城市表層土壤重金屬污染分析

1、城市表層土壤重金屬污染分析摘要隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市人口的不斷增加，人類活動對城市環(huán)境質(zhì)量的影響日顯突出。因此，對城市表層土壤重金屬污染的研究有著重要的理論價值和意義。針對問題一，首先利用采樣點的數(shù)據(jù)以及曲面插值的方法得到8種主要重金屬元素在該城區(qū)的空間分布圖；其次，利用單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法建立城市表層土壤重金屬污染程度評價模型，來定量地來評價重金屬的污染程度；最后得到各區(qū)域污染程度由大到小依次為：工業(yè)區(qū)、交通區(qū)、生活區(qū)、公園綠地區(qū)、山區(qū)。針對問題二，首先對各重金屬元素進行相關(guān)性分析，然后在基于主成分分析法的基礎(chǔ)上建立主成分分析模型，最后分析得出城區(qū)表層土壤重金屬的污染主要來源

2、為工業(yè)上的“三廢”排放，道路交通上的汽車尾氣的排放，汽車輪胎磨損產(chǎn)生的含鋅粉塵，農(nóng)業(yè)上的農(nóng)藥化肥過度使用以及生活污水排放等。針對問題三，首先通過數(shù)據(jù)分析，考慮到8種重金屬污染源是向四周逐漸擴散的，因此可以建立高斯擴散模型。其次通過非線性逐步回歸分析求出模型中的參數(shù)，得到8種重金屬污染物濃度的函數(shù)方程，即污染源的傳播模型，最后利用導(dǎo)數(shù)法求得極大值點，得到八種重金屬的污染源位置，如表七所示。針對問題四，首先對問題三中模型的優(yōu)缺點進行分析，然后根據(jù)分析的缺點，收集相關(guān)信息，對問題三中的模型進行修改，建立任意時刻相應(yīng)的重金屬濃度預(yù)測模型，研究城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式。關(guān)鍵詞：曲面插值 單因子指數(shù) 內(nèi)梅羅

3、綜合指數(shù) 主成分分析高斯擴散 非線性逐步回歸分析一、 問題重述隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市人口的不斷增加，人類活動對城市環(huán)境質(zhì)量的影響日顯突出。對城市土壤地質(zhì)環(huán)境異常的查證，以及如何應(yīng)用查證獲得的海量數(shù)據(jù)資料開展城市環(huán)境質(zhì)量評價，研究人類活動影響下城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式，日益成為人們關(guān)注的焦點。按照功能劃分，城區(qū)一般可分為生活區(qū)、工業(yè)區(qū)、山區(qū)、主干道路區(qū)及公園綠地區(qū)等，分別記為1類區(qū)、2類區(qū)、5類區(qū)，不同的區(qū)域環(huán)境受人類活動影響的程度不同。現(xiàn)對某城市城區(qū)土壤地質(zhì)環(huán)境進行調(diào)查。為此，將所考察的城區(qū)劃分為間距1公里左右的網(wǎng)格子區(qū)域，按照每平方公里1個采樣點對表層土（010 厘米深度）進行取樣、編號

4、，并用GPS記錄采樣點的位置。應(yīng)用專門儀器測試分析，獲得了每個樣本所含的多種化學(xué)元素的濃度數(shù)據(jù)。另一方面，按照2公里的間距在那些遠離人群及工業(yè)活動的自然區(qū)取樣，將其作為該城區(qū)表層土壤中元素的背景值。附件1列出了采樣點的位置、海拔高度及其所屬功能區(qū)等信息，附件2列出了8種主要重金屬元素在采樣點處的濃度，附件3列出了8種主要重金屬元素的背景值。現(xiàn)要求你們通過數(shù)學(xué)建模來完成以下任務(wù)：(1) 給出8種主要重金屬元素在該城區(qū)的空間分布，并分析該城區(qū)內(nèi)不同區(qū)域重金屬的污染程度。(2) 通過數(shù)據(jù)分析，說明重金屬污染的主要原因。(3) 分析重金屬污染物的傳播特征，由此建立模型，確定污染源的位置。(4) 分析你

5、所建立模型的優(yōu)缺點，為更好地研究城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式，還應(yīng)收集什么信息？有了這些信息，如何建立模型解決問題？二、 問題分析對于問題一，首先采用三次有理插值樣條曲面插值方法對題中所給數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)預(yù)處理，得到各個元素未知點的濃度，然后運用MATLAB中的griddata函數(shù)畫出8種主要重金屬元素的空間分布圖；最后利用單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法得到各個區(qū)域中各個重金屬元素的污染程度。對于問題二，首先對各個重金屬元素進行相關(guān)性分析，確定哪些重金屬元素污染屬于同一來源，然后在基于主成分分析法的基礎(chǔ)上，聯(lián)系對比8種重金屬元素濃度的分布圖，并查找相關(guān)資料確定出城區(qū)表層土壤重金屬的污染主要來源。對于問題

6、三，首先通過數(shù)據(jù)分析得到，各種重金屬在污染源地產(chǎn)生后，污染源是向四周逐漸擴散的，并且影響到其它功能區(qū)的環(huán)境，因此可以建立高斯擴散模型。其次通過非線性逐步回歸分析求出模型中的參數(shù)，得到8種重金屬污染物濃度高斯擴散模型的函數(shù)，即污染源的傳播模型，最后利用導(dǎo)數(shù)法求得極大值點，得到八種重金屬的污染源空間位置。對于問題四，首先對問題三中模型的優(yōu)缺點進行分析；其次收集不同時間內(nèi)的樣點對應(yīng)的基本信息以及各污染源重金屬的產(chǎn)生率；最后對問題三中的模型進行改進，建立高斯?jié)舛确植寄Ｐ停靡匝芯砍鞘械刭|(zhì)環(huán)境演變模式。三、 模型假設(shè)1. 假設(shè)題目所給的數(shù)據(jù)真實可靠；2. 假設(shè)城區(qū)的人口流動量是穩(wěn)定的；3. 假設(shè)各元素在

7、土壤中的遷移速率是恒定不變且遷移方向為濃度高的地方指向濃度低的地方；4. 假設(shè)由兩個及兩個以上的污染源造成污染的地區(qū)的交叉處與單一污染源造成的情況同樣處理；四、 符號說明重金屬的種類土壤中元素的污染指數(shù)重金屬元素的實測濃度城市土壤重金屬的環(huán)境背景值內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)第個主成分各主成分系數(shù)所有重金屬原始污染指數(shù)的最大值重金屬污染物隨著大氣擴散的濃度重金屬元素隨著大氣環(huán)流傳播系數(shù)測量點樣本點橫向距離測量點樣本點縱向距離測量點樣本點海拔高度平均風(fēng)速順風(fēng)向擴散參數(shù)水平方向擴散參數(shù)垂直方向擴散參數(shù)污染重金屬的產(chǎn)生率土壤對重金屬元素的吸收速率時間衰減系數(shù)干沉積量五、 模型建立與求解5.1.問題一5.1.1

8、數(shù)據(jù)預(yù)處理考慮到采樣的誤差，首先剔除附件2數(shù)據(jù)中異常值，為了得到完整的重金屬濃度分布圖，采用三次有理插值樣條曲面插值法得到未知點的濃度，從而用MATLAB軟件畫出各重金屬濃度的城區(qū)空間分布圖。5.1.2模型的建立（一）重金屬的空間分布首先，利用附件數(shù)據(jù)在Excel中做出采樣點的分布圖，如圖1所示：圖1 采樣點分布圖其次，利用MATLAB軟件中的griddata函數(shù)根據(jù)x和y的坐標(biāo)做出8種重金屬元素濃度的等高線圖和空間分布圖（具體程序見附錄2），下面以重金屬元素As和Cd的圖像為例，如圖2，圖3所示，其它重金屬的空間分布圖如附錄1所示：圖2 重金屬元素As的空間分布圖圖3重金屬元素Cd的空間分布

9、圖在圖中，箭頭所指的位置重金屬元素的濃度較高，即污染區(qū)域；最右邊的顏色條表示重金屬元素的濃度高低，從下往上濃度增大，即偏向紅色的濃度越高，偏向藍色的濃度越低。（二）單因子污染指數(shù)模型要確定城市不同區(qū)域的重金屬污染程度，首先必須得到各個采樣點每種重金屬元素的污染程度，因此要用單因子污染指數(shù)法，該方法是通用的一種重金屬污染程度的評價方法，其計算公式為： （1-1）其中，土壤中元素的污染指數(shù)； 重金屬的種類；重金屬元素的實測濃度（本文用每個地區(qū)的各元素的平均值表示）； 城市土壤重金屬的環(huán)境背景值。根據(jù)夏家淇的土壤重金屬污染等級劃分和土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，確定土壤重金屬污染評價的分級標(biāo)準，如表一所示：

10、表一 單因子污染指數(shù)法分級標(biāo)準級別1234污染指數(shù)污染程度未污染輕度污染中度污染嚴重污染（三）內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)模型單因子污染指數(shù)法只能分別反映各個重金屬的污染程度，不能全面、綜合第反映土壤的污染程度，因此當(dāng)對不同區(qū)域重金屬污染程度進行整體評價時，需要將單因子污染指數(shù)按一定方法綜合起來，即應(yīng)用綜合污染指數(shù)法評價。對于不同采樣點來說，不同重金屬的污染程度不盡相同，但污染程度最大的重金屬起著決定的作用，當(dāng)然，其他元素對綜合污染程度也有影響。為此，我們采用常用的評價污染程度的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法，通過其計算式可以評價不同土地類型的土壤受到重金屬污染的強度。其計算公式為： （1-2）其中， 內(nèi)梅羅綜合

11、污染指數(shù)； 土壤中元素的污染指數(shù)；所有重金屬原始污染指數(shù)的最大值； 重金屬的種類。5.1.3模型的求解將各個區(qū)域采樣點的不同重金屬的污染程度進行平均，得到各個區(qū)域重金屬的污染程度如表二所示：表二 重金屬元素在各功能區(qū)的平均污染指數(shù)重金屬生活區(qū)工業(yè)區(qū)山區(qū)交通區(qū)公園綠地區(qū)砷1.742.011.121.591.74鎘2.233.021.172.772.16鉻2.231.721.261.871.41銅3.749.661.314.712.29汞2.6618.351.1712.773.29鎳1.491.611.261.431.24鉛2.233.001.182.051.96鋅3.434.031.063.52

12、2.24結(jié)合表一、表二可知，生活區(qū)、工業(yè)區(qū)、山區(qū)、交通區(qū)、公園綠地區(qū)都屬于輕度污染及以上，即所有區(qū)域重金屬的濃度均超過了自然區(qū)域重金屬的濃度，造成了重金屬污染。除了山區(qū)外各區(qū)域的重金屬污染都很顯著，許多達到了中度污染，甚至嚴重污染的程度。利用公式（2）可以得到各區(qū)域的綜合污染指數(shù)，如表三所示：表三 各功能區(qū)綜合污染指數(shù)各功能區(qū)生活區(qū)工業(yè)區(qū)山區(qū)交通區(qū)公園綠地區(qū)綜合污染指數(shù)3.1713.531.259.432.73由表三可以看出，各功能區(qū)均受到不同程度的污染。其中，工業(yè)區(qū)的污染最為嚴重，其次是交通區(qū)，再次是生活區(qū)，都達到了嚴重污染的程度。山區(qū)相對污染情況較小，但也達到了輕度污染程度，而公園綠地區(qū)這

13、個人們休閑的地方也達到了中度污染的程度。即污染程度由大到小依次為：工業(yè)區(qū)、交通區(qū)、生活區(qū)、公園綠地區(qū)、山區(qū)。5.2問題二5.2.1模型的建立根據(jù)問題一的結(jié)果，可以得知各功能區(qū)均受到不同程度的污染，且污染程度由大到小依次為：工業(yè)區(qū)、交通區(qū)、生活區(qū)、公園綠地區(qū)、山區(qū)。依據(jù)附件中的數(shù)據(jù)，計算出該城區(qū)各個區(qū)域土壤重金屬平均含量，與土壤背景值進行比較，如圖4所示：圖4 8種主要重金屬元素在功能區(qū)的平均含量從圖中可以看出，除As 以外，Cd、Cu、Ni、Pb、Zn、Hg和Cr 平均含量均高于當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸担鳫g、Cd和Zn含量明顯超標(biāo)。其中，工業(yè)區(qū)和交通區(qū)表層土壤重金屬含量較大，公園綠地區(qū)和生活區(qū)含量較

14、小，而山區(qū)的重金屬含量最少。由于區(qū)域各樣點間的污染在不同區(qū)域存在著很大的差異性，因此可采用主成分分析法來判別土壤中重金屬的來源。（一）主成分分析模型主成分分析是利用降維的思想，將多個變量轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合變量，即用較少的變量來代替和綜合反映原來較多的信息，這些綜合后的變量就是原來多變量的主成分。假設(shè)各主成分為， As、 Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的濃度含量分別表示為，則根據(jù)題意有： （2-1）其中，第個主成分主成分系數(shù)（二）主成分分析法基本步驟Step1：將所有指標(biāo)數(shù)據(jù)進行標(biāo)準化，得到標(biāo)準化矩陣；Step2：計算各指標(biāo)之間的相關(guān)矩陣，其元素，即相關(guān)系數(shù)。其計算公式為： （2-2）

15、Step3：計算該矩陣的特征值和特征向量；Step4：分別計算出主成分貢獻率和主要成分累計貢獻率，其計算公式分別為： （2-3） （2-4）5.2.2模型的求解首先利用SPSS軟件對8種土壤重金屬元素之間進行相關(guān)性分析，分析結(jié)果見表四：表四：相關(guān)系數(shù)矩陣AsCdCrCuHgNiPbZnAs10.2550.1890.1600.0640.3170.2900.247Cd0.25510.3520.3970.2650.3290.6600.431Cr0.1890.35210.5320.1030.7160.3830.424Cu0.1600.3970.53210.4170.4950.5200.387Hg0.0

16、640.2650.1030.41710.1030.2980.196Ni0.3170.3290.7160.4950.10310.3070.436Pb0.2900.6600.3830.5200.2980.30710.494Zn0.2470.4310.4240.3870.1960.4360.4941從表四中可見，土壤中重金屬與相關(guān)性最顯著，為0.716，說明與可能來自同一污染源；和相關(guān)性較顯著，相關(guān)系數(shù)為0.660，和 ，和，相關(guān)系數(shù)分別為0.532，0.520，其他元素之間的相關(guān)性不明顯。因此土壤中重金屬存在兩兩之間的相關(guān)性, 從而表明土壤中存在多種重金屬不同程度、不同組合的復(fù)合污染類型。利用SP

17、SS軟件對8種土壤重金屬元素進行了主成分分析,在累積方差貢獻率大于80%的前提下提取4個因子，所得結(jié)果如表五所示：表五：城區(qū)表層土壤重金屬元素因子旋轉(zhuǎn)載荷矩陣元素因子As0.1660.1780.0160.9620.055Cd0.1990.8830.0480.0760.067Cr0.8930.198-0.035-0.0160.077Cu0.6370.3640.471-0.050-0.036Hg0.0540.1700.9470.0230.065Ni0.8820.086-0.0120.1950.134Pb0.2320.8460.1580.0950.143Zn0.3400.3360.0870.0770

18、.865初始特征值30.56010.1500.9650.7680.578貢獻率（%）44.50014.37712.0639.5967.220累計貢獻率（%）44.50058.87770.94180.53787.756由表五可知，因子的累積貢獻率為44.5%，所占的原變量方差最多，其他因子按順序逐漸減少，因此可以得知因子是污染的主要來源，其中具有較高的因子載荷，根據(jù)中國土壤重金屬污染物來源可知，的污染源主要來自電鍍、制革廢水、鉻渣等，主要來自于電鍍工業(yè)廢水以及農(nóng)藥化肥的過度使用，主要為冶煉鎳礦石及冶煉鋼鐵時產(chǎn)生。在因子中具有較高的因子載荷，其中主要來源為電鍍、采礦、冶煉、燃料、電池和化學(xué)工業(yè)等排

19、放的廢水，主要來自于含鉛汽油的燃燒，汽車輪胎磨損產(chǎn)生的含鋅粉塵等。在因子中，是該主成分的重要元素，它主要來源于電廠、貴金屬冶煉、化石燃料的燃燒以及水泥生產(chǎn)、鋼鐵生產(chǎn)等。是因子中的重要組成成分，在自然環(huán)境下含量較少，主要以礦物的形式存在，是化肥和農(nóng)藥的重要成分，因此該污染可能主要來自于生活廢水的排放，化肥農(nóng)藥的過度使用。是因子中重要組成成分，它主要源于電鍍、電子、塑料、電池工業(yè)廢水以及生活污水的排放。綜上所述，8種重金屬元素的污染來源主要是工業(yè)上的“三廢”排放，道路交通上的汽車尾氣的排放，汽車輪胎磨損產(chǎn)生的含鋅粉塵，農(nóng)業(yè)上的農(nóng)藥化肥過度使用以及生活污水排放等。5.3問題三5.3.1模型的建立根據(jù)

20、問題一中建立的重金屬元素分布等高線圖，可以看出城區(qū)重金屬的分布規(guī)律：它們是由污染源向四周逐漸擴散的。因此可以建立高斯擴散模型，通過求解該模型可以得到八種重金屬的污染源位置。（一） 重金屬擴散模型的約束條件（1） 在重金屬擴散的過程中，遵守質(zhì)量守恒定律；（2） 經(jīng)過相當(dāng)長時間后，擴散終止，重金屬分布處于平穩(wěn)狀態(tài)；（3） 重金屬經(jīng)歷著擴散與衰減的過程，且沿x、y、z三個方向的擴散系數(shù)分別是常數(shù)，衰減使質(zhì)量減少與濃度成正比；（4） 大氣流動穩(wěn)定，重金屬污染物濃度不隨時間改變；（5） 重金屬污染物在大氣中只有物理運動，沒有化學(xué)和生物變化，且預(yù)測范圍內(nèi)無其他同類污染源；（二） 高斯擴散模型重金屬主要來源

21、于工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放及汽車輪胎磨損產(chǎn)生的大量有害氣體和粉塵等，它們經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進入土壤，并隨雨水的作用在土壤表層中進行傳播。由高斯擴散模型確定的非線性濃度函數(shù)方程： （3-1）其中，為重金屬污染物隨著大氣擴散的濃度；為重金屬元素隨著大氣環(huán)流傳播系數(shù)（見附錄二）；為測量點樣本點橫向距離；為測量點樣本點縱向距離；為測量點樣本點海拔高度；為平均風(fēng)速；為順風(fēng)向擴散參數(shù)；為水平方向擴散參數(shù)；為垂直方向擴散參數(shù)?；?，得到高斯擴散模型確定的非線性濃度函數(shù)方程的簡單形式為： （3-2）其中， ，對（3-2）式兩邊取對數(shù)，轉(zhuǎn)化為多元非線性回歸方程，得到多元非線性回歸方程為： （3-3）5.3.2模

22、型的求解對8種重金屬污染物濃度進行多元非線性回歸，得到函數(shù)方程，如表六所示：表六 8種重金屬污染物濃度的函數(shù)方程金屬名稱8種污染物濃度的函數(shù)方程相關(guān)性As0.467Cd0.400Cr0.46Cu0.70Hg0.44Ni0.42Pb0.60Zn0.60越接近1，說明回歸方程模型越顯著，也就擬合得越好。以As為例，對該回歸方程進行殘差分析，在所有的數(shù)據(jù)中，除了幾個數(shù)據(jù)外，其余數(shù)據(jù)的殘差離零點均較近，且殘差的置信區(qū)間均包含零點，這說明該回歸模型能較好地符合原始數(shù)據(jù)，而偏移較遠的幾個數(shù)據(jù)點可以視為異常點。污染源的位置是函數(shù)的極大值點，分布對8種重金屬污染物濃度的三維函數(shù)進行求解，計算出污染源位置的坐標(biāo)

23、。如表七所示：表七 8種重金屬污染源的位置 位置坐標(biāo)污染物X(公里)Y(公里)Z(米)As490337792010281133202017522925241Cd175541262758115717783325574481217Cr209129951586066593120Cu6755487621143681005928Hg116914694324579375120108111156920Ni195719355626178569718Pb1272210455296104508020Zn95418895265978411820155441168838用Excel軟件畫出各污染源在（x,y）坐標(biāo)平面

24、上得散點圖，如圖5所示：圖5 污染源的平面位置通過和圖1進行對比，可以清晰地找出各污染源所在的平面位置。5.4問題四5.4.1 對高斯擴散模型的評價（一）優(yōu)點1.合理地考慮了重金屬污染物的擴散特征，將重金屬污染源數(shù)據(jù)化作電源來考慮；2.從橫向和垂直兩個方向的重金屬污染物的擴散系數(shù)入手；3.模型易于求解且實用性較強，可用于各種重金屬對土壤污染的預(yù)測，能為環(huán)境污染提供科學(xué)依據(jù)。（二）缺點1.所建立的重金屬污染物擴散模型只考慮到空間位置的影響，忽略了重金屬污染物的濃度隨時間變化和各污染源重金屬的產(chǎn)生率這兩個因素；2.在模型中，海拔值是采樣點垂直于表層土壤厘米深度的數(shù)值，并沒有考慮樣點的縱向深度值，海

25、拔值存在一定的誤差，導(dǎo)致計算結(jié)果存在誤差。5.4.2模型的改進為了更好地研究城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式，首先需要求出空間中任意一點對應(yīng)的污染物濃度與時間的關(guān)系表達式；其次利用問題一中求解不同區(qū)域重金屬的污染程度的模型對城市進行污染程度分析；最后對統(tǒng)計得到的各個樣點在多個時間內(nèi)的污染程度進行分析，即可研究出城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式。為了求出空間中任意一點對應(yīng)的污染物濃度與時間的關(guān)系表達式，除了本題所給的信息外，還應(yīng)收集不同時間內(nèi)的樣點對應(yīng)的基本信息以及各污染源重金屬的產(chǎn)生率。假設(shè)污染物濃度符合正態(tài)分布，建立高斯?jié)舛确植寄Ｐ停?（4-1）其中，是空間任意一點的濃度；是污染重金屬的產(chǎn)生率；為測量點樣本點橫

26、向距離；為測量點樣本點縱向距離；為測量點樣本點海拔高度；為x方向的擴散系數(shù)；為y方向的擴散系數(shù)；為垂直方向z的擴散參數(shù)。是土壤對重金屬元素的吸收速率；為時間。又考慮到干沉積和腐蝕也是影響重金屬元素在土壤中衰減的重要因素，故引入其濃度隨時間變化的函數(shù)：其中，為衰減系數(shù)則在某時刻下空間點處的重金屬污染物濃度為： （4-2）其中，為干沉積量六、 模型評價1. 模型的優(yōu)點（1） 問題一利用MATLAB編程畫出8中重金屬污染物濃度的空間分布圖，接著建立單因子污染指數(shù)模型和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)模型對工業(yè)區(qū)、交通區(qū)、生活區(qū)、公園綠地區(qū)、山區(qū)的污染程度進行評價，該模型簡單，易于操作。（2） 問題二采用主成分分析

27、法，在保證樣本大多數(shù)信息的前提下，有效地減少決策因子的個數(shù)，達到簡化問題，突出重點；另外能有效揭示土壤重金屬污染物的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和各重金屬污染物間的內(nèi)在相關(guān)性及差異，能很好地識別出不同功能區(qū)主要重金屬污染物。（3） 問題三建立高斯擴散模型，分別求出8種重金屬污染物濃度的函數(shù)方程，再求導(dǎo)得出極大值點，即為污染源所在的位置。該模型易于求解且實用性較強，可用于各種重金屬對土壤污染的預(yù)測，能為環(huán)境污染提供科學(xué)依據(jù)（4） 問題四合理加入相關(guān)因子，分析數(shù)據(jù)建立模型，以更好地研究城市地質(zhì)環(huán)境的演變模式。2. 模型的缺點（1）對于問題一，從該城區(qū)中各采樣點分布圖可以看出：生活區(qū)、工業(yè)區(qū)、交通區(qū)地勢上都比較低，且具

28、有相互交錯的點，一個地區(qū)的重金屬污染物可以經(jīng)過流水或者認為等一系列因素至另外一地區(qū)堆積，造成非正常濃度值，所以得出的綜合污染指數(shù)會有一定的誤差。（2）問題二在分析重金屬污染的主要原因時，僅考慮了城區(qū)造成的污染主要原因，忽略了在同一城區(qū)內(nèi)各個區(qū)域的污染程度不同，污染原因也不盡相同，故該結(jié)果具有一定的片面性。（3）問題三所建立的污染擴散模型是靜態(tài)的，與時間無關(guān)，難以動態(tài)模擬整個污染過程，未能對新污染和歷史污染殘留加以去分，不利于找到真正的污染源。七、 參考文獻1方逵，鄧四清，譚德松，吳泉源，三次有理插值樣條曲線曲面J.計算機應(yīng)用與軟件，第28卷第7期，22-23，20112艾冬梅，李巖晴，張麗靜.MATLAB與數(shù)學(xué)實驗M.北京；機械工業(yè)出版社，2010。3趙晶，范必