城市表层土壤重金属污染问题黄子豪,刘健鸿,杨伟山.docVIP

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）： 3768 所属学校（请填写完整的全名）： 广东商学院 参赛队员 (打印并签名) ：1. 黄子豪 2. 刘健鸿 3. 杨伟山 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： 数模组 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问题 摘要 本文针对城市表层土壤重金属污染的问题，建立对应分析模型、确定污染源位置的数学模型，全面分析了城市表层土壤重金属的污染情况，并对模型做了合理的评价和引申讨论。 问题1:先分别对8种重金属污染物的浓度数据按各功能区分区计算平均值，经处理后，得到5个观测，把8种重金属污染物当作8个变量，用对应分析法，通过sas软件编程，得到对应分析模型的图形解——因子分析图，因子分析图清晰地描述了8种重金属污染物在各功能区的空间分布。结论是：Cr元素主要分布在生活区，主干道路区次之；As、Cd、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn主要分布在工业区，主干道路区次之。 运用单项污染指数法评价各功能区对于各重金属污染物的污染程度，用内梅罗综合污染指数法评价各功能区的综合污染程度，根据农业部土壤环境质量分级标准得出结论：工业区和主干道路区工业区属严重污染区域，生活区中度污染，公园绿地区开始污染，只有山区尚清洁。 问题2：采用小样本因子分析法，调用小样本分析的sas程序，用综合因子得分、因子得分并结合原始变量分析重金属污染的主要原因。Cr污染主要由生活废品引起，其它7种重金属污染主要来源于工业三废排放、汽车尾气排放以及轮胎磨损。针对重金属污染的原因，给出合理化的建议。 问题3：通过对重金属污染物传播特征的分析，得知污染源的位置即是浓度数据出现峰值的位置，建立了确定污染源位置的数学模型。在模型中，建立了方程组，运用excel的气泡图，初步确定了浓度峰值所在的区域范围，并从该区域周围抽取样本，代入方程组，运用lingo9.0编程，得出8种金属污染物的污染源位置为：As(328.18，405.16)，Cd(115.18，116.43)和（12193.99，9826.61），Cr(457.97，0)，Cu（1305.38,1482.54） 现要求你们通过数学建模来完成以下任务： (1) 给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布，并分析该城区内不同区域重金属的污染程度。 (2) 通过数据分析，说明重金属污染的主要原因。 (3) 分析重金属污染物的传播特征，由此建立模型，确定污染源的位置。 (4) 分析你所建立模型的优缺点，为更好地研究城市地质环境的演变模式，还应收集什么信息？有了这些信息，如何建立模型解决问题？ 二、问题分析 对问题（1），分析319个采样点的浓度数据，按各功能区划分分别计算各重金属污染物浓度的均值，以各浓度均值为基础，对八个变量（即八种重金属污染物），运用对应分析法，通过因子分析图描述各观测与变量