邢 昱，趙 穎，秦紅偉，丁 敏，王建英

（河南省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，鄭州 450004）

環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著社會(huì)的發(fā)展，出現(xiàn)的一些環(huán)境污染問(wèn)題讓人觸目驚心，對(duì)生態(tài)和人的健康造成了極大的危害，一些新的環(huán)境污染（如光污染、噪音污染）也讓人們無(wú)所適從。人類對(duì)環(huán)境污染問(wèn)題的關(guān)注達(dá)到了前所未有的高度。我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)能力不論在從業(yè)人員數(shù)量、質(zhì)量方面還是在儀器裝備、技術(shù)能力等方面都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。環(huán)境監(jiān)測(cè)是指對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，“解碼”客觀環(huán)境，它是治理環(huán)境污染問(wèn)題、環(huán)境預(yù)警、環(huán)境政策制定的基礎(chǔ)，而監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是環(huán)境監(jiān)測(cè)的生命線。我國(guó)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析也由以往的簡(jiǎn)單判斷發(fā)展到通過(guò)科學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法來(lái)判定。本文根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的要求，指出了監(jiān)測(cè)程序中應(yīng)注意的事項(xiàng)，并討論了環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的綜合分析方法和評(píng)價(jià)技術(shù)。

1 環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的要求

環(huán)境監(jiān)測(cè)程序會(huì)根據(jù)測(cè)定目的有所差異，但大致可以分為6個(gè)步驟。環(huán)境監(jiān)測(cè)的一般程序?yàn)椋海?）收集資料，研究調(diào)查區(qū)域的地理環(huán)境和可能污染源的排放規(guī)律；（2）確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目要結(jié)合監(jiān)測(cè)區(qū)域污染物特點(diǎn)，按國(guó)家監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；（3）確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)及采樣方法、頻次，樣品要具有代表性；（4）樣品保存要選擇合適的容器、保存方法、運(yùn)輸工具和運(yùn)輸條件；（5）根據(jù)樣品特性、測(cè)試項(xiàng)目，選擇合適的儀器開(kāi)展測(cè)試分析；（6）開(kāi)展數(shù)據(jù)處理分析，生成評(píng)價(jià)報(bào)告。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)除了最后實(shí)驗(yàn)室分析要準(zhǔn)確，前期的采樣工作也要按相關(guān)要求來(lái)操作，這是正確解讀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)必須滿足“五性”，即代表性、準(zhǔn)確性、精確性、完整性和可比性。

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的代表性是指采集的水樣能代表所在區(qū)域的水質(zhì)狀況。這就要求水樣采集布點(diǎn)、采樣時(shí)間、頻次合理。城市生活污水布點(diǎn)的選擇一般在總排放口，而河流采樣一般要采集上、中、下三段的水樣；居民區(qū)生活污水排放在不同的時(shí)間段變化不大，而工業(yè)廢水排放則很有生產(chǎn)周期性，采集時(shí)間要根據(jù)生產(chǎn)周期而定。

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是指測(cè)量值與真實(shí)值之間的符合程度。因?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)很多都不是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，需將采集樣品帶到實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，這就需要分析采樣方法、樣品的保存、運(yùn)輸和實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境對(duì)結(jié)果產(chǎn)生的可能影響。

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精確性是指測(cè)定值能否再現(xiàn)，有無(wú)良好的重復(fù)性。測(cè)試結(jié)果的隨機(jī)誤差越小，測(cè)試精確性越高?？疾楸O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精確性，人們可以通過(guò)將樣品分批分析、增加測(cè)量次數(shù)、測(cè)試不同濃度樣品等來(lái)實(shí)現(xiàn)。

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的完整性是指監(jiān)測(cè)工作的連續(xù)性、系統(tǒng)性，有關(guān)監(jiān)測(cè)信息、結(jié)果無(wú)缺漏。這就要求監(jiān)測(cè)人員對(duì)數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)，對(duì)自己的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)簽字負(fù)責(zé)。環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可比性是指用不同的檢測(cè)方法、檢查儀器測(cè)定同一水樣污染物，其結(jié)果的吻合程度。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合分析與評(píng)價(jià)技術(shù)

2.1 常規(guī)評(píng)價(jià)方法

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的常規(guī)評(píng)價(jià)方法是相對(duì)在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析中應(yīng)用科學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法而言的。對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)評(píng)價(jià)時(shí)，人們一般依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范來(lái)開(kāi)展。常規(guī)評(píng)價(jià)方法主要有矩陣法、網(wǎng)絡(luò)法、圖形疊置法。矩陣法主要有迭代矩陣法和相關(guān)矩陣法，它是由開(kāi)發(fā)行為和影響環(huán)境因素組成的一個(gè)矩陣，可以研究二者的因果關(guān)系。網(wǎng)絡(luò)法往往通過(guò)樹(shù)枝狀來(lái)表現(xiàn)，它可以洞悉影響因素之間的直接影響或間接影響，可以研究影響因素的累積性影響及繼發(fā)性影響。圖形疊置法主要有手工疊圖和計(jì)算機(jī)疊圖。它是通過(guò)圖形的疊置（環(huán)境影響因素透明圖疊置到基圖上）深淺來(lái)表征影響程度，這樣就可以整體看出區(qū)域的影響因素。

2.2 綜合評(píng)價(jià)方法

影響環(huán)境的因素是多方面的，以往的單因素評(píng)價(jià)不能全面反映環(huán)境污染狀況，綜合評(píng)價(jià)法通過(guò)對(duì)影響環(huán)境各方面的因子進(jìn)行分析，反映的環(huán)境狀況要更真實(shí)、更客觀、更合理。環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是一類無(wú)序的、離散的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)，綜合評(píng)價(jià)法就是通過(guò)應(yīng)用科學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法來(lái)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深度的挖掘。綜合評(píng)價(jià)法主要有綜合污染指數(shù)法、模糊評(píng)價(jià)法、灰色評(píng)價(jià)法、物元分析法、層次分析法等。

2.2.1 綜合污染指數(shù)法

綜合污染指數(shù)法是先計(jì)算各污染物的濃度值，得出各污染物的指數(shù)，各污染物的指數(shù)可以得到一個(gè)綜合指數(shù)，根據(jù)這個(gè)指數(shù)來(lái)判斷環(huán)境污染程度。蔣火華根據(jù)1990-1998年全國(guó)主要河流的綜合污染指數(shù)與水質(zhì)類別比較發(fā)現(xiàn)，綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)的水質(zhì)類別與水質(zhì)類別判別不易，出現(xiàn)這種矛盾的原因可能是兩種判定原則有區(qū)別，另外標(biāo)準(zhǔn)值差距大也是一個(gè)重要原因[1]。他認(rèn)為可以通過(guò)加入權(quán)系數(shù)來(lái)解決這一矛盾。

2.2.2 模糊評(píng)價(jià)法

模糊評(píng)價(jià)法是基于模糊數(shù)學(xué)的一種方法。模糊評(píng)價(jià)法主要有：模糊聚類法、模糊距離法、模糊貼近度法等。因水質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，水體環(huán)境的不確定因素眾多，模糊評(píng)價(jià)可以用于水質(zhì)級(jí)別的模糊性。模糊評(píng)價(jià)法一般是先確定評(píng)價(jià)因素（即指標(biāo)），建立評(píng)價(jià)集，建立隸屬函數(shù)，確定模糊關(guān)系矩陣，確定模糊權(quán)重集，進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)。張魁忠對(duì)阜新市大氣監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)權(quán)重有充分的考慮，較綜合污染指數(shù)和模糊聚類法有較滿意的結(jié)果[2]。楊林應(yīng)用模糊評(píng)價(jià)法對(duì)湟水源頭扎馬隆斷面水質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)斷面綜合評(píng)價(jià)與實(shí)際結(jié)果相符，模糊污染程度能反映斷面污染狀況，符合實(shí)際情況[3]。

2.2.3 灰色評(píng)價(jià)法

灰色評(píng)價(jià)法屬于灰色系統(tǒng)理論。內(nèi)部信息已知的系統(tǒng)稱為白色系統(tǒng)，完全未知的系統(tǒng)稱黑色系統(tǒng)，而灰色系統(tǒng)介于這兩種系統(tǒng)之間，既有已知的信息，也有未知的信息。在評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量時(shí)，獲取的信息是不完全的，適合灰色評(píng)價(jià)法?；疑u(píng)價(jià)法主要有灰色聚類法、灰色貼近度分析法、灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)法。鄭成德通過(guò)對(duì)甘肅金昌地下水進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，灰色評(píng)價(jià)法信息利用率高，精度有所提高，能注意到水質(zhì)分級(jí)的界面，它是評(píng)價(jià)水質(zhì)的一種好方法[4]。劉文霞根據(jù)克山縣的大氣監(jiān)測(cè)結(jié)果，應(yīng)用灰色評(píng)價(jià)法對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)此分析方法與傳統(tǒng)方法相比，簡(jiǎn)便可行，特別是當(dāng)評(píng)價(jià)因子多時(shí)，該方法能顯現(xiàn)出優(yōu)越性，能有效對(duì)環(huán)境污染進(jìn)行判別[5]。

2.2.4 物元分析法

物元分析法是我國(guó)學(xué)者蔡文創(chuàng)立的，它可用來(lái)解決不相容問(wèn)題，最耳熟能詳?shù)囊粋€(gè)例子就是曹沖稱象。物元分析在環(huán)境監(jiān)測(cè)上有重要的應(yīng)用。環(huán)境監(jiān)測(cè)中的布點(diǎn)可以通過(guò)影響環(huán)境因素的指標(biāo)來(lái)布點(diǎn)，可是影響環(huán)境監(jiān)測(cè)的指標(biāo)眾多，如果依據(jù)單一指標(biāo)布點(diǎn)可能產(chǎn)生不相容的問(wèn)題，應(yīng)用物元分析法可解決這類環(huán)境監(jiān)測(cè)中的布點(diǎn)不相容問(wèn)題，優(yōu)化布點(diǎn)，提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的代表性、效率，節(jié)約人力、物力、財(cái)力。曹毅在研究竺山灣監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的布點(diǎn)情況時(shí)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用物元分析，竺山灣監(jiān)測(cè)站點(diǎn)可以從之前的14個(gè)優(yōu)化到11個(gè)，物元分析方法使用簡(jiǎn)便，結(jié)果可靠，能優(yōu)化水質(zhì)監(jiān)測(cè)站位布點(diǎn)，提高效率，需要注意的是，物元分析也應(yīng)考慮實(shí)際情況，最后綜合確定優(yōu)化方案[6]。孫中黨應(yīng)用物元分析方法研究了鄭州市大氣監(jiān)測(cè)的布點(diǎn)問(wèn)題，結(jié)果表明，物元分析方法操作簡(jiǎn)便，對(duì)多指標(biāo)影響因子選點(diǎn)問(wèn)題分析十分準(zhǔn)確，評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，可用于大氣監(jiān)測(cè)布點(diǎn)[7]。應(yīng)用單項(xiàng)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)同一水系不同斷面的水質(zhì)情況或不同水系的水質(zhì)情況總是不能真實(shí)反映環(huán)境質(zhì)量的不同，物元分析的應(yīng)用可以解決這一難題。王國(guó)平以蘇州市大運(yùn)河的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行物元分析，結(jié)果表明，物元分析法評(píng)價(jià)同一水系不同斷面的水質(zhì)情況是可行的[8]。

2.2.5 集對(duì)分析法

集對(duì)分析是我國(guó)學(xué)者趙克勤在1989年提出的，其主要用于解決確定性和不確定性之間的相互作用。所謂集對(duì)，是一個(gè)對(duì)子，它是由兩個(gè)有一定聯(lián)系的集合組成。集對(duì)分析的思路是在一定問(wèn)題背景下，集合A和集合B構(gòu)成的對(duì)子會(huì)有相同的特性、相反的特性、差異特性，這些特性就反映了這兩個(gè)集合的聯(lián)系情況。在環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中，應(yīng)用集對(duì)分析就是將樣本值（監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)）與指標(biāo)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)組成一個(gè)對(duì)子，計(jì)算兩個(gè)集合指標(biāo)之間的聯(lián)系度、平均聯(lián)系度來(lái)評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量。張文藝對(duì)馬鞍山大氣質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，集對(duì)分析能夠準(zhǔn)確判別大氣污染情況，方法簡(jiǎn)便，能很好處理不確定問(wèn)題[9]。李凡修對(duì)成都市大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行研究，結(jié)果表明，集對(duì)分析法應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)優(yōu)化是可行的[10]。

2.2.6 層次分析法

層次分析法是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家T L Saaty提出的，它是將復(fù)雜問(wèn)題分為若干層次、若干因素，分析各因素之間的關(guān)系，獲得最優(yōu)方案。層次分析法的有4個(gè)步驟，首先是建立層次結(jié)構(gòu)模型，其次是構(gòu)造半段矩陣并求最大特征根和特征向量，然后計(jì)算判斷矩陣一致性指標(biāo)，并檢驗(yàn)一致性，最后是層次總排序。王曉明應(yīng)用層次分析法分析千島湖水質(zhì)情況，結(jié)果表明，水質(zhì)指標(biāo)排放能很好地反映千島湖水質(zhì)受城鎮(zhèn)生活污水影響較大，水環(huán)境目標(biāo)表明千島湖受工業(yè)污染有限[11]。層次分析能為千島湖治理提供助力。

3 結(jié)語(yǔ)

環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)，而監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是環(huán)境監(jiān)測(cè)的生命線。對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分挖掘是更好地解讀客觀環(huán)境的關(guān)鍵。采樣前的準(zhǔn)備工作對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量有很大影響，要特別注意，采樣工作一定要按國(guó)家或行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格執(zhí)行。各地區(qū)污染物不一，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)要找到適合的評(píng)價(jià)方法，提高分析能力，更好地為環(huán)境保護(hù)作貢獻(xiàn)。

1 蔣火華，朱建平，梁德華，等.綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)與水質(zhì)類別判定的關(guān)系[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，1999，15（6）：46-48.

2 張魁忠，關(guān) 遠(yuǎn).大氣環(huán)境質(zhì)量的模糊綜合評(píng)價(jià)方法[J].阜新礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，14（3）：125-128.

3 楊 林，李小玲.模糊數(shù)學(xué)在湟水流域水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2000，16（6）：49-52.

4 鄭成德.水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的灰色聚類法[J].水文，1998，（4）：23-27.

5 劉文霞，李艷榮，石雪梅.應(yīng)用灰色聚類分析方法對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)[J].黑龍江環(huán)境通報(bào)，2001，（4）：72-73.

6 曹 毅.物元分析法在水質(zhì)監(jiān)測(cè)優(yōu)化布點(diǎn)中的應(yīng)用[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2012，4（1）：43-45.

7 孫中黨，畢雪玲.物元分析法在鄭州市大氣監(jiān)測(cè)優(yōu)化布點(diǎn)中的應(yīng)用[J].河南科學(xué)，1999，17（2）：194-199.

8 王國(guó)平，王洪光.物元分析法用于水環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)比較[J].干旱環(huán)境監(jiān)測(cè)，1997，11（2）：65-67.

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11 王曉明，許 玉，王秀珍，等.運(yùn)用層次分析法的水質(zhì)指標(biāo)和環(huán)境保護(hù)措施研究[J].黑龍江水專學(xué)報(bào)，2005，32（4）：130-133.