20xx年數(shù)學(xué)建模優(yōu)秀論文城市表層土壤重金屬污染分析-免費(fèi)閱讀
【正文】 end rr for i=1:n cc(i,1)=c(kkk(i),1)。 [ii,jj]=find(z==1000)。amp。amp。,linspace(0,20200),39。Pb39。Cr 39。,2,39。*39。 end。amp。amp。y=A(:,3)。,39。,39。)。disp(jj39。(z(i,j)z(i19 +1,j+1))。(z(i,j)z(i,j1))amp。)。Zn39。Cu39。)。F:\A\cumcm2020A 附件 _數(shù)據(jù) .xls39。) figure,contourf(X,Y,Z) %等高線圖 figure,contour(X,Y,Z) title(39。 for k=1:8 z=B(:,k)。)。,39。) title(39。) hold on。) hold on。) hold on。) hold on。 x=A(:,2)。功能區(qū) 39。y=A(:,3)。 [4] 祝紅芳 王從慶，《機(jī)器人路徑規(guī)劃的元胞自動(dòng)機(jī)算法》 [J].江西：江西科學(xué)，第 27卷第 1期， 3640， 。所以要想得出各區(qū)在不同位置的污染等級(jí)，需進(jìn)一步求出各種重金屬的空間分布函數(shù)。模型 三 的另一優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)篩選標(biāo)準(zhǔn)的高低 ， 方便的區(qū)分不同污染源的污染程度的高低，有 利于 相 關(guān)人員根據(jù)污染程度的高低采取不同的治理措施。各種重金屬元素 主要污染源 的散點(diǎn)圖如下： 圖 11:砷、鎘主要污染源的散點(diǎn)分布圖 圖 12:鉻、銅主要污染源的散點(diǎn)分布圖 14 圖 13:汞、鎳主要污染源的散點(diǎn)分布圖 圖 14:鉛、鋅主要污染源的散點(diǎn)分布圖 四、 問題四的 求解 ： 優(yōu)點(diǎn)：解決問題一 的第一小問時(shí)，我們用 MATLAB對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行差值擬合。 （參考 文獻(xiàn) [4]） 圖 8：元胞鄰居模型 分析三種鄰居模型發(fā)現(xiàn)第二種模型最適合。 對于 Zn,其高含量點(diǎn)也主要分布在交通繁忙的主干道路區(qū)周邊和工業(yè)區(qū)周邊 , 這主要是由于汽車尾氣的排放和廠礦企業(yè)的三廢排放。從成因上來分析，相關(guān)性較好的元素可能在成因和來源上有一定的關(guān) 聯(lián)。 單項(xiàng)污染指數(shù) 和 綜合污染指數(shù)的計(jì) 算公式如下： /ij j jP C S= （ 1） 22, , m a x( ) / 2N j a v e jP P P=+ （ 2） 當(dāng) Pij≤ 1時(shí)，表示土壤未受該因子污染，當(dāng) Pij 1時(shí)，表示土壤受該因子污 染。 圖 2 的 X、 Y軸為地理坐標(biāo)值（單位： m）。 (三 ) 問題 3 的分析 ： 由問題一的分析我們得知重金屬的分布 是連續(xù)的，同時(shí)我們還可以知道物質(zhì)的擴(kuò)散是從高濃度向低濃度進(jìn)行的， 在擴(kuò)散模型中某區(qū)域濃度最高的點(diǎn) 可能就 是擴(kuò)散源 ，所以重金屬空間分布中的極值點(diǎn)就可能是 重金屬的傳播模型中污染源。 (4) 分析 所建立模型的優(yōu)缺點(diǎn)，為更好地研究城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式，還應(yīng)收集什么信 息？有了這些信息，如何建立模型解決問題？ 二、 模型 假設(shè) 假設(shè)題目中所給數(shù)據(jù) 可靠無誤 。 現(xiàn)對某城市城區(qū)土壤地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查。 首先用EXCEL對數(shù) 據(jù)進(jìn)行分析，得出各區(qū)的 8種重金屬的平均濃度； 然后結(jié)合 MATLAB軟件求出各區(qū)的 單項(xiàng)污染指數(shù) 和 綜合污染指數(shù) ，進(jìn)而得出各區(qū)的綜合污染等級(jí)，如下表： 區(qū)域 生活區(qū) 工業(yè)區(qū) 山區(qū) 主干道路區(qū) 公園綠地區(qū) 污染等級(jí) 重污染 重污染 輕度污染 重污染 中度污染 對于問 題 2，先借助 SPSS軟件對 各種重金屬元素 的 濃度和海拔做 相關(guān)性 分析，得出各種元素之間及 其與海拔之間的相關(guān)系數(shù)矩陣和相關(guān)度；然后結(jié)合第一問給 出的 空間分布圖 和區(qū)域散點(diǎn)圖，參照 主要重金屬含量土壤單項(xiàng)污染 的 指數(shù) ， 分析得出各重金屬污染的 主要原因主要來自工業(yè)區(qū)、主干道路區(qū)和生活區(qū)。 我們完全明白，在競賽開始后參賽隊(duì)員不能以任何方式（包括電話、電子郵件、網(wǎng)上咨詢等）與隊(duì)外的任何人（包括指導(dǎo)教師）研究、討論與賽題有關(guān)的問題。 城市 工業(yè)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，污水 排放 和 汽車尾氣排放 等 均能 引起 城市表層土壤重金屬污染 。 關(guān)鍵詞： 梅羅綜合污染指數(shù) 評(píng)價(jià) 法 污染等級(jí) 相關(guān)矩陣 遍歷搜索 模型 污染源 2 一 、問題重述 隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市人口的不斷增加，人類活動(dòng)對城市環(huán)境質(zhì)量 的 影響日顯突出。 現(xiàn)要求通過數(shù)學(xué)建模來完成以下任務(wù)： (1) 給出 8種主要重金屬元素在該城區(qū)的空間分布，并分析該城區(qū)內(nèi)不同區(qū)域重金屬的污染程度。 對于該城區(qū)內(nèi) 不同區(qū)域重金屬的污染程度 的研究可以借助 我國 《 土壤監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》 (HJ/T 1662020)[2]中推薦 的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法 進(jìn)行 評(píng)價(jià) ，求出 不同區(qū)域重金屬的污染 等級(jí) 。 (四 ) 問題 4 的分析 ： 首先應(yīng)對問題一，二，三所建立的模型進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析然后根據(jù)影響城市演化模型的因素 ， 分析還應(yīng)搜集的數(shù)據(jù)以及模型如何建立 的 問題。 目前土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法有很多，各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。如 下 表： 表 2：各區(qū)重金屬含量的平均值 區(qū)域 As (μg/g) Cd (ng/g) Cr (μg/g) Cu (μg/g) Hg (ng/g) Ni (μg/g) Pb (μg/g) Zn (μg/g) 1 2 3 4 5 然 后根據(jù)公式（ 1）、（ 2）結(jié)合 MATLAB軟件算得各區(qū) 重金屬 單項(xiàng)污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)，如 下 表： 表 3： 各區(qū) 重金屬 單項(xiàng)污染指數(shù)和綜合污 染指數(shù) 區(qū)域 單 項(xiàng) 污 染 指 數(shù) 綜合污染指 數(shù) As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn 1 2 3 4 5 再由內(nèi)梅羅綜合污染 指數(shù)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)得出各區(qū)的綜合污染等級(jí)，如 下 表： 表 4：各區(qū)綜合污染等級(jí) 區(qū)域 污染等級(jí) 生活區(qū) 5 重污染 工業(yè)區(qū) 5 重污染 山區(qū) 3 輕等污染 主干道路區(qū) 5 重污染 公園綠地區(qū) 4 中等污染 從表中可以看出， 該城區(qū) 內(nèi)生活區(qū)、工業(yè) 區(qū) 、 主干道路 區(qū) 屬于重污染區(qū)， 公園綠地區(qū) 屬于中等污染區(qū)，山區(qū)屬于輕度污染區(qū)。 對于 Cu,該市表層土壤 Cu基本未污染，只有個(gè)別點(diǎn)富集程度較高，污染達(dá)到中度污染，該富集中心的位置主要分布在生活區(qū)周邊，這可能是由城市商業(yè)活動(dòng)、城市居民生活累加到土壤中的 Cu。根據(jù)問題分析可知：污染源存在于二維網(wǎng)格中的某些格子中。 用同樣 方法得出其他 7種 重金屬在空間分布極大值個(gè)數(shù)（見表 6）。模型三中依據(jù)模 型一中建立的濃度分布矩陣建立了遍歷搜索模型。城市地質(zhì)環(huán)境是一個(gè)涉及到地球巖石圈表層的巖石、土壤、大氣、水和生物的復(fù)雜系統(tǒng)。 七、 參考文獻(xiàn) [1] 張志涌 ， 《精通 MATLAB 版》 [M].北京：北京航天航空大學(xué)出版社， 234302，2020。A4:E32239。)。,1,39。 y=y(x1(:))。 y=y(x2(:))。 y=y(x3(:))。 y=y(x4(:))。 y=y(x5(:))。工業(yè)區(qū) 39。F:\A\cumcm2020A 附件 _數(shù)據(jù) .xls39。)。%插值 pcolor(X,Y,Z)。 b=b39。F:\A\cumcm2020A 附件 _數(shù)據(jù) .xls39。,39。,39。 [X,Y,Z]=gridd
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