城市表层土壤重金属污染分析修订.doc

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承 诺 书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）： 参赛队员 (打印并签名) ：1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： 日期： 2011 年 9 月12 日 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编 号 专 用 页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）： 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）： 城市表层土壤重金属污染分析 摘要 土壤是环境的重要组成部分，是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源。随着经济的快速发展和城市人口的不断增加，以及近现代工业的发展，在此过程中产生的重金属污染也逐渐增加，对生态环境和人体健康产生严重影响与破坏，因此对土壤中的重金属污染的评价研究是十分必要的。 对于问题一，我们首先用画出八种金属元素在城区的浓度等高线图以及不同功能区空间分布图，通过观察金属元素浓度在不同功能区的分布情况得到该金属元素在该城区的空间分布。为了分析该城区内不同区域重金属的污染程度，我们建立了模糊贴近度判别模型，根据土壤背景值金属元素浓度建立标准模式，采样点金属元素浓度组成待识别模式，用计算出的贴近度判别采样点所属等级，最后根据不同功能区各等级占得比重得出工业区、交通区、生活区的污染比较严重， 对于问题二，我们选用是国内通用的一种重金属污染评价的方法—单因子指数法，用到的公式是：,式中表示污染物单因子指数；表示实测元素浓度，mg/kg；S表示土壤环境质量标准，mg/kg，我们用金属元素的背景值作为土壤环境质量的评判标准。则表明未污染，则表明已经受到污染，数值越大，说明受到的污染越严重。对每个采样点进行单因子指数分析，再通过综合分析可以确定工业区，交通区，生活区污染比较严重的区域，分析导致污染的主要因素。 对于问题三，通过分析知道导致污染的主要因素是元素Pb造成的， 模型一：从Pb元素的浓度等高线图中可以看出，Pb元素的主要污染源有两个：a区域和b域，所以在a区域和b区域周围对采样点进行筛选，根据Pb在不同海拔高度的不同浓度，并结合金属元素从污染源向四周扩散的假设，我们取平均浓度较高的一段海拔高度作为污染源的海拔平面，从筛选的数据中再筛选出在这一海拔区域的数据，因为污染源和采集点的距离与采集点的金属浓度成反比，用这些数据列出方程组，求出污染源的坐标p。 模型二：我们已经分析知道Pb对环境的影响比较显著，在土壤表层它的传播途径主要是地表水层，一般认为离污染源越近的的地方，其浓度就会越高。所以我们首先选取Pb浓度较高的两个区域a和b，Pb浓度的变化是受许多因素影响的，并和它们具有联系，所以用各采样点的纵、横坐标、海拔高度以、Pb元素的浓度以及其它因素变量建立微分方程模型。通过计算求解得到污染源坐标是a(1860,2980)，b(4800,4900)。 对于问题四，为更好地研究城市地质环境的演变模式，我们认为有必要对采样点进行