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关于环境中重金属污染的研究 广东商学院 郑敏纯、严洁玲、蒋轩轩 摘要 在环境污染日益严重的今天，关于重金属污染事件屡见不鲜。由于重金属具 有显著的生物毒性及对人体独特的危害性，重金属污染引起了人们的广泛关注。 而控制与消除重金属污染源，是防止重金属污染的根本措施。我们据此有哪些信誉好的足球投注网站材料， 发现2011 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛A 题就是探讨重金属污染问题。 因此本文基于该题所给出的数据对某城区的重金属污染状况进行研究，从而确认 污染源的位置。 首先，为了分析不同区域重金属的污染程度，本文首先做出各种重金属的空 间分布图，根据各个区域的重金属的平均含量和他们的毒性响应系数结合不同区 域的污染分布状况，利用模糊综合评价法对各个区域的污染状况做出了综合的评 价，最后得出的结论是：工业区的污染程度最大，其次是交通区，接着是生活区 和绿化区，而在山区基本没有受到污染，只有局部地区受到轻微的污染。 其次，为分析重金属污染的主要原因，本文利用 SPSS 软件对各个区域中的 重金属的浓度进行了相关性的分析，通过各种重金属之间浓度的关联性和现实生 活状况得出了重金属污染的主要原因。 最后，本文分析了重金属污染物的传播特性，结合偏微分方程模型，得到起 了一个常系数线性抛物型方程，最后以拟合的方式求解方程中的各个参数，得到 污染源的坐标，最后结合各金属之间的相关性，分析总的污染源所在的位置。 关键字：重金属污染 模糊综合评价 SPSS 偏微分方程模型 层次分析法 目录 一、问题描述 1 二、问题分析 1 三、模型假设2 四、符号说明2 五、模型建立及求解2 5.1 不同区域重金属污染程度的分析2 5.1.1 重金属元素的空间分布2 5.1.2 基于模糊综合评价法的污染程度分析3 5.1.3 结果分析7 5.2 重金属污染主要原因的分析7 5.2.1 基于SPSS 的重金属浓度相关性分析7 5.3 重金属污染源位置的确定 10 5.3.1 重金属污染的传播途径 10 5.3.2 偏微分方程模型 11 5.3.3 重金属污染源的确定 12 5.3.4 简化的偏微分方程模型 13 六、模型评价及推广 13 6.1 模型评价 13 6.1 模型推广 14 七、参考文献 14 八、附录 15 附录1 重金属元素的背景值 15 附录2 各重金属空间分布图 15 附录3 各种重金属的重金属图程序 17 附录4 各功能区重金属污染程度表 19 一、问题描述 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样，将其作为该城区表层土壤中元素的背 景值。 现本文尝试建立数学模型探讨下列问题： 问题一：根据给出8 种主要重金属元素在该城区的空间分布，分析该城区内不同 区域重金属的污