城市表層土壤重金屬污染分析(修改中級(jí)版)-展示頁(yè)
2025-07-05 16:59本頁(yè)面
【正文】 出的三個(gè)柱體中，說(shuō)明這三個(gè)區(qū)域AS元素污染較為嚴(yán)重。，即單位時(shí)間通過(guò)單法相面積的流量與它的濃度梯度成正比。為確保模型的準(zhǔn)確性，還要考慮到土壤濃度的PH值、地下水重金屬的濃度、植物中重金屬濃度等環(huán)境信息，以建立更真實(shí)的模型，對(duì)城市地質(zhì)環(huán)境的演變做更準(zhǔn)確的分析和預(yù)測(cè)。在研究污染物傳播的過(guò)程中，本題只給出了一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的數(shù)據(jù)，信息量明顯不足，應(yīng)搜集一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)。在隨時(shí)間的傳播過(guò)程中，污染源所在地的濃度隨時(shí)間的變化率較大。故受到五方面因素影響，且影響因素相互關(guān)聯(lián)，相互影響。 因?yàn)槊總€(gè)區(qū)域中重金屬的種類較多，相互之間又具有比較明顯的相關(guān)性，所以可以在采用KMO法和Bartlett法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析適宜性檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮使用主成分分析法，由此分析出每個(gè)區(qū)域影響比較顯著的若干種重金屬，從而確定出重金屬污染的主要原因。同時(shí)可以通過(guò)單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法相互驗(yàn)證，得到城區(qū)內(nèi)不同區(qū)域重金屬的污染程度。(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(wèn)題？二、問(wèn)題分析 重金屬元素的空間分布及不同區(qū)域重金屬污染程度題目要求統(tǒng)計(jì)出8種重金屬元素在城區(qū)的空間分布，需要考慮重金屬元素在X，Y，Z三維空間的濃度分布特征。(2) 通過(guò)數(shù)據(jù)分析，說(shuō)明重金屬污染的主要原因。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。應(yīng)用專門儀器測(cè)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)。現(xiàn)對(duì)某城市城區(qū)土壤地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查。對(duì)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(píng)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)。通過(guò)指數(shù)法評(píng)價(jià)金屬元素在土壤、PH、地下水、植物中的污染程度，采用層次分析法綜合評(píng)價(jià)土壤污染程度，說(shuō)明地質(zhì)環(huán)境的演變模式，再根據(jù)不同歷史時(shí)間段土壤污染程度，說(shuō)明城市的地質(zhì)環(huán)境變化模式。根據(jù)取樣點(diǎn)重金屬濃度變化確定污染源的位置，發(fā)現(xiàn)城市表層土壤重金屬污染主要是由工業(yè)區(qū)、交通區(qū)和生活區(qū)的污染造成。對(duì)重金屬在土壤中的濃度進(jìn)行時(shí)間和空間上的擬合。即得出結(jié)論，該城區(qū)的重金屬污染主要原因在于工業(yè)釋放和交通排放。再利用matlab散亂插值法得到8種重金屬元素的空間分布。城市表層土壤重金屬污染分析（修改版）摘要：本文主要是通過(guò)對(duì)題目給定的8種重金屬對(duì)城市表層土壤污染的一些數(shù)據(jù)和信息分析建立了擴(kuò)散傳播模型、自然沉降模型、對(duì)比模型和轉(zhuǎn)換模型解決題目中的問(wèn)題。針對(duì)重金屬的空間分布問(wèn)題，先擬出該城區(qū)的地勢(shì)圖，根據(jù)所給的數(shù)據(jù)繪出該地區(qū)的三維地勢(shì)及采樣點(diǎn)在其上的空間分布圖。其次，通過(guò)單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法，得出城區(qū)內(nèi)不同區(qū)域重金屬的污染程度：工業(yè)區(qū)（2）交通區(qū)（4）生活區(qū)（1）公園綠地區(qū)（5）山區(qū)（3）。在分析重金屬污染傳播的特征時(shí)，我們結(jié)合大氣擴(kuò)散模型、土壤擴(kuò)散模型、水體擴(kuò)散模型三個(gè)傳播模型，自然沉降模型結(jié)合酸雨對(duì)重金屬元素的影響，從而通過(guò)偏微分方程建立重金屬元素的對(duì)流擴(kuò)散模型。當(dāng)存在n個(gè)污染源時(shí)，記為第j個(gè)污染源坐標(biāo)，是瞬時(shí)點(diǎn)源的質(zhì)量，c(x,y,z,t)是t時(shí)刻（x,y,z）處的重金屬污染物的濃度，得到與重金屬污染源位置相關(guān)的偏微分方程：其中為相關(guān)系數(shù)。為了對(duì)重金屬濃度和客觀因素優(yōu)化推廣，對(duì)城市地質(zhì)的演變做更準(zhǔn)確的分析和預(yù)測(cè)，需要搜集不然歷史時(shí)段土壤污染程度、土壤濃度的PH值、地下水重金屬的濃度、植物中重金屬濃度等多方面信息。關(guān)鍵詞：等高線圖 散亂插值法 重金屬擴(kuò)散方程 單因子污染指數(shù)法 內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法目 錄城市表層土壤重金屬污染分析（修改版） 1一、問(wèn)題重述 3二、問(wèn)題分析 4 重金屬元素的空間分布及不同區(qū)域重金屬污染程度 4 4 5三、模型假設(shè) 5四、符號(hào)說(shuō)明 5五、模型的建立和求解 6 6 6 問(wèn)題二的模型建立和求解 1重金屬元素相關(guān)性分析 1土壤重金屬主成分分析 13 16 16 16 模型的疊加及求解 22 23 23 24 24 24六、模型的檢驗(yàn) 25七、參考文獻(xiàn) 25八、附錄 25一、問(wèn)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(duì)城市環(huán)境質(zhì)量的影響日顯突出。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。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(duì)表層土（0~10 厘米深度）進(jìn)行取樣、編號(hào)，并用GPS記錄采樣點(diǎn)的位置。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?，F(xiàn)要求你們通過(guò)數(shù)學(xué)建模來(lái)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。(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。根據(jù)題中所給采樣點(diǎn)的坐標(biāo)和各重金屬的濃度，用散亂數(shù)據(jù)插值法獲得各重金屬污染物濃度的空間分布，用matlab軟件繪制出重金屬在該區(qū)的空間分布圖及8種重金屬的濃度等高線在三維地形圖曲面的投影圖。根據(jù)附件給出的數(shù)據(jù)，我們分區(qū)域考慮，確定每個(gè)區(qū)域里8種重金屬元素相互之間的相關(guān)性，相關(guān)性較顯著的重金屬元素可以認(rèn)為來(lái)自于同一個(gè)污染源，由此可以大致確定每個(gè)區(qū)域污染源的種類。由于重金屬污染物主要是通過(guò)大氣、土壤和水體進(jìn)行傳播，同時(shí)可能受到酸雨淋融和沖刷三維影響，然后自然沉降吸附在土壤中。通過(guò)建立對(duì)流方程建立模型，從中體現(xiàn)重金屬傳播的主要特征。對(duì)重金屬在土壤中的濃度進(jìn)行時(shí)間和空間上的擬合，由此可以同對(duì)模型的反演確定污染源的大概位置。由此建立模型可推出不同時(shí)間不同地點(diǎn)污染物的濃度。三、模型假設(shè)。，不計(jì)風(fēng)力影響。、土壤、水體等自然環(huán)境差異。，不隨時(shí)間變化。同時(shí)考慮濃度與海拔的關(guān)系，右圖呈現(xiàn)各濃度主要分布在海拔高度為0100m之間的范圍內(nèi)，且與海拔無(wú)特別關(guān)系。而由右圖得在海拔高度為0100m的范圍內(nèi)均有濃度分布，且濃度較高部分分布在海拔較低區(qū)域內(nèi)。表明污染主要集中在這一塊。 重金屬元素Cu元素的空間分布及海拔分布圖514由圖514分析得，Cu元素在城區(qū)內(nèi)的總體分布較少，高濃度主要集中于兩個(gè)明顯
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