实例评价：基于随机模糊评价模型的方法

基于图2.6中先导区52个表层土壤采样点中的各重金属总量实测数据，将表3.1—表3.6中经三角模糊化后的对应地球化学背景值数据和重金属的生物毒性双权重评价模糊值带入公式(3.10)，而后利用Crystal Ball 2000软件进行Monte-Carlo抽样下的随机模糊模拟(MCTFN)，可得到土壤重金属污染随机模糊评价值模拟序列i＝1，2，…，m；i＝1，2，…，5}，m为随机模拟的实验次数。而后平行地进行10000、20000、30000、40000和50000次模拟实验，以探索各重金属的随机模糊序列的收敛情况，并最后确定模拟试验次数。由于数据量较大，故只列出实例区域土壤中5种重金属在采样点F1—F5处的随机模糊评价结果，见表3.7。

表3.7　95%置信度和不同模拟次数下F1—F5处的随机模糊评价结果

续表

续表

续表

表3.7表明，MC-TFN模拟过程在试验次数分别为40000次和50000次时随机模糊评价结果已基本收敛，为了保证运算精确度和效率，选择40000次为模拟次数。MC-TFN评价过程达到结果收敛时消耗的时间小于2小时，而对于同一个评价者进行α-截集技术下的三角模糊数评价，其过程需耗时近4.5小时，可见随机模糊评价模型确实有效地提高了基于单纯模糊数学改进评价法的数据处理效率。

将表3.7中的5种重金属在各采样点的随机模糊评价结果代入式(3.11)—式(3.17)得出5种重金属在52个采样点的随机模糊评价结果隶属于的污染程度等级及对应的概率可信度，见表3.8—表3.12所示，并利用IDW插值法绘制了最大隶属度原则下先导区土壤Cu、Zn、Pb、Cd和Cr的随机模糊空间评价结果分布图，详见图3.3，其中每个采样点的最大隶属度值已被突出显示。

图3.3　最大隶属度原则下土壤中重金属的随机模糊空间评价结果

根据最大隶属度原则，95%置信度下Cu在52个采样点的随机模糊评价结果中，1.92%的采样点隶属于重度污染等级，7.69%的采样点隶属于偏重污染等级，69.23%的采样点隶属于中度污染等级，17.31%采样点隶属于偏中污染等级和3.85%的采样点隶属于清洁污染以下级别(表3.8和图3.3)。采样点F1、F7、F16、F23、W4、W6、U6和U14处其隶属于相邻污染级别的可信度水平非常相近，可知在这些采样点污染等级的判断上易产生影响决策的不确定性，这也证明了所建方法可以很好地量化参数不确定性并提供给决策者更全面的参考，这与作者2012年的部分研究结论一致。[6，30，10]同时，F1隶属于偏重污染和中度污染的可信度分别为0.567和0.424，而F7隶属于重度污染等级和重度污染等级的可信度分别为0.457和0.505，这初步说明F1点Cu污染等级有降低的趋势而F7点的污染等级则有升高的趋势，其他类似点同理则不赘述。根据式(3.18)和图3.3可得，先导区Cu的综合污染值为2.81，整体属于中度污染水平。

表3.8　95%置信度下各采样点Cu的评价值隶属于各污染等级的可信度

续表

续表

根据最大隶属度原则，95%置信度下Zn在52个采样点的随机模糊评价结果中，9.62%的采样点隶属于中度污染等级，9.62%采样点隶属于偏中污染等级和80.76%的采样点隶属于清洁污染以下级别(表3.9和图3.3)。采样点F3、F5、F25、U1、U3和U4处其隶属于相邻污染级别的可信度水平非常相近，但其整体污染等级较低，仅在F2、F14、F22、W10和U14处有相对较高的污染水平。根据式(3.18)和图3.3可得，先导区Zn的综合污染值为0.69，整体属于清洁污染等级。

表3.9　95%置信度下各采样点Zn的评价值隶属于各污染等级的可信度

续表

(www.xing528.com)

续表

根据最大隶属度原则，95%置信度下Pb在52个采样点的随机模糊评价结果中，3.84%的采样点隶属于重度污染等级，25%的采样点隶属于偏重污染等级，36.54%的采样点隶属于中度污染等级，17.31%采样点隶属于偏中污染等级和17.31%的采样点隶属于清洁污染以下级别(表3.10和图3.3)。采样点F13、W2和U11处其隶属于相邻污染级别的可信度水平非常相近，其中，F13隶属于中度污染和偏重污染等级的可信度分别为0.550和0.436，而U11隶属于中度污染和偏重污染等级的可信度分别为0.492和0.508，这可以初步说明U11点Pb污染等级有降低的趋势而F13点的污染等级则有升高的趋势，其他类似点同理，不赘述。根据式(3.18)和图3.3可得，先导区Pb的综合污染值为2.66，整体污染水平与Cu相似，属于中度污染水平。

表3.10　95%置信度下各采样点Pb的评价值隶属于各污染等级的可信度

续表

续表

根据最大隶属度原则，95%置信度下Cd在52个采样点的随机模糊评价结果中，92.31%的采样点隶属于严重污染等级，7.69%的采样点隶属于重度污染等级(表3.11和图3.3)，相对于其他重金属Cd的综合污染水平最高。根据式(3.18)和图3.3可得，先导区Cd的综合污染值为5.91，属于严重污染水平。

表3.11　95%置信度下各采样点Cd的评价值隶属于各污染等级的可信度

续表

续表

根据最大隶属度原则，95%置信度下Cr在52个采样点的随机模糊评价结果中，9.62%的采样点隶属于中度污染等级，46.15%采样点隶属于偏中污染等级和44.23%的采样点隶属于清洁污染以下级别(表3.12和图3.3)。采样点F11、F16、F24、W6、W11、U2和U3处其隶属于相邻污染级别的可信度水平非常相近，其中，W11隶属于清洁污染和偏中污染等级的可信度分别为0.549和0.450，而U2隶属于中度污染和偏重污染等级的可信度分别为0.446和0.467，这初步说明U2点Cr污染等级有降低的趋势而W11点的污染等级则有升高的趋势，其他类似点同理，不赘述。根据式(3.18)和图3.3可得，先导区Cr的综合污染值为1.58，整体污染水平与Cr相似，属于偏中污染。

表3.12　95%置信度下各采样点Cr的评价值隶属于各污染等级的可信度

续表

续表

综上所述，先导区土壤重金属的随机模糊综合污染值排序为:Cd(严重污染等级)＞Cu(中度污染水平)＞Pb(中度污染水平)＞Cr(偏中污染等级)＞Zn(清洁污染等级)，其中Cd的污染程度显著高于其他重金属，而Cu、Pb和Cr污染等级差距不大，需要考虑重金属剂量-人体毒理效应做进一步识别，而Zn污染则基本可忽略。如果区域内某重金属基本无污染，但存有个别的点位明显超标时，则建议进行进一步的点污染调查和点风险评价，且不能忽略极值点的问题。