專利名稱：用于煤炭中有害痕量元素含量不確定性定量分析的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境治理與檢查技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于煤炭中有害痕量元素含量不確定性定量分析的方法。
背景技術(shù)：
隨著我國煤炭利用的持續(xù)快速發(fā)展，由此產(chǎn)生的煤炭中有害痕量元素大氣排放問題對環(huán)境和人體健康造成的影響問題逐漸引起人們的廣泛關(guān)注。煤 炭燃燒被認為是人為源有害痕量元素大氣排放的主要來源。近年來，有害痕量元素對環(huán)境和公眾健康存在的威脅已經(jīng)引起世界范圍的廣泛關(guān)注。美國《清潔空氣法修正案》(1990)公布了 11種危害人體健康和環(huán)境的痕量元素，其中包括鋪(Sb)、鈹(Be)、神(As)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、鉛(Pb)、錳(Mn)、汞(Hg)、鈷(Co)、鎳(Ni)和硒(Se)。有學(xué)者認為，在這11種有害痕量元素中，Hg、As、Se、Cd、Cr和Pb這六種元素值得特別關(guān)注。近年來，隨著我國エ業(yè)排放的有害痕量元素造成的人體中毒事件頻發(fā)，國內(nèi)外學(xué)者逐漸開展有害痕量元素地球化學(xué)特征以及排放和污染特征研究，對有害痕量元素的研究取得了顯著成果。中國是世界上少數(shù)的幾個煤炭利用率占總能源結(jié)構(gòu)比例超過75%的國家。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，煤炭消費量也隨之急劇增加。從保護環(huán)境角度來看，有害痕量元素在煤炭中的含量研究可為控制其在煤炭燃燒和利用過程的釋放提供關(guān)鍵信息。由于巨大的煤炭消費量，盡管煤炭中的有害元素極其微量，仍可造成數(shù)以噸級的污染物排放到大氣環(huán)境中。通過掌握有害痕量元素在煤炭中的地球化學(xué)和礦物學(xué)特征，可以獲得其在煤炭燃燒過程中進入大氣的排放量，從而有助于分析其對環(huán)境風(fēng)險。在分析煤炭中有害痕量元素含量過程中，可能由于其賦存形態(tài)、礦物含量以及分布狀態(tài)引起含量確定的誤差，除此之外，隨機樣本誤差、分析誤差和樣品缺乏代表性問題也是造成誤差的重要原因。這些因素都可能在有害痕量元素含量確定過程中導(dǎo)致較大偏差出現(xiàn)，從而進ー步對估算其進入環(huán)境的排放清單造成影響。另外，含量的誤差也會對制定污染控制對策和環(huán)境質(zhì)量管理產(chǎn)生不利影響。在排放清單編制的過程中，有害痕量元素在煤炭中含量的確定過程中產(chǎn)生的誤差會對影響整個排放清單的質(zhì)量。在一般的研究過程中，正態(tài)分布和對數(shù)正態(tài)分布等單ー組分分布模型經(jīng)常被用來統(tǒng)計分析測試和數(shù)據(jù)整理結(jié)果，算木平均和加權(quán)平均是最常用到的含量數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法。但實際過程中，往往因為樣本的缺乏很難對總體樣本的分布特征進行統(tǒng)計推斷，尤其是當(dāng)遇到難以推導(dǎo)出參數(shù)的區(qū)間估計和假設(shè)檢驗等問題時，常規(guī)的統(tǒng)計方法將不再適用。數(shù)據(jù)分布的精度很大程度上依賴于現(xiàn)有數(shù)據(jù)對樣本總體分布的擬合度，單一分布因其擬合度差造成不確定性較大?；谏鲜黾夹g(shù)背景，有必要提出一種新的數(shù)理統(tǒng)計方法，能夠不依賴于正態(tài)假設(shè)，只依賴于給定的觀測信息，不需要其它的假設(shè)和增加新的觀測，更好的擬合樣本的總體分布，從而對煤炭中有害痕量元素含量的不確定性進行量化的分析方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于煤炭中有害痕量元素含量不確定性定量分析的方法，以解決上述問題。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種用于煤炭中有害痕量元素含量不確定性定量分析的方法，包括如下步驟第一歩，對不同類型煤炭中有害痕量元素含量的測試數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)進行收集及整理,制成數(shù)據(jù)樣本；第二歩，利用第一歩中所述的數(shù)據(jù)樣本構(gòu)造經(jīng)驗分布函數(shù)，再由所述經(jīng)驗分布函數(shù)按設(shè)定的再抽樣次數(shù)抽取子樣本，然后對全部所述子樣本的分布進行擬合；第三步，對擬合后的全部所述子樣本的的統(tǒng)計量指標(biāo)進行統(tǒng)計分析；第四步，對煤炭中有害痕量元素的不確定性進行分析，在步驟(3)獲取的統(tǒng)計量基礎(chǔ)上，結(jié)合不同類型煤炭的地球化學(xué)特征，對有害痕量元素的不確定性及其可能的原因進行分析。在所述第一歩中，所述測試數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)包括不同類型煤炭中有害痕量元素含量數(shù)據(jù)樣本的數(shù)量和樣本值。所述第二步包括將第一歩中所述的數(shù)據(jù)樣本輸入計算機進行再抽樣模擬總體分布，其具體算法如下A、把所述樣本數(shù)據(jù)作為要求解的樣本的隨機子樣，設(shè)隨機子樣X = (X1, X2,,Xn)來自未知的總體分布F ;R(X，F(xiàn))，所述隨機子樣為某個預(yù)先選定的隨機變量，所述隨機子樣是X和F的函數(shù),要求根據(jù)子樣觀測值X = x= (X1, x2, , xn)估計R(X, F)的分布特性；B、假設(shè)Θ = Θ (F)是總體樣本分布F的某個參數(shù),Fn是觀測樣本X = (X1,x2,···,
Xn)的經(jīng)驗分布函數(shù)j= 5(Fn)是θ的估計，估計誤差如公式(I)
權(quán)利要求
1.一種用于煤炭中有害痕量元素含量不確定性定量分析的方法，其特征在于，包括如下步驟 第一步，對不同類型煤炭中有害痕量元素含量的測試數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)進行收集及整理，制成數(shù)據(jù)樣本； 第二步，利用第一步中所述的數(shù)據(jù)樣本構(gòu)造經(jīng)驗分布函數(shù)，再由所述經(jīng)驗分布函數(shù)按設(shè)定的再抽樣次數(shù)抽取子樣本，然后對全部所述子樣本的分布進行擬合； 第三步，對擬合后的全部所述子樣本的統(tǒng)計量指標(biāo)進行統(tǒng)計分析； 第四步，對煤炭中有害痕量元素的不確定性進行分析，在步驟(3)獲取的統(tǒng)計量基礎(chǔ)上，結(jié)合不同類型煤炭的地球化學(xué)特征，對有害痕量元素的不確定性及其可能的原因進行分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種用于煤炭中有害痕量元素含量不確定性定量分析的方法，其特征在于在所述第一步中，所述測試數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)包括不同類型煤炭中有害痕量元素含量數(shù)據(jù)樣本的數(shù)量和樣本值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種用于煤炭中有害痕量元素含量不確定性定量分析的方法，其特征在于所述第二步包括將第一步中所述的數(shù)據(jù)樣本輸入計算機進行再抽樣模擬總體分布，其具體算法如下 A、把所述樣本數(shù)據(jù)作為要求解的樣本的隨機子樣，設(shè)隨機子樣X= (X1, X2, , Xn)來自未知的總體分布F ；R(X, F)，所述隨機子樣為某個預(yù)先選定的隨機變量，所述隨機子樣是X和F的函數(shù)，要求根據(jù)子樣觀測值X = X = (Xl，x2，. . .，xn)估計R(X，F(xiàn))的分布特性； B、假設(shè)0= 0 (F)是總體樣本分布F的某個參數(shù),Fn是觀測樣本X = (X1, x2,. . . , xn)的經(jīng)驗分布函數(shù)j= ^ (F7v)是9的估計，估計誤差如公式(I)
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種用于煤炭中有害痕量元素含量不確定性定量分析的方法，其特征在于所述R(X，F(xiàn))的分布特性包括均值、方差或分布密度函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種用于煤炭中有害痕量元素含量不確定性定量分析的方法，其特征在于所述第三步中，所述子樣本分布的統(tǒng)計量指標(biāo)包括均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差和分布密度函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種用于煤炭中有害痕量元素含量不確定性定量分析的方法，其特征在于第二步中，所述設(shè)定的再抽樣次數(shù)大于等于500次。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種用于煤炭中有害痕量元素含量不確定性定量分析的方法，其特征在于第二步中，所述設(shè)定的再抽樣次數(shù)大于等于800次。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種用于煤炭中有害痕量元素含量不確定性定量分析的方法，其特征在于第二步中，所述設(shè)定的再抽樣次數(shù)大于等于1000次。
全文摘要
一種用于煤炭中有害痕量元素含量不確定性定量分析的方法，包括如下步驟對不同類型煤炭中有害痕量元素含量的測試數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)進行收集及整理，制成數(shù)據(jù)樣本；利用第一步中所述的數(shù)據(jù)樣本構(gòu)造經(jīng)驗分布函數(shù)，再由所述經(jīng)驗分布函數(shù)按設(shè)定的再抽樣次數(shù)抽取子樣本，然后對全部所述子樣本的分布進行擬合；對擬合后的全部所述子樣本的統(tǒng)計量指標(biāo)進行統(tǒng)計分析；對煤炭中有害痕量元素的不確定性進行分析，在獲取的統(tǒng)計量基礎(chǔ)上，結(jié)合不同類型煤炭的地球化學(xué)特征，對有害痕量元素的不確定性及其可能的原因進行分析。本發(fā)明可以最大限度的獲取更接近真實總體樣本分布的樣本數(shù)據(jù)，因此可以更客觀地對含量數(shù)據(jù)分布的不確定性進行分析。
文檔編號G01N33/22GK102809640SQ20111014519
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者田賀忠 申請人:北京師范大學(xué)