20xx年a題數學建模獲獎論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 染物的單因子指數 .具體結果如下（表 3）： 表 3 綜合評價指數 生活區 工業區 山區 主干道區 公園綠區 p 從 表 3 可以看出，工業區與主干道區的污染最為嚴重，而山區的污染相對最輕 . 以背景值為標準按照 p 的大小將 土壤污染程度分 為 4級 ： 污染級別 P 值 清潔 P 輕度污染 ≤ P 中度污染 ≤ P 重度污染 ≤ P 8 表 4 土壤污染程度級別 根據以上評定標準，我們可以得出該城區中不同功能區的 8 種重金屬污染的污染程度具體如下（表 5）： 表 5 該城區中不同功能區的 8 種重金屬污染的污染程度 生活區 工業區 山區 主干道區 公園綠區 污染程度 中 度污染 重度 污染 輕度污染 重度 污染 輕 度污染 由以上可以得出：工業區與主干道區的污染是 最為嚴重的 重度 污染； 而 山區的污染最輕 . 問題二 重金屬污染主要原因的分析 將各區重金屬 平均濃度與附件 3 中各重金屬背景值范圍 相 對比 并 列入 表 中，如下表 6： 表 6 該城區不同區域采樣點各重金屬含量均值與各重金屬背景值范圍 As (μg/g) Cd (ng/g) Cr (μg/g) Cu (μg/g) Hg (ng/g) Ni (μg/g) Pb (μg/g) Zn (μg/g) 生活區 工業區 山區 主干道區 公園綠地區 背景值 （范圍） ~ 70~190 13~49 ~ 19~51 ~ 19~43 41~97 從 圖 圖 4 和表 6 可以看出 ： As 和 Ni 的含量在各區表層土壤分布比較均勻 ， As 的含量除了山區的 ，其他四個區域里的含量均超過其背景值 范圍 ，這可能是由于工業的發展和化肥農藥的使用造成的。 Cr 在生活區、工業區和主干道區的含量相對較高 。 鉻化合物 是 電鍍、染料、制藥、皮革、顏料等制造企業 的主要原料，這些企業 排放 的 廢棄物及生活垃圾 中的這些產品都會導致 Cr 污染 。 雖然 各區中 Ni的含量均未超過附件 3中所給背景值的最大范圍，但 工業區、生活區和主干道區鎳的含量相對較高 。 鎳可以用于 制造 不銹鋼 、鑄幣 等 產品 ， 這些產品在 生產 與生活中 使用 廣泛 ， 所以鎳在工業區、生活區等地方易造成污染。 在工業區、生活區、主干道區和公園綠地區 Pb 的含量 都 較大 .原因在于工業區原材料中含有 Pb，釋放后污染土壤 。 Pb 在土壤中有積累效應，使得工業區 Pb的含量高于其他區域 。 城區內工業區、主干道區、生活區及公園綠地區 Cd 的含量 相對較高 。 其中工業區鎘含量最高 。 在 生產、 生活中 鎘的用途非常廣泛 ， 主要 用于電鍍、采礦、冶煉、燃料、電池和化學工業等 ； 鎘化合物 可 用于殺蟲劑、殺菌劑、顏料、油漆等制造業，這些都 是可能導致 工業區、主干道區等 區域的鎘 含量相對增高 的原因。 該城區內工業區、主干道區表層土壤中 Cu 的含量相對較高 .由于工農業生產的快速發展， Cu 的用量不斷增加，含 Cu 的污染物排放越來越多 [3].主干道區機動車輛含 Cu 零件的磨損也是該表層土壤中 Cu 含量增多的主要因素之一 . 工業區和主干道區 Hg 的含量明顯高于其它區域。 Hg 主要應用 于儀表廠、食 9 鹽電解、貴金屬冶煉、齒科材料、燃煤等 企業，在工業生 產與運輸過程，容易造成污染。 工業區、主干道區和生活區表層土壤中 Zn 的含量高于其他區 。由于 鋅礦開采、冶煉加工、機械制造以及鍍鋅、儀器儀表、造紙等工業迅速發展， 企業 廢棄物的排放 也隨之增多 ， 從而 造成工業區 Zn 含量明顯高于其他區域的 。 汽車輪胎磨損以及煤 燃燒產生的粉塵、煙塵中均含有鋅及化合物 與 農業上用灌溉 用水 含鋅污染物 ， 這也導致了 主干道區和生活區鋅的含量 較高。 問題三 重金屬污染物的傳播特征 根據相關資料， 重金屬污染物在土壤中具有移動性差、滯留時間長、不易被生物降解、毒性強和積累效應的特征。 土壤的重金屬元素屬于空間連續的變量，具有區域化變量特征。 重金屬污物 來源較多： 工業三廢（廢水、廢氣、廢渣）通過如灌溉、大氣降塵、汽車尾氣等方式廣泛進入到土壤環境，造成土壤的重金屬污染 。 農業上化肥、農藥農用化學品的施用是土壤重金屬污染的主要途徑之一 ， 重金屬污染來自化肥、農藥農用化學品，如磷肥、各類復合肥及不少殺蟲劑、除草劑中，都不同程度含有重金屬（ Cd、 Hg、 Pb、 As 等） 。 礦山的開采也能夠帶來土壤重金屬污染，各種礦石經過雨水淋洗以及礦山本身洗礦廢水的排放都能夠造成重金屬在土壤中發生擴散轉移 .這些來源造成重金屬在部分地區累積，最終形成污染。 地質演化和人為污染均可使土壤重金屬元素發生變化，或聚積富集，或淋失貧化 ； 土壤母質在風化成土過程中，元素會發生不同程度的活化遷移的重新分配，有的元素淋失貧化，有的元素淀積富集，成土過程中主要組分的含量變化可使微量元素的相對含量發生變化 ，所以表層土壤中重金屬含量高于母質或底土，不一定都是污染造成的 ，但這種原因的可能性是比較小的。 該 城區 8 種重金屬元素之間的相關性處理 重金屬元素的傳播具有一些相似的性特征，因此，某些重金屬元素的可能存在相同來源。所以對該城區的 8 種重金屬元素含量之間進行相關性分析可以知道其來源是否相同。 用 matlab 種的相關性分析函數 corrcoef（） 對 個采樣點 8 種重金屬元素含量的相關性檢驗結果如下表 7： 表 7 相關性檢驗系數 r As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn 利用相關系數判斷相關關系的密切程度 : 相關系數的值 直線相關程度 r =0 完全不相關 10 0＜ r ≤ 微弱相關 ＜ r ≤ 低度相關 ＜ r ≤ 顯著相關 ＜ r ≤1 高度相關 r =1 完全相關 根據上述標準， 從表中可以看出 Cr 和 Ni的相關性顯著， Pb 、 Cu 、 Cd 三種元素之間也具有較好的相關性。 因此，可以將 8 種重金屬元素分為 五 組 (Zn， Hg， As， Cr 和 Ni， Pb 、 Cu 和Cd)來求其污染源 ，把相關性較好的幾種元素放在同一組內。對 Cr 和 Ni 這一組取各自的權值為 綜合到一個指標 1C ,即 ? ? ? ?1 0 . 5 C r 0 . 5 N iC C C?? (3) 其中 ? ?CrC 和 ? ?NiC 表示的是 Cr 和 Ni的濃度值。 對與 Pb 、 Cu 、 Cd 三 種元素，由于 Pb 與其它三種元素的相關性都較好，這表明 Pb 的濃度變化與其它三種元素變化都比較接近，所以它的含量變化可以倚重其它三種元素。因此把 Pb 的權值確定為 ，其它三種元素的權值分別為 ，用 2C 作為這一組元素的指標： ? ? ? ?