【正文】 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論 文 ） 城市表層土壤重金屬污染分析 二級學(xué)院 ： 院 專 業(yè) ： 數(shù)學(xué) 年 級 ： 學(xué) 號 ： 2 作者姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 完成日期 ： 2020 年 5 月 3 日 ○ A 基礎(chǔ)理論 ● B 應(yīng)用研究 ○ C 調(diào)查報(bào)告 ○ D 其他 目錄 1 引言 ????????????????????????????? 2 問題由來 ?????????????????????????? 2 相關(guān)信息 ?????????????????????????? 2 問題的提出 ????????????????????????? 2 2 基本假設(shè) ??????????????????????????? 2 3 符號說明 ??????????????????????????? 3 4 問題分析 ??????????????????????????? 4 5 模型的準(zhǔn)備 ?????????????????????????? 4 6 模型的建立與求解 ??????????????????? ???? 5 問題 1 的分析與求解 ????????????????????? 5 模型的建立 ?????????????????????? 5 模型的結(jié)果 ?????????????????????? 5 污染程度的單項(xiàng)污染指數(shù)評價(jià) ?????????????? 7 綜合污染程度的評價(jià)模型 ???????????????? 9 問題 2 的分析與求解 ????????????????????? 10 模型的建立 ?????????????????????? 10 模型的結(jié)果 ?????????????????????? 11 問題 3 的分析與求解 ????????????????????? 12 土壤重金屬污染物的來源 ???????????????? 12 重金屬污染物的傳播特征 ???????????????? 13 基于 matlab 的數(shù)據(jù)處理與三維數(shù)據(jù)插值模型 ??????? ? 13 問題 4 的分析 與求解 ????????????????????? 19 模型的優(yōu)點(diǎn) ?????????????????????? 19 數(shù)據(jù)的收集 ?????????????????????? 20 模型的建立與求解 ??????????????????? 20 7 模型的推廣 ?????????????????????????? 21 8 結(jié)語 ????????????????????????????? 21 參考文獻(xiàn) ??????????????????????? ?????? 22 附錄 ??????????????????????????????? 23 1 城市表層土壤重金屬污染分析 摘 要： 本文主要對某城市表層土壤地質(zhì)環(huán)境重金屬污染的情況進(jìn)行分析 .首先，利用 MATLAB繪制出 8 種重金屬元素在該城區(qū)的空間分布，通過內(nèi)梅羅指數(shù)評價(jià)法來分析該城區(qū)內(nèi)不同區(qū)域重金屬的污染程度 .接著，通過 SPSS，用相關(guān)性分析和主成分分析，來分析重金屬污染的主要原因 .然后，建立三次多項(xiàng)式插值模型和高斯模型，確定污染源的位置 .最后，運(yùn)用灰色預(yù)測模型對土壤中的重金屬的變化進(jìn)行預(yù)測，較好地研究了城市 地質(zhì)環(huán)境的演變模式 . 關(guān)鍵詞： 重金屬污染；內(nèi)梅羅指數(shù)評價(jià)法；相關(guān)性分析；主成分分析；高斯擴(kuò)散模型；灰色預(yù)測模型 中圖分類號： X53 Analysis of Heavy Metal Pollution of Urban Topsoil Abstract: This paper analyses the heavy metal pollution situation of urban topsoil geological environment. First， using MATLAB to draw the spatial distribution of eight heavy metals in the city, and using nemerow pollution index method for the analysis of the heavy metal pollution of the city zone in different areas. Then， by using SPSS, pollution causes of heavy metals are analyzed with correlation analysis and principal ponent analysis. After that, establishing cubic polynomial interpolation model and Gaussian diffusion model to confirm the pollution sources. At last, grey prediction model is set up to forecast the changes of heavy metals in the soil, preferably forecasting the evolution of the geological environment model. Key words: Pollution of heavy metals。 Nemerow pollution index method 。 Principal ponent analysis。 Grey prediction model. 2 1 引言 問題由來 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 .對城市土壤地質(zhì)環(huán)境異常的查證，以及如何應(yīng)用查證獲得的海量數(shù)據(jù)資料開展城市環(huán)境質(zhì)量評價(jià)，研究人類活動(dòng)影響下城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式，日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn) . 相關(guān)信息 按照功能劃分，城區(qū)一般可分為生活區(qū)、工業(yè)區(qū)、山區(qū)、主干道路區(qū)及公園綠地區(qū)等，分別記為 1 類區(qū)、 2 類區(qū)、??、 5 類區(qū)，不同的區(qū)域環(huán)境受人類活動(dòng)影響的程度不同 . 現(xiàn)對某城市城區(qū)土壤地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查 .為此，將所考察的 城區(qū)劃分為間距 1 公里左右的網(wǎng)格子區(qū)域，按照每平方公里 1 個(gè)采樣點(diǎn)對表層土壤（ 0 10 厘米深度）進(jìn)行取樣、編號，并用 GPS 記錄采樣點(diǎn)的位置 .應(yīng)用專門儀器測試分析，獲得了每個(gè)樣本所含的多種化學(xué)元素的濃度數(shù)據(jù) .另一方面，按照 2 公里的間距在那些遠(yuǎn)離人群及工業(yè)活動(dòng)的自然區(qū)取樣，將其作為該城區(qū)表層土壤中元素的背景值 . 附件 1 列出了采樣點(diǎn)的位置、海拔高度及其所屬功能區(qū)等信息，附件 2 列出了 8 種主要重金屬元素在采樣點(diǎn)處的濃度，附件 3 列出了 8 種主要重金屬元素的背景值 . (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 . (2) 通過數(shù)據(jù)分析，說明重金屬污染的主要原因 . (3) 分析重金屬污染物的傳播特征，由此建立模型，確定污染源的位置 . (4) 分析你所建立模型的優(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？ 2 基本假設(shè) 3 (1)假設(shè)采樣數(shù)據(jù)確定可信，可以真實(shí)反映出當(dāng)?shù)刂亟饘俚奈廴厩闆r . (2)假設(shè)暫不考慮影響土壤金屬分布的物理性質(zhì) . (3)假設(shè)暫不考慮自然環(huán)境對金屬 濃度的影響 . (4)假設(shè)重金屬元素的背景值可以真實(shí)地反映出當(dāng)?shù)夭皇芪廴緯r(shí)的真實(shí)值 . (5)污染物濃度在 y、 z 軸上的分布符合高斯分布（正態(tài)分布） . (6)源強(qiáng)是連續(xù)均勻的 . (7)在擴(kuò)散過程中污染物質(zhì)量是守恒的 . 3 符號說明 ?、 ?、 □、 ?、 生活區(qū)、工業(yè)區(qū)、山區(qū)、交通區(qū)、公園綠地區(qū) As、 Cd、 Cr、 Cu 砷、鎘、