搜搜做题作业网A题 城市表层土壤重金属污染分析
来源：学生作业帮 编辑：搜搜做题作业网作业帮 分类：综合作业 时间：2024/04/28 06:09:15
A题 城市表层土壤重金属污染分析
A题 城市表层土壤重金属污染分析
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,分别记为1类区、2类区、……、5类区,不同的区域环境受人类活动影响的程度不同.
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（0~10 厘米深度）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.另一方面,按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样,将其作为该城区表层土壤中元素的背景值.
附件1列出了采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息,附件2列出了8种主要重金属元素在采样点处的浓度,附件3列出了8种主要重金属元素的背景值.
现要求你们通过数学建模来完成以下任务：
(1) 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.
(2) 通过数据分析,说明重金属污染的主要原因.
(3) 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.
(4) 分析你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?有了这些信息,如何建立模型解决问题?
A题 城市表层土壤重金属污染分析
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,分别记为1类区、2类区、……、5类区,不同的区域环境受人类活动影响的程度不同.
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（0~10 厘米深度）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.另一方面,按照2公里的间距在那些远离人群及工业活动的自然区取样,将其作为该城区表层土壤中元素的背景值.
附件1列出了采样点的位置、海拔高度及其所属功能区等信息,附件2列出了8种主要重金属元素在采样点处的浓度,附件3列出了8种主要重金属元素的背景值.
现要求你们通过数学建模来完成以下任务：
(1) 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.
(2) 通过数据分析,说明重金属污染的主要原因.
(3) 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.
(4) 分析你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?有了这些信息,如何建立模型解决问题?
环境问题与人类的生产和生活密切相关,环境的良好与否直接影响人类的身体健康,因此,环境问题日益受到关注.在环境问题中,首先应该考虑污染源及其在环境系统中的传输运移问题,弄清楚了这两个问题,环境污染问题就可以做到比较好的科学管理与防治.重金属污染物的环境毒理性较强,对人体的危害也比较大,土壤是这类污染物的源和汇,有鉴于此,本文主要研究了重金属污染物在土壤环境系统中的传输运移过程及其影响因素. 本文论述了污染物在土壤中的传输运移的研究历史、现状;分析了重金属污染物在土壤环境系统中传输运移的机理,主要分析了重金属污染物进入土壤环境系统的途径,重金属污染物在土壤环境系统与其它的环境介质系统如大气系统,水体系统之间的关系,及其在土壤环境系统中的传输运移的影响因素;阐述了土壤溶质运移的基本理论及数学模型,包括了土壤水分运移的基本理论及其相应的数学模型.本文正是根据重金属污染物在土壤环境系统中传输运移的影响因素及土壤水分和土壤溶质运移的基本理论和数学模型,建立了重金属污染物在在土壤环境系统中运移的数学模型,并且对一维和二维的数学模型进行了计算机仿真,并改变一维仿真的相关参数,以考察不同因素对重金属土壤环境系统中运移的影响程度,因为这些参数对一维和二维运移的影响基本相同,所以在二维模型中不再讨论. 仿真结果表明：土壤的紧实程度（土壤密度）、土壤含水率、土壤—水分配系数、对流速度、弥散速度等因素对重金属污染物在土壤中的运移都有不同程度的影响,其中,土壤—水分配系数和对流速度的影响最大.土壤—水分配系数越大,表明重金属污染物被土壤的吸附越大,其在土壤中运移的距离就越小,反之亦然;对流速度越大,则重金属污染物随土壤水分的流动越快,在相同的时间内,达到的范围越大,引起污染的范围就越大.其它的影响因素虽然没有分配系数和对流速度的影响那么大,但是,它们都在不同程度上影响着重金属污染物的运移过程.文中还对污染源的不同输入方式进行了仿真,结果表明：越早发现污染源并进行处理,使之不再泄漏污染物,则对土壤环境的污染也越小. 根据仿真的结果及综合分析,在发生重金属污染事件时,可以采取相应的措施进行治理,如对污染源采取适当措施,堵住污染源;增大当地的土壤—水分配系数等措施,并可对事件的进一步发展及可能引起的更大范围的污染的预测、评估和分析、决策提供科学依据.