土壤有机物污染及修复.pdf
土壤持久性有机污染物控制与修复研究进展

四川师范 大学 学报(自然科学版 )
J o u r n a l o f S i c h u a n N o r ma l U n i v e r s i t y ( N a t u r a l S c i e n c e )
S e p t ., 201 3
焦 点 之一 . 2 0 0 1年 5月 2 3日, 1 1 5个 国家 和地 区签
业 化学 品 2种 : 六氯苯、 多氯联苯 ; 副 产 品 4种 : 六
氯苯 、 多氯联苯 、 二嗯英、 呋 喃 . 2 0 0 9年 5月 , 瑞 士 日内瓦举 行 的缔 约 方 大会 第 4届 会 议决 定 将 全
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1 —8 3 9 5 . 2 0 1 3 . 0 5 . 0 2 7
持久 性 有 机 污 染 物 ( P O P s ) 是具有高毒性 、 长 期 残 留性 、 生 物 蓄 积性 和半 挥 发 性 , 通 过 环 境 介 质 ( 大气 、 水、 土壤、 生物体等) 在 全 球 范 围 内传 播 , 对 人 类健 康 和 生 态 系 统 造 成 严 重 危 害 的一 类 天 然 或 人 工 合成 的有 机 物 . 自2 0世 纪 末 期 以来 , P O P s已 引起 了人们 的广泛关 注 , 成 为 全球 环 境 问题 研 究 的
转化的枢纽. 就P O P s 在土壤环境中的污染现状 、 控制与修复方法等进行了综述 , 并展望其发展动向.
关 键词 : 持久性 有机污染物 ;土壤环境 ; 控 制与修复 ; 发展趋势 中图分类号 : X 5 3 ;S 1 9 文献标 志码 : A 文章编号 : 1 0 0 1— 8 3 9 5 ( 2 0 1 3 ) 0 5— 0 7 7 7—1 0
土壤污染与修复PPT课件

第一节 土壤污染
二、土壤污染物和污染源 1、土壤污染物 根据污染物的性质,可以把土壤污染物大致分为无机
污染物和有机污染物两大类。 (1)无机污染物 包括可能对生物有危害的元素和化合物,主要是重金
属、放射性物质。营养物质和其他无机物质等。重 金属如Hg、Cd、Cr、Pb、As、Zn、Cu、Co、Ni、 Se、Sn、Ti、Ba等;放射性元素主要指Se、U、Sr 等;营养物质主要指N、P、S、B等,其他物质包括 氟、酸、碱、盐等。
溉,污染物随之进入了土壤; 其次,工业“三废”、生活“三废”直接进入
土壤,而且,长期以来,土壤就是各类废弃 物的处理场所,这是造成土壤污染的重要原 因; 再次,大气、水体等环境中的污染物可通过各 种途径进入土壤,形成二次污染。
第一节 土壤污染
三、土壤污染的发生类型 根据污染物进入土壤的途径,土壤污染主要可
第二节 土壤有机污染与修复
一、有机农药 3、农药在土壤中的残留 农药在土壤中的持续性常用半衰期和残留期来表示。 半衰期是指附着于土壤的农药因降解等原因含量减少
一半所需要的时间; 残留期是指土壤中的农药因降解等原因含量减少
75%~100%所需要的时间。 有机氯类农药在土壤中残留期最长,一般有数年之久;
第二节 土壤有机污染与修复
一、有机农药 1、农药在土壤中的降解 (3)生物降解 土壤中农药的微生物分解作用是农药在土壤中
降解的最重要途径。凡影响土壤微生物正常 活动的因素如温度、含水量、通透性、养分 含量和pH等,都能影响农药的降解过程。另 外,农药的性质对其降解也有很大关系,一 般含羟基、羧基、氨基、硝基等集团的农药 都易于生物降解。
土壤污染与修 复
内容
土壤污染 土壤有机污染与修复 土壤有机污染与修复
土壤环境中重金属与有机物复合污染修复对策研究

土壤环境中重金属与有机物复合污染修复对策研究戴作勇摘㊀要:伴随着社会经济的快速发展ꎬ当下生态环境遭受到严重的污染ꎬ重金属㊁有机物以及各种复合污染已经对土壤环境造成了严重的威胁ꎬ对其修复对策进行研究有着十分重要的意义ꎮ本文就以往的研究成果进行总结ꎬ对土壤环境中重金属与有机物污染的研究进展进行分析ꎬ并提出若干研究对策ꎬ以望参考ꎮ关键词:土壤环境ꎻ重金属ꎻ有机物复合污染ꎻ对策研究一㊁前言土壤环境是生态环境中重要的组成部分ꎬ也是我国农业生产以及城市建设的基本条件ꎮ现代社会经济的快速发展导致我国农业以及农业生产的发展得到了有力的推动ꎬ加上城市化进程的不断深入ꎬ导致我国土壤环境遭受到了严重的污染ꎬ其中重金属和有机物的复合污染尤为突出ꎬ已经成为我国当下土壤污染环境治理工作中重要的内容之一ꎮ对于这种污染ꎬ相关学者以及研究领域十分的重视ꎬ甚至关于复合污染土壤的研究已经成为当下环境科学的重点ꎮ二㊁土壤环境中重金属与有机物复合污染自1989年起ꎬ我国相关学者针对土壤中各种污染的修复方法一直都在进行不断的研究ꎬ深入研讨了土壤中复合污染的特点㊁指标体系以及生态学效应ꎬ并在此基础上ꎬ对复合污染的几种重要类型进行相对权威的明确ꎮ同时ꎬ人们针对复合污染ꎬ开始了进一步的研究ꎬ有学者提出所谓的复合污染就是指两种不同性质的污染物ꎬ甚至好几种污染物在同一个环境下造成的交叉污染就是复合污染ꎮ三㊁土壤环境中重金属与有机物复合污染修复研究进展随着我国社会生产生活的不断发展ꎬ工业化进程已经达到较高地步ꎬ石油㊁冶金㊁化工业的不断发展让经济取得较快进步的同时也让环境污染也进一步加深ꎮ由于环保意识的缺失以及工业技术相对落后等问题ꎬ土壤污染的案例不胜枚举ꎬ通过地下水源污染的叠加ꎬ农作物的生产受到了严重的限制ꎬ并且对人民大众的身体健康也产生了一定的威胁ꎮ«土壤污染防治行动计划»的颁布ꎬ也将土壤污染的治理要求推上了新的层面ꎬ人们对土壤污染的治理技术也在不断革新ꎻ针对我国目前土壤严峻的污染现状ꎬ科研人员一直在不断综合各专业知识进行各种深入的研究探索ꎬ尝试用各种技术对土壤污染进行防治㊁修复ꎻ经过多年的积累虽然已经取得了一些成效和突破ꎬ但是对于土壤修复的效果而言ꎬ各种修复方式的应用还存在很多局限性ꎬ并且土壤修复的效率也不容乐观ꎮ因此ꎬ加强土壤环境中重金属与有机物复合污染进一步㊁深入的研究仍然是土壤污染预防㊁风险管控以及修复的重中之重ꎮ四㊁土壤环境中重金属与有机物复合污染修复对策(一)物理与化学联合修复法所谓的物理与化学联合修复法就是充分利用污染物的化学以及物理特性ꎬ通过固定㊁分离以及改变存在状态的方式将污染物从土壤中排除ꎮ物理与化学联合修复法具备适用范围广㊁操作简单以及周期短的优点ꎮ但是在应用物理与化学联合修复法进行修复的过程中ꎬ修复费用较高ꎬ而且很容易产生二次污染ꎬ严重影响到土壤和微生物ꎬ所以想要大规模的应用这种技术还需要对这种技术进行不断研究与改良ꎬ保障其能够真正从实验室走向现实应用ꎬ达到修复目标的同时ꎬ在经济性上也能有所降低ꎮ随着相关研究人员对该技术的研究不断深入ꎬ结合化学修复方法ꎬ传统物理修复手段的一些缺点能够被最大限度地缓解和克服ꎬ不但促使修复效率得以提升ꎬ修复成本也能够得到充分的降低ꎬ所以才能够显著提升物理与化学联合修复法的应用水平ꎬ并且为我国未来该技术的应用提供了全新的思路与方向ꎮ(二)化学和生物联合修复法这里所说的化学和生物联合修复法ꎬ其本质上就是在传统化学修复的基础上与现代各种先进的生物修复技术进行结合ꎬ对各种修复参数进行有效的优化与改善ꎬ进而形成一种最佳的修复方式ꎬ通过优势互补和技术的综合对复合污染的土壤进行有效的修复ꎮ借助生物修复法中植物产生的化学聚合㊁土壤催化氧化以及化学氧化进行结合促使土壤中的重金属以及有机污染物得以去除是化学与生物联合修复法的基本原理ꎮ相较于单一的修复法ꎬ化学生物联合修复法能够提升有机物污染的修复效率ꎬ例如ꎬ有研究人员利用O3原位化学与生物联合的修复方式ꎬ借助浓度为6毫克/升的O3处理含苯并芘土样ꎬ并且经过一段时间的放置ꎬ再使用生物修复法ꎬ促使苯并芘的降解为3%ꎬ如果能够在实际允许的情况下将通气时间和O3的浓度都进行适量的增加ꎬ那么降解的效果还会得到持续的加强ꎮ(三)植物与微生物联合修复法在土壤修复中应用生物技术能够促使修复过程的安全性得到充分的提升ꎬ并在此基础上实现成本的控制ꎮ其中主要应用在对Zn㊁Pb以及Cu等重金属污染的治理中ꎮ微生物修复的原理就是氧化还原反应㊁沉淀还原反应㊁空炮吞饮㊁生物吸附㊁表面生物大分子吸收运转以及细胞代谢等ꎬ在土壤中微生物以胶体的形式出现ꎬ带有一定的电荷㊁代谢活动旺盛以及自身表面积比较大是其最主要的特征ꎬ能够通过多种㊀㊀㊀(下转第106页)Ca=ha4π21+ln4π(1+μ)[]=0.2272(cm)ꎮ(5)模带电容CS的确定ꎮ模带电容CS的值由下式决定:CS=Cð-Cᶄr-Ca=2.381(cm)ꎮ四㊁研制过程中解决的主要问题(一)腔体的冷却问题我们知道磁控管工作时有一定的效率ꎬ损耗的功率会在阳极形成耗散ꎬ如果不及时对阳极进行有效冷ꎬ会影响磁控管的正常工作ꎮ因此磁控管腔体冷却必须设计专门的冷却回路ꎮ75kW磁控管的最大输入功率Pin为90kWꎬ最小输出功率Po为75kWꎬ不考虑负载反射(因实际使用中ρɤ1.2)ꎬ阳极耗散的最大功率可估算如下:最大阳极电压Umax=18000Vꎻ阳极电流Ia=5Aꎻ最低效率ηmin=85%ꎬ因此最大耗散功率可计算如下:Phao=UmaxˑIaˑ(1-ηmin)=18000ˑ5ˑ0.17=15.3kWꎬ设计后的水路示意图如图2所示:图2㊀75kW磁控管冷却水路示意图该冷却结构显示:水路采用 π 型结构ꎻ水路中增加了螺杆ꎬ增大了冷却水与阳极的接触面积ꎮ通过装管验证ꎬ上述阳极冷却结构可以满足磁控管的工作要求ꎮ(二)微波泄漏的控制由于该管输出功率较大ꎬ阴极腿的微波能泄漏在所难免ꎬ这可能引起管外打火ꎬ危害操作人员ꎬ而且对管子的效率也有一定影响ꎮ为了尽量减少微波泄漏ꎬ我们在阴极腿的设计上做了扼流设计:我们在灯丝引出线部分使用了灯丝扼流筒ꎻ我们在阴极腿部分使用了扼流筒来减少微波泄漏ꎮ通过上述设计ꎬ经过漏能测试仪测试ꎬ微波泄漏在国家标准允许的范围内ꎮ五㊁成果技术水平本管自研制以来ꎬ随着设计结构和工艺的不断改进和完善ꎬ取得了一定的成果.目前达到的实际水平如下:灯丝电压Uf=12.3Vꎻ灯丝电流If=115Aꎻ阳极电压Ua=17.2kVꎻ阳极电流Ia=5.0Aꎻ振荡频率f0=918MHzꎻ输出功率Pout=77kWꎻ效率η=89.5%ꎮ从以上数据可以看出ꎬ该管的各项技术指标均能达到要求ꎬ而且该管在用户整机上能长期平稳的运行ꎮ参考文献:[1]电子管设计手册委员会.磁控管设计手册[M].北京:国防工业出版社ꎬ1979.[2]黄宏嘉.微波原理.2[M].北京:科学出版社ꎬ1990.[3]高包ꎬ孟侃.电磁波导和谐振腔[M].上海:上海科学技术出版社ꎬ1966.作者简介:王荣川ꎬ孙陵斌ꎬ南京三乐集团有限公司ꎮ(上接第104页)作用方式排除土壤中的污染物ꎮ五㊁问题与展望针对以上的分析ꎬ我们可以总结出复合污染中最常见的一种就是重金属和有机物的复合污染ꎬ虽然当下对于该方面的研究已经取得了良好的凶过的ꎬ但是仍然还有很多问题在其中ꎮ针对现有的技术而言ꎬ应当针对以下几个部分进行优化整改ꎮ首先ꎬ当下的研究主要是小规模和实验室中的实验模拟ꎬ而修复技术在相对复杂的环境中进行实际应用则需要进行进一步的验证ꎮ同时ꎬ怎样将研究的成果转变为真实的土壤复合污染修复成果还是一个难题ꎮ其次ꎬ对于修复手段对土壤中土著微生物的影响以及修复生物对生物多样性带来的威胁方面的研究十分找见ꎬ因此ꎬ确实存在一些修复风险ꎬ怎样将风险控制在一定的范围之内也是未来相关领域应当重视的问题之一ꎮ最后ꎬ针对不同的修复手段ꎬ其在不同的修复周期以及成本甚至副作用等多方面都存在一定的差异ꎬ相关领域应当将现有的技术进行有效的整合研究出更加有效的游戏技术ꎮ六㊁结语总而言之ꎬ面对当下社会经济发展与生态环境保护的矛盾愈发激烈ꎬ社会各个领域高度重视土壤中重金属以及有机物污染情况ꎬ对这种污染的修复对策进行研究有着十分重要的意义ꎮ本文就以往我国对该方面的研究进行充分的分析与总结ꎬ以当下污染治理修复的进展为基础ꎬ探究其修复对策ꎬ以望能够通过本文中提出的修复方式ꎬ充分保障我国土壤环境修复水平得到优化ꎬ控制土壤中重金属与有机物污染的情况再度恶化ꎮ参考文献:[1]谷盼妮ꎬ王美娥ꎬ陈卫平.环草隆与镉复合污染对城市绿地重金属污染土壤有机氮矿化量㊁基础呼吸和土壤酶活性的影响[J].生态毒理学报ꎬ2015(4):67-89.作者简介:戴作勇ꎬ江苏大地益源环境修复有限公司ꎮ。
植物修复有机物污染土壤.pptx

1
植物降解有机 污染物方式及 机理
可降解典型 有机物的几 种植物
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植物特性
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多环芳烃 硝酸盐还原酶和漆酶——军火废物TNT; 脱卤酶——含氯溶剂TCE
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物: 1 多氯联苯(PCBs) 2 多环芳烃(PAHs) 3 石油烃类(TPH) 4 硝基芳香化合物 5 合成农药
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3、硝基芳香化合物(TNT为例) 苘麻、玉米、大豆、小麦、稻
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4、农药(杀虫剂DDT为主) 黑麦草、高羊茅草、咖啡草、芥菜、窄叶 白羽扇豆。
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黑麦草
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植物修复方法优点
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植物修复方法缺点
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谢谢各位小伙伴!
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性质:化学性质极为稳定,高度耐酸碱和抗氧化、 对金属无腐蚀性、电绝缘性、耐热性。
半衰期达10-20年、致癌
降解植物:南瓜、莎草、高牛毛草、 苜蓿草、黧豆、虉(yi)草卷、柳枝稷
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柳枝稷
虉草
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致癌
降解植物:小胡瓜、黄瓜、南瓜 物理挥发、光氧化、微生物和植物修复 联合,牛毛草——杂酚污染物(↑50%)
有机污染物污染土壤的植物修复

农 业 环 境 保 护 2 0 , 15 :7 4 9 0 2 2 ( )4 7— 7
A o e vr n n a oe t n gr — n io me t l Pr tci o
有 机 污 染 物 污 染 土 壤 的植 物 修 复
易筱 筠 ,党 志 ,石 林
( 南 理 工 大 学 化 工 学 院 , 东 广 州 50 4 ) 华 广 6 1 1
摘
Байду номын сангаас
要 : 述 了植 物 修 复 土壤 有 机 污 染物 污染 的 机 理 及 应 用 等 的 研 究 进 展 状 况 , 出 了 未 来 植 物 修 复 的研 究 重 点 。 综 提 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :0 0— 2 7 2 0 )5—0 7 0 10 0 6 (0 2 0 4 7— 3
碳 。 ueod等 (0 0 研 究 了 P B被 Sln m n rm 毛 根 吸 收 K crv 20 ) C oa u i u g
环境条件 的要求较苛 刻 , 微生物群落间 的相互竞争 、 温度 、 营养
物 等 都 会 影 响 处 理 效 果 。植 物 修 复 则 是 利用 植 物 的 生 长 吸 收 、 转 化 、 移 污 染 物 而修 复 土 壤 的一 种 方 式 , 转 是一 种 经 济 、 效 、 有 非 破 坏 型 的修 复 方 式 , 认 为 是 一 种 有 潜 力 的 优 美 的 自然 的土 被 壤 修 复 技 术 -。 一 I
植 物 蒸 腾 作 用 强度 、 机 物 在 土 壤水 中 浓 度 也 会 直 接 影 响 有 有 机 污 染 物 的 吸 收 速 率 …。
用植 物修复有 机污染物 污染 的土壤 的前提 是要搞清 楚这
第九章土壤污染及其修复

三、土壤污染物与污染源
土壤污染物:把输入土壤中的足以影响土壤 环境正常功能,降低作物产量和生物学质 量,有害于人体健康的物质。
无机污染物 有机污染物
土壤中主要的无机污染物质
2、土壤污染源
土壤环境在生物圈中的地位和功能: • 土壤是农业生产的劳动对象和获得生命能源的生
产基地。 • 土壤是作为废物的堆放、处置与处理场所,大量
4 热处理技术
热处理技术是利用高温所产生的一些 物理或化学作 用,如挥发、燃烧、热解,将土壤中的有毒物质去 除或破坏的过程。最常用于处理有机污染的土壤, 也适用于部分重金属污染的土壤。常用的热源主要 有:加热的空气、明火,可以直接或间接与土壤接 触的热传导液体。
热解吸技术适用的污染物有挥发和半挥发的有机污染物、 卤化或非卤化有机污染物、多环芳烃、重金属、氰化物、 炸药等。
焚烧技术适用的污染物包括挥发和半挥发有机污染物、卤 化或非卤化有机污染物、多环芳烃、多氯联苯、二噁英等
5 电动力学修复技术
电动力学修复技术是指向土壤两侧施加直流电压形成电 场梯度,土壤中的污染物在电解、电迁移、扩散、点渗透 、电泳等作用的共同作用下,使土壤溶液中的离子向电极 附近富集从而被去除的技术。
分布特点:以大气污染源为中心呈椭圆状或条带状分布,长轴 沿主风向伸长。
1、土壤污染的发生类型
固体废弃物污染型(工矿业废渣、污泥和城市垃圾)
污染特征:属点源性质
农业污染型(化肥、农药、城市垃圾堆肥、污泥等)
污染特征:污染物质主要集中于表层或耕层,分布比较广 泛,属面源污染
综合污染型(可能以某一污染类型或某两污染类型 为主)
二、化学修复技术
化学淋洗技术
原位化学淋洗技术 异位化学淋洗技术
土壤环境中重金属-有机物复合污染联合修复技术研究进展

土壤环境中重金属-有机物复合污染联合修复技术研究进展摘要:复合污染一般是指在同一环境介质中,两种或两种以上种类不同、性质不同的污染物共同存在且互相作用或反应,从而引发的污染。
重金属-有机物复合污染是一种较为常见的复合污染物组合,在土壤环境中较为普遍存在。
重金属离子与有机物之间的相互作用往往会影响其自身的理化特性、迁移转化规律,甚至影响生物毒性,这使得采用原有的化学、物理、生物、电化学等单一的修复技术都很难达到理想的效果。
目前,各国学者对重金属-有机物复合污染的研究大多集中在环境生态和环境毒理方面,而对重金属-有机物复合污染土壤的联合修复技术研究相对较少。
为更加深入了解土壤环境中重金属-有机物复合污染特点,并为优化其协同处理过程提供理论参考和技术支撑,本文综述了此类复合污染类型和主要来源、交互作用及联合处理技术的研究进展。
关键词:土壤环境;重金属污染;修复技术引言重金属和有机物是土壤环境中常见的两种污染物,它们都具有对生态系统和人类健康产生潜在危害的特点。
重金属如铅、镉、汞等可以在土壤中积累并进入食物链,引发慢性中毒。
而有机物污染则通常来源于农药、工业废水和城市固体废弃物等,对土壤微生物活性和生态功能产生不良影响。
然而,实际情况中,土壤往往同时存在着重金属和有机物的复合污染现象。
复合污染的修复相比单一污染更加复杂,因为它们之间可能存在相互作用和共同的影响机制。
因此,研究重金属-有机物复合污染联合修复技术成为解决土壤环境问题中一个重要且具有挑战性的课题。
1重金属和有机物的交互作用与单一污染体系相比,复合污染体系更加复杂,污染物与污染物之间、污染物与生物体之间都会发生交互作用,从而产生复合污染效应。
土壤中重金属与有机物的交互作用主要包括以下三类:(1)吸附行为的交互作用。
一般是土壤环境中的重金属与有机物之间存在着对土壤吸附点位的竞争,主要发生在腐殖质部分;(2)化学过程的交互作用。
包括吸附-解吸、络合解离、氧化-还原和酸碱中和反应等,重金属、有机物共存生成的络合物或重金属有机化会改变两者的物化行为,从而影响其水溶性、生物有效性和毒性等;(3)微生物过程的交互作用。
河南省土壤污染情况及相关修复技术-土壤污染论文-农学论文

河南省土壤污染情况及相关修复技术-土壤污染论文-农学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——河南省地处我国中东部,是优势农产品小麦、玉米的适宜种植区。
小麦、玉米常年播种面积分别超过467万、200万hm2,年总产量占全国的20%。
随着工业的发展,城市垃圾的无序堆放、农药化肥的大量施用无疑增加了土壤污染的风险。
由于过去对环境保护不够重视,土壤污染形势已十分严峻。
已危及到食品安全、人体健康、生态安全和农业可持续发展。
1、河南省土壤污染现状1.1土壤的重金属污染重金属是环境中一种作用较为持久的污染物,人类的生产和生活活动是造成重金属污染的主要原因。
它毒性大、难降解的特点,使其对人和其他生物有很大的危害。
造成重金属污染的主要原因有金属矿产开采、城市垃圾填埋场。
而生态系统中的绝大部分重金属都是通过土壤介质传递的,土壤环境不仅是重金属污染物迁移的媒介,也是其发挥效应的主要场所。
因此,目前对土壤重金属污染的研究备受关注。
杨蕾等对河南省滑县、武陟县、安阳县、新乡县和延津县等5个县土壤中汞、砷、铅、镉、铬、铜、锌、镍等重金属污染现状进行了调查。
调查结果显示5个农产品基地县的土壤均不同程度的受到重金属的污染,其中滑县重金属Cd、Cr污染指数最大,综合污染指数也较大;安阳县重金属Cu、Ni综合污染指数最大;武陟县重金属Hg 污染指数最高,Zn和Ni污染指数次之;综合污染指数结果以新乡县为最低。
杨柳等通过单指数评价和综合指数评价的方法对河南省的10个城市,郑州市、开封市、洛阳市、登封市、平顶山市、焦作市、安阳市、新乡市、三门峡市和济源市土壤重金属污染情况进行分析。
10个城市的土壤质量差别较大:重金属污染总体属清洁尚清洁的城市有1个,占调查城市的10%;轻度污染的城市共7个,占调查城市数的70%;中度污染的城市共2个,占调查城市数的20%;无重度污染的城市。
总体来看,虽然河南省部分城市的土壤重金属污染程度不大,但是达到中度污染的区域应引起重视并进行治理,无污染及轻度污染的地区也应采取措施控制污染范围的扩大,保证农业生产及居民的生命安全。