重金属问题的一种思路.pdf

数学建模作业 姓名：赵国峰 张朝 王爱珍 城市表层土壤重金属污染分析 摘要 随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量 的影响日益突出。通过土壤地质的查证开展城市环境质量评价日益成为人们关注 的焦点。 针对问题一，首先应用Excel 软件筛选附件1所给采样点数据，将其整合到五 个区域中，利用Matlab 软件绘出采样点的散点分布图，然后应用Matlab 软件中 插值拟合函数得到重金属元素在该城区的空间分布图。最后采用单因子指数法和 内梅罗综合指数法对土壤重金属污染进行评价。 针对问题二，利用 Excel 软件求解各个城市功能区不同重金属污染物的均 值，利用柱状图观察不同重金属污染物在不同城市分区的变化趋势，从而找出污 染原因。 针对问题三，我们采用了主成分分析法。通过主成分分析法来减少变量，从 而简化运算。利用 SPSS 软件可以得到该方法中国所需要的参数值，从而得到位 于生活区的污染源的地理坐标为(4592,4603,6) ，位于工业区的污染源的地理坐标 为(2383,3692,7) ，位于山区的污染源的地理坐标为(22193,12185,79),位于主干道路 区污染源的地理坐标为(3299,6018,4) ；位于公园绿地区污染源的地理坐标为 (4153,2299,73) ； 针对问题四，采用了地统计学模型。利用 ArcGIS 软件绘出各个城市分区污 染物的浓度分布度，从图中便可以确定污染源的大体位置。 关键词：单因子指数法 内美罗综合指数法 主成分分析法 地统计学模型 1 一 问题重述 随着城市经济的快速发展和城市人口的不断增加，人类活动对城市环境质量 的影响日显突出。对城市土壤地质环境异常的查证，以及如何应用查证获得的海 量数据资料开展城市环境质量评价，研究人类活动影响下城市地质环境的演变模 式，日益成为人们关注的焦点。 按照功能划分，城区一般可分为生活区、工业区、山区、主干道路区及公园 绿地区等，分别记为 1 类区、2 类区、……、5 类区，不同的区域环境受人类活 动影响的程度不同。 现对某城市城区土壤地质环境进行调查。为此，将所考察的城区划分为间距 1 公里左右的网格子区域，按照每平方公里 1 个采样点对表层土 （0~10 厘米深 度）进行取样、编号，并用 GPS 记录采样点的位置。应用专门仪器测试分析， 获得了每个样本所含的多种化学元素的浓度数据。另一方面，按照 2 公里的间距 在那些远离人群及工业活动的自然区取