城市表層土壤重金屬污染分析畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-07 13:11本頁面
【正文】 排放，垃圾的焚燒、煤的燃燒和農(nóng)藥的使用. Cu、Hg的污染主要來源于工業(yè)區(qū)和交通區(qū)，主要是源于含Pb汽油的燃燒和汽車輪胎磨損產(chǎn)生的粉塵. Cr、Ni主要來源于工業(yè)區(qū)、生活區(qū)和山區(qū)，主要是源于電鍍、皮革、顏料、劣質(zhì)化妝品原料等鉻化合物制造企業(yè)所排放的“三廢”和生活所用的化妝品、照明用燈、Cu、Hg、Cr、Cd都有所污染，可能跟過往的車輛有關(guān). 問題3的分析與求解 土壤重金屬污染物的來源土壤重金屬污染物主要來工業(yè)廢水、廢氣的排放和生活污水的排放、農(nóng)藥的施用和生活垃圾堆放、焚燒，以及礦產(chǎn)資源的不合理開采和煉制等. 重金屬污染物的傳播特征 ，因此也具有不一樣的環(huán)境效應(yīng).遠(yuǎn)距離污染源對環(huán)境土壤的影響是一個十分復(fù)雜的問題，因為污染源周圍土壤中污染物的含量受到許多因素的支配，如污染物的狀態(tài)、排放濃度和總量、污染源的高度、氣溫降水、地貌特征、從問題1的圖3來看，8種重金屬在濃度較高的點的附近的分布多數(shù)都呈同心圓，而在濃度較低的點的附近沒有明顯的擴散趨勢，可以利用 MATLAB軟件的griddata命令下的39。三次多項式插值法分別對8種重金屬污染物的濃度進行數(shù)據(jù)插值，并觀察得出圖像的極大值，進而為確定污染源的位置提供依據(jù). 基于matlab的數(shù)據(jù)處理與三維數(shù)據(jù)插值模型[1]1. 模型的建立利用MATLAB軟件的griddata命令下的39。三次多項式插值法分別對8種重金屬污染物的濃度進行數(shù)據(jù)插值，編程實現(xiàn)(附錄7).畫出圖像后，觀察圖像的極值點，根據(jù)附件2的數(shù)據(jù)，利用MATLAB的搜索函數(shù)find，先從重金屬的最高濃度開始查找，然后找到該點對應(yīng)的x，y坐標(biāo)，最后把找到的坐標(biāo)跟圖像對比，符合的就是圖像的極值點，找到第一點后，再用次高濃度查找，直到找到所有的極值點為止. 2. 模型的結(jié)果圖5 As的濃度圖從圖5中，可以看出As的濃度圖中分別有2個極值點，可以大概確定極值點的位置為：(18134，10046)、(12696，3024).圖6 Cd的濃度圖從圖6中，可以看出Cd的濃度圖中分別有1個極值點，可以大概確定極值點的位置為：(21439，11383).圖7 Cr的濃度圖從圖7中，可以看出Cr的濃度圖中分別有2個極值點，可以大概確定極值點的位置為：(3299，6018)、(4592，4603).圖8 Cu的濃度圖從圖8中，可以看出Cu的濃度圖中分別有2個極值點，可以大概確定極值點的位置為：(2383，3692)、(3299，6018).圖9 Hg的濃度圖從圖9中，可以看出Hg的濃度圖中分別有4個極值點，可以大概確定極值點的位置為：(2383，3692)、(2708，2295)、(13694，2357)、(15248，29106).圖10 Ni的濃度圖從圖10中，可以看出Ni的濃度圖中分別有1個極值點，可以大概確定極值點的位置為： (3299，6018).圖11 Pb的濃度圖從圖11中，可以看出Pb的濃度圖中分別有2個極值點，可以大概確定極值點的位置為： (1647，2728)、(4777，4897).圖12 Zn的濃度圖從圖11中，可以看出Zn的濃度圖中分別有5個極值點，可以大概確定極值點的位置為： (9328，4311)、(13797，9621)、(12696，3024)、(4948，7293)、(2383，3692).根據(jù)各種重金屬濃度圖中的極值點，可以確定各種重金屬污染源的位置，如表9.表9 各種重金屬污染源的位置元素污染源位置/mAs(18134，10046)、(12696，3024)Cd(21439，11383)Cr(3299，6018)、(4592，4603)Cu(2383，3692)、(3299，6018)Hg(2383，3692)、(2708，2295)、(13694，2357)、(15248，29106)Ni(3299，6018)Pb(9328，4311)、(13797，9621)Zn(9328，4311)、(13797，9621)、(12696，3024)、(4948，7293)、(2383，3692)由上表可以看出，As和Zn有共同的污染源，來自交通區(qū)的(12696，3024)；Cr、Cu、Ni有共同的污染源，來自交通區(qū)的(3299，6018)；Cu、Hg、Zn有共同的污染源，來自工業(yè)區(qū)的(2383，3692)；Pb、Zn有共同的污染源，來自生活區(qū)的(9328，4311)和交通區(qū)的(13797，9621).[5]根據(jù)重金屬在土壤中的擴散特點，該問題的解決還可以選用高斯擴散模型進行建模. 污染源選為坐標(biāo)原點，污染處重金屬元素的濃度記為，則時刻處的無窮空間中的任一點重金屬濃度為 ，單位距離內(nèi)通過單位法向面積的流量與濃度梯度成正比，則是擴散系數(shù)，grad表示梯度，負(fù)號表示由濃度高向濃度低的地方擴散. 考察空間域 ，其體積為，包圍 的曲面為， 為一規(guī)則的球面， 外法線向量為 . 則在內(nèi)通過的流量內(nèi)重金屬元素的增量為又由于污染物釋放的重金屬的總量為由質(zhì)量守恒定律，有根據(jù)曲面面積的Gauss積分公式有其中表示散度記號，由式至式并利用積分中值定理整理得這是無界區(qū)域的偏微分方程，根據(jù)假設(shè)(5)，初始條件為作用在坐標(biāo)原點的污染源函數(shù)，可記作表示釋放的重金屬元素總量， 其中為時間內(nèi)傳播的速度. 問題4的分析與求解(1)模型一8種重金屬元素空間分布圖比較清晰、直觀，分析也比較詳細(xì)；對污染程度，采用內(nèi)梅羅單項指數(shù)評價法和綜合指數(shù)評價法，從不同的角度分析，得到相同的結(jié)論，更準(zhǔn)確的判斷出各個區(qū)域的污染情況.(2)模型二在進行主成分分析前，先進行相關(guān)性分析，判斷該模型是否適合進行主成分分析，使得到的數(shù)據(jù)更具有準(zhǔn)確性.(3)模型三使用 MATLAB軟件的39。三次多項式插值法對8種重金屬進行插值，比較形象的觀察出各種金屬在該城區(qū)空間分布的極值點，從而得到污染源的位置.(1)模型一中，8種重金屬元素空間分布圖的點都是離散的點，利用MATLAB的多項式插值法畫圖，得出的數(shù)據(jù)有些誤差.(2) 模型三的分布中，忽略了污染源對風(fēng)向、水流的考慮，而且直接從圖中觀察得出污染源的位置，得出的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確.為了更好地研究城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式，還應(yīng)收集不同時間、不同季節(jié)中重金屬的污染濃度；更深層土壤中的污染濃度；風(fēng)向、水流、降雨量對重金屬污染的影響；生活區(qū)、工業(yè)區(qū)和交通區(qū)等重要污染區(qū)的污水、廢氣和廢棄物的排放量以及土壤的降解速度.[6]由于該題目中給出的信息是少量的、不完全，因此，在本問中，選用灰色預(yù)測模型，：對于給定的原始數(shù)據(jù)序列：，經(jīng)一次累加得到一個新序列：.設(shè)滿足一階常微分方程其中為待估計參數(shù)，為 發(fā)展灰數(shù)，.按最小二乘法求
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