下载文档原格式
基于梯形模糊数的地表灰尘重金属污染健康风险评价模型基于梯形模糊数的地表灰尘重金属污染健康风险评价模型摘要：随着工业化和城市化进程的快速发展，大量的工业废气、工业废液、废弃物等排放物质释放到环境中，导致地表灰尘中重金属的污染问题日益突出，严重威胁了人们的健康安全。
本研究运用梯形模糊数的方法，构建了一种地表灰尘重金属污染健康风险评价模型，旨在有效评估地表灰尘中重金属对人体健康所带来的潜在风险。
一、引言地表灰尘中重金属污染对人体健康的危害已经引起广泛关注。
重金属污染主要来源于工业废物、交通排放、农药等。
不同重金属元素对人体健康的危害程度不同，且污染程度受环境因素的影响较大，因此，建立一种合理可行的健康风险评价模型对重金属污染进行准确评估具有重要意义。
二、梯形模糊数基本原理梯形模糊数是模糊数理论中的一种重要概念，它通过模糊数的上限、核心和下限来描述不确定性信息。
在本文中，我们将梯形模糊数应用于地表灰尘重金属含量的评估中。
三、地表灰尘重金属污染健康风险评价模型的构建1.数据采集：采集不同地区的灰尘样本，分析重金属元素含量；2.梯形模糊数的划分：根据重金属元素的危害程度，将含量值划分为低、中、高三个模糊量；3.模糊数的运算：通过梯形模糊数运算规则，计算不同地区灰尘中不同重金属元素的综合模糊数；4.模型的建立：综合考虑灰尘样本中不同重金属元素的含量和不确定性，建立地表灰尘重金属污染健康风险评价模型。
四、模型的应用与验证本研究选取某工业区、某城市中心区和某农村区的地表灰尘样本进行分析和评估。
结果表明，在不同区域中，灰尘中的重金属含量、风险程度存在明显差异。
工业区的重金属含量较高，对人体的健康风险较大；城市中心区次之；农村区较低。
五、结论本文利用梯形模糊数构建了一种地表灰尘重金属污染健康风险评价模型。
该模型可综合考虑不同重金属元素的含量和不确定性，对地表灰尘中重金属污染的健康风险进行准确评估。
通过实际应用和验证，该模型在不同环境背景下表现出较好的可行性和有效性，可为环境管理和健康控制提供科学依据。
模糊综合评价法
模糊综合评价法是一种常用的多指标决策方法，它将模糊
数学理论应用于决策分析中。
该方法通过将不确定性和主
观性的因素引入评价过程，可以更好地处理实际决策问题。
模糊综合评价法的步骤如下：
1. 确定评价指标：根据具体的决策问题，确定相应的评价
指标，并对指标进行量化。
2. 确定评价等级：根据实际情况，确定评价指标的评价等级，一般分为五个等级：优秀、良好、一般、较差、差。
3. 构建模糊矩阵：根据评价指标的评价等级，构建模糊矩阵，每个指标对应一行，每个评价等级对应一列。
4. 模糊评价：对每个指标，根据实际情况进行模糊评价，
用模糊数表示，如“优秀”可以表示为(1,0,0,0,0)。
5. 模糊矩阵加权求和：对于每个指标，乘以其权重，然后
将所有指标的结果相加，得到综合评价值。
6. 模糊综合评价结果的解模糊化：可以使用模糊数学中的
聚合函数（如最大值法、最小值法等）将模糊综合评价结
果转化为确定性的数值。
7. 结果分析和决策：根据模糊综合评价结果进行结果分析，做出决策。
模糊综合评价法能够综合考虑多个指标的权重和评价等级，并且允许模糊的评价结果。
在实际决策问题中，它能够提
供更全面和准确的评价结果，有很广泛的应用领域，如企业绩效评价、项目评估和选优、人才选拔等。
模糊综合评价法的实际应用模糊综合评价法1 模糊综合评价的方法、步骤1）模糊综合评价模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评标方法。
该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。
它具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的难以、量化的问题，适合各种非确定性问题的解决。
2）模糊综合评价法分析步骤对某事物的评价往往涉及多个因素，甚至多个级别，需根据诸多因素作出综合评价。
当某些具体问题的评价因素或级别具有模糊性时，所作的综合评价称为模糊综合评价，或综合模糊评判。
模糊综合评价是应用模糊变换原理和最大隶属原则，考虑与被评价事物相关的各个因素，对其所作的综合评价。
模糊综合评价具有计算简捷、实用性强的优点，其分析步骤如下[13]。
(1)建立风险等级评价指标体系。
确定因素集{}n u u u U ,,,21Λ=,将因素集按照属性的类型划分为s 个子集,记作1U ，2U ，…，i U ，其中：{}i in i i i u u u U ,,,21Λ=，nn si i =∑=1；并且应满足UUsi i==Y 1，()s j i j i U U j i ,,2,1,;ΛI =≠=?。
(2)建立评语集{}m v v v V ,,,21Λ=及确定不同风险等级相应各分级指标的值域，并根据某一具体工况给出各分级指标的数值及所属值域。
其中，m 为风险划分等级个数。
(3)构造隶属函数，确定单因素评价矩阵[]mn iji i r R ?=。
(4)专家经验评分法计算各分级指标权重U 的权重集为{}s a a aA ,,,21Λ=，iU 的权重集为{}iin i i i a a a A ,,,21Λ=。
(5)初级评价。
由i U 的单因素评价矩阵i R ，及i U 上的权重集iA ，得第一级综合决策向量：[]im i i i i i b b b R A B Λ21=?= (1)其中，“°”为模糊关系合成算子。
一、模糊综合评价法的原理与数学模型模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评标方法。
该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。
它具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的解决.由于地质环境与地质灾害系统的复杂性，地质环境与地质灾害评价需要研究的变量关系较多且错综复杂，其中既有确定的可循的变化规律,又有不确定的随机变化规律,人们对地质环境的认识也是既有精确的一面，也有模糊的一面。
用绝对的“非此即彼”有时不能准确地描述地质环境中的客观现实，经常存在着“亦此亦彼”的模糊现象，其刻划与描述也多用自然语言来表达,如某一斜坡地段的工程岩组为“软弱岩体”，该地段岩体稳定性“较差”等等。
自然语言最大的特点是它的模糊性。
从逻辑上讲，模糊现象不能用1真（是)或0假（否）二值逻辑来刻划，而是需要一种用区间 [0， 1]的多值(或连续值）逻辑来描述。
可见，运用模糊理论解决地质环境与地质灾害危险性评价问题，是模拟人脑某些思维方式，提高认识地质体的一种有效方法。
因此，地质环境质量与地质灾害危险性评价中引入了模糊综合评判方法是客观事物的需要，也是主观认识能力的发展。
模糊综合评判方法是应用模糊关系合成的特性，从多个指标对被评价事物隶属等级状况进行综合性评判的一种方法,它把被评价事物的变化区间作出划分，又对事物属于各个等级的程度作出分析，这样就使得对事物的描述更加深入和客观，故而模糊综合评判方法既有别于常规的多指标评价方法，又有别于打分法.(1)模糊综合评判数学模型设U={u1,u2，…,um｝为评价因素集,V={v1，v2, (v)n}为危险性等级集。
评价因素论域和危险性等级论域之间的模糊关系用矩阵R来表示：式中，rij =η（ui，vj)(0≤rij≤1)，表示就因素ui而言被评为vj的隶属度；矩阵中第i行Ri =(ri1，ri2,…，rin）为第i个评价因素ui的单因素评判，它是V上的模糊子集。
应用模糊数学法对某钢铁厂职业病危害【职业卫生现场调查】的综合评价Comprehensive Evaluation of Occupational Hazards in A Steel Plant by Fuzzy Mathematics 顾华康，宋家卫，刘石安，盛立萍GU Hua-kang ，SONG Jia-wei ，LIU Shi-an ，SHENG Li-ping摘要目的探讨应用模糊数学方法进行职业病危害综合评价的效果。
方法按照国家标准的检测方法对某钢铁厂相应的职业病危害因素进行测定，然后应用模糊数学的方法进行综合评价。
结果该钢铁厂职业病危害分别为：原料单元为Ⅰ级（轻微），烧结单元为Ⅲ级（严重），炼铁单元为Ⅲ级（严重），炼钢单元为Ⅰ级（轻微）。
结论模糊数学综合评价方法能客观地对职业病危害进行评价。
关键词模糊数学；钢铁厂；职业病危害中国图书资料分类号：R135文献标识码：B文章编号：1004－1257（2011）18－2073－02Subject Comprehensive Evaluation of Occupational Hazards in A Steel Plant by Fuzzy MathematicsAuthorsGU Hua-kang ，SONG Jia-wei ，LIU Shi-an ，SHENG Li-ping （Qujing Center for Disease Control and Prevention ，Yunnan ，655000，China ）Abstract ［Objective ］To explore the effect of occupational hazards evaluation by fuzzy mathematics．［Methods ］Determination of occupational hazard in the steel plant was based on national standards．Then the comprehensive evaluation was performed by fuzzy mathematics．［Results ］The occupational hazard of the steel plant were raw material unit of Class Ⅰ（slight ），sintefing and iron mak-ing unit of Class Ⅲ（severe ），ironmaking unit of Class Ⅲ（severe ），steelmaking unit of Class Ⅰ（slight ）．［Conclusion ］The meth-ods of fuzzy mathematics can perform objective evaluation of occupational hazards Key wordsFuzzy mathematics ；Steel plant ；Occupational hazard作者简介：顾华康，男，医师，主要从事职业卫生工作。
作者单位：云南省曲靖市疾病预防控制中心，655000建设项目职业病危害评价目的是对项目可能产生的职业病危害因素进行识别、分析，做出客观真实的评价结论。
传统的评价方法是对工作场所中的化学、物理、生物等职业病危害因素的超标倍数或监测点的合格率作为评价指标，这种评价方法只能对单个危险因素进行评价，不能对同时存在的多种危险因素进行综合评价［1］。
我们借助模糊数学的基本原理和方法对某钢铁厂2010年职业病危害因素（毒物、粉尘、噪声）的综合评价做一探讨。
1对象与方法1．1对象选取该厂职业病危害较重的原料单元、烧结单元、炼铁单元和炼钢单元共4个单元，对粉尘、毒物、噪声进行了监测。
接触粉尘614人，接触噪声649人，接触毒物290人。
1．2方法按照GBZ 159－2004《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》、GBZ 192．1－2007《工作场所空气中粉尘测定》、GBZ 189．8－2007《工作场所中物理因素测量》规定执行。
2结果2．1模糊集合的确定设U 是n 个评判因素的集合，V 是m 个评判等级的集合，U =［毒物、粉尘、超声］，V =［轻微、一般、严重］。
2．2评价因素的指标量化与取值毒物和粉尘按照超限倍数进行分级，以超限倍数的1、2倍为轻微；噪声以85 90dB （A ）为分级轻微。
见表1。
表1毒物、粉尘、噪声评判分级评判级别毒物（超限倍数）粉尘（超限倍数）噪声dB （A ）Ⅰ（轻微）1 ＜21 ＜285 90Ⅱ（一般）2 ＜32 ＜395 ＜100Ⅲ（严重）≥3≥3≥1002．3权重系数的确定接触职业病危害因素的人数越多，危害程度越严重，所以我们根据职业病危害因素的接触人数之比确定权重系数。
各单元职业病危害危险因素接触人数及权重系数见表2。
表2某钢铁厂各单元职业病危害危险因素接触人数及权重系数评价单元车间粉尘接触人数毒物接触人数噪声接触人数权重系数原料单元焦区200200．500．5矿区26026综合运输24024烧结单元配混组120120．460．040．50烧冷组20020成品组24832综合组32032炼铁单元高炉车间6268880．380．180．44喷煤车间651965铸铁车间60060炼钢单元转炉工段7979790．360．290．35精装工段40029准备工段362036连铸工段1041041042．4模糊综合评判法的数学计算当各种权重系数确定后，用模糊集A 表示，各种职业病危害因素用模糊矩阵R 表示，根据模糊数学原理B =A ·R ，便可进行计算。
B 是综合评判结果的隶属度，根据最大隶属度原则，原料单元危害为Ⅰ级（轻微），烧结单元危害为Ⅲ级（严重），炼铁单元危害为Ⅲ级（严重），炼钢单元危害为Ⅰ级（轻微）。
见表3。
表3某钢铁厂各测试单元职业病危害因素在不同评判等级中的分布及评价结果评价单元监测项目监测点数Ⅰ级点数分布Ⅱ级点数分布Ⅲ级点数分布B 结论原料单元粉尘2850．1820．0700．000．170．000．00轻微毒物000．0000．0000．00噪声1210．0800．0000．00烧结单元粉尘5180．1690．18160．310．070．010．49严重毒物300．0000．0020．67噪声1500．0020．1300．00炼铁单元粉尘3210．0320．0670．220．080．010．24严重毒物1210．0800．0040．33噪声910．1100．0000．00炼钢单元粉尘2730．1130．1170．260．110．060．09轻微毒物1200．0000．0000．00噪声1020．2010．100．00原料单元：B =A ·R =［0．500.5］0.250.070000{}0.0800=［0．170．000．00］烧结单元：B =A ·R =［0．460．040．50］0.160.180.31000.67{}0.130=［0．070．010．49］炼铁单元：B =A ·R =［0．380．180．44］0．030．060．220．0800．330．{}1100=［0．080．010．24］炼铁单元：B =A ·R =［0．360．290．35］0．110．110．26000．000．200．100．{}00=［0．110．060．09］3讨论传统的职业病危害因素评价只应用作业点的合格率来衡量，不能对同时存在的多种危害因素进行综合评价，2个或多个企业进行比较时，如果一个企业超标几倍或者几十倍，而另一企业刚刚超标时，就很难利用合格率进行比较。
而模糊数学综合评价方法不受危害种类和多少的影响，可进行危害程度的相互比较［2］。
从结果可以看出，该钢铁厂原料单元危害为Ⅰ级（轻微），烧结单元危害为Ⅲ级（严重），炼铁单元危害为Ⅲ级（严重），炼钢单元危害为Ⅰ级（轻微）。
说明在职业卫生工作方面有待进一步提高。
烧结和炼铁单元较为严重，主要为燃烧生煤引起的危害，这与现场职业病危害状况相吻合，换言之，该钢铁厂职业病危害防治重点在烧结和炼铁过程中。
炼钢是一个多环节的生产过程，各环节的工作相互干预，相互影响，存在许多模糊信息，而模糊数学正是处理模糊信息的一门学科。
在运算方面采用加权平均型运算，使次信息损失减少，能够反映职业病危害因素危害程度的实际情况。
此方法能为我们在工作中提供一种新思路。
用模糊数学综合评价也存在不足之处，虽然能够对多个因素和程度进行综合评价，但对评价指标的量化没有一个统一的量化方法及标准，有的指标分级时存在很大的主观因素，权重的确定同样没有同样方法。
因而，在实际应用中，需要进一步进行完善充实［3］。
4参考文献［1］王欲晓，黄魏．冶炼厂生产性毒物监测模糊综合评价［J ］．职业与健康，2006，22（9）：643－645．［2］李新海，冀占领．应用模糊数学的方法综合评价职业危害因素［J ］．中国公共卫生，2002，18（7）：889－890．［3］胡小炜，丁刚强，赵海英．模糊数学方法在建设项目尘毒物质控制效果评价中的应用［J ］．职业与健康，2006，22（19）：1608－1610．（收稿：2011－04－01）（本文编辑：方弘）。
