1、承 诺 书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料） ，必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。我们参赛选择的题号是（从 A/B/C/D 中选择一项填写）： A 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写
2、完整的全名）： 西安培华学院 参赛队员 (打印并签名) ：1. 胡斌斌 2. 罗丹 3. 白桂兴 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： 李艳 日期： 2012 年 8 月 31 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：2010 高教社杯全国大学生数学建模竞赛编 号 专 用 页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：1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。本文主要根据对
3、某城区不同区域土壤地质环境的调查所获得的数据资料，对该城区环境质量做出了分析与评价。问题一，根据附件中数据，建立三维模型，分别绘制 8 种重金属元素在城区的综合空间分布图，并运用均值法，对各区域污染程度做出对比，综合分析出城区污染情况为：工业区交通区生活区公园绿地区山区。问题二，在问题一结论的基础上，我们又运用内梅罗综合指数算法和土壤综合污染程度等级的评定对其进一步检验，得出相同的结论。然后再运用重金属元素的单项内梅罗指数与附件给出的背景值进行对比，综合分析出重金属污染的主要原因来自于：工业区和交通区含 Pb 和 Cu 的大量排放等。问题三，考虑到重金属的传播主要有“纵向传播”和“横向传播”
4、，故我们先考虑海拔高度与元素浓度关系，并与元素背景值范围比较，确定出污染主要在海拔高度 50以下的平原、湖泊等地；然后我们再采用网格最优值搜索模型分别寻找各种重金属m元素的污染源。问题四，考虑到地质环境受到多重因素的影响，经分析建立地质环境主要演变模式模型，然后根据各种因素对地质环境的影响程度进行由定性到定量的转化，从而建立地质环境中各因素的权重分配模型，再对权重进行验算和修正，最后确定地质环境随时间变化的演变模型。关键词：均值法 内梅罗指数法 网格最优搜索 权重分配2一、 问题重述城市是人类活动最密集的地区，因此也引发了一系列的环境问题，在强烈的环境负荷冲击下，土壤的服务功能将面临极大的威胁
5、。换言之，土壤的缓冲净化功能将接近极限并有被超过的危险，进而导致严重土壤污染的产生，其结果将是长远和危险的。因此对城市土壤地质环境的查证，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的演变模式，日益成为人们关注的焦点。按照功能区划分，城市一般可分为生活区、工业区、交通区、公园绿地区、山区。现对某城市城区土壤地质环境进行调查：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（010 厘米深度）进行取样、编号，并用 GPS 记录采样点的位置，从而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
6、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。 （见附件）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。 需要解决的问题：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。通过数据分析，说明重金属污染的主要原因。分析重金属污染物的传播特征，并建立模型，确定污染源的位置。分析所建立模型的优缺点，为更好的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、 问题分析随着城市经济的快速发展
7、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益突出，为了更好的分析城市表层土壤重金属污染问题，根据题目以及附件中的数据，先作如下分析。 问题一：由于各种重金属元素在各个区域的浓度不同，因此其污染程度也不同。根据附件中已给出的数据，运用 MATLAB 绘制出 8 种重金属元素在城区的综合分布图以及 8 种重金属元素在城区的空间分布图，然后运用均值法，对各区域污染情况作对比，从而综合分析确定城区的污染状况。问题二：在问题一的结论上，进一步运用综合内梅罗指数算法和单项内梅罗指数算法，确定结论的准确性，再根据土壤综合污染程度评定标准，对各区域的重金属污染情况与元素背景值分析比较，从而确定重金属
8、污染的主要原因。问题三：由于重金属污染传播有很多种，故先确定其传播方式。再对各种传播方式进行分析讨论，可采取逐步缩小范围的方法确定污染源的位置，进一步通过网格最优搜索模型分别寻找各重金属的污染源位置。问题四：由于地质环境的演变受到多重因素的影响，故先确定地质环境主要演变3模型，在该模型下寻找所需要的信息，从而，分别对地质环境影响因素给定影响权重，进一步验证与修正，给出地质环境不同时期的演变模型。三、 模型假设1、假设所选取的城市能够较好的代表城市土壤重金属污染的一般水平。2、假设采样点数据可真实的反映了该城区重金属污染状况。3、假设选取和测出的背景值能真实反映在不受污染情况下，城市土壤的重金属
9、元素的浓度。4、假设在此时间内不会发生重大污染事件。5、假设重金属污染源近似为孤立的点。四、 符号说明ijP区域中重金属元素 的浓度均值ij(1,2.5,.8)ijjS土壤中重金属元素 的背景值jij区域中重金属元素 的单项指标数imaxijP区域中单项指标数 的最大值ijPijve区域中单项指标数 的平均值iijiC采样点 的浓度ijr采样点 与其临近的采样点 的欧式距离ijm区域内的采样点个数五、模型的建立与求解5.1 问题一5.1.1 重金属元素的空间分布根据附件中数据，运用 MATLAB 绘制(文献1)出城区的三维地形图及采样点在其上的综合分布图（见图 1） 。 （附录二）4图 1 城
10、区的三维地形图及采样点的空间分布再分别绘制出 8 种重金属元素在城区内的空间分布图（见图 2） 。 （附录二）5图 2 8 种重金属元素在城区内的空间分布6利用附件数据，分别求出 8 种重金属元素在 5 个区域内的重金属元素浓度均值以及元素浓度均值总和（见表一） 。表一 功能区元素浓度元素在各功能区的浓度均值（ ）ijP功能区 As(g/g) Cd(ng/g) Cr(g/g) Cu(g/g) Hg(ng/g) Ni(g/g) Pb(g/g) Zn(g/g)8 种元素浓度均值总和1 6.270455 272.414 69.97727 50.88114 88.95659 28.57364 72.0
11、5091 225.3505 814.47452 7.251389 352.7324 53.65143 61.024 209.3074 48.58972 88.90306 276.2867 1097.7463 4.044091 152.3197 38.9597 17.31727 40.95606 15.45379 36.55591 73.29424 378.90084 5.708043 338.7022 52.01526 52.6754 101.3441 37.9508 66.99087 226.0564 881.44315 6.349444 255.7171 43.84028 31.80833
12、 75.29143 24.95139 91.89222 118.5428 648.393运用表一中的数据，分别绘制出 5 个区域内各元素的浓度均值图（见图 3） 。 （附录二）图 3 各区域元素的浓度图7由图 3，可以看出生活区、工业区、山区、交通区、公园绿地区各区的主要重金属污染状况。进一步根据表一中 8 种元素浓度均值总和，对城区各区域的重金属污染做总体分析（见图 4） 。1 2 3 4 5020040060080010001200 与与与与与与与与与与与与 与与与与与与图 4 各功能区污染情况从图 4 中可看出，在该城区重金属对各区域的污染程度为：工业区交通区生活区公园绿地区山区5.2
13、问题二5.2.1 模型建立根据附件中已给出的数据，找出 8 种重金属元素在采样点浓度的最大值，以及所在区域（见表二)。表二 元素分布元素 在采样点处最大值 所在区域As 30.13 交通区Cd 1619.8 交通区Cr 920.84 交通区Cu 2528.3 工业区Hg 16000 交通区Ni 142.5 交通区Pb 472.48 生活区Zn 3760.8 交通区由上表可知 Cu 主要分布在工业区，Pb 主要分布在生活区，其余元素都分布在交通区。通过上表为了确定不同区域重金属的污染程度，引用单项内梅罗指数（文献2）和综合内梅罗指数进行综合评定，具体算法如下：单项内梅罗指数算法：,ijijPS（
14、1）8综合内梅罗指数算法：2maxijijveP综（2）（ ： 区域中 重金属元素浓度均值； ：土壤中重金属元素 的背景值；ijPj jSj：单项指标数 的最大值； ：为单项指标数 的平均值。 ）maxij ijPijaveijP5.2.2、模型求解依据附录中所给数据、表一和公式（1） ，分别计算出 8 种重金属元素在不同区域内的单项内梅罗指数（见表三） 。表三 8 种重金属元素在不同区域内的单项内梅罗指数功能区 As(g/g) Cd(ng/g) Cr(g/g) Cu(g/g) Hg(ng/g) Ni(g/g) Pb(g/g) Zn(g/g)生活区 1.7418 2.2305 2.2264 3
15、.7427 2.6583 1.4912 2.2292 3.4349工业区 2.0143 3.0239 1.7229 9.6618 18.353 1.6107 3.0013 4.0279山区 1.1234 1.1711 1.2568 1.3119 1.1702 1.2564 1.1792 1.0622交通区 1.5856 2.7693 1.8727 4.7133 12.7664 1.4323 2.0495 3.5196公园路地区 1.7399 2.158 1.4067 2.2873 3.2588 1.2431 1.9583 2.2354根据上表中的单项内梅罗指数，再利用公式（2）可求出各区域内综
16、合内梅罗指数。同时为了确定各区域的污染状况，引入国家土壤综合污染程度分级标准（文献3）（如表四） ，从而，确定该城区各区域的污染级别（见表五） 。表四 土壤综合污染程度分级标准土壤综合污染等级 土壤综合污染指数 污染程度 污水平1 0.7综P安全 清洁2 1.综 警戒线 尚清洁3 .2.综 轻污染污染物超过起初污染值，作物开始污染4 03综P中污染 土壤和作物污染明显5 .综 重污染 土壤和作物污染严重9表五 5 个区域的污染等级城内不同区域 区域内梅罗综合指数 污染等级 污染水平生活区 3.5943 5 重污染工业区 13.2864 5 重污染山区 1.1936 3 轻污染交通区 9.364
17、0 5 重污染公园路地区 2.8016 4 中污染由上表可知：5 个区域的污染程度等级为：工业区交通区生活区公园绿地区山区该结论与问题一的结论是相符的。再将实际测得的城内 5 个区域土壤样品重金属含量与自然区土壤重金属含量背景值进行比较（文献4） ，得到下表：表六 5 个区域土壤重金属含量与自然区土壤重金属含量背景值比较金属种类 As(g/g) Cd(ng/g) Cr(g/g) Cu(g/g) Hg(ng/g) Ni(g/g) Pb(g/g) Zn(g/g)实测重金属含量均值 5.68 302.4 53.51 55.06 299.71 17.26 61.74 201.21重金属含量的背景值 3
18、.6 130 31 13.2 35 12.3 31 69超过重金属含量均值的样点数 246 255 257 281 216 240 260 251样点数占总点数百分比 0.7712 0.7994 0.8056 0.8809 0.6771 0.7524 0.815 0.78685.2.3、重金属污染的原因分析由表六可知：5 个区域 8 种重金属含量平均值均高于背景值，并且 8 种金属含量大部分样点超过自然区表层土壤均值，占总样点数的百分比最小为 67.71%，最大为88.09%。这说明表土层 8 大重金属均有外源物质的进入，并有了一定的积累。再根据表五 5 个区域的综合内梅罗指数，可看出生活区，
19、工业区，交通区已经达到严重污染程度，而公园绿地区已经呈中度污染，远离城市的山区污染相对减小了一些，属于轻度污染，再对照土壤的等级评价标准对表层土壤污染指数进行评价，评价得出 Cd，Cu，Hg，Zn 这四种重金属指数多数超过了污染等级指数，且样点数占总点数的百分比分别为 79.94%、88.08%、67.71%、78.68%，均属于大面积严重污染，而As，Cr，Ni，Pb 只有少量元素达到中度污染，因此可以推测出，Cd，Cu，Hg，Zn 是构成污染的主要原因，故需要加强控制并采取相应措施进行降排，而 Pb 需要预防性控制，其余的 As，Cr，Ni 均较为安全。通过表二可知道 4 种主要的重金属污
20、染元素的主要污染来源区为工业区和交通区，并且工业区内和交通区内的采样点的单项污染指数明显高于其他地区。这是由于工业10排放增加了重金属的含量。交通区域污染指数也较高，也为多种重金属复合污染，这说明该市的交通表较发达，车辆排污水较高，大量排放的尾气，和车胎摩擦所带来的重金属是造成交通区污染的主要原因。而造成生活区污染的主要是 Zn、Cu 两种重金属元素，大部分产生于生活中的废弃物品，相比之下其 Cd、Hg 的含量较低，Cu、Hg 是造成公园绿地区污染的两种主要元素。工业区内大部分的土壤重金属单项污染指数和综合指数比其他区的污染明显要高，这是由于工厂排放的重金属污染物通过雨水河流、空气扩散到周围使
21、得离工厂较近的周边土壤受到污染，在交通区由于人口密集，车辆众多汽车尾气的排放量大，将尾气中含有的大量重金属元素直接排放到空气中，由于空气的传播速度较快这也造成了交通繁忙区周边受到了较严重较大面积的污染。对于生活区污染级元素为 Cu、Zn 两种，主要来自生活废弃重金属的危险废物，比如废旧电器、电路板、光管、电池等，这些废弃物的污染是生活区的主要污染原因，因此应对生活垃圾进行分类和回收。生活污水同样也是造成生活区污染的重要原因之一。而公园绿地区由于土地裸露面积比较大引用被污染的河水对绿地进行浇灌，以及农药的喷洒极易对土壤表层造成污染。综上所述分析：城区大部分地区表层土壤中的 As、Cd、Cr、Cu
22、、Hg、Ni、Pb 和 Zn8 种重金属均有外源物质的进入。城区的主要污染来自于：工业区和交通区含 Pb 和 Cu 的大量排放等。目前世界各国虽说已对各种重金属污染进行处理，也取得了一定的成绩，但仍然存在问题。现如今土壤重金属的污染已经达到相当严重的程度，因此要充分认识土壤重金属污染的长期性、隐匿性、不可逆性以及不能完全被分解或消逝的特点。土壤质量问题是经济可持续发展和社会全面进步的战略问题，它直接影响土壤质别、水质状况、作物生长、农业产量、农产品品质等，并通过食物链对人体健康造成危害。对工业生产中排放的污染物尚未得到较彻底控制，尤其在农业生产中大量而盲目使用化学肥料和农药的今天，江河湖海、地
23、下水及陆地中无机和有机污染物积累总量与日俱增，使土地环境质量变得极其脆弱。一旦土壤对这些污染物尤其是重金属的消纳容量达到饱和，这些污染物对耕地生产能力的潜在毁灭性破坏便有可能一触即发，有人已形象地称之为农业生产中的“定时炸弹” 。从这个意义上来讲，土地管理与保护工作不仅是对耕地总量的监管，还应该加强对耕地质量的保护与改善。对于我国这样一个人口众多的农业大国，开展国土质量调查评价，对土壤重金属污染物进行试验研究，开发耕地污染的治理方法和技术，显得更为必要和迫切，因此，为了更好的提高我国的国土质量，对于土壤重金属污染应从源头抓起，严格控制污染源。5.3 问题三5.3.1 分析重金属的传播特征重金属
24、的污染传播方式主要有：纵向传播和横向传播。根据附件，绘出各元素海拔高度和浓度关系图（文献5） （见图 5） ，并给出各元素的背景值范围（见表七） 。 （附录三）110 100 200 300 400010203040 As0 100 200 300 4000500100015002000 Cd0 100 200 300 40005001000 Cr0 100 200 300 4000100020003000 Cu与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与与 与与 与0 100 200 300 40000.511.52 x 104 Hg 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与与 与与
25、 与 0 100 200 300 400050100150 Ni0 100 200 300 4000200400600 Pb0 100 200 300 40001000200030004000 Zn图 5 各元素浓度与海拔关系表七 各元素背景值范围重金属元素 As (g/g) Cd (ng/g) Cr (g/g) Cu (g/g) Hg (ng/g) Ni (g/g) Pb (g/g) Zn (g/g)背景值范围 1.85.4 70190 1349 6.020.4 1951 4.719.9 1943 4197通过图 5 以及表七可分析出，各重金属元素浓度在海拔高度 50 以上时，都基本m符合背
26、景值范围，属于正常；而在海拔高度 50 以下各元素的浓度值基本都超过背景m值范围，明显遭到污染。所以可以认为受污染地方主要在 50 以下的地区。而我们也知道，重金属从低处到高处是比较困难的，主要是空气传播（飞机尾气、雨水）和人为污染，才能使重金属到达海拔较高的地区，而海拔在 50 以下区域，主要是平原，湖泊等，这些地区人口流量大，工厂、车辆又较多，很容易使重金属传播到很远的地方，即扩散速度会特别快，在加上水污染扩散等，使低海拔地区大多数都被重金属污染。所以，我们针对海拔高度在 50 以下的平原、湖泊等地，寻找重金属元素的污染m源。5.3.2 寻找重金属的污染源采用网格最优值搜索模型（文献6）
27、，设空间内某一坐标为 的采样点 浓度(,)ixyi为 ，与其临近的采样点 的欧式距离 为：iCjijr12（1）22()()ijijijrxy规定搜素范围为 的圆形区域（根据该市区的区域面积大小，设定 ） ，0ijr 06rkm设该区域的采样点个数为 。m如果中心点满足 （ ） ，那么我们认为 是该区域的污染源位置。ijC1.iC由此，我们以 As 为例，寻找 As 的污染源确定其位置，并绘制其污染源分布图（见图 6） （附录三）As与 与 与 与 与 与 与0 0.5 1 1.5 2 2.5x 104020004000600080001000012000140001600018000与 与
28、与与 与 与与 与与 与 与与 与 与 与 与与 与 与图 6 As 的污染源分布图（图中 4 个圆点即为 As 元素的污染源）同样，我们寻找其他元素（Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）的污染源，并绘制其污染源分布图（见附录一） 。故得出 8 种重金属元素的污染源位置坐标（见表八）表八 各元素污染源坐标I II III IV VAs (4742 7293) (18134 10046) (12696 3024) (9095 16414)Cd (3299 6018) (21439 11383) (9095 16414) (10142 1662)Cr (3299 6018) (10685 5
29、528) (22193 12185) (23359 5325) (10352 17133)Cu (2383 3692) (10700 8184) (20215 9951) (26416 6508) (11121 16432)Hg (2708 2295) (22304 10527) (13694 2357) (15248 9106)Ni (3299 6018) (13797 9621) (22193 12185) (23359 5325)Pb (4777 4897) (22624 4818) (14173 11941) (14405 18032)Zn (3299 6018) (9328 4311
30、) (13797 9621) (22193 12185) (9095 16414)污 染源 坐标元素13由 5.3.1 分析，主要污染地区基本都集中在海拔高度 50 以下，而在海拔 50 以mm上几乎没有受到污染。故我们可认为：表八中，红色字体为污染源坐标，黑色字体为可疑污染源坐标。综上可分析：在地理坐标(3299,6018)位置重金属元素 Cd、Cr、Ni、Zn 位于同一污染源；在坐标（9095,16414）位置重金属元素 As、Cd、Zn 位于同一污染源；在坐标（23359,5325）位置重金属元素 Cr、Ni 位于同一污染源。Cu 的污染源分布最为广泛，并且大部分污染源都位于交通区和工业
31、区。5.4 问题四5.4.1 模型优缺点的分析1、优点：a.采用内梅罗综合指数算法，过程简便，概念清晰，评价方式简单。b.采用网格最优搜索模型，结果较为准确，具有代表性。2、缺点：个别数据题中未给出，通过上网查询，可能与实际问题有些偏差。5.4.2 城市地质环境的演变模式模型经过查询可知：地质环境的定义为：地壳上部包括岩石、水、气和生物在内的互相关联的系统。本文前几个模型主要研究城市表层土壤重金属污染的问题，如果想要得到城市地质环境的演变模式，仅有这些还远远不够，因此需要收集一些重要信息才能更好地研究城市地质环境的演变模式。我们对地质环境的主要影响因素进行分析讨论（文献7） ，得出如下（图 7
32、）结果：图 7 地质环境的主要演变模型由图可知，如果想研究城市地质环境的演变模式，除了本题中的金属影响之外，还有很多，如：地壳运动、绿化程度、废气等。因此，还需要收集一些地壳运动、工业发展、绿化程度、紫外线辐射、城市人口地质环境岩石圈 水圈 大气圈 生物圈地壳运动金属含量生活工业污水地壳运动废气污染紫外线绿化程度植被净化微生物净化14的资料。同时还需要这个地区历年的地质环境影响因素资料及同一时期 6 个城区的相关资料。在收集到这些信息之后，我们通过以下方法建立并求解模型。1、用 表示第 城区地质环境的影响因素 的参数值。 （ =1,2,6， =1,2,3,4）ijyi jij（见表九） 。表九
33、 地质环境影响因素岩石圈参数 水圈参数 大气圈参数 生物圈参数1 号城区 y11 y12 y13 y142 号城区 y21 y22 y23 y243 号城区 y31 y32 y33 y344 号城区 y41 y42 y43 y445 号城区 y51 y52 y53 y546 号城区 y61 y62 y63 y64假设，四个参数所对应的权重分别为 ，六个城区的地质环境等级参(1,234)jl数值记做 。(1,2345,)ig在图 7 中可以看出 不能直接查出，也得经过数据处理才能得到。但各影响因素ijy的下属因素能直接查出，同上方法可以通过已知信息计算出 。ijy运用公式 = * (1,234)
34、jl(1,2345,6)igij可得各影响因素的权重值 j2、将这些权重值和一定时期影响因素参数值代入公式：4j1*yjgl（4）进行权重值 的验算及调整。(1,234)jl3、最后运用公式（4）和各已知数据算出城区不同时期地质环境等级参数值。根据参数值就能够研究出城市地质环境的演变模式。6、模型评价6.1、模型优点1、对于城区内各区域的污染状况的分析，我们分别运用均值法和内梅罗综合指数算法对问题进行了求解，增加了结果的准确性。2、在寻找重金属污染源中建立了网格最优值搜索模型，利用简化的金属物传播特征进行位置遍历搜索，该模型简洁可行。3、研究城市地质环境中，考虑了多重因素，运用了权重分配模型，
35、较客观的描绘15了地质环境的演变模式。6.2 模型缺点1、内梅罗综合指数模型，其描述的环境质量是非连续的，分级标准建立在二值逻辑基础上，它的截然性和非连续性造成了相差很小的污染指数强度间可能会处于两种不同的等级。2、各重金属元素污染源位置的确定中，由于给出的采样点是一些离散的孤立点，因此，得到的污染源地理位置坐标可能有一定的偏差。7、模型推广1、文中用到的均值法可以运用到很多领域，如学校可以总体计算学生的学习成绩好坏，企业可以计算盈利和股票起伏的大小等。另外，本文中的重金属传播还可以推广到消息的传播、文化的传播、疾病的传播或者流言蜚语的传播，从而对现今这个信息时代做一个正确的把握。2、本文考虑
36、的只是重金属对土壤的污染问题，还可以把它推广到重金属对植物和动物的影响，从而有利于对农作物的培育和动物的养殖，甚至可以确定对人体带来的危害，也可以应用到其它金属元素对土壤的污染和影响，从而研制促进农作物生长的化肥，有利于农业的发展。八、参考文献1丁旈峰，MATLAB 教程M，北京：化学工业出版社，2011.6。2内梅罗指数法http:/ （2012.8.29） 。3 国家环境保护局，土壤环境质量标准M，北京：中国环境出版社，1995。4 陈训教，范雷，陈芮，城市表层土壤重金属污染分析J，20-21，2011.9.12。5 武秀美，孙希超，城市表层土壤重金属污染分析J，39（2） ，2012。6
37、 城市表层土壤重金属污染分析 1J，18-20，2011.9.12。7 城市表层土壤重金属污染分析 2J，18-20，2011.9。16九、附录附录一：Pb与与与与与与与0 0.5 1 1.5 2 2.5x 104020004000600080001000012000140001600018000与与与与与与与与与与与与与与与与与与与Ni与与与与与与与0 0.5 1 1.5 2 2.5x 104020004000600080001000012000140001600018000与与与与与与与与与与与与与与与与与与与17Hg与与与与与与与0 0.5 1 1.5 2 2.5x 1040200040
38、00600080001000012000140001600018000与与与与与与与与与与与与与与与与与与与Cu与与与与与与与0 0.5 1 1.5 2 2.5x 104020004000600080001000012000140001600018000与与与与与与与与与与与与与与与与与与与Cr与与与与与与与0 0.5 1 1.5 2 2.5x 104020004000600080001000012000140001600018000与与与与与与与与与与与与与与与与与与与18Cd与与与与与与与0 0.5 1 1.5 2 2.5x 10402000400060008000100001200014
39、0001600018000与与与与与与与与与与与与与与与与与与与Zn与与与与与与与0 0.5 1 1.5 2 2.5x 104020004000600080001000012000140001600018000与与与与与与与与与与与与与与与与与与与附录二：%城区的三维地形图及采样点的空间分布S=load(2.txt);x,y=meshgrid(0:1000:29000,0:300:19000); V=griddata(S(:,2),S(:,3),S(:,4),x,y,v4); mesh(x,y,V); hold on plot3(S(1:44,2),S(1:44,3),S(1:44,4),*b
40、lack,linewidth,2);plot3(S(45:80,2),S(45:80,3),S(45:80,4),mo,linewidth,2);plot3(S(81:146,2),S(81:146,3),S(81:146,4),g+,linewidth,2);plot3(S(147:284,2),S(147:284,3),S(147:284,4),pentagramb,linewidth,2);plot3(S(285:319,2),S(285:319,3),S(285:319,4),diamondr,linewidth,2);19title(城区的三 维地形图 )xlabel(x)ylabe
41、l(y)zlabel(h)legend(各区域内的采 样点： , 生活区, 工业 区 , 山区 , 交通区 , 公园路地区 )%As元素在城区内的空间分布图S=load(2.txt);x,y=meshgrid(0:1000:29000,0:300:19000); V=griddata(S(:,2),S(:,3),S(:,6),x,y,v4); mesh(x,y,V); hold onplot3(S(:,2),S(:,3),S(:,6),blacko,linewidth,2);title(As在城区内分布图)%各区域元素的浓度图subplot(3,2,1)y1=6.270455 272.414
42、69.97727 50.88114 88.95659 28.57364 72.05091 225.3505;stem(y1,black,linewidth,2)title(生活区各元素 浓度 )grid onsubplot(3,2,2)y2=7.251389 352.7324 53.65143 61.024 209.3074 48.58972 88.90306 276.2867;stem(y2,black,linewidth,2)title(工业 区各元素浓度 )grid onsubplot(3,2,3)y3=4.044091 152.3197 38.9597 17.31727 40.9560
43、6 15.45379 36.55591 73.29424;stem(y3,black,linewidth,2)title(山区各元素 浓度 )grid onsubplot(3,2,4)y4=5.708043 338.7022 52.01526 52.6754 101.3441 37.9508 66.99087 226.0564;stem(y4,black,linewidth,2)20title(交通区各元素 浓度 )grid onsubplot(3,2,5)y5=6.349444 255.7171 43.84028 31.80833 75.29143 24.95139 91.89222 118
44、.5428;stem(y5,black,linewidth,2)title(公园 绿地区各元素浓度 )gtext(8种元素： As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn);grid on附录三：%元素浓度与海拔关系S=load(2.txt);h=S(:,4);n1=S(:,6);n2=S(:,7);n3=S(:,8);n4=S(:,9);subplot(2,2,1)plot(h,n1,k*)grid ontitle(As)subplot(2,2,2)plot(h,n2,k*)grid ontitle(Cd)subplot(2,2,3)plot(h,n3,k*)grid ontitle(Cr
45、)subplot(2,2,4)plot(h,n4,k*)grid ontitle(Cu)gtext(重金属元素与海拔的关系图 )gtext(海拔 )21gtext(浓度 )%As污染源的分布图figure,contourf(X,Y,Z),colorbar colorbar(YTickLabel,生活区, ,工业区, ,山区, ,交通区, ,公园绿地区 );grid onhold onc=m(:,6);k=1;result=;for i=1:319flag=1;for j=1:319if sqrt(x(i)-x(j)2+(y(i)-y(j)2)lcontinue;endif c(i)c(j)flag=0;break;endendif flag=1result(k)=i;k=k+1;endendfor M=1:k-1loc=result(M);plot(x(loc),y(loc),.,markerfacecolor,m,MarkerEdgeColor,m,MarkerSize,25);w=x(loc),y(loc)endtitle(As污染源的分布图)grid off22
