環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

趙衛(wèi)國(guó)

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

趙衛(wèi)國(guó)

環(huán)境監(jiān)測(cè)工作是環(huán)境保護(hù)工作中不可或缺也是極為基礎(chǔ)的一部分，對(duì)于環(huán)境的管理有著十分重要的意義；對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)工作而言，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是其中十分重要的一項(xiàng)內(nèi)容，它對(duì)于所有的環(huán)境決策都有著指導(dǎo)性的作用。本文從環(huán)境監(jiān)測(cè)出發(fā)，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的質(zhì)量要求、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)的問(wèn)題以及數(shù)據(jù)分析方法等進(jìn)行了闡述。

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求

環(huán)境影響評(píng)價(jià)的開(kāi)展是有一定基礎(chǔ)條件的，它必須要對(duì)過(guò)去的環(huán)境狀況以及環(huán)境的現(xiàn)狀有一個(gè)深入的、詳細(xì)的了解，而要達(dá)到這一目的，就需要獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)資料。采用環(huán)境監(jiān)測(cè)調(diào)查的方法獲取數(shù)據(jù)資料通常會(huì)受到一定條件的限制，包括主觀(guān)因素和客觀(guān)條件。為此，必須要提升環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整體質(zhì)量，盡量避免主客觀(guān)因素的影響，這樣才能保證數(shù)據(jù)的精確性以及真實(shí)性。一般來(lái)說(shuō)，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求包括以下三點(diǎn)。

數(shù)據(jù)的代表性和完整性

所謂數(shù)據(jù)的代表性，其實(shí)質(zhì)就是要求所獲取的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以很好的代表污染物在時(shí)間以及空間上的分布情況，而完整性則是指環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)要足夠詳細(xì)，不能出現(xiàn)某些數(shù)據(jù)缺失或是遺漏。一般來(lái)說(shuō)，監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)的設(shè)定以及采樣時(shí)間、周期和次數(shù)的確定等都能很好的體現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的代表性和完整性。

數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度、精密度和可比性

準(zhǔn)確度、精密度和可比性在很大程度上其實(shí)是相互聯(lián)系的。比如說(shuō)，采用一個(gè)精密度不高的方法來(lái)測(cè)驗(yàn)?zāi)骋画h(huán)境樣本，一般情況下，如果進(jìn)行測(cè)驗(yàn)的次數(shù)較少的話(huà)，很有可能出現(xiàn)所呈現(xiàn)的測(cè)驗(yàn)結(jié)果和準(zhǔn)確值相差很大這種情況；反過(guò)來(lái)，選用法定計(jì)量參考標(biāo)準(zhǔn)測(cè)驗(yàn)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)之間肯定是具有可比性的。

數(shù)據(jù)的客觀(guān)性和合法性

所謂的客觀(guān)性，其實(shí)質(zhì)是表示環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果所呈現(xiàn)出來(lái)的真實(shí)情況，不可被其他的某些因素如人為因素所影響。環(huán)境保護(hù)中的任何工作都是建立在遵守法律法規(guī)的前提下進(jìn)行的，環(huán)境監(jiān)測(cè)也不例外，必須要嚴(yán)格按照相關(guān)的法律條例及政策進(jìn)行相關(guān)的工作，所獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足法庭訴訟程序的相關(guān)要求。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取存在的一些問(wèn)題

環(huán)境監(jiān)測(cè)的具體含義是：有規(guī)律的或是持續(xù)的測(cè)定某一環(huán)境下污染物的濃度，并對(duì)具體的情況進(jìn)行觀(guān)察和研究，了解這一環(huán)境的整體變化情況，找出影響環(huán)境的具體因素。在這一過(guò)程中，需要對(duì)影響環(huán)境的各種因素進(jìn)行有規(guī)律的采樣，并對(duì)樣本進(jìn)行相應(yīng)的分析研究，以此發(fā)現(xiàn)環(huán)境中存在的某些不利因素；換種說(shuō)法也就是定時(shí)、定點(diǎn)對(duì)某一環(huán)境的各個(gè)構(gòu)成部分中污染物的類(lèi)別、濃度以及具體分布情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和研究。

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)擁有代表性、完整性、準(zhǔn)確性和可比性，這就表示環(huán)境監(jiān)測(cè)所獲得的數(shù)據(jù)不僅能夠全方位的呈現(xiàn)污染物的時(shí)間和空間分布情況，而且通過(guò)精密儀器采集的數(shù)據(jù)，還能經(jīng)由某種特定的數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行相關(guān)的可比性研究。

現(xiàn)今我國(guó)在環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲取上出現(xiàn)的問(wèn)題較多表現(xiàn)在以下一些方面：在進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集工作時(shí)，工作人員在進(jìn)行數(shù)據(jù)整理或選取數(shù)據(jù)時(shí)存在某些差錯(cuò)；在周?chē)h(huán)境發(fā)生變化時(shí)，所設(shè)定的監(jiān)測(cè)點(diǎn)沒(méi)能及時(shí)進(jìn)行布防監(jiān)控的更新；因?yàn)槭褂玫谋O(jiān)測(cè)設(shè)備年代久遠(yuǎn)而不能進(jìn)行某些精確的數(shù)據(jù)收集和處理等。出現(xiàn)以上不足的原因可以總結(jié)為以下兩個(gè)方面。

（1）主觀(guān)因素：監(jiān)測(cè)人員的自身專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)以及工作的嚴(yán)謹(jǐn)度還存在不足，無(wú)法對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的分析和整理，由于自身的疏忽，還會(huì)出現(xiàn)某些不必要的差錯(cuò)，致使某些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，或是失去了真實(shí)性，對(duì)之后的評(píng)價(jià)工作帶來(lái)很大的影響。

（2）客觀(guān)因素：監(jiān)測(cè)設(shè)備以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)定沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)的更新，不能將具體的環(huán)境情況實(shí)時(shí)地反映出來(lái)，導(dǎo)致環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)沒(méi)有代表性，最終影響環(huán)境評(píng)價(jià)的結(jié)果，不利于環(huán)境保護(hù)工作的開(kāi)展。

環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分析

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整理

進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)調(diào)查所獲取的數(shù)據(jù)資料是最原始的一手資料，其內(nèi)容較多并且雜亂無(wú)章，為此，首先要做的就是將數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的整理和篩選，并進(jìn)行科學(xué)的分類(lèi)處理。為了整理數(shù)據(jù)時(shí)能夠更快更方便，在進(jìn)行監(jiān)測(cè)調(diào)查時(shí)，應(yīng)當(dāng)多選用標(biāo)準(zhǔn)的記錄表格進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄。

對(duì)原始的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)和確認(rèn)，最主要的目的是為了將某些無(wú)法真實(shí)反映采樣點(diǎn)具體情況的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，增加數(shù)據(jù)的真實(shí)性。一般情況下，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)核對(duì)工作的工作人員和負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集工作的工作人員不能是同一個(gè)人。

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的特征

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有一定的局限性

一般來(lái)說(shuō)，環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)某一監(jiān)測(cè)點(diǎn)所獲得的數(shù)據(jù)的適用范圍進(jìn)行了限定，如果在這個(gè)范圍以外進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)是會(huì)被否定的。比方說(shuō)，在市政中心的某一條交通要道周?chē)@取的空氣質(zhì)量參數(shù)是不可以用來(lái)評(píng)價(jià)郊區(qū)某一車(chē)流量較少的地方的空氣質(zhì)量。因此，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的局限性其實(shí)是和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的代表性聯(lián)系在一起的，再者是和采樣以及數(shù)據(jù)分析的真實(shí)性和精確度有聯(lián)系。若以上的條件都符合，那么數(shù)據(jù)的局限性一般包含以下方面。

（1）數(shù)據(jù)缺失。因?yàn)楸O(jiān)測(cè)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題、采集樣本的遺失、反常氣候的影響或是監(jiān)測(cè)人員自身的某些原因?qū)е聰?shù)據(jù)的缺失。

（2）監(jiān)測(cè)時(shí)存在的不確定因素。這一情況是屢見(jiàn)不鮮的。例如，監(jiān)測(cè)時(shí)某些工廠(chǎng)違規(guī)排放污染物，因設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題臨時(shí)更改監(jiān)測(cè)方法等；此外，由于有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出自于不同的實(shí)驗(yàn)室，而每個(gè)實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在獲得和篩選上存在偏差，因此就需要將某些數(shù)據(jù)進(jìn)行舍棄，才能確保整個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)性。

（3）樣本太小。因?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)所花費(fèi)的時(shí)間不長(zhǎng)，因此獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)樣本不夠大，在進(jìn)行數(shù)據(jù)研究時(shí)，要檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)出有實(shí)質(zhì)意義的結(jié)論。

數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征

用來(lái)描述數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征的參數(shù)有很多種，包括平均值、標(biāo)淮偏差等。在實(shí)際進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)，較多用到的是平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和經(jīng)由這兩個(gè)參數(shù)反映出來(lái)的置信區(qū)間。所謂平均值，就是在一定周期內(nèi)的平均數(shù)值，比如污染物的日平均濃度、月平均濃度等，它主要表現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的整體發(fā)展趨向；所謂標(biāo)準(zhǔn)偏差，主要是反映監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集合分散性；而置信區(qū)間，則是反映在某一置信水平下，用收集的數(shù)據(jù)表示實(shí)際環(huán)境參數(shù)總體濃度的可信度。

環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分析方法

因?yàn)楸O(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)和時(shí)間以及監(jiān)測(cè)樣本的實(shí)際分布情況等存在關(guān)聯(lián)，因此在研究數(shù)據(jù)時(shí)，可以考慮把數(shù)據(jù)依照周期性進(jìn)行整理，進(jìn)而總結(jié)出監(jiān)測(cè)樣本濃度在不同時(shí)間的具體情況。此外，再依據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的地理、氣象條件等進(jìn)行整體的分析，繪制更為詳細(xì)的濃度等值線(xiàn)圖，為之后數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析提供便利。

離群數(shù)據(jù)的分析

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲得條件并沒(méi)有想象的那么簡(jiǎn)單，在實(shí)際進(jìn)行收集時(shí)，會(huì)出現(xiàn)因?yàn)楸O(jiān)測(cè)點(diǎn)的某些因素發(fā)生改變而產(chǎn)生的離群值，如何準(zhǔn)確分析離群值存在的原因并有效的進(jìn)行消除，對(duì)于之后的環(huán)境評(píng)價(jià)有重要意義。這里重點(diǎn)介紹了一種分析方法，即T檢驗(yàn)法。

要對(duì)每個(gè)小組所收集數(shù)據(jù)的平均值的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)的話(huà)，一般選用格拉布斯檢驗(yàn)法，也就是T檢驗(yàn)法，這一方法就是把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按照從大到小的順序進(jìn)行排序，再計(jì)算數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值 以及標(biāo)準(zhǔn)偏差s，

計(jì)算T值：

查T(mén)檢驗(yàn)臨界表得T的臨界值，若T≥T（a，n），則可疑數(shù)據(jù)x1 或xn 為異常值，應(yīng)當(dāng)將其刪除；如果不是這樣就將其保留。采用這樣的方式依次重復(fù)計(jì)算直到?jīng)]有不正常的數(shù)據(jù)出現(xiàn)才可以結(jié)束。

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的解釋和利用

一般情況下，環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的時(shí)長(zhǎng)較短，進(jìn)行此項(xiàng)工作的次數(shù)也不多，收集的數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)整理之后一般用于環(huán)境基線(xiàn)描述、環(huán)境評(píng)價(jià)以及環(huán)境影響的預(yù)測(cè)。如果條件允許，可以進(jìn)行以下的工作。

污染物濃度時(shí)間及空間分布情況研究

在分析污染物濃度根據(jù)時(shí)間的變化規(guī)律時(shí)，首先要設(shè)定相關(guān)的時(shí)間序列。從環(huán)境影響評(píng)價(jià)的角度來(lái)看，因?yàn)楸O(jiān)測(cè)的時(shí)間有限，應(yīng)當(dāng)選用周期性的時(shí)間序列，以此研究污染物濃度周期性的變化規(guī)律。周期性的時(shí)間序列并不是固定的，可以按照一天、一星期、一個(gè)月等進(jìn)行研究。對(duì)某一時(shí)間序列內(nèi)有關(guān)污染物濃度的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后，可以繪制相應(yīng)的污染物濃度周期變化圖。

污染物濃度和環(huán)境各要素的關(guān)系研究

對(duì)某一環(huán)境的現(xiàn)狀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，收集的數(shù)據(jù)一般能夠呈現(xiàn)出污染物濃度和水文條件、氣候因素等之間的關(guān)聯(lián)。比如大氣污染物的濃度分布特點(diǎn)就和天氣、污染物排放量等有關(guān)，所以可以選用濃度等值線(xiàn)圖來(lái)表現(xiàn)各種因素之間的關(guān)系。

結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于環(huán)境保護(hù)來(lái)說(shuō)，環(huán)境監(jiān)測(cè)是其極為重要的組成部分，而獲取準(zhǔn)確真實(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)的研究和分析，對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)是十分關(guān)鍵的；因此在進(jìn)行這一項(xiàng)工作時(shí)，要采用科學(xué)的方法并且秉持著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，將環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分析這一工作完成好。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.15.008