基于模糊综合评价法的邯郸市空气质量研究论文_高宇航 张瑞 杨嘉宁

(华北理工大学理学院,河北 唐山 063009)

摘要:根据河北省环境监测总站的监测数据,将PM2.5,PM10,SO2,NO2,CO的实际监测数据作为评价因子,评判等级分为优良中差四个等级,建立各评价因子的隶属函数和权重集,运用模糊综合评价法对邯郸市的空气质量进行评价。结果表明,重工业的影响使邯郸市空气污染日益严重,邯郸市的污染因子主要为PM2.5、PM10,0空气质量等级为Ⅲ级,可吸入颗粒物是污染空气最严重的因素,也是造成雾霾的主要原因。同时为政府提出改善环境的建议和措施。

关键词:模糊综合评价;评价因子;隶属函数;空气质量

引言

邯郸市作为河北省以重工业发展为主的地区,煤炭钢铁能源基地。其重工业发展带动经济增长的同时,推动了居民城市化进程,但随着人们生活水平的提高,汽车尾气等生活垃圾的排放,使得空气质量越来越糟糕。尤其近几年由空气污染导致了雾霾的出现,已严重影响了人们的健康和生活。因此,对空气污染的治理是当下邯郸市的首要目标。想要快速合理地控制空气污染的恶化,就必须对该地的空气污染因子有一定的了解,找出邯郸市空气污染的主要因素,在做出科学合理的评价,为阻止空气质量的持续恶化提出相应的政策与建议。

1模糊综合评价法的简介

模糊综合评价法是在模糊环境下,考虑多重因素的影响,根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价,以模糊变换和隶属度理论为基础,能合理科学地对空气质量进行评价,有效地解决评价标准边界隶属模糊等问题对评价结果的影响,其评价结果不仅能反映不同空间、时间大气质量状况和各污染因子的“贡献率”,而且充分考虑了各因子之间的相互作用关系,可以更加全面准确的评价环境质量状况,使评价结果更符合实际情况。

2模糊综合评价法在空气质量检测中的应用

2.1确定因素集

根据2018年《环境空气质量标准》,空气污染物主要包括以下五项:微粒 2.5μm的颗粒物(PM2.5),微粒 10μm的颗粒物(PM10),SO2、NO、CO。据此建立影响邯郸市环境空气质量的因素集:U={u1,u2,…,u5}={PM2,5,PM10,SO2,NO2,CO}

2.2确定评判集

评判集为与因素集对应的评价标准集。根据2018年《环境空气质量标准》的评价等级,将河北省的空气质量分为四个等级B={Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ}。其中Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ分别表示PM2.5,PM10,SO2,NO2,CO各级标准浓度值。

表1环境空气质量等级对应的污染物浓度限制(单位:mg/cm3)

2.3建立隶属函数构造综合评判矩阵

本文采用半梯形法隶属度的概念来界定模糊条件下空气质量的分级界限。隶属度是描述污染物的含量与各污染物等级之间的相关程度的参数。根据空气污染物的实际测量值《河北省环境状况公报》中的评价标准,可以通过模糊合成来计算各因素集在空气质量等级中的隶属度。第Ⅰ级,即j=,第Ⅱ、Ⅲ级,即j=2、3时,第Ⅳ级,即j=4时,

符号表示:R=(rij)5*4,rij表示因素集中的第i个评价因子对第j级的隶属度。(1≤i≤5,1≤j≤4),Xi表示第i种评价因子的检测浓度;Sij为第i种污染物的第j级标准。所有评价因子的评价结果构成5×4阶的模糊关系矩阵。将监测数据代入上述公式得评价因子及其隶属度:矩阵的行依次为评价因子PM2,5,PM10,SO2,NO2,CO。矩阵的列为隶属度依次为优良中差四个等级。得出邯郸市的模糊评价因子与各评价因子的隶属度构成的模糊关系矩阵。

2.4确定因素权重

3政策与建议

邯郸市的污染因子主要是PM2,5,其次为PM10,故可吸入颗粒物是造成邯郸市大气污染最严重的因素。由模糊综合评价结果可知,邯郸市的空气质量为第Ⅲ级,质量中等。控制可吸入颗粒物特别是PM2.5的排放是改善空气质量的关键。环境治理迫在眉睫,可通过对源头控制,化工厂及炼钢产业不能建在城市风向上、加强大气污染物的减排力度和清洁能源利用、加强绿色出行的宣传力度、通过洒水作业等方式防止建筑和道路扬尘、开展机动车污染防治工作、控制生活污染和完善区域空气质量监管体系等措施改善空气环境质量。

参考文献

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作者简介:高宇航(1996.12-),女,河北省邯郸市鸡泽县人,本科,研究方向:社会学科。

论文作者:高宇航 张瑞 杨嘉宁

论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年8月下

论文发表时间:2019/3/13

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