文档介绍：1
城市表层土壤重金属污染分析
摘要
通过分析城市城区土壤地质环境数据，选取采集样本为研究对象，建立模型综合评价城区污染状况，分析确立重金属污染源及其污染的传播方式。
模型一：采用模糊综合评价模型通过建立各重金属浓度的隶属度函数域化变量，所有的半方差函数存在且平稳。
符号说明
x——重金属含量浓度的实测值
i
a——重金属一级土壤环境质量下的标准值
i
b——重金属二级土壤环境质量下的标准值
i
c——重金属三级土壤环境质量下的标准值
i
R——模糊关系矩阵w——第i个因子的权重
i
W——模糊权重矩阵
B——模糊评价向量
b——模糊评价结果对各等级的隶属度
ij
P——土壤污染物i的污染指数
i
Z(x)——空间点的三个直角坐标系为自变量的随机场h——空间分割距离
(X,h)——连续点的半变异函数
*(h)——离散点的半变异函数
模型的建立与求解
模型一模糊数学模型
模型准备我国的土壤环境标准值如下表：
表1-1土壤环境质量标准值(mg/kg)[2]
项目
一级
二级
三级
PH>
(自然背
景值)
PH<
PH
〜
PH>
Cd
<
1
Hg
<
1
As
水田
<
15
30
25
20
30
旱地
<
15
40
30
25
40
Cu
农田等
<
35
50
100
100
400
果园
<
-
150
200
200
400
Pb
<
35
250
300
350
500
Cr
水田
<
90
250
300
350
400
旱地
<
90
150
200
250
300
Zn
<
100
200
250
300
500
Ni
<
40
40
50
60
200
注释：一级标准为保护区域自然生态，维持自然背景的土壤环境质量的限制值。二级标准为保障农业生产，维护人体健康的土壤限制值。
三级标准为保障农林业生产和植物正常生长的土壤临界值。
3
从理论上说，土壤重金属污染的评价方法有很多，如内梅罗污染评价法、层次分
析法、污染损失率法、最大熵法等。这些方法从不同的侧面反映出土壤污染程度，且各有优缺点。本文采取模糊数学建立隶属度函数来去的等级。具体步骤如下：
确定评价因子的隶属度函数
x<a
ii
a<x<b
iii
x>b
ii
x<a,x>c
iiiia<x<biiib<x<ciii
x<b
ii
b<x<c
iii
x>c
ii
1)
由模糊数学中的隶属度确定方法，由于一级标准是浓度越小隶属度越高，而二级标准和三级标准是浓度越高隶属度越高，故我们确定各种重金属对一、二、三级土壤重金属环境质量的隶属度函数，如下所表：
1
u（x）=<（b一x）/（b一a）
iiiii
0
0
u（x）=<（x-a）/（b-a）
iiiii
（c一x）/（c一b）
iiii
0
u（x）=<（x一b）/（c一b）
iiiii
1
式中：x为该重金属含量的实测值;a、b、c分别为各种重金属因子对应于一级、二级、
iiii
三级土壤环境质量状况下的标准值。
建立模糊关系矩阵
在模糊数学模型中取U为污染物评价因素的集合，V为评价等级的集合。通过各指标的隶属度函数求出各单项指标对于各级别土壤重金属污染状况的隶属度，组成一个
3X8的模糊矩阵，称为模糊关系矩阵R=(r),RWF(UXV)。
ij3x8
各评价因子权重的确定，求出权重模糊矩阵本文采用反映土壤各种重金属元素相对含量大小的加权法来计算各评价因子的权重。该计算权重的方法在一定程度上可以反映污染超标的轻重对因子权重的影响。公式
为下式：
2)
C/S
w=——i——i—'£c/sii
i=1
式中：w为第i个因子的权重(i=l,2・・・,8)；C为该因子的实测值；S=(S+S+S)/3；
ii123
S、S、S为该因子对应的各土壤重金属环境质量级别的标准值。求得W={w,w，…w}
12312i
称为权重模糊矩阵。
根据表1计算对各等级的隶属度，确定等级由于希望求出体现各个参评因子对土壤重金属环境质量的综合影响的情况，因此选
用加权平均模型运用于实例研究中。计算公式如下：
b=”wrj=1,2，…,m（3）
jiij
i=1
5
式中：b为最终评价结果对应于各等级的隶属度，w为对应的权重，r为模糊关系矩j