析，分析结果如下如表表表特征值和累计贡献率成份初始特征值旋转前旋转后合计方差的累积合计方差的合计方差的累积表因子载荷矩阵旋转前旋转后项目第页共页根据因子载荷矩阵，主因子的成分为的组合，这说明这两种重金属污染物可能是来自同来源或者相似的来源主因子是和，表明这几者来自相似来源主因子是和主因子是。主因子和的方差累计贡献率达到，这说明和五种重金属的方差累计贡献率要超过第主成分和，表明和为该城区土壤主要重金属污染元素。模型的构建与分析以上由中重金属元素在土壤中的空间分布图图让我们直观的了解种重金属元素的污染情况，但是只能粗略地确定污染区域，并不能有效地分析不同功能区的污染程度。接下来，我们将建立模型进行较为准确的定量分析和测试。地累积指数地累积指数法是德国海德堡大学沉积物研究所的科学家于年提出的，在欧洲被广泛采用。其计算式如下式中是元素在土壤中的含量是普通页岩中该元素的地球化学背景值本文中用问题附件中已给出的背景值为考虑各地岩石差异可能会引起背景值的变动而取的系数般取值为，本文即取定为。值为地积累指数。根据值将污染等级分为级，对应污染程度为无污染至极强污染如表第页共页表地积累指数分级标准地积累指数分级标准地积累指数分级污染程度极严重污染强极严重污染强污染中等强污染中等污染轻度中等污染无污染有了地累积指数分级标准，我们就可以定量分析出各功能区的重金属污染程度。根据对该城区不同功能区表层土壤采样中重金属浓度的分析测试，通过计算分析，得到各个功能区土壤重金属的平均浓度如表表五大功能区重金属元素平均浓度各区域重金属平均浓度生活区工业区山区交通区公园绿地区利用表的各个功能区的重金属平均浓度和计算式，可以得到各个功能区中种重金属浓度的地积累指数见表表五大功能区土壤重金属浓度的地积累指数不同功能区土壤重金属浓度地积累指数生活区工业区山区交通区公园绿地区第页共页将表与表的分级标准对照，我们即可得出不同功能区土壤重金属浓度的地积累指数评价如表和图，进而分析重金属元素在该城区的空间分布和各个城区的污染程度。表五大功能区土壤重金属浓度的地积累指数评价不同功能区土壤重金属浓度地积累指到的，工业区中为强污染，达到中等强污染水平，达到中等污染水平交通区中污染严重，也有定污染生活区中和污染严重山区土壤环境良好该城区表层土壤中含量很少。综合污染程度工业区交通区生活区公园绿地区山区。这与前面由软件插值得到的污染评价是相符的，很大程度上验证了我们模型的适用性和准确性。综上工业区和交通区的污染情况比较严重，主要是由于，这些重金属元素有的是重要的工业原料，有的是工业生产所带来的次生产品，因此它们在工业区的土壤中富集比较严重。此外，交通区内，因为汽车的尾气中含有大量的等重金属元素，因此交通区内中土壤等重金属元素的含量比较高。总结优点本文中模型实用性好，理论性强，不仅采用直观的平面图形，还有较为准确的定量分析的表格模型。并且模型的准确性在图形中得到了验证。第页共页在任务中，我们采用地积累指数法进行污染评价，地积累指数很好地对该城区土壤重金属污染程度进行较为全面的评价，且充分注意了人为活动对环境的影响，非常有助于我们对该区重金属污染分布程度和成因的研究。在任务二中，用因子分析法建立的模型有效地归类出相关性较大的重金属成分，避免了分别讨论各个重金属元素所需要的繁杂过程，也更符合重金属污染的实际情况。缺点理论上，地积累指数计算式中的值，是为了考虑地岩石差异可能引起背景值的变动而取的系数。但是我们的模型中用已给定的背景值，可能造成背景值与系数不是最匹配的，影响该城区重金属污染整体分级程度的判断。对于该城区内各种污染物的来源，还需进步补充该城区的现场实际调查和监测分析材料，才能进步验证上述推断的合理性。在污染源的位置研究上，本文的研究大多采用统计分析方法结合在些被怀疑为污染源的附近采点研究，没有非常有效地考虑空间位置，不能扩展为大区域范围内的处理。模型的假设不够充分，对模型的检验也不够详细。对城市土壤调查采样可以帮助我们了解所研究城市的地质环境现状，但如果是进行高频率重复采样和分析，不仅费时费力，从经济上考虑也是不现实的。所以，为了更好的研究城市土壤重金属污染水平，研究地质环境演变模式。在分析出城市如今的重金属污染程度和污染源状况后，我们还需要了解重金属污染物的传播迁移规律，以及各种污染物在未来段时间轴上的变化趋势，以便我们及时采取防治措施。参考文献夏星辉,陈静生土壤重金属污染治理方法研究进展环境科学魏秀琴郑州市东北郊污水灌区重金属元素对土壤的污染河南地质丁爱芳,潘根兴南京城郊零散菜地土壤与蔬菜重金属含量及健康风险分析生态环境陈晶中,陈杰,谢学俭,等北京城市边缘区土壤重金属污染物分布特征土壤学报李静,谢正苗,徐建明,等杭州市郊蔬菜地土壤重金属环境质量评价生态环境第页共页马军，福州城市边缘区重金属污染特征与评价，年月。段雪梅，蔡焕兴，巢文军，南京市表层土壤重金属污染特征及污染来源，环境科学与管理，第卷第三期，年月。贾振邦，周华，赵智杰，陶澍，应用地积累指数法评价太子河沉积物中重金属污染，北京大学学报自然科学版,第卷第期,年月。目录摘要引言数据处理各种金属污染空间分布制图用软件进行因子分析模型的构建与分析地累积指数分析总结参考文献第页共页城市表层土壤重金属污染建模分析摘要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益突出。本文通过对城市土壤中的和种重金属取样样本进行分析，运用空间插值因子分析地积累指数等方法，对重金属污染在该城区的空间分布特征及污染的可能来源进行分析和评价。关键词污染建模重金属污染空间分析地积累指数因子分析引言城市是人类活动最密集的地区，但在废物处理设施仍不发达的绝大多数地区，城市及其周边土壤依然发挥着重要的容纳和净化污染物的功能，在强烈的环境负荷冲击下，土壤的服务功能面临极大的威胁，换言之，土壤的缓冲净化功能将接近极限并有被超过的危险，因而将导致严重土壤污染的产生，而其结果将是长远和危险的。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。我们将城区分为生活区工业区山区主干道路区及公园绿地区五个部分，分别进行土壤地质环境的调查，对城市环境质量做出评价，希望能有效控制重金属污染物的排放及扩散，制定相关措施保护好我们赖以生存的周边环境，据此要求，我们需要考虑并着重解决如下问题给出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。通过数据分析，说明重金属污染的主要原因。数据处理各重金属污染空间分布制图用所给的数据制作出各种金属元素的空间分布图，最重要的是能够根据所给的采样点划分出各功能区的范围。对此，先做出样点的凸多边形，向外再做米的缓冲区作为研究区，创建样点的泰森多边形并以研究区作为分析范围，用研究区裁剪生成的泰森多边形从样点把所有属性连接到裁剪后的泰森多边第页共页形上用分区字段融合泰森多边形生成功能区,对矢量功能区图层进行栅格化，得到栅格化的功能区图层。对样点图层的各重金属元素运用克里金插值进行插值得到幅重金属元素的空间分布图。图五大功能区划分第页共页图的空间分布图的空间分布图第页共页图的空间分布第页共页图的空间分布图图的空间分布图第页共页图的空间分布图图的空间分布图图的空间分布第页共页各种重金属元素的空间分布图与功能区栅格图层结合即可看到各功能区各重金属元素的污染情况。由各重金属的空间分布图可知亮度高的区域，重金属的含量比较高，即污染比较严重。用软件进行因子分析因子分析是由在年首次提出，其主要目的是将具有相近的各个变量置于个公因子之下，即将相关比较密切的几个变量归在同类中，每类变量就成为个因子，以较少的几个因子反映原资料的大部分信息。该城区表层土壤取样点重金属含量的数据特征完全符合因子分析的要求，本文以和这种重金属元素指标做因子分析。这样，我们在解释该城区重金属污染的原因时，就可以通过讨论综合因子来解释各个指标变化异常时的情况。我们首先对该城区表层土壤取样点重金属元素含量的数据进行标准化处理，标准化的公式为，其中为第个样本的第个指标值，而和分别为指标的均值本文中为所给的背景值平均值和标准差。接下来，我们运用软件进行因子分析，分析结果如下如表表表特征值和累计贡献率成份初始特征值旋转前旋转后合计方差的累积合计方差的合计方差的累积表因子载荷矩阵旋转前旋转后项目第页共页根据因子载荷矩阵，主因子的成分为的组合，这说明这两种重金属污染物可能是来自同来源或者相似的来源主因子是和，表明这几者来自相似来源主因子是和主因子是。主因子和的方差累计贡献率达到，这说明