重金属污染城区地形图
城市土壤重金属污染程度分析PPT课件
提取峰值所在区域的样本点，利用浓度扩散模型对样本点进
行威尔科克秩和检验，根据其显著程度判断出浓度峰值点区 域是否为重金属污染源，例如文中确定出了Cu的三个污染源， 地理坐标分别为
（3258.3,5915.5,3.86）,（10637,8022.9,54.481 （5941.6,4917.3,16.459）。
本文针对城市表层土壤重金属污染问题，对8种主要金 属元素在城区的空间分布、土壤受污染主要原因、 传播特征以及今后如何更好地研究地质演变等问题 分别建立了模型，并对模型进行分析求解。
对于问题⑴，通过对数据的分析，利用网格曲面插值 法，分别拟合出8种重金属元素空间分布图。我们利 用地质累积指数和内梅罗指数多因子环境分析法对 该地区的表层土壤8种重金属污染进行综合评价，并 根据等级评价标准得到综合污染等级估计。
峰值点，分析出重金属污染物的传播特征，从而得出以高斯 烟羽模型为理论基础的扩散模型：
X（x,
y,
z,
H）
Q
2u y z
exp(
1 2
y2
2 y
) [exp(
1 2
(z
H)2
2 z
)
exp(
1 2
(z
H)2
2 z
)]
以此作为污染源的检验标准。我们利用求取曲面极值的思想，
问题四：多因素分析
建 模
二 模型建立
思
路
三 模型求解：污染源的确定
四 模型检验：针对二的相关性分析
1 假设测量方法科学，测量数据均真实可靠；
2 假设各污染元素的产生和传播是相互独立的；
2011年数学建模A题优秀论文
2011年数学建模A题优秀论文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。
对于问题一我们首先用EXCEL 对数据进行处理，然后用MATLAB 等软件对所给的数值进行空间作图，然后分别做出了八种重金属元素的空间分布特征，我们利用综合指数（内梅罗指数）评价的方法，建立模型：ij j j P C S =22,,max ()2N j ave j P P P =+区域生活区 工业区 山区 交通区 公园绿地区 污染程度重污染重污染轻度污染重污染中度污染析，并作出了不同重金属浓度与海拔的分布图；然后结合第一问给出的空间分布图和区域散点图，参照主要重金属含量土壤单项污染的指数，分析得出各重金属污染的主要原因主要来自工业区、交通区和生活区。
对于问题三我们建立模型，建立目标函数；=jmk H P C e-⨯⨯综应用MATLAB 软件对数据处理，作出可能为污染源的三个位置；然后用MATLAB 进行三次拟合后，得到污染源的位置。
对于问题四，我们在已有信息的基础上，还应收集不同时间内的样点对应的浓度以及各污染源重金属的产生率。
根据高斯浓度模型建立高斯修正模型，得到浓度关于时间和空间的表达式ut e C C -⋅=0。
关键词：重金属污染 内梅罗污染指数 相关性分析 污染源 高斯浓度一.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。
城市环境污染(ppt29张)
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第十一节
影响城市环境污染的因素
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影响城市环境污染的因素
（一）影响大气污染因素
1.气象因素：风、温度等 2.地理因素：地形、地物、局部气候
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影响城市环境污染的因素
（一）影响大气污染因素——气象因素
1. 风和湍流 2.温度层结
气温随垂直高度的分布规律称为温度层结，反映了沿高度的大
气状况是否稳定，其直接影响空气的运动，以及污染物质的扩散过 程和浓度分布。
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湍流形成的原因：动力、热力
影响城市环境污染的因素
（一）影响大气污染因素——气象因素
温度层结 正常0.6℃/100米 大气稳定度：不稳定层结
稳定层结
中型层结 逆温：气温沿高度增加而升高，大气在竖直方向运动基本停滞，处
于强稳定状态。逆分为辐射逆温、下沉逆温、湍流逆温、锋面逆温等。 逆温好像一个盖子阻碍下面的污染物质扩散，对大气污染扩散影响极 大。
2.是垂直方向的逆温现象。逆温层好比一个锅盖 盖在城市上空，使上空出现了高空比近空气温更 高的逆温现象。污染物在正常气候条件下，从气 温高的近空向气温低的高空扩散，逐渐循环排放 到大气中。但是逆温现象下，近空的气温反而更 低，导致污染物停留在近空，排放不出去。广州 和北京市近年来都曾出现过逆温天气现象。
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影响城市环境污染的因素
（三）影响土壤污染因素
1.背景值 2.自净能力 3.PH值
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第十二节
城市主要环境污染源
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城市主要环境污染源
（一）工业污染源
1.冶金工业—钢铁：废气、废渣 —有色：重金属、粉尘
2.化学、石化工业：废水、废气
3.造纸工业：废水 4.制革工业：废水 5.纺织工业：废水 6.印染工业：废水 7.动力工业：废气、热
我国重金属污染现状、分布特征及来源分析-课件
土壤各重金属含 量与背景值之间 的差值
土壤：耕地土壤重金属
通过与背景值的比较， Cd 的富集最为严重， 其 次是 Pb， 超标现象在全国 普遍存在。
总体上看， 中国西南 部地区土壤重金属富集值 较高， 其次是两广和辽宁 地区。
土壤所含的重金属可以通过多种途 径进入水体，还可以以扬尘为载体在全 球范围内传播。
来源分析：大气中 As、 Cd、 Cr、 Ni、 Mn 和 Pb 的主要来源是化石燃料燃烧、 金属冶炼以及交通废气排放等，其中煤炭等化石燃料的燃烧是其共同的污染来源
环境科学研究, 2015, 28(7): 1053-1061
我国部分城市大气重金属质量浓度的空间分布特征
分布特征：我国城市大气重金属污染主要分布在北方的京津冀、 环渤海地区以及南方的 珠江三角洲地区。其中， Cd 污染多分布在南方城市， Mn污染主要集中在华北和华东地 区，As、 Cr、 Ni、 Pb 4 种重金属没有明显的空间分布特征．
环境科学学报, 2014, 34(10): 2455-2461
土壤重金属
2005年4月至2013年12月，环境保护部会同国土资源部开展了首次 全国土壤污染状况调查，公布《全国土壤污染状况调查公报》。调 查结果显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染 较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。
/gkml/hbb/qt/201404/t20140417_270670.htm
土壤重金属
《全国土壤污染状况调查公报》
/gkml/hbb/qt/201404/t20140417_270670.htm
土壤：耕地土壤重金属
精品
我国重金属污染现状、分布特征及来源分析
镉污染土地分布知识分享
南京市矿山分布:1)江宁区汤山、麒麟、上坊、淳化、云台山（硫铁矿）;2)下关区幕府山（白云石（镁矿））;3)雨花台区梅山铁矿采空区;4)栖霞区龙王山－桂山一带;5)浦口区珍珠泉风景区;6)六合区马鞍、瓜埠、冶山、八百桥;7)溧水县爱景山;8)南京市聚宝山硫铁矿床；9)牛首山铁矿;10)吉山铁矿;11)凤凰山铁矿;12)溧水锶矿13)六合区冶山铁矿14)江苏高淳溧阳地区矿产15)江苏江宁－溧水地区矿产（铅、锌矿）16)宁镇地区有色金属矿床（铁、铜）17)江苏盱眙地区矿产18)苏州吴宅矿区（铅、锌矿）南京市有色金属冶炼厂南京广源有色金属冶炼厂（地址：江苏省南京市江宁区胜太路胜利新村13号）（冶金矿产）南京市溧水湖东有色金属冶炼厂（江苏省南京市溧水县和凤乌飞塘）（废铝铜冶炼铝锌等铸造加工）江宁县陶吴有色金属冶炼厂（江苏省南京市陶吴镇钟村）南京振泰源金属制品厂（江苏省南京市浦口区宁六路18号）江苏省冶金研究所（江苏省南京市大光路28号）南京奥冶合金厂（江苏省南京市江宁区陶吴镇）南京市电镀厂南京宁联表面处理有限公司（表面处理电镀）（南京市栖霞区靖安镇联盟村罗二路）南京电镀加工厂（南京市浦口区西葛村）南京雨花电镀厂（江苏南京市秦淮区饮虹园25号）南京市碱性电池厂南京舟海蓄电池有限公司（江苏省南京市高力汽配科技城2幢146号）南京电池厂（江苏省南京市弓箭坊社区居民委员）南京新奇能节能科技有限公司（秦淮区中华门小百花巷48号）南京风帆蓄电池厂（江苏.南京.江苏南京市南京市黑龙江路32号）南京本盛电池有限公司（南京江宁滨江经济开发区翔凤路18号区）苏州南方钜大电池有限公司（中国江苏苏州金陵东路娄上街16号）无锡市诺雷电池有限公司（无锡市前洲镇堰玉中路10号(前洲镇政府对面））扬州钜大电池科技有限公司（江苏省扬州市新集镇工业集中区8号）燕子矶的“小南化”，含有58种挥发性有机物、89种半挥发性有机物、13种重金属，污染最严重的地方达到了10米深。
2011数学建模A题神经网络优秀论文,带代码
图 1 该城区的地形分布图
首先，我们根据样本点的位置和海拔绘制出该城区的地貌，见图 1。我们运 用 matlab 软件，根据各个网格区域中的重金属含量，用三角形线性插值的方法 得到各种重金属含量在空间上分布的等值线图。
1 图 2-1
2
1 图 2-2
2
图 2-1 给出了 As 在该区域的空间分布：图中可以观察到 As 有两个明显的高 值中心，我们标记为区域 1 和 2。这两个区域都处于工业区分布范围内，并以该 两个区域作为中心向外延伸， 浓度逐渐减少，同时我们注意到在山区的很多区域
Ni
(3211,5686) (24001,12366)
Pb
(1991,3329) (4508,5412)
Zn
(1699,2867) (3725,5487) (9583,4512) (13653,9655)
综合分析所得污染源所在位置，发现不同金属的污染源有同源现象，依据 同源性汇聚污染源，绘制了八种重金属的污染源汇总图。 问题四：神经网络模型的优点是具有较强的自组织、自学习能力、泛化能 力和充分利用了海拔高度的信息；缺点是训练要求样本点容量较大。可以通过搜 集前几年该城区八种重金属浓度的采样数据和近几年工厂分布多少位置的变化、 交通路段车流量的变化、 人口及生活区分布变化与植被分布多少位置的变化等数 据，进一步拓展神经网络模型，得到该城市地质环境的演变模式。
符号
意义
k i j
x ij
xi
表示不同功能区 表示金属的种类 表示不同的样本 表示样本 j 中金属 i 的浓度 表示金属 i 背景值的平均值 表示金属 i 背景值的标准差
表示 x i j 标准化后的值
i
Y ij
i
Ik
2011年数学建模A题 城市表格模板层土壤重金属污染分析(附所有图件的Matlab源代码)
A题城市表层土壤重金属污染分析摘要通过建立地区三维地形图与各种元素丰度分布等值线图，结合地形、元素传播特征、风向，利用数学方法综合确定污染源的位置，并对各类污染作简要的分析。
对于问题一，利用Matlab，做出地形图与各元素等值线图，确定各分布。
在通过几何平局法，确定总体重金属污染情况。
对于问题二，基于问题一，可知汽车尾气、工业“三废”、生活垃圾共同造成重金属污染。
对于问题三，由于各元素传播特征不同，传播能力弱的，其元素丰度高处就为污染源。
例如CrCd。
传播能力强者，由有相似分布者，可联合分析，认为其为同一污染源排出。
如As、Hg、Zn。
关键词：污染物分布Matlab等值线一. 问题重述通过GPS记录了某城市城区的空间坐标，给出了不同功能区土壤表层0—10cm的8种主要重金属的含量，并给出了此城区的不同重金属的背景值，均值，标准偏差。
现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？二.问题分析（1）问题一属于统计归纳的数学问题。
通过数学方法进行图像拟合，从中发现规律，找到图中污染集中分布区域。
之后，再把八种元素综合考虑，试图确定不同地（2）对于问题二，可在第一问的基础上，结合各种重金属污染的传播特点，综合确定污染原因。
（3）问题三，对于不易传播的元素，可认为其元素丰度最高值处为污染源，对于其他元素，应通过其污染物散落范围综合求解得出。
（4）问题四，可在获知风向、水流方向的因素的情况下，综合利用微分方程求解污染源。
三、模型假设（1）假设As、Hg、Zn由同一污染源排放。
（2）对于第一问，忽略高程的影响。
国赛A题《城市表层土壤重金属污染分析》
在研究污染物传播的过程中，本题只给出了一个时间点上的数据,信息量明显不足,应搜集一段时间内的数据。由此建立模型可推出不同时间不同地点污染物的浓度。为确保模型的准确性，还需考虑到土壤浓度的PH值、地下水重金属的浓度、植物中重金属浓度等环境信息，以建立更真实的模型，对城市地质环境的演变做更准确的分析和预测。
根据题中所给采样点的坐标和各重金属的浓度，可用散乱数据插值的方法获得各重金属污染物浓度的空间分布，再用MATLAB软件绘制出重金属在该区的空间分布图及8种重金属的浓度等高线在该地区三维地形图曲面的投影图。可以通过单因子污染指数法和内梅罗综合指数法相互验证，得出城区内不同区域重金属的污染程度。
2)重金属污染的主要原因
表1-4土壤污染等级划分
等级
P
污染程度
污染水平
1
≤0.7
安全
清洁
2
0.7～1.0
警戒线
尚清洁
3
1.0～2.0
轻污染
超过背景值，视轻污染
4
2.0～3.0
中污染
土壤开始受中度污染
5
≥3.0
重污染
污染已相当严重
由单因子污染指数法和内梅罗综合指数法得出的结论进行综合的分析可以得出该城区内不同区域重金属的污染程度：
三、模型假设
1)取样点的数据较好的反映了该地区的污染物浓度。
2)重金属元素在无穷空间扩散，不计风力影响。
3)重金属元素的扩散符合扩散定律，即单位时间通过单法相面积的流量与它的浓度梯度成正比。
4)重金属元素在土壤和水中化学反应均匀。
5)重金属元素在土壤中处于相对稳定的状态。
6)不考虑不同区域内大气、土壤、水体等自然环境差异。