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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行分析，然后對各種重金屬元素的基本數(shù)據(jù)進行統(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、鐵路等交通設施的兩側富集，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，機動車密度也是造成重金屬污染的原因。直推式鉆機，取土鉆機，環(huán)評采樣，環(huán)評取土，土壤污染采樣

關鍵詞：內梅羅污染模型；無量綱化；相關性；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)，但在廢物處理設施仍不發(fā)達的絕大多數(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,在強烈的環(huán)境負荷沖擊下,土壤的服務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,因而將導致嚴重土壤污染的產生,而其結果將是長遠和危險的。隨著城市經濟的快速發(fā)展和城市人口的不斷增加，人類活動對城市環(huán)境質量的影響日顯突出。直推式鉆機，取土鉆機，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)進行聚類分析的時候，因為單位不統(tǒng)一需要進行無量綱化處理，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，取土鉆機，環(huán)評采樣，環(huán)評取土，土壤污染采樣

標準化以后各變量的平均值都為1，標準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具有很強的生物毒性。由于工業(yè)生產產生大量廢物，汽車尾氣排放，汽車輪胎磨損產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、鐵路等交通設施的兩側富集，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的疊加性。Pb、Cd、As、Cr主要在生活區(qū)富集，生活區(qū)內由于含重金屬的廢棄物堆積，施用含Pb、Cd、As等的農藥，不合理的施用化肥以及大量使用農用塑料薄膜都會造成重金屬污染，綜合風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，單位海拔高度內重金屬污染物的傳播速度很慢。

我們再分別做出各樣點濃度加權和與其對應x軸、y軸的圖形可看出重金屬在土壤中的濃度隨采樣點的水平和垂直距離的改變會出現(xiàn)相應的峰值，即污染源的位置在某個峰值點處，而且高濃度樣點集中在(0.35~0.60，0.20~0.40)范圍內，并且樣點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散，并且擴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319個采樣點中有一個是主要的污染源，根據(jù)物質的一般擴散規(guī)律，我們認為重金屬的污染程度與污染源到該點的距離有關，即距離越遠污染程度越低，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個采樣點的污染距離積D之和最小，即該點是最主要的污染源，其坐標（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環(huán)境具有重要意義，尤其在當今以高能耗高污染的生產模式為主的工業(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擴散現(xiàn)象的規(guī)律。