城市表层土壤重金属污染分析摘要本文就城市表层重金属污染分析建立了模型。我们通过对问题一的分析，利用surfer软件对数据进行处理，得到了各种重金属城区分布和城中区域的的分布图（图三~图十）。我们就各种重金属在不同的功能区内污染的情况不一样,我们对该地区采用单因子分析法和内梅罗综合指数评定法对各种重金属对该地区的污染进行了综合评定，评判某功能区的计算公式为：通过处理数据我们得到了生活区受到中度污染、工业区受到重污染、山区没有受到污染、主干道路区也受到重污染、公园绿地区受到轻度污染的结论。问题二是根据处理数据在不同功能区的不同污染源进行了分析得到了主干道路重金属污染，主要是Hg,Cu,Zn,Cd,Pb,Cr元素的污染为主，来自于含铅汽油的燃烧，汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等；工业区的排放废气和废水排放主要造成Pb、Cu、Zn等重金属元素污染；生活区生活污水的大量排放，是土壤中的Cu和Zn污染的主要原因；山区海拔比较高其污染比较少，但是由于开矿等操作造成了Zn、Cu等重金属的污染；公园绿化地带是由于常年施一些含有As的化肥，造成了As重金属的污染。问题三中重金属传播特征：在对每个区域进行分别进行横向比较可以知道，在区域一、二、四、五中八种金属只存在海拔范围0~120m之间。而在区域三中金属元素存在于整个研究范围内，区域二中元素所在的海拔高度最低。然后我们通过用主成分分析法把数据分为五个区域，每个区域里有八种元素，揭示出各个采样区域之间的内在联系，把庞杂的元素信息按成因联系后进行归类，归纳出各元素之间的相关性，相关系数反映了变量两种元素之间的线性关系的密切程度，通过在线性关系上的判断，得出污染源是：生活区、工业区[(2500-5000),(2500-7500)]；交通区、工业区[(5000-7500),(5000-10000)]；交通区、公园绿地区[(12500-17500),(10000-12500)]。问题四分析我们建立模型的优缺点，做出相应的因素的假设，添加了相应的条件来建立一个更加完美的模型。（1）根据每年的生活污水，工业废水的排放量，求出水质污染对土壤的影响为a；（2）生活垃圾以及各种垃圾的排放量求出垃圾对土壤的影响为b；（3）年均废气排放量，对环境的影响c；(4)每年生物的解量，减少有害污染为d。结论：我们预测了该地将会在N年地质演变，此时应该采取各种措施来处理相应情况的发生。关键词：surfer单因子分析主成分分析内梅罗综合评定1.问题的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样，将其作为该城区表层土壤中元素的背景值。附件1列出了采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息，附件2列出了8种主要重金属元素在采样点处的浓度，附件3列出了8种主要重金属元素的背景值。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？2.问题的分析本题就表层重金属污染的分布数据进行分析与处理，对重金属在五个功能区内的分布和浓度进行了解答，并对我们的模型进行评价。（1）问题一的分析：我们在第一问中用surfer软件对各种重金属在城市的分布进行了作图（图三~图十），然后我们就各种重金属污染的程度进行了评估。首先，单因子分析法进行实测数据和标准对比分类，选取重金属污染最重的类别即为评价结果，由于这种方法不能综合反映五个功能区的污染情况我们就选用了内梅罗综合指数评定法综合八种重金属元素的污染，弥补了但单因子分析法的不足，更能说明重金属元素污染的污染程度。（2）问题二的分析：在第二中我们采用了将数据进行汇总，通过多方面收集资