融入变异系数的空气和地表水质量评价方法

冯然，翟德超，袁永生∗

1.河海大学理学院

2.资源与环境信息系统国家重点实验室,中国科学院地理科学与资源研究所

3.中国科学院大学

大气污染和水污染作为生态环境领域的核心问题已经引起了国际社会的高度关注[1-3]。环境评价是人们认识、保护和改善环境的基础,是环境管理和决策工作的重要组成部分[4]。因此采用更科学、准确的方法来评价环境(空气和地表水)的污染程度对于反映环境质量和预测其发展趋势具有重要意义[5-6]。

目前,我国环境质量评价方法多采用多指标数学综合评价模型,主要有综合污染指数法、模糊综合评价法、灰色聚类法和物元分析法等[7-17],国外对此也有较多的研究[18-22]。这些方法虽然应用广泛,但仍有很多不足之处。如不同的空气污染物之间具有一定的相关性,使用综合污染指数法时容易造成信息冗余,降低所求污染物权重的准确性以及算法的效率[23]。而模糊综合评价法和灰色聚类法采用隶属度函数来描述大气污染状况,计算较为复杂,且在空气污染物浓度较低或过于分散时,计算过程中遗失的信息较多,难以准确反映环境质量状况。

目前,我国在空气和地表水的评价中采用的是空气质量指数(AQI)[24]和综合污染指数[25],但这2种方法同样存在不足之处。有学者指出AQI指数只取空气质量分指数的最高值会忽略次要污染物[26],而综合污染指数取各污染物指数的算数平均值,这种等权的设置并不合理。针对AQI指数评价的不足,不同的学者提出了不同的解决方案,如灰色聚类法和模糊-灰色聚类法[27-28]。……