城市土壤重金属污染程度分析ppt课件.ppt

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1、城市表层土壤重金属污染分析摘要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。在问题⑵中，通过对问题⑴的分析，利用地质累积指数单因子环境分析法，分析了该城区不同功能区不同重金属元素对土壤污染的原因：Cu、Hg

2、、Zn等元素主要来源于工业活动和交通污染，Cr元素主要来自于交通，Ni和As这2种元素污染不明显，可能主要来自于自然因素。在问题⑶中，根据各种重金属元素在不同类区的空间分布，及重金属污染的主要原因，得出重金属的污染源为金属浓度峰值点，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：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，通过线型辐射搜索法捕捉浓度峰值点和“米”字判断法合理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

3、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）。在问题⑷中，就如何更好地研究城市地质环境的演变模式，我们考虑了一系列的影响因素，如收集城市降雨量和生活、工业区等重污染源的垃圾排放量、人口密度的变化、该城市产业结构的组成等指标。模型框架一问题分析问题一：griddata内梅罗综合评价法问题二：单因子分析主成分相关性分析建模思路问题三：高斯烟雨模型“田、米”搜索问题四：多因素分析二模型建立三模型求解：污染源的确定四模型检验：针对二的相关性分析基

4、本假设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；3峰值不在区域边缘处，取样点得数据能较好反映该地区的浓度污染；4污染物的扩散符合扩散定律；采用基于地质统计学的空间变异理论分析该城市土壤表层空间变异的结构特征，同时基于地质统计学的插值法，运用matlab中的griddata插值，以Delaunay三角剖分理论为基础，然后进行线性插值，将重金属元素的空间分布网格化，从而完成曲面的光滑过渡，绘制出城市土壤表层的重金属含量平面等值线面，以便直观地分析该市土壤表层重金属污染的空间分布特征。问题一Griddata插值法示意

5、图散点图网格化分布图方案一：单项污染指数法单项污染指数法，利用实测数据和标准对比分类，其计算公式为:（1）其中代表土壤污染物i的实测值，为土壤污染物i的背景值，可以对每项污染物的污染状况进行评价。步骤一：方案二：地质累积指数地质累积指数主要用于研究沉积物及其他物质中重金属污染程度的定量指标，不仅考虑了沉积成岩作用等自然地质过程造成的背景值的影响，同时充分注意了人为活动对重金属污染的影响。因此，该指数不仅反映了重金属分布的自然变化特征，而且可以判别人为活动对环境的影响，是区分人为活动影响的重要参数。其表达公式如下：（2）式中表示第i个样品中元素j的地质

6、累积指数；表示第i个样品中元素j的浓度；表示j的背景浓度；1.5为修正指数，通常用来表示沉积特征、岩石地质及其他影响。由于会出现小于0的情况，在内梅罗指数法中会得到较大的综合污染指数，因此我们将小于0的都定义为0，这样既避免了使综合指数偏离实际值，又能使误差保持在一定的允许范围中。步骤二：内梅罗综合污染指数法对内梅罗指数进行改进，将单因子指数换成地质累积指数，得到新的综合指数，采用新的内梅罗综合污染指数法，其计算公式为：（3）式中表示第i个样品的综合污染指数，表示第j种污染物的综合污染指数，表示地质累积指数算数平均值，表示地质累积指数最大值。下表1为

7、各样品及污染物的综合污染指数：表1:功能区及污染物的综合污染指数功能区代号综合AsCdCrCuHgNiPbZn生活区2.84890.79091.75262.83872.66762.43950.59472.38533.4307工业区4.52281.45971.85911.86095.04525.77060.84972.34042.8851山区1.26240.72650.75511.34571.27791.40031.42020.9150.8141交通区4.68111.75862.22383.05064.3915.86832.08661.42453.70

8、91公园绿地区2.6430.81081.72120.74572.05033.33910.46721.6389