【精品】论文605

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1、城市表层土壤重金属污染分析摘要本文首先以平均富集因子作为重金属污染土壤的指标，将重金属污染程度区分为三大类：轻度污染、中度污染、严重污染。利用MATLAB数学软件做了数据统计及结合附件1绘出了8种主要重金属元素在该城区的等高线剖面图，从而分析了8种重金属的空间分布。（有As元素在采样点82,41及84等处污染最为严重，而Cd元素污染最为严重的区域是采样点95,9,6,8等，Pb元素在山区采样点污染较轻。）对于第二问，我们采用了主成分分析法对数据分析，说明了各个金属在具体位置污染的主要原因例女II工业区的第一主成分的贡献率为65.67%,因子变量在元素Cr、Cu、Pb、Zn和Hg等上有较高的

2、载荷，表明主要来源于工业污水的排放，例如来自电子、冶金工业以及丄业废料，交通区土壤第一主成分的贡献率为46.88%,这一成分主要在元素Cu、Ni、Pb、Zn和Ci•有较高的贡献率，反映了交通污染本身产生的影响。对于第三问，通过分析数据和查阅资料，依据不同的重金属污染元素的传播特征，建立了不同的浓度方程，例女口：Cd：土壤对其吸附作用强，很少向下移，而发生水平迁移的可能性较强，所以建立了浓度与水平面上距离p=y/x2+y2的函数关系，利用浓度曲线弯曲程度最强的部分即为污染源的位宜例如（Cu在海拔为20.3245得出采样点9、162、37、44、59、258、307、86等附近是污染源。））分

3、析数据和查阅资料针对金属的传播特征0，例如()金属，建立了()金属扩散-迁移的偏微分方程模型，利用距离的概念，求解偏微分方程的解析解，从而找到函数的极值点，即该金属的污染源的位置，例如()金属的污染源在样点的周围。对于第四问:问题重述随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响日显突出。对城市上壤地质环境异常的查证，以及如何应用查证获得的海量数据资料开展城由环境质量评价，研究人类活动影响下城市地质环境的演变模式，日益成为人们关注的焦点。按照功能划分，城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园绿地区等，分别记为1类区、2类区、……、5类区，不同的区域环境

4、受人类活动影响的程度不同。现对某城市城区土壤地质环境进行调查。为此，将所考察的城区划分为间距1公里左右的网格子区域，按照每平方公里1个采样点对表层土(0~10厘米深度)进行収样、编号，并用GPS记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析，获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。另一方面，按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样，将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。附件1列出了采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息，附件2列出了8种主要重金属元素在采样点处的浓度，附件3列出了8种主要重金属元素的背景值。现要求你们通过数学建模来完成以下任务：(1)给出8种主要重金属元索在该城

5、区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。(2)通过数据分析，说明重金属污染的主要原因。(3)分析重金加污染物的传播特征，由此建立模型，确定污染源的位置。(4)分析你所建立模型的优缺点，为更好地研究城市地质环境的演变模式，还应收集什么信息？有了这些信息，如何建立模型解决问题？-：模型的假设和符号的设定1：模型的假设⑴土壤骨架没有膨胀和收缩变形，均质且各向同性；⑵土壤内部满足局部热力学平衡条件；⑶附着于上壤固体骨架表面的口曲水膜处于连续状态；⑷不计上壤颗粒内部的吸附水对迁移行为的影响；⑸空隙中的气体混合物处于连续状态，并视为理想气体;⑹忽略由于容积平均值带来的偏差弥散项；（7）土

6、壤小的流体不可压缩，在能量方程小略去耗散项。（8）不考虑土壤中固体骨架对重金属污染物吸附的影响2：符号的设定5表示i区丿•元素的浓度AEF,」表示，区丿•元素的平均富集因子三：模型的准备⑵平均富集因子AEF=被测值1：数据整理（1）根据题意把319个采样点分为5大类，即生活区、工业区、山区、交通区、公园绿地区即下表：生活区工业区山区交通区公园绿地区样点数冃44366613835四：问题的分析1：对于第一问即：给出8种主要重金属元索在该城区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度进行分析：五：模型的建立第一问1：首先计算8种重金属元素在319个采样点的平均富集因子值AEF；其次把每

7、种重金属元素的平均富集因子值AEF按照〈2、2〜3、＞3进行分类，分为轻度污染、中度污染、严重污染。2六：模型的求解土壤重金属空间分布利用MATLAB软件及AEF值对土壤中As,Cd,Cr,Cu,Hg,Ni,Pb和Zn八种元素的空间分布研究绘图:HSV从左到右受污染程度依次增加图1研究区表层土壤重金属含量的空间分布从图1中可以看出研究区重金属污染严重的地区主要是交通区与工业区，就每种元素来看，其空间分布特征各有特点。从A