确定污染源位置

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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人口的不断增加，人类活动对城市环境质量的影响增大。日常生活废弃物的排放和工厂的制作加工活动向土壤排放了大量的重金属。当重金属的排放量超出正常范围，环境质量也随之恶化。因此，开展对土壤重金属污染的评价，分析重金属污染物的传播特征，确定污染源的位置等对于我们有效地控制土壤重金属含量，改善环境来说是十分重要的。首先，利用surfer软件对附件中8种重金属元素的数据进行加工处理，分别画出它们在该城区的空间分布。发现污染浓度高的地区大多集中在工业区和主干道路区，而山区的重金属浓度大多小于其背景值。本文通过对单因子

2、指数法和内梅罗综合污染指数法进行改进，建立了新的单因子污染指数及综合污染指数公式。得出结论：8种重金属中Hg和Cu的综合污染指数最高；工业区（污染指数为7.052）和主干道路区（4.566）为重度污染区，生活区（1.670）和公园绿地区（1.246）为中度污染区，山区为轻度污染区（0.325）。根据数据的分析和第一问的结论（8种重金属元素中以Gu和Hg的污染指数为最高，分别为3.193和7.673，均属于重度污染物），可以得到城区重金属的污染主要是由于工业生产排放的废弃物，农药和肥料的施用，汽油的燃烧，汽车尾气的排放等。然后，根据不同区域以及海拔高度在该城

3、区的分布图，分析该城区的地势分布特点以及区域分布特点。在地表的重金属一方面随着地表水流动向四周传播，由地势高的地区传播到地势低的地区；另一方面，由于分子运动，重金属本身也会向四周扩散。以该城区污染最严重的重金属Hg和Cu为分析对象，根据重金属污染物的传播特性，建立一个二维对流-扩散方程。对该偏微分方程采用中心差分格式离散，通过编程计算得到污染源的一个数值模拟结果。由此得出Cu的污染源在（2578.86±286.54，3320.82±184.49）以及（3151.94±286.54，5903.68±184.49），Hg的污染源在（16046.24±286.5

4、4，5±184.49）以及（2292.32±286.54，3874.29±184.49）。最后，为了更好地研究城市地质环境的演变模型，还应收集不同金属浓度随时间的变化值，各点地表水的流速，重金属的降解系数以及扩散系数。对二维对流-扩散模型的缺点进行模型改进，得到一个更有说服力的污染源确定模型。关键词：污染程度；单因子指数法；内梅罗综合污染指数法；二维对流-扩散方程；最临近插值法28一、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益突出。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

5、，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。在城市众多污染物中，以重金属污染最为严重。重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。因此人类活动导致环境中的重金属含量增加并超出正常范围，必定导致环境质量恶化。通过对城市的分布范围以间距为1公里左右的网格进行划分，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，并用记录采样点的位置，得到8种主要重金属的浓度数据。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

6、背景值。城区按照功能划分，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。根据附件1采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息，附件2中8种主要重金属元素在采样点处的浓度，以及附件3中8种主要重金属元素的背景值。通过建立数学模型来完成以下任务：(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

7、，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、问题分析问题一，已知8种主要重金属在该城区的采样点的位置坐标和对应的浓度，可以用surfer软件画出主要重金属在该城区的空间分布。评价重金属的污染程度与不同重金属的浓度之间的关系，目前学术界主要使用的方法大致包括生态危害指数法、地积累指数法、单因子指数法和内梅罗综合污染指数法[1]、模糊贴近度方法、潜在生态危害指数法等等。这些评价方法在评价土壤重金属污染程度上都曾被运用过。其中潜在生态危害指数的计算方法，需要计算相关的含量条件，数量条件，毒性条件和敏感性条件。在

8、金属毒性系数的确定中，应对“丰富原则”和“释放效应”加以讨论。然而