集对分析在区域大气环境风险评价中的应用研究

鄂文峰

摘 要：在区域大气环境风险评价中，合理的应用集对分析，能够建立出相应准确的数学模型，实现对预期中大气环境风险的准确评估，同时也可以对不确定系数取值进行进一步的分析，从而得出不同状态下的大气环境风险分布情况。基于此，集对分析在渔区大气环境风险评价中的应用越来越广泛。

关键词：集对分析；区域大气环境；风险评价；应用

目前的大气环境风险评价中，应用到的方法多是利用CALPUFF、SLAB等模型来对风险源所能够造成的危害进行模拟分析，从而得出渔区大气环境的风险水平，但是这样的方法在大尺度空间中，应用上就存在问题。而集对分析的应用就不会出现相关的问题，其能够对空间信息的不确定系数进行研究，得出不同的风险空间信息，这样就能够使得风险评价中的一些客观性影响因素以及主观性影响因素消除，从而为土地优化利用提供成熟的科学依据。

1 集对分析概述

1.1 基本原理

集对分析，又称联系数学。是从系统的角度去认识确定性和不确定性的关系，并认为研究对象是一个确定不确定的系统。它可以统一描述和处理随机性、模糊性、不完整性等不确定性因素引起的确定不确定系统。假设给定集合A和B，组成集对H=（A，B），其联系度可通过式（1）进行数学表达。

？滋=a+bi+cj（1）

式中：？滋为联系度，值域为[-1，1]；a、b、c分别为同一度、差异度、对立度，且a+b+c=1；i为差异标记符号或相应系数，取值区间为[-1，1]；j为对立标记符号或相应系数，且j≡-1。

1.2 模型构建

用集对分析进行不确定性分析需要客观承认不确定性，不确定性与确定性作为一个系统进行分析和处理。有毒有害气体环境风险分布存在确定与不确定的因素，如有毒有害气体传播的载体大气是确定的，但大气在事故发生时如何流动是不确定的。而且确定与不确定的演变是一个连续的、动态的过程，由于时空的变化，大气环境风险分布在不断改变，也是一个动态的过程。

对有毒有害气体环境风险分布可按梯形关系进行简化计算，同时，相关人员依据高斯模型构建的大气环境风险场指数旨在从污染气象条件角度反映大气环境风险场的空间差异，从环境风险场角度反映区域突发环境风险的相对特征。这为构建基于集对分析的大气环境风险分布计算模型提供了依据。将集对分析用于区域大气环境风险评价，就是将区域某单元与风险源所在单元的距离集合A和评价标准集合B一起构成一个集对H。通过集合A中每项数值与集合B中的评价标准范围进行比较，集对H的联系度可通过式（2）表示。再通过一系列转化，以评价区域大气环境风险水平的高低。

式中：？滋为联系度；l为计算点与风险源点的距离；i、j分别为差异系数、对立系数；s1、s2、s3、s4为评价标准，区间（0，s1]、（s1，s2]、（s2，s3]、（s3，s4]、（s4，+∞）分别为高度、中度、中低度、低度、无影响区（在考虑风险因子实际浓度时，s可根据风险源释放的风险因子物化性质作出调整）。

2 在区域大气环境风险评价中集对分析的具体应用情况

2.1 具体案例研究

某化工園区坐落在长江的北岸，其被划归为国家重点化工园区，总体面积达到46km2，而实际的应用面积为28.5km2。园区主要对石油进行加工处理，同时，园区的周围是居民区以及环境保护区这样敏感的区域，如果出现环境问题，那么很可能会严重危害到环境安全。

针对大尺度空间信息的多样性以及复杂性，最为有效的手段就是区域网络化，将工业园区以及其周围的空间都用等步长进行区域的划分，每个区域都划分成正方形。然后利用矩阵来进行空间的标示，最后将代表单元定为正方形中心点的信息量，而这时候区域内的正方形中个单元数值均为0。

2.2 风险源识别

针对一个区域展开研究，难度相对来说，所以就将一家企业看做是一个环境风险源单元进行分析，同时标注好这个企业在正方形中的具体位置。正常的大气条件下，对风险源进行识别，主要是看气态的有毒有害物质，然而，当出现爆炸以及泄漏等重大事故的时候，引发的大气污染中，出现的一些液体以及固态的危险化学位置也需要关注。由于风险物质不同，理化性质也会不同。从而使得造成环境风险的机制也不同，所造成的损害程度也不尽相同。这就是风险叠加的困难点。采用归一化思想进行分析，将不一样的物质的风险量度进行同一化处理，计算就可以得到区域内华景的风险源指数。

从安全的角度考虑，选取出在该工业园区内风险源指数最大的企业作为评价的对象，从而收集相关的环境风险源信息。

2.3 风险值计算

我国相关文献规定，大气环境对以及评价范围距离源点的影响要超过5km，而二级评价范围距离源点的影响要超过3km，随着先关文献的修正，三级评价范围距离源点影响要超过1km。而风险值的计算具体方式，以及让计算结果更具科学性的方法，至今还没有定论。相关文献指出，环境风险值就是只带的事故出现的几率和事故对环境所造成的影响之间的乘积计算方式。

2.4 结果分析

一般来说，在风险源的周围是大气环境风险极高的区域，这一区域的风向为明显的下风向，根据统计可知，评价区域中的大气环境风险值通过计算，为各个行政区域大气环境风险值的平均数。区域风险度高，则出现有害气体的几率就大，造成的后果也会更加严重，甚至会影响到居民的身体健康。因此，相关行政区域一定要对风险高的区域进行控制，严禁设置居民区，同时要做好应急措施，要将企业人员进行有效疏散，并且制定出应急突发源，行政部门要根据实际情况来对环境风险实行分级管理，实现对土地的合理规划和利用，从而达到有效控制环境风险的目的。

结束语

在区域大气环境风险评价中合理的应用集对分析理论，可以有效的解决空间信息不足以及信息不准确的难题，实现对数学问题的转化，从而可以进行定量计算，计算的过程相对来说较为简单，而且获取数据也更加便利。本文根据具体实例进行了分析，计算得出区域大气环境风险和工业园区之间有着趋好性的一致性，能够为土地的优化利用以及环境风险掌控奠定扎实的基础。

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