欧美发达国家场地土壤污染防治技术体系概述

国际经验表明,科学完整的土壤污染防治技术体系是全面推进土壤质量保护和土壤污染防治工作的基础保障,尤其对处于起步阶段且面临诸多挑战的中国土壤污染防治工作,虽然任重而道远,却是土壤污染管理能力建设的必然。为有效预防和治理修复工业遗留场地的土壤污染问题,加快推动城市土地的安全与可持续利用,本文全面系统地阐述了美国、英国和其他欧洲发达国家场地土壤污染防治技术体系的要素构成及演变特点:各国土壤污染防治制度及管理方法异同并存,构建一套完整有效的土壤污染防治体系必须以基于风险的全过程可持续管理为原则,涵盖法律保障、技术体系和管理手段等三个相互关联、相互影响的要素方面。其中,法律法规是标准制定和措施执行的核心原则和关键导向;标准导则是加强法律法规可行性的细化、具象;管理手段是法律法规和标准导则实践层面的配套保障。欧美等发达国家完善的场地土壤污染防治体系对中国防治体系的构建具有非常重要的指导意义,借鉴发达国家成功经验,从中国土壤污染防治的现实需要和具体国情出发,提出了三元一体的"法律—技术—管理"土壤污染防治技术体系的发展方向和重要内容,该体系涵盖法律法规体系、技术标准体系和可持续管理体系三个方面。     

中国农田土壤重金属污染防治挑战与对策

我国农田土壤重金属污染格局多样,区域污染风险突出。发达国家对污染土壤的修复经验对我国具有借鉴意义。我国农田土壤重金属污染防治面临土壤重金属空间异质性强、土壤类型及农作物品种对重金属累积差异大、土壤酸化严重、土壤元素失衡、不科学的发展方式、土壤重金属累积趋势难以逆转、土壤—农作物重金属累积线性关系不显著,修复技术不完善、修复措施长期风险调控机制缺失等主要挑战。根据我国农田土壤污染防治现状及课题组工作基础,我们提出以预防为主、保护优先和风险管控为基本思路,建立土壤污染防治体系,通过"土壤环境质量调查、土壤污染源头管控、分类管理和土壤环境质量基准推导"等4个步骤推进农田土壤重金属污染防治工作。     

农用地土壤可持续安全利用的研究与实践——以浙江省镉污染农田为例

农用地土壤可持续安全利用对有效改善农用地土壤环境质量、保障农产品质量安全及人体健康具有重要意义。以长江三角洲经济最发达地区之一的浙江省为例，分析探讨了农用地土壤环境存在的主要问题和发展趋势，研究思考了农用地土壤可持续安全利用的理论和方法。在“十三五”期间，基于浙江省历年1：5万大比例尺农用地土壤污染调查成果，在温岭市、桐庐县等地开展了以农用地土壤重金属镉（Cd）污染治理为重点的省级试点示范工作，综合采取以污染源头解析与防控、多维度农业安全利用技术筛选和应用以及超标农作物秸秆安全处置等方法，形成一批具有显著地域特点、高效防治效果、自主知识产权，适用于Cd轻中度和中重度污染的农用地土壤污染综合治理技术模式。主要结果：（1）大气沉降源是农用地生态系统Cd的主要外来输入源之一，约占总输入量的24%~59%。（2）筛选出以甬优538为主的低积累品种53个，比选出以石灰性物质类为主的钝化材料20种以及以硅基和硒基为主的叶面阻控材料10种。（3）以稻/麦轮作等适用于Cd轻中度污染农用地安全利用技术模式可有效降低土壤有效态Cd 20%~50%以上，以超积累植物为主的适用于Cd中重度污染农用地的“边生产边修复”技术模式可有效降低土壤全量Cd 30%以上、土壤有效态Cd 50%以上，均可实现农产品安全生产。本文创新提出农用地土壤重金属污染可持续安全利用总体思路和技术路经，总结了农用地土壤重金属污染可持续安全利用的经验策略，以期为我国大范围开展受污染农用地土壤安全利用提供示范样板与技术参考。     

中国污染农地整理工程的环境问题及解决途径

随着中国经济日益增长,工业化、城市化规模不断扩大,农地污染已成为中国严重的环境问题之一。据《全国土壤污染状况调查公报》数据,中国部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧,工矿业废弃地土壤环境问题突出。利用现行的土地整理技术对污染农地进行整理,势必给大气、水、土壤环境质量带来一定的影响。该文分析了中国现行农地整理技术特点,认为现行的土地整理技术不同于国外先修复后整理的实施流程,对于在中国广泛存在的轻微、轻度污染土地,应用现行污染农地整理时,会引起污染面积扩大、污染类型复杂、污染方式多元化等环境问题。该文以土壤修复技术与土壤整理技术兼容性为出发点,提出通过构建污染农地的整理技术途径有效地解决此类问题。该文强调,所提出的技术体系只适用于轻微、轻度污染农地的整理。中度、重度污染的农地,应先修复,后整理。该文为中国轻微、轻度污染农地整理提供了科学的思路和技术框架。     

中国土壤污染与修复科技研究进展和展望

土壤污染与修复是土壤学的一个重要分支学科,对推进中国土壤污染管控与修复工作、保障国家土壤环境安全和生态文明建设发挥着重要的科技支撑作用。简要分析了中国土壤污染状况,介绍了国内外土壤污染与修复技术研究现状与发展趋势,指出了我国土壤污染防治科技研发中存在的若干问题,提出了今后我国土壤污染与修复科技研究与发展的总体思路与主要方向等对策建议。     

矿区土地修复与生态恢复

本文在回顾中国矿区土地修复与恢复重建研究工作的历史基础上 ,着重从土壤科学与生态学的角度综述 (1 )矿区土地修复与生态恢复的限制因素 ;(2 )矿区退化土壤的物理和化学修复 ;(3 )矿区金属污染土壤的植物稳定和提取修复 ;(4 )矿区污染土壤的植物 -微生物及动物协同修复 ;(5 )矿区土地修复的技术要求与管理 ;(6)矿区土地修复与生态恢复的未来研究与发展。旨在推动中国矿区土地资源修复与生态环境恢复的理论研究和技术发展。     

推进土壤污染防控与修复 厚植农业高质量发展根基

科学有效地开展土壤污染防控与治理修复,从农产品质量安全的源头上保证产地环境安全,已日益成为公众关注的热点。本文阐述了新时代土壤科学的新使命与功能定位,分析了我国农用地土壤污染防控与修复研究和实践的进展动态,从促进农业绿色发展和高质量发展出发,提出了我国土壤污染防控与治理修复及产业化发展的战略重点与技术路径。     

中国重金属污染耕地土壤安全利用存在问题与建议

中国耕地土壤重金属污染情况不容乐观，如何安全利用重金属污染耕地仍是当今亟需解决的农业和环保问题。本文综合分析了近几年不同污染程度耕地土壤的安全利用措施，提出重金属低积累作物种植、重金属钝化技术、农艺调控及种植结构调整为当前污染耕地土壤安全利用的主要手段，并指出污染源防控力度不足、土壤污染与作物安全性关系不明、原位钝化技术风险及低积累作物利用效果的局限性仍然是中国污染耕地土壤安全、高效利用面临的主要问题，建议进一步完善污染土壤评价标准、健全污染土壤防控体系、优化污染土壤安全利用技术，以推动重金属污染耕地土壤的安全、高效和可持续利用。     

污染土壤修复技术研究进展

土壤是人类生产活动的重要物质基础,随着社会经济的高速发展和高强度的人类活动,土壤受污染面积不断扩大,土壤质量持续恶化,影响到实现可持续发展的战略目标。由土壤污染导致的农产品的生态安全问题已不容忽视。因此,开展污染土壤修复活动,完善土壤修复技术体系,对阻断污染物进入食物链,防止对人体健康造成危害,实现社会经济可持续发展是非常重要的。该文系统介绍了目前国内外污染场地修复中广泛使用的物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术(包括植物修复、微生物修复和动物修复技术)以及相关技术结合使用的联合修复技术,并对各种方法的研究进展进行了较全面的综述,最后也对未来土壤污染修复技术的发展方向进行了展望。     

土壤污染防治立法的意义

土壤污染对社会生态环境的可持续性发展以及人体健康带来了相当大的风险。然而,当前国内关于土壤污染防治的法律法规尚未健全,已经逐渐成为环境保护在土壤污染防治领域亟待解决的问题。本文从当前国内土壤污染的现状的角度阐述了土壤污染防治立法的必要性和重要意义。     

土壤侵蚀与水土保持研究进展

土壤侵蚀制约着社会、经济、环境的协调发展,已经成为全球性的主要环境问题之一。本文从雨滴击溅侵蚀、坡面水蚀过程、坡沟系统水沙传递关系和沟道侵蚀输沙等四个过程系统地分析了土壤侵蚀过程研究中取得的进展和存在的不足,简述了国内外土壤侵蚀预报研究的历史,总结了植被措施和工程措施对水土流失的调控作用机理和水土保持效益等有关问题,对土壤侵蚀与水土保持科学今后的研究方向提出见解,指出了加强对土壤侵蚀过程与机理、大尺度土壤侵蚀预报模型、土壤侵蚀与水土流失治理环境效应评价和水土流失调控技术的科技转化等亟待解决问题的研究深度和广度。     

县域水土保持区划方法的问题与改进

在中国水土保持区划近70年的发展历程中,其方法不断完善,突出表现为"3S"技术和数理模型的应用、经济和生态学概念的引入,但仍存有问题:定量方法选用的指标冗杂、部分指标间共线性强、尺度差异未体现;定性因子考虑不足,指标数据实际含义削弱,仅作为数值被计算;生态系统服务功能的融入只体现在区划工作结束后,无法影响区划过程。针对此,依据已有区划实践和相关理论,提出县域尺度水土保持区划方法的优化设计方案:构建水土流失危险性、土壤侵蚀态势、水土保持能力的三维指标框架,选用坡度、植被覆盖率、人口密度、土地利用强度、生态系统服务功能、土壤侵蚀综合指数、资金/技术投入、交通通达度和水保工作积极性共计9项指标,结合定性分析将每个评价单元按其不同的三维组合类型划分到不同的水土保持区。     

The effects of ryegrass roots and shoots on loess erosion under simulated rainfall

Numerous studies have demonstrated that vegetation coverage is very important to control soil erosion by water. However, the combined impacts of plant roots and shoots on soil erosion by water and the relative contributions of the roots and shoots are not clearly understood. Four rainfall simulation experiments with the rainfall intensity at 1.5 mm min^− 1 were conducted at an interval of 5 weeks to investigate the effects of ryegrass (Lolium perenne L.) shoots and roots on soil erosion and runoff reductions. Ten ryegrass planted pans and four fallow pans were prepared for the experiments. The first rainfall simulation experiment was conducted after ryegrass had been planted for 12 weeks. It showed that compared with the runoffs in the fallow pans, the runoff in the planted pans decreased 25% and 70% in the 12th week and the 27th week, respectively; and the sediment decrements amounted up to 95% in the 27th week. The results also indicated that the shoot effect on runoff reduction, accounting for over 50% except in the 27th week when the shoot affect also accounted for 44%, was relatively greater than the root effect. However, the roots contributed more to soil loss reduction than the shoots, and in particular accounted for 90% of soil loss reduction at the 27th week. Both the soil erosion rate and average infiltration rate were linearly correlated with root surface area density in cm² root surface area per unit soil volume. Ryegrass planting could improve soil physical properties, especially soil aggregate stability, which increased from 33.1% in the 12th week to 38.5% in the 27th week. The study results are probably useful in evaluating the effects of plant shoots and roots on soil erosion control.     

冬灌对越冬期土壤水分状况影响的数值模拟

根据土壤水动力学、地表能量平衡、空气动力学理论建立了越冬期土壤冻融条件下土壤—大气连续体的水热传输模型，包括冻融条件下土壤水热迁移子模型、地气间水热交换子模型。在该模型的基础上，模拟了北京地区冬灌对越冬期土壤水分状况的影响，从理论上得到了冬灌具有贮水作用的结论，并分析了合理的冬灌定额。     

土壤质量生物学指标研究进展

本文对近年土壤微生物、土壤酶活性和土壤动物等土壤质量生物学指标研究成果进行了综合评述。土壤微生物是土壤有机组分和生态系统中最活跃的部分,被认为是最敏感的土壤质量生物学指标:微生物生物量代表参与调控土壤中能量和养分循环及有机物质转化所对应微生物的数量,但须结合多样性研究以弥补其无法反映土壤微生物组成和区系变化的缺陷;微生物群落组成和多样性动态反映土壤中生物类群的多变性和土壤质量在微生物数量和功能上的差异;土壤微生物活性体现在土壤微生物商、微生物呼吸和代谢商等方面,应考虑生物量大小与微生物种群活性间的相关关系以反映微生物种群内的差异。土壤酶活性具有极高时效性,在较短时间内就能反映出土壤质量的变化。土壤动物通常以种类的组成和数量,土壤动物区系的相对丰度、多样性或活性作为评价土壤生物质量的敏感指标。与土壤理化指标相比,土壤生物学指标更能对土壤质量的变化做出灵敏迅速的响应,因而被广泛地用于评价土壤质量。     

龙须草水土保持效益研究

对龙须草地水土保持效益研究结果表明 ,与空旷地相比种植龙须草可降低土壤容重 0 .13g/cm3 ,增加土壤总孔隙度 4 .9% ,提高土层土壤贮水量 14 .9% ,年土壤侵蚀量 4 72 .7t/km2 ,比对照减少 94 .5 % ,生态效益和经济效益显著。     

水土富集工程对土壤水分特性的改善及经济林生长的影响

本文针对我国北方干旱半干旱地区水资源短缺的问题，采用水土富集工程措施，使土壤的容水能力由84.89毫米提高到243.23毫米，土壤含水总量比对照提高3.1倍，<0.1毫米的土壤粘粒比对照增加68.52%，基本解决了太行山低山丘陵区干旱阳坡“造林难”的问题，使干旱阳坡的石榴经济林平均亩产达80.4公斤，每亩年获经济效益482.4元。     

山东省水土保持区划探讨

本文对山东省水土保持区划工作进行了探讨。作者根据全省自然条件、社会经济情况, 影响土壤侵蚀的诸因子, 及水土流失现状等综合因素, 提出了山东省水土保持区划原则, 并依据分区原则, 在水利部统一划分一级区、二级区的前提下, 将全省共划分3个三级区、12个三级亚区。     

南方花岗岩区不同侵蚀土壤治理效果的研究

花岗岩红色风化壳广泛分布于我国南方山地丘陵区.其中的红色粘土层质地粘重且被铁铝氧化物胶结,与其下部的砂土碎屑层相比具有很强的抗蚀能力,对该区侵蚀的发展和治理具有重要意义.本研究通过对保留红色粘土层和砂石碎屑层裸露两种类型的侵蚀土壤在治理过程中保持措施的选择、植被和土壤肥力的恢复与土壤发育特点进行对比,说明了花岗岩区的侵蚀土壤在保留红土层时,土壤退化的程度轻,治理较容易,植被和土壤生产力的恢复较快;一旦红土层被侵蚀贻尽,侵蚀的速度加快,治理过程中植被和土壤生产力的恢复也慢.     

农田土壤紧实度研究进展

从土壤紧实度的形成与消除、土壤紧实度对土壤理化性状、土壤碳氮截留及排放、农作物生长与产量的影响、土壤紧实度监测与环境成本核算等主要方面综述了国际前沿研究进展;提出土壤紧实度与秸秆残差还田、化肥利用、土壤养分循环、土壤微生物、作物生长及产量、土壤耕作、水土流失、土壤碳氮管理及农业面源污染等密切相关,旨在为国内开展该方面的研究提供参考依据。