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本文針對城市表層土壤重金屬污染問題，首先對各重金屬元素進(jìn)行分析，然后對各種重金屬元素的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析及無量綱化處理。得出工業(yè)區(qū)及生活區(qū)重金屬的堆積和遷移是造成污染的主要原因，Cu 、Hg 、Zn主要在工業(yè)區(qū)和交通區(qū)如公路、鐵路等交通設(shè)施的兩側(cè)富集，隨時間的推移，工業(yè)區(qū)、交通區(qū)的土壤重金屬具有很強(qiáng)的疊加性，受人類活動的影響較大。同時城市人口密度，土地利用率，機(jī)動車密度也是造成重金屬污染的原因。直推式鉆機(jī)，取土鉆機(jī)，環(huán)評采樣，環(huán)評取土，土壤污染采樣

關(guān)鍵詞：內(nèi)梅羅污染模型；無量綱化；相關(guān)性；回歸模型；高斯?jié)舛饶Ｐ?/p>

1引言

俗話說：“一方水土養(yǎng)一方人”。城市是人類活動最密集的地區(qū)，但在廢物處理設(shè)施仍不發(fā)達(dá)的絕大多數(shù)地區(qū)，城市及其周邊土壤依然發(fā)揮著重要的容納和凈化污染物的功能,在強(qiáng)烈的環(huán)境負(fù)荷沖擊下,土壤的服務(wù)功能面臨極大的威脅,換言之,土壤的緩沖凈化功能將接近極限并有被超過的危險,因而將導(dǎo)致嚴(yán)重土壤污染的產(chǎn)生,而其結(jié)果將是長遠(yuǎn)和危險的。隨著城市經(jīng)濟(jì)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。直推式鉆機(jī)，取土鉆機(jī)，環(huán)評采樣，環(huán)評取土，土壤污染采樣

2 模型的建立與求解

2.1無量綱化處理

在利用SPSS統(tǒng)計軟件數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析的時候，因?yàn)閱挝徊唤y(tǒng)一需要進(jìn)行無量綱化處理，我們采用均值化方法，即每一個變量除以該變量的平均值，即直推式鉆機(jī)，取土鉆機(jī)，環(huán)評采樣，環(huán)評取土，土壤污染采樣

標(biāo)準(zhǔn)化以后各變量的平均值都為1，標(biāo)準(zhǔn)差為原始變量的變異系數(shù)。該方法在消除量綱和數(shù)量級影響的同時，保留了各變量取值差異程度上的信息，差異程度越大的變量對綜合分析的影響也越大。然后取其平均值進(jìn)行對比。

2.2重金屬污染的原因分析

對附件中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用均值化方法無量綱化處理后，我們選取8種重金屬元素的平均值，用EXCELL軟件畫出其相對含量的柱狀圖：

重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解且Hg、Cd、Cr、Pb具有很強(qiáng)的生物毒性。由于工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生大量廢物，汽車尾氣排放，汽車輪胎磨損產(chǎn)生大量含重金屬的有害氣體和粉塵，Cu 、Hg 、Zn主要在工業(yè)區(qū)和交通區(qū)如公路、鐵路等交通設(shè)施的兩側(cè)富集，隨時間的推移，工業(yè)區(qū)、交通區(qū)的土壤重金屬具有很強(qiáng)的疊加性。Pb、Cd、As、Cr主要在生活區(qū)富集，生活區(qū)內(nèi)由于含重金屬的廢棄物堆積，施用含Pb、Cd、As等的農(nóng)藥，不合理的施用化肥以及大量使用農(nóng)用塑料薄膜都會造成重金屬污染，綜合風(fēng)向等多種因素的影響可能會發(fā)生遷移且富集，從而造成公園綠地區(qū)的重金屬污染。Ni元素在各個功能區(qū)中的分布相對均勻，山區(qū)分析的8種重金屬中Ni含量最多，所以說工業(yè)區(qū)及生活區(qū)污染的富集和遷移，都有可能造成污染。同時城市人口密度，土地利用率，機(jī)動車密度也是造成重金屬污染的原因。

2.3重金屬污染物的傳播特征

特征一：

從整體上來看，污染程度隨著海拔的增高而減小。海拔在0到50之間的樣點(diǎn)污染程度普遍高，并且變化幅度很大。而海拔在50到100之間的樣點(diǎn)污染程度較小，并且變化幅度很小。這說明，重金屬污染物的傳播速度受海拔影響很大。在海拔低的區(qū)域里，單位海拔高度內(nèi)重金屬污染物的傳播速度較快；在海拔高的區(qū)域里，單位海拔高度內(nèi)重金屬污染物的傳播速度很慢。

我們再分別做出各樣點(diǎn)濃度加權(quán)和與其對應(yīng)x軸、y軸的圖形可看出重金屬在土壤中的濃度隨采樣點(diǎn)的水平和垂直距離的改變會出現(xiàn)相應(yīng)的峰值，即污染源的位置在某個峰值點(diǎn)處，而且高濃度樣點(diǎn)集中在(0.35~0.60，0.20~0.40)范圍內(nèi)，并且樣點(diǎn)污染程度由此范圍向四周呈遞減趨勢。由此，我們可以推知，重金屬污染物由污染源位置向四周擴(kuò)散，并且擴(kuò)散速度隨距污染源距離的增大而減小。

2.4無約束優(yōu)化模型的建立

針對該問題我們建立無約束優(yōu)化模型，假設(shè)319個采樣點(diǎn)中有一個是主要的污染源，根據(jù)物質(zhì)的一般擴(kuò)散規(guī)律，我們認(rèn)為重金屬的污染程度與污染源到該點(diǎn)的距離有關(guān)，即距離越遠(yuǎn)污染程度越低，在這里我們定義一個新的變量：

污染距離積D

利用Lingo軟件求得第31個采樣點(diǎn)的污染距離積D之和最小，即該點(diǎn)是最主要的污染源，其坐標(biāo)（5567,6782）.

由于該區(qū)域的污染源不止一個，因此這種做法存在很大的誤差，通過觀察問題一的圖形，及元素間的相關(guān)系數(shù)我們可以得出有多個地帶的污染程度存在顯著變化的結(jié)論，即存在多個污染源，因此我們建立了第二種模型來分析污染源的位置，希望通過兩種方法對比得到該城區(qū)重金屬的污染源。

3.模型推廣

本模型的建立對于研究減少城市污染問題和保護(hù)環(huán)境具有重要意義，尤其在當(dāng)今以高能耗高污染的生產(chǎn)模式為主的工業(yè)時代，該模型的建立對于研究城市規(guī)劃，和工廠位置選擇以及交通建設(shè)時具有重要的才能考價值，同時利用該模型也可以研究物質(zhì)擴(kuò)散現(xiàn)象的規(guī)律。