0.352 0.396 0.264
1 0.531 0.103
0.531 1
0.4166
0.103 0.416
1
0.715 0.494 0.102
0.382 0.520 0.298
0.424 0.387 0.195
Ni(μg/g) 0.316 0.329 0.715 0.494 0.102Biblioteka 1 0.306 0.436
环境保护与可持续发展
——数学建模探究城市表层土壤重金属污染分析
问题阐述
问题 背景
提出 问题
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，不同的区域 环境受人类活动影响的程度不同。
相关
As(分μg析/g)
1
0.254 0.188 0.159 0.064 0.316 0.289 0.246
Cd(μg/g) 0.254
1 0.352 0.396 0.264 0.329 0.660 0.431
Cr(μg/g) 0.188
Cu(确μg定/g) 0.159 源头
Hg(μg/g) 0.064
Pb得(μg出/g) 0.289 结论
Zn(μg/g) 0.246
0.6603 0.431
0.382 0.424
0.520 0.383
0.291 0.195
0.306 0.436
1 0.493
0.493 1
问题解答
相关 分析
确定 源头
得出 结论
污染源 Hg 1号污染源 Hg 2号污染源 Hg 3号污染源 Hg 4号污染源
功能区 4 4 4 2 4 2 4
1662
8
5
3561
8
5
5696
7
5
3765
40
5
2005
25
5
2567
44
4
1952
48
5
问题分析 编号 As (μg/g) Cd (ng/g) Cr (μg/g) Cu (μg/g) Hg (ng/g) Ni (μg/g) Pb (μg/g) Zn (μg/g)
41.02 35.52 40.18 34.34 39.66 41.29 51.03
121.20 63.31 168.05 56.23 67.06 60.50 95.90
问题分析
相关 数据
绘制 图表
发现 问题
调整 数据
问题分析
分析 数据
绘制
图表
污染
严重
发现
问题
调整 数据
问题解答
As(μg/g) Cd(μg/g) Cr(μg/g) Cu(μg/g) Hg(μg/g) Ni(μg/g) Pb(μg/g) Zn(μg/g)
28.20 17.80
434.80 62.91
966.73 166.73
…… …… …… …… …… …… …… …… ……
发现 31问3 题 5.41
314
6.26
31调5 整 6.47 31数6 据 6.47
317
4.79
318
7.56
319
9.35
907.00 132.90 197.00 100.70 119.10 63.50 156.00
64.56 25.17 117.53
109.00 950.00 800.00
10.60 15.40 20.20
74.32 32.28 169.96
218.37 117.35 726.02
6
7绘图制 表
14.08 8.94
1092.90 269.80
67.96 95.83
308.61 1040.00 44.81 121.00
此外，大气汞的干湿沉降也可以引起土壤中汞的含量增 高。大气汞通过干湿沉降进入土壤后，被土壤中的粘土 矿物和有机物的吸附或固定，富集于土壤表层，或为植 物吸收而转入土壤，造成土壤汞的浓度的升高。
谢谢！
现对某城市城区土壤地质环境进行调查。为此，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 个采样点对表层土进行取样、编号，并用 GPS 记录采样点的位 置。应用专门仪器测试分析，获得了每个样本所含的多种化学 元素的浓度数据。
问题阐述
问题 背景
提出 问题
问题一：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。
43.08 42.59 38.18 36.19 35.76 33.65 57.36
36.48 16.58 21.09 13.31 19.71 21.90 31.06
10.00 27.00 64.00 42.00 44.00 60.00 59.00
14.50 16.20 18.60 11.50 9.90 12.50 25.80
316
317
318
319
…… …… …… …… ……
x(m) 74 1373 1321 0 1049 1647 2883
10142 17765 6924 4678 6182 5985 7653
y(m) 781 731 1791 1787 2127 2728 3617
海拔(m) 5 11 28 4 12 6 15
问题三：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。
问题二：通过数据分 析，说明重金属污染 的主要原因。
问题四：分析所建立模 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？
问题分析编号 1
2
3
相关
4
数据
5
6
绘制 图表
7
发现
问题
313
314
调整
315
数据
x(m) 3248.9 3446.8 15070.0 12767.0
y(m) 4559.0 2355.6 9282.5 2938.5
海拔(m) 1010.6 618.2 1669.6 1326.1
问题解答
相关 分析
确定 源头
得出 结论
汞污染是城市中十分常见的一个重金属元素。在此题中， 工业排放是造成汞污染的一项重要因素。另外，汽车尾 气的排放也跟Hg有着很大关系。 经过自然沉降和雨淋沉降进入土壤的汞污染，主要以工 矿烟囱、废物堆和公路为中心，向四周及两侧扩散；由 城市—郊区—农区，随距城市的距离加大而降低，特别 是城市的郊区污染较为严重。此外，还与城市的人口密 度、城市土地利用率、机动车密度成正相关；重工业越 发达，污染相对就越严重。
1
7.84 153.80 44.31 20.56 266.00 18.20 35.38 72.35
2
5.93 146.20 45.05 22.51 86.00 17.20 36.18 94.59
3
4.90
4相关 6.56 5数据 6.35
439.20 223.90 525.20
29.07 40.08 59.35