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1、大气质量综合评价的变权识别模型及其应用何?斌(云南蒙自师范高等专科学校数学系,云南 661100)?高登好(云南省开远市环境保护局,云南 661000)摘要?根据属性识别理论,建立大气质量综合评价的变权识别模型,利用污染贡献率确定权重系数。与其它评价模型相比,变权识别模型还具有排序功能,实例分析表明该模型是有效的。关键词?大气环境质量?变权识别模型?评价?排序?实例分析1?引言目前,进行大气质量综合评价的方法很多 1 3,且各有特点,当然也各自存在着某些方面的不足,对现有评价方法进行有效补充和更深一步研究具有十分积极的意义。属性识别理论4,5在有序分割类和属性识别准则的基础上,对事物进行有效识
2、别和比较分析,并克服了模糊数学和模糊识别理论的某些不足。本研究将属性识别理论用于大气质量综合评价,以作为对现有评价方法的有效补充。2?大气质量综合评价的变权识别模型2?1?分类标准矩阵及测量数据矩阵的确定设 m 个评价因子为 SO2,NOx,?,TSP。按照国家大气环境质量标准(GB8987?88)并联系实际,将大气质量划分为 K 个级别:C1,C2,?,CK,并确定 k 级别中第j 个评价因子的标准浓度值为?jk(j=1,2,?,m;k=1,2,?K),由此确定分类标准矩阵为:(?jk)=a11a12?a1ka21a22?a2k?am1am2?amk一般地,aj1 aj2?ajk(j=1,2
3、,?,m)。若共有 p 个待评单元,且第 i 个待评单元中第j个评价因子的实测浓度值为xij(i=1,2,?,p;j=1,2,?,m),由此确定测量数据矩阵为:(xij)=x11x12?x1mx21x22?x2m?xp1xp2?xpm2?2?测度评价矩阵的确定设第 i 个待评单元中第j 个评价因子具有属性ck的属性测度为?ijk(i=1,2,?,p;j=1,2,?,m;k=1,2,?,K),则?ijk可由下列式子确定:(1)当 xij aj1时,?ij1=1,?ij2=?ij3=?=?ijK=0;(2)当 xij!ajK时,?ijK=1,?ij1=?ij2=?=?ij(K-1)=0;(3)当
4、ajl xij aj(l+1)时,?ijl=|xij-aj(l+1)|ajl-aj(l+1)|,?ij(l+1)=|xij-ajl|ajl-aj(l+1)|,?ijk=0(k l+1)其中 i=1,2,?,p;j=1,2,?,m;1 l K-1。由此确定单指标测度评价矩阵:(?ijk)=?i11?i12?i1k?i21ai22?i2k?im1?im2?imk,i=1,2,?,p.令?ik=mj=1aij?ijk称?ik为第i 个待评单元对于第k 级别的属性测度。其中 aij为第 i 个待评单元中的第j 个评价因子的权重系数,1 i p;1 k K;1 j m。由此确定综合测度评价矩阵:(?ik
5、)=?11?12?1K?21?22?2K?p1?p2?pK2?3?大气质量综合评价根据综合测度评价矩阵,就可以按照置信度准则对大气质量进行识别和比较分析。对于置信度 (通常0?5 1,一般取 0?6 0?7)计算:57环?境?工?程2001年 12 月第 19卷第 6 期ki=min k:kl=1?ik!,1 k K(1 i p)则认为第 i 个待评单元的大气质量综合评价结果为cki级。令?qi=Kk=1nk?ik称 qi为第i 个待评单元的综合分数,其中 nk=K+1-k,i=1,2,?,p;k=1,2,?,K。2?4?权重系数 aij的确定根据各待评单元中各评价因子的污染贡献率确定各评价因
6、子的权重系数:aij=xij?x*jmj=1xij?x*j式中?aij#第 i 个待评单元中第j 个评价因子的权重系数;xij#第 i 个待评单元中第j 个评价因子的实测浓度值;xj#第 j 个评价因子的标准浓度值(一般以级为标准)。3?实例分析以SO2、NOX、TSP 为评价因子,将大气质量划分为 4 个级别 C1、C2、C3、C4(分别用%,&,表示),且各级别中评价因子的标准浓度值见表 1 6。表 1?大气质量各类别标准浓度值级别标准值?mg(m-3SO2NOXTSP%0.050.050.150.150.100.30&0.250.150.500.850.501.70?注:为严重污染临界浓
7、度。由表 1 确定分类标准矩阵:(ajk)=0?05?0?15?0?25?0?850?05?0?10?0?15?0?500?15?0?30?0?50?1?701993 年西南铝加厂各季度单元中各评价因子的实际监测浓度值见表 2 6。?由表 2 确定测量数据矩阵(xij)=0?046?0?036?0?0860?139?0?044?0?1520?032?0?014?0?1590?056?0?016?0?183表 2?各季度单元中各评价因子实测浓度值季?度SO2?mg(m-3NOX?mg(m-3TSP?mg(m-3一季度0?0460?0360?086二季度0?1390?0440?152三季度0?03
8、20?0140?159四季度0?0560?0160?183?经过计算,各季度单元的单指标测度评价矩阵分别为:第一季度(i=1):?(?1jk)=100010001000第二季度(i=2):(?2jk)=0?1100?8900010000?9870?01300第三季度(i=3):(?3jk)=100010000?9400?06000第四季度(i=4):(?4jk)=0?9400?0600010000?7800?22000?根据各季度单元中各评价因子的污染贡献率确定它们的权重系数见表 3。表 3?各季度单元中各评价因子的权重系数季度单元权?重?系?数SO2NOXTSP第一季度0?3220?3770
9、?301第二季度0?4950?2350?271第三季度0?2410?1590?600第四季度0?3260?1400?534?由单指标测度评价矩阵和表 3 确定综合测度评价矩阵:(?ik)=10000.5570.443000?9640?036000.8360.13700取置信度?=0?700,由置信度准则可判定 1993年西南铝加厂各季度的大气质量级别:第一季度为%级,第二季度为 级,第三季度为%级,第四季度为%级。计算各季度的综合分数见表 4。(下转第 32 页)58环?境?工?程2001年 12 月第 19卷第 6 期表 3?改造前后主要技术参数比较名称改造前改造后有效截面积?m21010处
10、理风量?m3(h-127 00027 000电场风速?m(s-10?750?75电场长度?m7?67?6阻力?Pa392 140 120入口浓度?g(m-3710设计效率?%96 99电晕极型式管状芒刺长针刺集尘面积?m2480264电晕极总长?m442276同极距?mm300600异极距?mm150180工作电压?kV45 61?2电场强度?kV(cm-13?03?4表 4?改造前后粉尘浓度测定结果项目烟气量?Nm3(h-1入口浓度?g(Nm-3出口浓度?mg(Nm-3除尘效率%改造前17 3589?7276092?2改造后32 6336?4176?799?0?综上所述,可以得出如下结论:(
11、1)采用附加阳极和长针电晕极的新极配方式改造 ZHF21?10 型电除尘器是可行的,这种改造可大量节省钢耗,降低投资,而且很好地改善工况的电气参数,提高收尘效率。(2)用于造纸行业碱回收炉烟气治理的电除尘器,其与烟气接触部分构件采用耐酸碱不锈钢制作,防腐性能好,实用可行。(3)改造中采用电磁式调幅调压控制器作调压控制,可很好地匹配附加阳极和长针刺电晕极的极配,稳定性好。(4)对于这种新的极配其收尘机理涉及板卧式、多管立式和横向电极卧式电除尘器的收尘机理的综合作用,有待进一步研究和探讨。参考文献1?冯肇霖等.造纸碱回收中废气治理的新型高效静电除尘器的开发研究.广西造纸,1998(1?2 合刊):
12、101 103?2?张国权.气溶胶力学.北京:中国环境科学出版社,1987.3?冯肇霖等.试分析电除尘器处理高浓度粉尘的供电匹配.电除尘及气体净化,1999.5(1):8 9.4?刘后启,林宏.电收尘器.北京:中国建筑工业出版社.5?Zhangfa Wu et al.The spectra of the corona in an electrostatic precipitator.6th International Conferenceon Electrostatic Precipitation,1996.第一作者?胡小吐,男,1962 年 9 月出生。1993 年毕业于东北大学研究生院,获
13、安全技术及工程专业工学硕士。从事大气治理和噪声控制研究及工程应用,发表论文多篇。2001-04-09 收稿(上接第 58页)表 4?各季度单元综合分数季?度第一季度第二季度第三季度第四季度综合分数4?0003?5603?9643?863?从表 4 可知:各季度单元大气质量从优到劣的排序结果为:第一季度、第三季度、第四季度、第二季度。各种评价方法的对比结果见表 5。表 5?评价结果对比评价方法第一季度第二季度第三季度第四季度层次分析法?%污染损失率法?%模糊综合评价法%加权灰色关联法%变权识别模型?%4?结束语实例分析表明,大气质量综合评价的变权识别模型,评价结果真实可靠,并具有简便,易操作的特
14、点,而且还具有排序功能,可以用到更广泛的质量评价和其它有关问题中去。参考文献1?何斌,谢开贵.大气环境质量综合评价的层次析法.环境保护,1997.(8):24 27?2?何斌,谢开贵.大气环境质量综合评价的污染损失率法.环境保护,1998.(3):33 35?3?劳期团.环境管理实用技术.北京:中国环境科学出版社,1994?4?程乾生.属性集理论与模糊数学、模式识别、人工智能.中国工业与应用数学学会第三次大会论文集.北京:清华大学出版社,1994?5?程乾生.属性识别理论模型及其应用.北京大学学报(自然科学版),1997.(1):12 20?6?肖继先.应用模糊综合评价级数评价大气环境质量.环
15、境工程,1994.(6):46 49?第一作者?何斌,男,1965年出生。硕士,副教授,北京大学访问学者,主要从事预测、评价及决策分析研究。2001-04-18 收稿32环?境?工?程2001年 12 月第 19卷第 6 期Keywords?environment quality assessment,fuzzy comprehensive assessment,weighted average and applicationSTUDY OF DETERMINATION OF GROSS PHOSPHORUS IN WATER SAMPLE CONTAININGSEDIMENTSOu Fupi
16、ng et al(55)?Abstract?A water sample containing sediments is solved directly in a comparision tube of 50 mL after its resolutionwithout film filtering,and then is centrifuged after color development by molybdate and ascorbic acid reagent,and finally itsclear liquor is determined.It is indicated by a
17、 comparative experiment that this method s sensitivity,accuracy etc can allmeet the requirments of environmental monitoring code,which eliminates effectively the effect of the sediments on TP deter?mination.Keywords?gross phosphorus,resolution,centrifugal,determination and method researchVARIABLE WE
18、IGHT RECOGNITION MODEL OF ATMOSPHERIC QUALITY COMPREHENSIVEASSESSMENT AND ITS APPLICATIONHe Bin et al(57)?Abstract?According to attribute recognition theory,the variable weight recognition model of atmospheric environmentquality is proposed.The rate of pollution contribution is used to calculate the
19、 weight of contamination.Compare with othermethods,the method has also a sequencing function,and it is indicated by an example analysis that the models is useful.Keywords?atmospheric environment quality,variable weight recognition model,assessment,sequencing and exampleanalysisAPPLICATION OF BIOFILM
20、?ACTIVATED SLUDGE PROCESS IN TREATMENT OF INDUSTRIALWASTEWATER OF HIGH CONCENTRATIONZheng Yuyi et al(59)?Abstract?A brief introduction is given to the recent development of the biofilm?activated sludge process.The examplesof using this process to treat the industrial wastewater of high concentration
21、 are cited.The advantagesof the combined processand the problems of its use at the present time are also summarised and analyzed.Keywords?biofilm,activated sludge,combined process and industrial wastewaterPRACTICE OF TREATING ZN2+?BEARING PHARMACEUTICAL WASTEWATER OF HIGH CON?CENTRATIONLuo Guogen et
22、 al(61)?Abstract?Zn2+can be removed successfully by the fractional pretreatment.The treatment of the pharmaceuticalwastewater by A?O process features stable operation,good adaptation,less amount of sludge and the effective control of thesludge swelling.Keywords?fractional removal of Zn2+,pharmaceuti
23、cal wastewater,A?O process and contact oxidation?Sponsor:?Ministry of Metallurgical Industry?Manager:Central Research Institute of Building and Cons?truction ofMMIEditor and Publisher:The Editorial Department of Environmental Engineering(33,Xitucheng Road,Haidian District,Beijing 100088,China)Teleph
24、one:(010)62225599#3286,3285Fax:(010)62270031?Chief Editor:Weng Zhongying?Domestic:All Local Posts?Distributor:China International Book TradingCorporation(P.O.Box 399,BeijingChina)Journalistic Code:?ISSN1000-8942CN11-2097?XE-mail Address:hjgc WWW Address:http:?6ENVIRONMENTAL ENGINEERINGVol?19,No?6,December,2001