水质评价方法
（1）平均污染指数法
采用平均污染指数进行水质综合评价，平均污染指数反映水质总体水平和综合污染情况，以确定水质级别，并对水质状况进行简要描述。水质平均污染指数（WQI ）分级及描述见表。
表 地表水水质平均污染指数（WQI ）水质分级
污染分担率表征各监测项目的污染负荷权重，以确定水体主要污染物。 水质平均污染指数（WQI ）计算采用
∑==n
i i
P n WQI 11 （3-4）
式中：——污染物i 的水质污染指数，污染指数计算方法见单因子评价法；
n ——参加评价的污染物项目数。
a ．对pH 值，其单项指数为：
7
pH 7.0
pH 7.0pH P 7
pH pH 7.0pH 7.0P sd j pH su j pH >--=
≤--=
(3-1)
式中：PH P 为pH 标准指数；j pH 为j 点实测pH 值；su pH 为标准中pH 的下限值(为6)；sd pH 为标准中的上限值(为9)。 b ．对溶解氧(DO)，其单项指数为：
S
饱和j 饱和DO C C C C P --=
(3-2)
式中：DO P 为DO 标准指数；)6.31/(486C 饱和t +=，t 为水温；j C 为DO 实测值；S C 为DO 标准值；
c ．对其它项目，其单项指标为：
S
i
i C C P =
(3-3) 式中：P i ——项目的单项污染指数；
i C ——水质参数i 的实测浓度值； S C ——水质参数的标准值。
c ．对其它项目，其单项指标为：
S
i
i C C P =
(3-3) 式中：P i ——项目的单项污染指数；
i C ——水质参数i 的实测浓度值； S C ——水质参数的标准值。
水环境质量评价方法分析 1 水环境质量评价 水环境质量评价就是通过一定的数理方法和其他手段，对水环境素质的优劣进行定量描述（或将量质变换为评语）的过程。水环境质量评价必须以监测资料为基础，经过数理统计得出统计量（特征数值）及环境的各种代表值，然后依据水环境质量评价方法及水环境质量分级分类标准进行环境质量评价。 2 水环境质量评价的作用及分类 水环境质量评价是进行环境管理的重要手段之一。通过水环境质量评价可以了解环境质量的过去、现在和将来发展趋势及其变化规律，制定综合防治措施与方案；可以了解和掌握影响本地区环境质量的主要污染因子和主要污染源，从而有针对性地制定改善环境质量的污染源治理方案和综合防治规划与计划；可以为制定国家或地方的环境标准、法规、条例细则等提供科学依据；可以进行环境质量的预断预报，编制新建、改建、扩建和挖潜、革新、改造等工程技术项目的环境影响报告书和防治方案，为选址、设计和生产布局提供科学依据，还可用以总结本地区的环保工作，鉴定防治措施的效果、写出年度环境质量报告书，进行不同地区间环境质量的比较，交流情报资料，进行全国环境质量统计，促进环保科研技术的发展以及是否以牺牲水环境质量和人民健康而换取经济发展高速度的损益分析等。 按不同的分类方法，大致上可将水环境质量评价分为以下几种类型：1）按照时间可分为回顾评价、现状评价和预断评价；2）按照区域类型可分为城市、区域或流域、景区等；3）按照环境的专业用途又可分为饮用水、灌溉水、渔业用水等质量评价。 3.水环境质量评价内容 3.1评价方法分析 1.单因子评价法 现行的《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中明确规定：“地表水环境质量评价应根据应实现的水域功能类别，选取相应类别标准，进行单因子评价”。单因子评价法的实质是评价过程采用变权来处理评价因子，对污染最重因子赋以100%权重。因此，该方法未考虑水质评价全部因子的贡献，水质监测信息未充分利用。与其他方法相比，其水质评价结果是差的，表现为过保护。有时会由于过于严格的要求把水域使用功能评价得偏低各评价参数之间互不联系，不能全面反映水体污染的综合情况但该方法评价过程简单，无需复杂计算。 以金沙江流域铁路桥断面为例，按单因子方法，其评价等级为Ⅳ类，定级项目为石油类，但其他7项污染因子均好于Ⅰ类水质标准。再如新濉河大屈断面，按单因子方法，其评价等级为劣Ⅴ类，定级项目为氨氮，CODMn也超标(Ⅳ类)，BOD5、石油类、挥发酚、汞、铅这5个项目均好于Ⅰ类水质标准，DO好于Ⅱ类水质标准。按4种分级评分法评价，铁路桥断面均评价为Ⅰ类，大屈断面则评价为Ⅲ类(灰色关联)、Ⅴ类(模糊综合)、Ⅰ类(物元可拓)、Ⅱ类(标识指数)。比较各种方法评价结果，如果按单因子评价法，将这两个断面评价为Ⅳ类和劣Ⅴ类结果偏严。因此，当仅有1项指标污染较重时，分级评分法较为合适；当有2项以上指标污染较重时，物元分析法评价结果偏松，标识指数法和灰关联分析法 2.污染指数评价法 污染指数评价法是用水体各监测项目的监测结果与其评价标准之比作为该项目的污染分指数,然后通过各种数学手段将各项目的分指数综合而得到该水体的污染指数，以此代表水体的污染程度。对分指数的处理不同，使水质评价污染指数存在着不同的形式，包括简单叠加指数、算术平均值指数、均方根指数、最大值指数、内梅罗指数等。 111简单叠加指数 选定若干评价参数, 将各参数的实际浓度Ci和其相应地评价标准浓度( Coi) 相比,求出各参
X学院 毕业论文 中文题目:层次分析法在水环境质量评价的 应用 学生姓名X 系别X 专业班级X 指导教师X 成绩评定 2011 年6月
目录 1 引言 (1) 2 水环境评价国内外研究现状及发展趋势 (1) 2.1 水环境质量评价国内外研究现状 (1) 2.2 水环境质量评价发展趋势 (4) 3 水环境质量评价应用 (5) 3.1 玄武湖水质概况 (5) 3.2 层次分析法简介及基本步骤 (5) 3.3 玄武湖质量评价计算 (5) 3.3.1 西北湖质量评价计算 (6) 3.3.2 东南湖质量评价计算 (9) 3.3.3 东北湖质量评价计算 (11) 3.3.4 西南湖质量评价计算 (13) 3.4 计算结果 (15) 4 结论 (15) 参考文献 (17) 致谢 (18) 附表 (19)
摘要 玄武湖是南京城区内最大的湖泊，分为西北，东南，西南和东北四个湖区。随着人口的不断增长，大量的生活污水被排入湖中，使得湖水逐年水质污染严重，近年来大有加重趋势。水质将变浑发臭，严重影响了城市环境和市民身体健康。因此，对玄武湖整治是势在必行的。本次研究是根据玄武湖实测水质指标资料，应用层次分析法，通过建立层次分析模型体系，经计算最终得出各指标权重，从而对玄武湖四个湖区水资源质量状况进行相关分析与评价，并提出保护水资源措施，为更好的开发和利用水资源提供参考。此次研究结果表明，湖水中BOD5超标严重，应采取针对性治理。 关键词：玄武湖；层次分析法；权重；水环境评价
层次分析法在玄武湖水环境评价的应用 X 1 引言 玄武湖位于南京城东北，为全国五大城市湖泊之一。湖泊总面积4.42 km，其中湖水面积3.912 km。从80年代开始，玄武湖流域 km，湖中陆地面积0.492 人口迅速增加，大量的生活污水排入湖内，使湖水中的有机物，营养盐的负荷不断增加。2003年的水质监测报告表明：玄武湖水质的总氮超标率为8.3%。另一项针对玄武湖底层泥巴的调查实验表明，表面上一汪清水的玄武湖，底层的那些淤泥重金属含量，已经超过了南京城市的土壤的重金属含量[1]。本研究的目的是运用层次分析法来研究玄武湖水环境问题，通过分析计算确定其污染程度及主要污染物，并对玄武湖水质进行相关评价，以期为提高和改善玄武湖的水环境提供有效途径和理论依据。水环境评价能为决策者提供有效的辅助决策信息，对于水环境保护和实现可持续发展具有重要意义。其研究成果将大大提高玄武湖水环境管理与决策的水平，对于更好地利用和保护水资源、控制水污染，都具有重要的现实意义和深远的历史意义。 2 国内外研究现状及发展趋势 2.1 国内外水环境评价研究现状 国内外环境质量评价方法多种多样，但目前国内还没有制定出统一的评价方法标准供环保工作者使用[2]。其中水环境质量评价方法较多如：布朗水质指数、普拉特水质指数、罗斯水质指数、内梅罗水质指数、综合污染指数、模糊数学法和地图叠加法等，最后一种方法是国内目前普遍采用的方法，简单且实用。以上种种评价方法都要首先确定断面单项指标代表值，大多用平均值作为代表值，而内梅罗水质指数法则既考虑到平均值，同时考虑端值对评价结果的影响，但评价工作中有很多具体问题不易解决，很少采用。其他方法还牵涉到标准问题或评价指标的权重问题，也很少采用[3]。 水质评价方法有两大类，一类是以水质的物理化学参数的实测值为依据的评价方法；另一类是以水生物种群与水质的关系为依据的生物学评价方法。较多采用的是物理化学参数评价方法，其中又分：①单项参数评价法即用某一参数的实测浓度代表值与水质标准对比，判断水质的优劣或适用程度。②多项参数综合评价法即把选用的若干参数综合成一个概括的指数来评价水质，又称指数评价法。
附件： 地表水环境质量评价办法 （试 行） 二○一一年三月 —3—
目 录 一、基本规定 (6) （一）评价指标 (6) 1.水质评价指标 (6) 2.营养状态评价指标 (6) （二）数据统计 (6) 1.周、旬、月评价 (6) 2.季度评价 (6) 3.年度评价 (6) 二、评价方法 (7) （一）河流水质评价方法 (7) 1.断面水质评价 (7) 2.河流、流域（水系）水质评价 (7) 3.主要污染指标的确定 (8) （二）湖泊、水库评价方法 (9) 1.水质评价 (9) 2.营养状态评价 (10) （三）全国及区域水质评价 (11) 三、水质变化趋势分析方法 (12) （一）基本要求 (12) （二）不同时段定量比较 (12) —4—
（三）水质变化趋势分析 (13) 1.不同时段水质变化趋势评价 (13) 2.多时段的变化趋势评价 (14) 附录一：污染变化趋势的定量分析方法 (15) 附录二：术语和定义 (17) —5—
为客观反映地表水环境质量状况及其变化趋势，依据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）和有关技术规范，制定本办法。本办法主要用于评价全国地表水环境质量状况，地表水环境功能区达标评价按功能区划分的有关要求进行。 一、基本规定 （一）评价指标 1.水质评价指标 地表水水质评价指标为：《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）表1中除水温、总氮、粪大肠菌群以外的21项指标。水温、总氮、粪大肠菌群作为参考指标单独评价（河流总氮除外）。 2.营养状态评价指标 湖泊、水库营养状态评价指标为：叶绿素a（chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（COD Mn）共5项。 （二）数据统计 1.周、旬、月评价 可采用一次监测数据评价；有多次监测数据时，应采用多次监测结果的算术平均值进行评价。 2.季度评价 一般应采用2次以上（含2次）监测数据的算术平均值进行评价。 3.年度评价 国控断面（点位）每月监测一次，全国地表水环境质量年度评—6—
用模糊数学综合评价法对水质进行评价 付智娟 （中山市环境保护科学研究所，中山 542803） 摘 要：综合评价法作为模糊数学的一种具体应用方法，在很多领域中得到了广泛的运用。由于综 合评价法的数学模型简单、容易掌握，更适合于对多因素、多层次的复杂问题的评价。将其应用于对水质的评价能更客观、科学地反映水质情况。 关键词：模糊数学 ；综合评价法；水质评价法 Abstract:As the praxis of fuzzy mathematics,comprehensive evaluation is prevalent used in many fields ,Because it is a simple mathematical model and easy to use,comprehensive evaalution has advantage to solve the complex problem that have more different https://www.doczj.com/doc/dd9212052.html,ing it to evaluate the quality of water can get an objective and scientific result. Key words: fuzzy mathematics; comprehensive evaluation; evaluate the quality of water 模糊数学理论是近年来发展起来的科学，水质的好坏具有模糊的概念，因此也可以用它来评价水质，对水质进行综合评价，打破以往仅用一个确定性的指标来评价水质的方法，并可以弥补其中的不足，更客观、科学地对水质进行评价。现引用对某水质进行评价的例子来说明模糊数学综合评价在水质评价中的运用。 1. 基本概念 1. 1隶属度 以往的水质分级中多用一个简单的数学指标为界限，造成界限两边分为截然不同的等级.例如参数DO ， I 级水的指标为7mg/L,则7.1mg/L 为I 级水，但DO 若为6.9mg/L 就的定为II 级水。事实上，由于水质的污染程度属于模糊概念,所以这里用隶属概念来描述模糊的水质分级界限。所谓隶属度系指某事物所属某种标准的程度：如:DO=7.1mg/L 时,隶属I 级水的程度为100%;6.9mg/L 时,隶属I 级水的程度达95%。 隶属度可用隶属函数表示。为方便起见，取线性函数： 10X X X X --或 11X X X X --，（X 0 地表水环境质量评价办法(DOC 19页) 附件： 地表水环境质量评价办法 （试行） （二）湖泊、水库评价方法 (9) 1.水质评价 (9) 2.营养状态评价………………………………………………………………… 10 （三）全国及区域水质评价……………………………………………………… 1 1 三、水质变化趋势分析方法………………………………………………………… 1 2 （一）基本要求 (12) （二）不同时段定量比较………………………………………………………… 1 2 （三）水质变化趋势分析………………………………………………………… 1 3 1.不同时段水质变化趋势评价……………………………………………… 1 3 2.多时段的变化趋势评价 (14) 附录一：污染变化趋势的定量分析方法 (15) 附录二：术语和定义 (17) 为客观反映地表水环境质量状况及其变化趋势，依据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）和有关技术规范，制定本办法。本办法主要用于评价全国地表水环境质量状况，地表水环境功能区达标评价按功能区划分的有关要求进行。 一、基本规定 （一）评价指标 1.水质评价指标 地表水水质评价指标为：《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）表1中除水温、总氮、粪大肠菌群以外的21项指标。水温、总氮、粪大肠菌群作为参考指标单独评价（河流总氮除外）。（湖泊水质？） 2.营养状态评价指标 湖泊、水库营养状态评价指标为：叶绿素a（chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（COD Mn）共5项。 （二）数据统计 1.周、旬、月评价 可采用一次监测数据评价；有多次监测数据时，应采用多次监 水质综合污染指数 飞水质综合污染指数的计算 水质综合污染指数是在单项污染指数评价的基础上计算得到的。考虑到上海地表水污染特点，在计算水质综合污染指数时通常选择上海市具有代表性的污染物，包括高锰酸盐指数、五日生化需氧量、化学需氧量、氨氮、石油类、挥发酚、总磷和汞。也可以根据需要选择必要的污染物参与评价。 Ci Pi = Si 其中，O-污染物实测浓度; &-相应类别的标准 综合污染指数的计算方法: 应该注意到，水质综合污染指数的计算与水质类别标准密切相关，因此综合污染指数的比较只能在同一类别标准基础上进行。 1、水质污染程度的判别 根据水质综合污染指数来判别污染程度是相 对的，即对应于水体功能要求评判其污染程度。如 II类水体的水质要求明显高于III类、IV类、V类水体，假如不同类别水体的水质相同，则要求越高的水体，其对应的污染程度越严重。根据水质综合污染指数判别水质污染程度必须基于下列条件： （1）污染程度是对应于相应类别的水质要求的。 （2）污染程度的分级是为了定性反映水质的现状， 水体污染说明该水域原定的功能不能安全、全面地 发挥效应，其功能得不到保证。不同功能水体即使达到相同的污染程度，其危害和影响也是各不相同的。 （3）根据水质综合指数的大小可将水体分为合格、基本合格、污染和重污染四类。当采用上述八项污染物进行评价时，不同类型水体相对应的综合指数和水质现状阐述如下： 合格：P W0.8各项水质指标基本上能达到相应的功能标准，即使有个别指标超标，但超标倍数较小（1 倍以内），水体功能可以得到充分发挥，没有明显的制约因素。 基本合格：0.8 综合水质评价方法概述 目前在综合水质评价中应用较多典型评价方法包括：单因子评价法、污染指数法、模糊数学评价法、灰色系统评价法、层次分析评价法、物源分析评价法、人工神经网络评价法，以及水质标识指数评价法。 单因子评价法 单因子评价法是分别将各个水质标准规定的水质指标进行对比分析，在所有参与综合水质评价的水质指标中，选择水质最差的单项指标所属类别来确定所属水域综合水质类别；单因子指数评价计算简单，且可清晰判断出主要污染因子及其主要污染区水域。我国在水质监测公报中，便采用了单因子评价水体综合水质。 单因子指数P由一位整数、小数点后二位或三位有效数字组成，表示为： X P i3 X X 1 2 式中：X1————第i项水质指标的水质类别； X2————监测数据在X1类水质变化区间中所处位置根据公式按四舍五入的原则计算确定。 X3————水质类别与功能区划设定类别的比较结果，视评价指标的污染程度，X3为一位或两位有效数字。 根据Pi的数值可以确定水质类别、水质数据、水环境功能区类别，可以比较水质的污染程度，Pi 越大，水质越差，污染越严重，如果Pi大于6.0，水质劣于V类水。 单因子评价法，优点：是简单、易操作。缺点：但单因子评价中污染因子占100％权重，其余因子权重为零，而随水质监测结果不断变化，浓度越大权重越大，随意性较大，不去考虑各因子对水环境影响的差异性，会忽略很多有用的信息，具有一定的局限性。 污染指数法 污染指数法的基本思想是：①针对单项水质指标，将其实测值与对应的水环境功能区类别与水质标准相比，形成单项污染指数；②对所有参与综合水质评价的单项水质指标，将各指标的单项污染指数通过算数平均、加权平均、连乘及指数等各种数学方法得到一个综合指数，来评价综合水质。 优点：指数法综合评价对水质描述是定量的，只要项目、标准、监测结果可靠，综合评价从总体上来讲是能基本反映污染的性质和程度的。并且对于全国流域尺度而言，污染指数法计算简便，便于进行不同水系之间或同一水系不同时问上的基本污染状况和变化的比较。缺点：选择不同的污染因子会使污染指数值出现波动，当水体的某些污染物评价标准值很低，而这些污染物未被检出时，依据数据的填报原则，就将其报为检出限的一半。此时进行污染指数计算就会夸大水污染程度。 模糊数学评价法 模糊数学理论是美国理论控制专家L.A.Zadeh于1965年提出的。在水环境质量综合评价中，涉及大量的复杂现象和多种因素的相互作用，也存在大量的模糊现象和模糊概念，因此水质评价也可以采用模糊数学的方法进行定量化处理。模糊数学评价法包括模糊综合评判法、模糊聚类法、模糊模式识别法等，其中最典型的方法是模糊综合评判法，其基本思想是：①构造水质指标对各类水质类别的隶属函数；②根据隶属度函数，计算水质指标实测值对各类水质类别的隶属度，构造模糊关系矩阵；③计算各类水质指标的权重，构造权重向量；④将权重向量和模糊关系矩阵相乘，得到综合水质对各类水质类别的隶属度，最终判断出评价样本的综合水质级别。 优点：当在水环境质量综合评价中，涉及到大量的复杂现象和多种因素的相互作用时，用模糊关系合成原理，可将一些边界不清、不易定量化的因素定量化。缺点：当水质评 水质综合评价的方法 水环境质量评价，就是通过一定的数理方法与手段，对某一水环境区域进行环境要素分析，对其作出定量描述通过水环境质量评价，摸清区域水环境质量发展趋势及其变化规律，为区域环境系统的污染控制规划及区域环境系统工程方案的制定提供依据。 1.指数评价法 指数评价法可分为单因子污染指数法和水质综合污染指数法，单因子污染指数表示单项污染物对水质污染影响的程度，水质综合污染指数表示多项污染物对水质综合污染的影响程度。 (1)单因子污染指数法 单因子污染指数法是将某种污染物实测浓度与该种污染物的评价标准进行比较以确定水质类别的方法。即将每个水质监测参数与《国家地面水环境质量标准》(GB3838—2002)进行比较，确定水质类别，最后选择其中最差级别作为该区域的水质状况类别。 (2)水质综合污染指数法 水质综合污染指数法是指在求出各个单一因子污染指数的基础上，再经过数学运算得到一个水质综合污染指数，据此评价水质，并对水质进行分类的方法。对分指数的处理不同，决定了指数法的不同形式，有诸如简单迭加型指数、算术平均型指数、加权平均型指数、罗斯水质指数、内梅罗指数、黄浦江污染指数、豪顿水质指数等。 单因子污染指数只能代表一种污染物对水质污染的程度，不能反映水质整体污染程度：综合污染指数法是对整体水质做出的定量描述，这样的评价结果只能定性地说明污染程度是轻、严重还是非常严重，不能确定其功能类别为几类。但是，只要项目、标准、监测结果可靠，综合评价在总体上是可以基本反映水体污染性质与程度的，而且便于同一水 体在时间上、空间上的基本污染状况和变化的比较，所以现在进行水质污染评价时常采用这种方法。 2.基于模糊理论的水环境评价法 由于水体环境本身存在大量的不确定因素，各个项目的级别划分、标准确定都具有模糊性。因此，模糊数学在水质综合评价中得到广泛应用。具有代表性的方法有：模糊综合评判法、模糊概率法、模糊综合指数法等，其中应用较多的是模糊综合评判法，这种方法根据各污染物的超标情况进行加权，但污染物毒性与浓度不成简单的比例关系，因此，这种加权不一定符合实际情况。从理论上讲，模糊评价法体现了水环境中客观存在的模糊性和不确定性，符合客观规律，具有一定的合理性。但从目前的研究情况来看，采用线性加权平均极型得到的评判集易出现失真、失效、跳跃等现象，存在水质类别判断不准或结果不可比的问题，可操作性较差。 3.基于灰色系统理论的水环境评价法 由于水环境质量数据都是在有限的时间和空间内监测得到的，信息是不完全的或不确切的，因此，可将水环境系统视为一个灰色系统，即部分信息已知、部分信息未知或不确知的系统，据此对水环境进行综合评价。基于灰色系统理论的水质评价法通过计算评价水质中各因子的实测浓度与各级水质标准的关联度大小确定评价水质的级别。根据同类水体与该类标准水体的关联度大小还可以进行优劣比较，水质综合评价的灰色系统方法有灰色聚类法、灰色贴近度分析法、灰色关联评价法等。 灰色评价法体现了水环境系统的不确定性，在理论上是可行的，虽然分辨率低，但具有简单、可比的优点，而且由于影响水环境的变化因素不断增多、不断变化，水环境的不确定性逐渐增加，所以灰色评价法在水环境质量评价中应用日益广泛。 4.基于人工神经网络的水环境评价法 水质综合污染指数 一、水质综合污染指数的计算 水质综合污染指数是在单项污染指数评价的基础上计算得到的。考虑到上海地表水污染特点，在计算水质综合污染指数时通常选择上海市具有代表性的污染物，包括高锰酸盐指数、五日生化需氧量、化学需氧量、氨氮、石油类、挥发酚、总磷和汞。也可以根据需要选择必要的污染物参与评价。 应该注意到，水质综合污染指数的计算与水质类别标准密切相关，因此综合污染指数的比较只能在同一类别标准基础上进行。 二、水质污染程度的判别 根据水质综合污染指数来判别污染程度是相 对的，即对应于水体功能要求评判其污染程度。如II类水体的水质要求明显高于III类、IV类、V类水体，假如不同类别水体的水质相同，则要求越高的水体，其对应的污染程度越严重。根据水质综合污染指数判别水质污染程度必须基于下列条件： （1）污染程度是对应于相应类别的水质要求的。 （2）污染程度的分级是为了定性反映水质的现状，水体污染说明该水域原定的功能不能安全、全面地发挥效应，其功能得不到保证。不同功能水体即使达到相同的污染程度，其危害和影响也是各不相同的。 （3）根据水质综合指数的大小可将水体分为合格、基本合格、污染和重污染四类。当采用上述八项污染物进行评价时，不同类型水体相对应的综合指数 和水质现状阐述如下： 合格：P≤0.8，各项水质指标基本上能达到相应的功能标准，即使有个别指标超标，但超标倍数较小（1倍以内），水体功能可以得到充分发挥，没有明显的制约因素。 基本合格：0.8 常用水环境质量评价方法分析与比较 常用水在我们生活当中起着重要作用。在使用常用水前，必须对其进行深入研究，确保其质量合格，安全使用。因此，本文主要是对常用水环境质量评价方法进行了详细分析，主要包括指数评价法、模糊评价法、人工神经网络评价法以及灰色系统理论评价法，对常用水环境质量评价中使用的各方法进行分析比较具有很强的现实意义。 标签：常用水；环境质量；评价方法 水环境质量是确保我们对水资源可持续利用的基础，因此对水环境质量进行准确评价十分重要。而要对水环境质量进行准确评价，就得依靠科学的评价方法。国内外在水质评价方面的研究成果较多，总体来说，国外研究侧重介质、多参数水质数据分析；我国水质评价方法也比较多，但在理论层次上并没有取得重点突破，只是集中于对常用水环境质量评价指数处理。 常用水的环境质量评价的可靠性主要依托监测数据和评价方法来实现。近年来，国内外常用水环境质量评价方法也比较多，但国内暂时没有形成统一的评价标准。常用水环境质量评价方法一般可划分为单项评价法和多项综合评价法，其主要根据相关标准或者规范要求采用指标法进行评价，由于采用单指标法进行评价相对比较局限，因此实际操作过程也相对简单；综合评价要综合考虑水体中所含污染物的多少，通过分析，从而确定常用水水质的综合等级。目前常用水环境质量的评价方法大致分为以下几类。 1.指数评价法 （1）单因子污染指数法。单因子污染指数法的计算基本原理是将物体污染物的监测浓度和我们现有的相关国家标准或者规范进行对比，最终通过比较结果得出水质的类型。现行国家水质标准将每个水质监测参数与《国家地表水环境质量标准》（GB3838—2002）进行比较，最后以水质最差的单项指标所属类别确定为该水体综合水质类别。单因子污染指数只能反映一种污染物对常用水水质污染的程度，但水质的整体污染程度不能准确反映出来。 （2）水质综合污染指数法。水质综合污染指数法是指在分析常用水环境质量单一因子污染指数的基础上，通过数学法则得到常用水环境质量的综合污染指数，据此对水质进行详细分类。《环境影响评价技术导则地面水环境》（HJ/T2.3—93）一般推荐方法包括幂指数法、加权平均法、向量模法等。 2.模糊评价法 由于常用水环境质量存在着很多不确定性，常用水各级别划分、标准的确定也具有模糊性，因此，模糊数学在水质综合评价中得到广泛应用。模糊评价法的基本原理就是采用已知的常用水水环境监测数据建立模型，建立一个隶属度矩 水质分析化验方法 一、硬度和钙离子、镁离子的测定 （一）总硬度的测定 1、原理 钙离子和镁离子都能与EDTA形成稳定的络合物，其络合稳定常数分别为1010.7和108.7.考虑到EDTA受酸效应的影响,将溶液PH值控制为10时,钙、镁离子都与EDTA完全络合，因此在此条件下测定的应是两者的总量，即总硬度。 2、主要试剂 （1）氨一氯化铵缓冲溶液（PH=10）称取67。5g氯化铵溶于200ml水中，加入570ml氨水，用水稀释至1000Ml； （2）三乙醇胺1+1水溶液； （3）酸性铬蓝K-萘酚绿B（简称K-B）混合指示剂称取1g酸性铬蓝K 和2.5g萘酸绿B置于研钵中，加50g干燥的分析纯硝酸钾磨细混匀。 (4)EDTA标准溶液C(EDTA)=0.01mol/L或C(1/2EDTA)=0.02mol/L. 3、测定步骤 取50.00ml水样(必要时先用中速滤纸过滤后再取样)于250ml锥形瓶中,加10mlPH=10的缓冲溶液，加入少许K-B指示剂,用EDTA标准溶液滴定至溶液由红色变为蓝色时即为终点，记下所消耗的EDTA标准溶液的体积.水样的总硬度X 为 式中C(1/2EDTA)——取1/2EDTA为基本单元时的浓度，mlo/L; V1——滴定时消耗的EDTA溶液体积，ml; V——所取水样体积，ml。 总硬度以CaCO计时 式中M(CaCO3)——COCO3的摩尔质量，g/mol; C(EDTA)——EDTA溶液的浓度，mol/L. (二)钙离子的测定 1、EDTA滴定法 （1）原理溶液PH≥12时，水样中的镁离子沉淀为Mg（OH）2，这时用EDTA滴定，钙则被EDTA完全络合而镁离子则无干扰。滴定所消耗EDTA 的物质的量即为钙离子的物质的量。 （2）主要试剂 ①氢氧化钾溶液 20%； ②EDTA标准溶液 C（EDTA）=0.01mol/L; ③钙黄绿素-酚酞混合指示剂 (3)测定步骤用移液管移取水样50ml(必要时过滤后再取样)于250ml锥形瓶中,加1+1盐酸数滴,混匀,加热至沸30s,冷却后加20%氢氧化钾溶液5ml,加少许混合指示剂,用EDTA标准溶液滴定至由黄绿色荧光突然消失并出现紫红色时即为终点,记下所消耗的EDTA标准溶液的体积。钙离子的含量X为 式中C(EDTA)——EDTA溶液的浓度，mol/L; V2——滴定时消耗EDTA溶液的体积，ml; V——所取水样的体积，ml; 40.08——钙离子的摩尔质量，g/mol.. (三)镁离子的测定 1、EDTA滴定法 （1）原理由硬度测定时得到的钙离子和镁离子的总量，减去由本节中测得的钙离子的含量即得镁离子的含量。 水样中镁离子的含量为 龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/dd9212052.html, 水质综合评价及预测研究进展 作者：吴岳玲 来源：《安徽农业科学》2020年第02期 摘要;水质评价和水质预测研究是实现水污染精准化治理的基础和前提。在介绍水环境现状的基础上，主要阐述了水质评价和水质预测的基本概念，总结了水质评价、水质预测在国内外的研究进展以及基本方法，并对水质预测在未来的研究进行了展望，旨为解决水环境污染和制定相关保护政策提供一定的科学依据。 关键词;水质评价;水质预测;研究进展;评价方法 中图分类号;X824文献标识码;A 文章编号;0517-6611（2020）02-0023-04 doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.02.007 开放科学（资源服务）标识码（OSID）： Progress in Comprehensive Evaluation and Prediction of Water Quality WU Yue-ling;（School of Civil and Hydraulic Engineering，Ningxia University，Yinchuan，Ningxia 750021） Abstract;The research of water quality assessment and water quality prediction are the basis for achieving precise control of water pollution.Based on the introduction of the current situation of water environment，the basic concepts of water quality assessment and water quality prediction were mainly expounded，the research progress and basic methods of water quality assessment and water quality prediction at home and abroad were summarized，and the future research of water quality prediction was prospected.It is expected to provide a scientific basis for solving water pollution and formulating relevant protection policies. Key words;Water quality assessment;Water quality prediction;Research progress;Evaluation method 水資源是保障人类生活和促进社会经济发展不可或缺的自然资源，是地球上一切生物赖以生存的物质基础[1]。然而，随着科技的进步和人类社会的不断发展，水环境质量却日趋恶 化，目前水污染问题已严重影响了我国经济、社会的可持续发展。水质评价的引入为解决水体污染提供了一定的依据[2]，在水资源紧缺和水环境污染严重的情形下，对河、湖水质进行综 合性的评价，可以充分了解河、湖的健康状况、污染情况，对于解决水体污染、保护水资源和 水质分析质量控制 目录 前言 (2) 第一节范围 (3) 第二节规范性引用文件 (3) 第三节水质分析质量控制的要求 (3) 第四节分析误差 (3) 第五节校准曲线和回归 (3) 第六节分析方法的适用性检验 (4) 第七节分析质量控制方法与要求 (7) 第八节数据处理 (9) 第九节测定结果的报告 (10) 第十节水质分析数据的正确性与判断 (11) GB/T 8170-1987 数值修约规则 (13) 前言 GB/T 5750《生活饮用水标准检验方法》分为以下部分： ——总则； ——水样的采集和保存； ——水质分析质量控制； ——感官性状和物理指标； ——无机非金属指标； 一一金属指标； ——有机物综合指标； ——有机物指标； ——农药指标； ——消毒副产物指标； ——消毒剂指标； ——微生物指标； ——放射性指标。 本标准代替GB 5750-1985第一篇总则中的水质检验结果的表示方法和数据处理以及精密度和回收率的控制。 本标准与GB 5750-1985相比主要变化如下： ——依据GB/T 1.1-2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》与GB/T 20001. 4-2001《标准编写规则第4部分：化学分析方法》调整了结构； ——依据国家标准的要求修改了量和计量单位； ——当量浓度改成摩尔浓度（氧化还原部分仍保留当量浓度）； ——质量浓度表示符号由C改成J0，含量表示符号由M改成m; ——水质检验结果的表示方法和数据处理与精密度和回收率的控制并人本部分。 本标准由中华人民共和国卫生部提出并归口。 本标准负责起草单位：中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所。 本标准参加起草单位：江苏省疾病预防控制中心、唐山市疾病预防控制中心、重庆市疾病预防控制中心、北京市疾病预防控制中心、广东省疾病预防控制中心、辽宁省疾病预防控制中心、广州市疾病预防控制中心、武汉市疾病预防控制中心。 本标准主要起草人：金银龙、鄂学礼、陈亚妍、张岚、应波、陈昌杰、陈守建、邢大荣、陈西平、王正虹、魏建荣、杨业、张宏陶、艾有年、庄丽、姜树秋、卢玉棋、周明乐、周淑玉。 本标准予1985年8月首次发布，本次为第一次修订。 收稿日期:2003-11-19 作者简介:薛巧英(1962-),女,山西省万荣县人,副教授. ·环境评价· 水环境质量评价方法的比较分析 Comparison and Analysis of The Methods on Water Environ ment Quality Assessment 薛巧英 (山西工程职业技术学院冶金与环境工程系 太原 030009) 摘要 综述了水环境质量评价的发展及目前常用的各种水环境质量评价方法,对目前水环境质量评价中的不同方法进行了比较分析,针对各种评价方法的优点和不足做出评述。指出水环境评价方法的发展趋势是与计算机技术的有机结合,随着计算机技术的发展而不断深化。 关键词 水环境 环境质量评价 评价方法 Abstract This paper has discussed the present situatio n and the progress on wa ter environment quality assessment .T he dif -ferent methods were co mpared and analyzed ,as well as their advantag es and disadvantages were discussed about water environment quality assessment .Showing compound w ith computer technolog y is the developing tend of assessment method . Keywords Water Environment Environm ental Quality Assess ment Methods of Assessment 水,作为人类所需的不可替代的一种资源,是社会发展和经济发展重要的物质基础,是人民生活的重要保障,是社会可持续发展的重要支持之一。随着我国经济的飞速发展,城镇建设和工业生产不断扩大,用水量剧增,污水排放量也急剧增加。许多水体遭到工业污水、生活污水的污染,水污染成为我国最严重的环境问题。全国监测的1200多条河流有850条受到不同程度的污染,并且有不断加重的趋势。七大水系中,2/3以上的监测段面不能满足Ⅲ类水质(适合做饮用水水源)的要求,尤其海河和辽河流域污染最为严重。黄河水系总体水质较差,干流水质以Ⅲ～V 类水体为主,支流水体污染普遍严重。七大水系污染程度由重到轻依次为:海河、辽河、黄河、淮河、松花江、珠江、长江 〔1,2〕 。 1 水环境质量评价 水环境质量评价是对某一水环境区域进行环境要素分析,对其做出定量评述。通过环境质量评价,弄清区域环境质量变化发展的规律,为区域环 境系统的污染控制规划及制定区域环境系统工程方案提供依据,只有在环境质量评价的基础上才能进一步搞好环境区划和环境规划工作。所以区域环境质量评价是区域环境污染综合防治的基础,是改善区域水环境质量目前迫切需要解决的问题。 对水环境进行质量评价及预测研究,为水环境管理决策提供科学依据,是水环境质量评价的目的。长期以来,环境质量评价一直是环保部门及学者关心的课题,在国外于60年代中期开始出现,70年代蓬勃发展。美国是世界上第一个把环境评价以法律形式肯定的国家。纵观环境评价的发展,有由单目标向多目标,由单环境要素向多环境要素,由单纯的自然环境系统向自然环境与社会环境的综合系统,由静态分析向动态分析发展的趋势〔4〕。 环境质量评价在我国的开展也有30年左右的历史,经过多年的发展,在评价理论、评价方法等方面均有了较大的进展。近年来,随着计算机技术的发展,各种数学方法的应用,使得环境质量评价更加规范化,评价的整体水平得到不断提高。 一、基本概念 1 标准差 （1）标准差的意义: 分析一组数据时,不仅要计算平均数反应其平均水平，还要用一些指标反应其变异程度的大小。例如有二组数据： 甲组 98 99 100 101 102 乙组 80 90 100 110 120 两组的均数都是100，但分布情况却不同。甲组比较集中，即变异较小，而乙组比较分散，即变异较大。所以对一组结果的描述，除说明其平均水平外，还要说明变异程度的大小。最常用的变异指标是用标准差表示，它的优点是比较精确和稳定。 （2） 标准差的计算：是将每个离均差平方后加起来除以自由度得方差，方差开方后即得标准差。 S2 =∑(X－X)2/n-1 S =√(X－X)2/n-1 例如同一水样测定5次氯化物含量（mg/l）如下，求其标准差。 20.20、20.50、20.65、20.30、20.55 X=20.44 X - 0.24 0.06 0.21 - 0.14 0.11 X2 0.058 0.004 0.044 0.020 0.012 ∑X2=0.138∑X2/n-1=0.138/4=0.034 S=√0.034 = 0.18 （3） 标准差的应用： a. 表示测定结果的离散程度，两组测定值在单位相同、均数相近的条件下，标准差越大，说明测定值的变异程度就越大，即测定值围绕均数的分布较离散，如标准差较小，表明测定值的变异较小，即测定值围绕均数的分布较密集，均数的代表性好。 b. 用标准差计算变异系数(相对标准偏差)，当两均数相差较大时，不能直接用标准差比较其变异程度的大小，可用相对标准偏差比较，其算式为： RSD%=S/ X×100% 同标准差一样，相对标准偏差越小，说明测定结果的变异就小，反之就大。卫化学检验方法的精密度就是用相对标准偏差表示的。 2 标准误：描述样本均数的抽样误差，即样本均数与总均数的接近程度，称为样均数的标准误。样本数量越多，标准误就小。标准误小表示样本均数与总体均数较接近，总体的可靠性就大。要保证样本的可靠性，就得增加样本数。其算式为：Sx = S/√n 例如：已求得水中氯化物含量 X= 143.10mg/L，S=5.67mg/L， n =120，故标准误为：Sx=5.76/√120 =0.52mg/L 3. 精密度 (1) 精密度的定义: 指用一特定的分方法重复分析同一样品所得结果的一致程度。 (2)精密度的三个专用术语： a. 平行性：是指在同一实验室，当分析人员、分析设备和分析时间都相同时，用同一分析方法对同一样品进行两次或两次以上测定结果之间的符合程度。 b. 重复性：是指在同一实验室，当分析人员、分析时间有一项不同时，通常情况下是指分析时间的不同。用同一分析方法对同一样品进行多次以上测定结果之间的符合程度。一般情况下仪器法是5次，光度法和容量法是6次。 c. 再现性：是指在不同实验室，当分析人员、分析设备、甚至分析时间都不同，用同一分析方法对同一样品进行多次以上测定结果之间的符合程度。一般情况下仪器法是5次，光度法和容量法是6次。 (3) 日间精密度和日内精密度： a. 日间精密度：同一人用同一方法对同一样品在不同天测定结果的符合程度。 b. 日内精密度：同一人用同一方法对同一样品在一天内测定结果的符合程度。例如：用氟试剂分光光度法测定饮用水中氟化物含量。对低、高2种不同浓度的试样测定结果如下，求其重现性。 例如：用气相色谱法测定室内空气中苯系物，对质量浓度为2.5～20μg/mL的标准溶液重复进样5次，以确定日内重复性；对该溶液连续测定5天，每天测定1次，以确定日间重复性。地表水环境质量评价办法(DOC 19页)
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