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论文 城市表层土壤污染分析
土壤表层污染分析
摘要
随着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显得尤为重要。本文在分析了所给采样点数据的基础上,建立不同模型,得出了该地区的重金属污染程度、土壤污染的原因和污染源的位置。
针对问题一,首先利用matlab程序绘制出该城区三维复原图和各重金属的污染浓度图,对污染情况进行了粗略的分析。然后建立内梅罗污染指数和地址累积指数两种模型,对城区内不同区域重金属的污染程度进行了详细的评价,并比较了两种模型的不同和适用类型。
针对问题二,建立相关系数和主成分分析法两种模型,利用spss程序求得不同功能区各个重金属之间的相关系数及对环境污染贡献率较大的几种重金属,结合两种模型,联系生活及化工实际,对各个功能区的污染原因进行了详细的猜测和分析。
针对问题三,建立了遍历有哪些信誉好的足球投注网站模型。首先找出空间极大值,即可能的污染源。然后结合国家土壤环境质量标准对污染源进行筛选,从而确定了各种重金属元素的主要污染源。
此外,本文还对分析了各个模型的优缺点及适用情况,并给出了还需要收集于大气污染、降水量、周围工业污染源等资料,综合考虑这些因素给出了新的建模及求解方法,并进行了模型的推广。
关键词:内梅罗污染指数 地址累积指数 遍历有哪些信誉好的足球投注网站 主成分分析 相关系数
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。附录1为采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息,附录2为8种主要重金属元素在采样点处的浓度,附录3为8种主要重金属元素的背景值。
现完成以下任务:
(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) 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,建立模型确定污染源的位置。
(4) 分析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.模型假设和符号说明
2.1模型假设
不考虑该城区不同区域土质的差别;
在查找污染源确切位置时,可以忽略浓度分布较小的地区的数据;
近似认为不同重金属造成的污染权重相同;
假设只考虑题设所给的8种重金属,忽略其他;
重金属的化合物之间发生的化学、生物及物理的反应忽略不记。
2.2符号说明
第个监测点第种污染物的单项污染指数 第个监测点第种污染物的实测浓度值 第个监测点第种污染物浓度背景的上限值 内梅罗污染指数 综合污染指数 地质累计指数 地区处各个重金属的相关系数 问题分析
问题一要求给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布并评价污染程度。首先利用matlab程序绘制出城市三维复原图,对各个城区进行不同的处理,并标注出各个取样点的位置。再根据复原图,结合城区,绘制出各种重金属的浓度空间分布图。然后,运用单因子污染指数法与内梅罗污染综合指数法结合和地质累积指数法来评价。
问题二通过主成分分析,题目要求说明重金属污染的主要原因,利用相关系数分析和主成分分析两种模型相结合的方法。若重金属含量的相关系数比较大,说明他们的含量有显著的相关性,他们有相同来源的可能性较大。并通过主成分分析,找出各个功能区中污染最重的若干种重金属元素,忽略微量的重金属的影响,结合实际经验可得出污染原因。
问题三要求确定污染源的位置,可以建立遍历有哪些信誉好的足球投注网站模型。首先找出空间极大值,即可能的污染源。然后结合国家土壤环境质量标准对污染源进行筛选,求出各种重金属元素的主要污染源。
对于问题四,由于地质环境是一个涉及到地球岩石圈表层的岩石、土壤、大气、水和生物的复杂系统,因此可以收集不同子系统的资料,建立模型求解。
模型的建立和求解
4.1 问题一
4.1.1问题分析
(1)要求给出8种主要重金属元素在该城区的空间分布,首先利用matlab程序绘制出城市三维复原图,对各个城区进行不同的处理,并标注出各个取样点的位置。再根据复原图,结合城区,利用matlab绘制出各种重金属的浓度空间分布图。
(2)要求分析该城区内不同区域重金属的污染程度,可以运用单因子污染指数法与内梅罗污染综合指数法结合和地质累积指数法来评价。
对于方法一,首先利用单项污染指数法求出某一监测点各污染物的污染指数, 然后由尼梅罗污染指数法得到该监测点的内梅罗污染指数, 再综合各监测点的内梅罗污染指数计算出该区域的污染指数。最后参
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