城市表層土壤重金屬污染分析畢業(yè)論文-展示頁
2025-07-06 13:11本頁面
【正文】 類區(qū)，不同的區(qū)域環(huán)境受人類活動影響的程度不同.，將所考察的城區(qū)劃分為間距1公里左右的網格子區(qū)域，按照每平方公里1個采樣點對表層土壤（010 厘米深度）進行取樣、編號，按照2公里的間距在那些遠離人群及工業(yè)活動的自然區(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)內不同區(qū)域重金屬的污染程度.(2) 通過數據分析，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，為更好地研究城市地質環(huán)境的演變模式，還應收集什么信息？有了這些信息，如何建立模型解決問題？2 基本假設(1)假設采樣數據確定可信，可以真實反映出當地重金屬的污染情況.(2)假設暫不考慮影響土壤金屬分布的物理性質.(3)假設暫不考慮自然環(huán)境對金屬濃度的影響.(4)假設重金屬元素的背景值可以真實地反映出當地不受污染時的真實值.(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)源強是連續(xù)均勻的.(7)在擴散過程中污染物質量是守恒的.3 符號說明225。、 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、鉻、銅Hg、Ni、Pb、Zn汞、鎳、鉛、鋅重金屬的污染指數重金屬的實測值重金屬的評價標準采樣點的綜合污染指數采樣點重金屬單項污染指數中的最大值單因子污染指數平均值 發(fā)展灰數 內生控制灰數4 問題分析，如何尋找數據間的關系和建立符合數據變化的函數模型是至關重要的，因此，對于問題一，先給出8種重金屬元素在該城區(qū)的空間分布，并把不同的區(qū)域用不同的符號表示，不同濃度的區(qū)域用不同的顏色區(qū)分，更好地分析該城區(qū)內不同區(qū)域重金屬的污染程度，通過SPSS進行相關性分析，就進行主成分分析，找出重金屬污染的主要原因，否則，首先分析重金屬污染物的傳播特征，由此建立三次多項式插值模型，先分析所建模型的優(yōu)缺點，再收集有關的信息，更好地研究城市地質環(huán)境的演變模式.5 模型的準備[1]根據附件1中的采樣數據，用matlab可以畫出當地的空間地形圖(圖1)，編程實現(附錄1).圖1 該地的空間地形圖從以上圖中可以看出該地東北方向的地勢較高，西南方向地勢較低，且是從西南向東北的帶狀區(qū)域.225。 交通區(qū) 公園綠地區(qū)圖2 該地的等高線圖用matlab可以畫出該地的等高線圖(圖2)，編程實現(附錄2).從圖2中，可以看出各區(qū)域在該地的地形分布，通過此圖較容易分析8種重金屬在該地的空間分布，以及不同區(qū)域的污染程度，為問題1的求解做好準備.6 模型的建立與求解 問題1的分析與求解[1]根據問題分析及模型準備，為了比較容易的觀察出8種重金屬的在城區(qū)分布，分別把每種重金屬在采樣點的濃度與各區(qū)域的劃分畫在同一個圖上. 編程實現(附錄3).8種重金屬的空間分布等高線圖如圖3：AsCdCrCuHgNiPbZn圖3 8種重金屬在該城區(qū)的分布圖從圖3中可以看出對該地污染較大的重金屬有：砷、鎘、鉛、鋅；對該地造成中等污染的重金屬有：汞；對該地污染較輕的重金屬有：鉻、銅、在生活區(qū)，污染較嚴重的重金屬是：鎘、鉻、銅、鋅；污染較輕的重金屬是：砷、汞、鎳、污染較嚴重的重金屬是：汞、銅、鋅；污染較輕的重金屬是：砷、鎘、鉛、鉻、各種金屬對其的影響都很小，其中，相對大一點的是：，污染較嚴重的重金屬是：汞、銅、鋅、鎘，污染較輕的重金屬是：砷、鉻、鎳、污染較嚴重的重金屬是：汞、鎘、鎳、鋅，污染較輕的重金屬是：砷、鉻、銅、鉛.上述結果只是從圖中觀察得出，可信度不算很高，下面用污染程度的單項污染指數評價法來評價各種金屬在各區(qū)域的污染程度.. 污染程度的單項污染指數評價法[2]要知道各種重金屬在不同功能區(qū)中的污染程度，首先，就可以用單因子指數法來評價各種重金屬在不同區(qū)域中的污染程度，其計算公式： ，其中，表示重金屬的污染指數，表示重金屬的實測值，表示重金屬的評價標準. 對照《土壤環(huán)境質量標重準》，土壤重金屬污染評價的分級標準為 ，1:未污染。 :中度污染。s Test of SphericityApprox. ChiSquaredf28Sig..000，表明進行主成分分析的效果還可以，下面用SPSS進行主成分分析，得到表圖4，編程實現(附錄6).表6 公共因子方差初始公共因子方差提取公因子方差初始公共因子方差提取公因子方差As.685Hg.709Cd.664Ni.823Cr.829Pb.739Cu.721Zn.505表6顯示了公共因子方差，初始公共因子方差表示因子提取前各個變量的全部公共因子的載荷系數平方和，提取公因子方差，是根據某種原則提取的公共因子，公共因子數小于等于變量數.表7 全部解釋方差表 初始特征值主成分及有關參數成分方差% 百分比累計值 %方差%百分比累計值 %123.965.9654.7685.5786.4327.3018.246圖4 特征碎石圖表7表示全部解釋方差表，保留前3個主成分能夠概括原始數據的絕大部分信息，再結合表7，%.表8 主成分載荷矩陣主成分123As.426.681Cd.711.281.282Cr.735Cu.756.125Hg.408.673Ni.723Pb.764.314.237Zn.699.123表8表示主成分載荷矩陣，從表8可以看出，Pb 、Cu、Cr、Ni、Cd、Zn在第一主成分的載荷較大，即與第一主成分的相關系數較高；Hg在第二主成分上的載荷較大，即與第二主成分相關程度較高；As在第三主成分上的載荷較大，即相關程度較高.由主成分分析表和問題1的各種金屬不同區(qū)域中的單項污染指數，可以得到下面的結論：Pb 、Cd、Zn、As主要來源于工業(yè)區(qū)，主要是源于顏料廠、冶金廠、電鍍廠的廢氣、廢水、廢渣的
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