2011A题 城市表层土壤重金属污染分析_第1页
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文档简介

1、城市表层土壤重金属污染分析,问题一,为了得到8种重金属元素的空间分布情况，对所给数据进行非线性拟合和插值，运用Origin绘制出重金属元素的浓度等高线图。,地积累指数法模型：,Dn是指重金属元素n在表层土壤中的测定值； Bn是指表层土壤中元素的背景值； A为考虑到生物行为（吸收、附着、排泄、尸体）对重金属的富集运移引起背景值变动而取的一个系数（一般取值1.5）,富集因子法模型：,为富集因子 为i元素的浓度； 为参比元素的标准浓度； 下标s和b分别表示样品和背景。,综合因子响应模型 ：,为重金属的测定值（选取区域采样点平均值）； 为重金属的背景值,单因子污染指数公式为：,综合因子响应公式为：,n

2、为 的重金属元素个数,三种方法得出的结果基本一致且与浓度等高线图相吻合。 城区内不同区域的污染程度： 山区基本没有污染； 生活区和公园绿地区轻度污染; 工业区和主干道路区污染比较严重。,问题二,污染原因 工业区 :工业企业废水、废气及固体废弃物 主干道路区 :汽车尾气和轮胎磨损 生活区 :生活垃圾 公园绿地区 :化肥灌溉及花草养护,城区不同功能区的土地利用方式存在差异，而土地利用方式的差异实际上是人类活动方式、活动强度的差异，这些差异必然会影响到土壤重金属的含量及分布。,问题三,重金属扩散速度慢,传播特征,空间分布特征,采样点海拔,高度差较小,相对集中,重金属元素传播方向,重金属元素的传播方向

3、近似于热量的传播方向（高温区低温区），即沿高浓度指向低浓度,改进的“草帽”模型：,采样点横纵坐标 代表采集点化学元素浓度值 “草帽”最高点的位置修正参数 “草帽”形状修正参数 “草帽”高度修正参数,最小二乘法拟合,对给定数据点 (Xi，Yi)(i=0,1,，m) ，在取定的函数类 中，求 p(x) ,使误差的平方和E2最小， E2=p(Xi)-Yi2 。从几何意义上讲，就是寻求与给定点 (Xi，Yi)(i=0,1,，m) 的距离平方和为最小的曲线 y=p(x) 。函数 p(x) 称为拟合函数或最小二乘解，求拟合函数 p(x) 的方法称为曲线拟合的最小二乘法。,模型的求解,峰值区1污染源：,纵坐标范围,峰值区2：横坐标范围,纵坐标范围,峰值区3：横坐标范围,纵坐标范围,以Ni为例,Mtalab最小二乘法拟合结果：,峰值区1：横坐标范围,峰值区2污染源：,峰值区3污染源：,问题四,模型改进：,因为重金属传播速度慢，短时间内数据并不能 很好的体现污染的总体情况，为了更好的研究城市地 质环境的演变模式，仅依靠题目所给的单一时间的 数据是不够的，必须建立长久的监测模式，通过对 已知数据的处理分析对未来状态做出预测。,灰色GM（1.1）模型,灰色GM（1,1）模型是灰色系统的基本数列预测模型，根据本题实际情况，我们以时间为序列的采样点元素浓度值作为模型数列。通过对模型的求解，预测得到未来

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