri,.，ri m)它是上的一個模糊子集，于是可得到相應(yīng)于每個因子的單因子模糊評價集 (r, r,.，rm)

4、(r, r,.，rm) (rn, rn,.，rnm)將各單因子評價集的隸屬度為行，組成單因子評價矩陣, =顯然，單因子模糊評價僅反映一個因子對評價對象的影響，而未反映一切因子的綜合影響，也就不能得出綜合評價結(jié)果。因此，必需綜合思索一切因子的影響，這便是模糊綜合評價。綜合評價集是上的模糊子集，可表示為=(a,a,.，an) = (b,b,.，bm)其中， j = ,.,m稱為評價目的，它是綜合思索一切因子的影響時，評判對象對評價集中第j個元素的隸屬程度。顯然，的第 i行表示第i 個因子影響評價對象取各個評價元素的程度；第j 列表示一切因子影響評價對象取第j個評價元素的程度。因此，每列元素再乘以相

5、應(yīng)的因子權(quán)數(shù)ai (I = ,.,n)，更合理地反映了一切要素的綜合影響。 模糊綜合評價. 建立因子集根據(jù)國家地面水環(huán)境質(zhì)量規(guī)范(GB-)的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本地域特點和監(jiān)測條件，選擇了個主要要素： u COD，BOD，氨氮，亞硝酸鹽-N，硝酸鹽-N，酚，CN-，Cr+ ， As，Hg，石油類 . 建立評價集根據(jù)國家水質(zhì)規(guī)范(GB-)把河流分為級，評價集 ， ，地面水環(huán)境質(zhì)量規(guī)范見表。表 地面水環(huán)境質(zhì)量規(guī)范 Tab. Bnvironmental quality standard of surface water mg.L-監(jiān)測目的 級水 級水 級水 級水 級水 均值COD BOD . 氨氮 . .

6、 . 亞硝酸鹽-N . . . . . .硝酸鹽-N As . . . . . .Hg/g.L- . . . . . . Cr+ . . . . . . 酚 . . . . . . CN- . . . . . . 石油類 . . . . . . 建立隸屬函數(shù)水質(zhì)污染程度是一個模糊概念，水質(zhì)分級規(guī)范也是模糊的，用隸屬度來描寫分級界限較為合理。以各目的的五級規(guī)范，作為個級別的隸屬函數(shù)，即 COD u(x) COD u(x) COD u(x) COD u(x) COD u(x) 同樣，COD，BOD，氨氮，亞硝酸鹽-N，硝酸鹽-N，酚，CN-，Cr+，As，Hg，石油類的隸屬函數(shù)也可做出。 這樣，經(jīng)

7、過個目的，級規(guī)范，將組成行列的隸屬函數(shù)矩陣。 uij(x) (i = ,.,); (j = ,.). 單因子模糊評價將年湟水源頭扎馬隆實踐監(jiān)測斷面水質(zhì)分析,平均值 CODMn. mgL，BOD mgL，氨氮. mgL，亞硝酸鹽-N. mgL，硝酸鹽-N. mgL，酚. mgL，CN-. mgL，Cr+. mgL，As. mgL，Hg. mgL，石油類. mgL，代入相應(yīng)的隸屬函數(shù)，計算其隸屬度為R= . 建立權(quán)重集 由于DO，BOD等污染物對水質(zhì)的影響程度不同，因此，對它們應(yīng)賦予不同的權(quán)重ai。確定權(quán)重的方法較多，以污染物的超標情況決議權(quán)重較為合理，其計算式為 ai = ci /i si =

8、ai，ci，si分別為第i種污染物的權(quán)重、濃度實測值和多級濃度規(guī)范值的平均值，sij為第i種污染物第j級的規(guī)范值，n為分級別數(shù)。 .,. ,. ,. ,. ,.,. ,.,. ,. , . 。為了進展模糊復(fù)合運算，各單因子權(quán)重必需歸一化，即 運用上述方法，確定權(quán)重集為. , . , . , . , . , . , . ,. , . , . , . = . , . , . , . , . , . , . , . , . , . , . ( . , . , ., ., ) 同樣，可得到報社橋及其他斷面的隸屬度(污染程度)，見表。表 湟水流域各斷面模糊綜合評價Tab. Fuzzy synthetic

9、al evaluation of monitoring point mgL-監(jiān)測斷面 級水 級水 級水 級水 級水扎麻隆 . . . . 報社橋 . . . . 新寧橋 . . . . . 公園后 . . . . . 小峽橋 . . . . . : 結(jié)果與討論. 判別主要污染物 經(jīng)過單因子評價集隸屬度組成的單因子評價矩陣,可以看出：第項目的石油類(. mg/L)，屬%是三級水，%是四級水，而五級水均為零，不難看出石油類是主要污染物；第項目的酚污物(.mg/L)屬%是三級水；第三項目的氨氮.mg/L屬.%是二級水，.%是三級水，所以判別該斷面的主要污染物是石油類、酚類和氨氮。. 斷面的綜合評價對

10、河流的模糊綜合評價只是上的模糊子集，矩陣中各元素是對于集合上各項的隸屬度。即：該斷面污染程度對級水的隸屬度為. ，級水為. ，級水為.，級水為.，級水為；由于級隸屬度最大，故湟水河扎麻隆斷面水質(zhì)處于級，而報社橋斷面對級隸屬度最大為. ，處于級。從污染程度看，扎麻隆較輕，報社橋嚴重，綜合評價的結(jié)果符合實踐情況。. 模糊污染程度的表征 ( . , . , . , ., )。它不是一個明確的幾級水的表征，而是各級水在監(jiān)測斷面中的不同程度，偏重那一級，那么那一級好。這不是一個絕對值，是一個相對值，而相對污染程度更能表征監(jiān)測斷面的污染情況，更符合實踐情況,。. 追蹤污染趨勢 經(jīng)過湟水流域各斷面模糊綜合評

11、價見表，水質(zhì)污染趨勢為：源頭扎麻隆水質(zhì)良好，一二級含量高；新寧橋斷面受沿岸工業(yè)區(qū)的污染，水質(zhì)下降至%，為五級水；由于水體自凈作用，小峽橋斷面水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，這一結(jié)果符合湟水流域西寧地域水質(zhì)的實踐情況。有關(guān)綜合評價方法普通采用姚志麟指數(shù)進展評價，運用化學(xué)方式識別方法進展綜合評價的結(jié)果也十清楚顯。參考文獻： 楊 林，李小玲.模糊數(shù)學(xué)在湟水流域水質(zhì)綜合評價中的運用J.中國環(huán)境監(jiān)測，()：-. 奚旦立, 孫裕生, 劉秀英環(huán)境監(jiān)測M北京：高等教育, . 楊 林.鍵參數(shù)拓撲指數(shù)與鑭系元素物性的多元分析J.計算機與運用化學(xué), ,():-. 楊 林，張 德.有機酮的構(gòu)造與Kovats指數(shù)的相關(guān)性拓撲指數(shù)法研討J

12、. 計算機與運用化學(xué)，()：-. 楊 林,劉 青,韓海洪. 湟水流域水質(zhì)綜合評價中的方式識別法運用J.中國人口資源與環(huán)境,():-. (編輯 張銀玲)Application of fuzzy synthetical evaluation for judge main pollutant in monitoring pointYANG Lin， ZHANG De， YAN E， WU Qi-xun(Department of Chemistry， Qinghai Normal University,，Xining ，China)Abstract: To judge main pollutant

13、in monitoring point, by applying fuzzy synthetical evaluation obtains good results and the judgment is accurate and actual. Application of fuzzy synthetical evaluation may availably judge main pollutant in monitoring point.Key wards: Fuzzy; monitoring point; main of pollutant.作 者 簡 介楊 林，男，青海民和人，生于年月。年畢業(yè)于青海師范大學(xué)化學(xué)系，年調(diào)入青海師范大學(xué)化學(xué)系任教至今， -年在青海省高校師資培訓(xùn)中心分析化學(xué)專業(yè)研討生課程班學(xué)習(xí)兩年, 年省內(nèi)