“净土保卫战”行动下土壤污染防治课程教学内容优化

赵文瑞，李青山，赵 宽，孔群芳，潘少兵，安乐生，顾洪亮

（安庆师范大学，a.资源环境学院；b.生命科学学院，安徽安庆 246133）

2014 年环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示，全国土壤总的点位超标率为16.1%；其中，耕地土壤点位超标率为19.4%［1］。全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，土壤环境压力持续加大。土壤污染已经对中国农产品产量和品质、食品安全和人身健康、生态环境和社会经济可持续发展产生了极大威胁。2016 年，国务院印发《土壤污染防治行动计划》，吹响了向土壤污染宣战的号角［2］。2018 年，十三届全国人大常委会第五次会议全票通过了中国首部土壤污染防治的专门法律《中华人民共和国土壤污染防治法》。同年，中共中央、国务院印发《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》，提出要切实贯彻落实《中华人民共和国土壤污染防治法》《土壤污染防治行动计划》，扎实推进“净土保卫战”［3］。这显示出中国坚持以人为本、坚守环境底线、促进经济绿色转型的迫切需要。

中国幅员辽阔，未来土壤污染防治的市场空间非常大，对相关人才的需求量也会大幅度增加［4-6］。学习并掌握土壤污染防治相关理论知识和专业实践技能正逐渐成为环境类专业学生进入职场的重要技能和就业方向。国内各大高校环境类专业也陆续开设土壤污染防治课程。但中国土壤污染防治工作起步较晚，经验欠缺，并且中国环境状况发生巨大变化，国情特殊［7-10］。中国高校土壤污染防治课程教学不能完全照搬国外的方法，必须立足基本国情，综合防控。本研究旨在立足中国基本国情，对土壤污染防治课程理论与实践教学内容进行优化探索，为土壤污染防治课程教学及相关技术人才培养提供参考。

1 土壤污染防治课程教学存在的问题

缺乏符合中国国情、适用于本科阶段、具有代表性和专业性的理论与实践教学教材。现有的土壤污染防治相关教材、书籍主要有洪坚平［11］编著的《土壤污染与防治》、张颖［12］编著的《土壤污染与防治》、周启星［13］编著的《污染土壤修复原理与方法》和陈怀满［14］编著的《环境土壤学》，这些教材、书籍内容参差不齐，主要表现在以下方面。①大多数相关书籍为农业院校编写，过于侧重土壤与环境基础知识介绍，而对土壤污染防治的技术措施简单带过，不适用于土壤污染防治专业知识和技能的培养。②有的书籍内容照搬西方发达国家或内容过于陈旧，与中国的环境、经济和社会发展的基本国情不相符。③有的书籍属于科研型读本，不太适用于本科阶段教学。因此，导致该课程教学工作的艰难性和学生学习的困惑性。安庆师范大学环境科学专业学生使用周启星［13］编著的《污染土壤修复原理与方法》作为教材，学生普遍反映课本难度偏高且部分内容更新缓慢或与其他课程内容重合。如何科学地安排理论与实践教学的内容、深度和方法，成为课程教学中亟待解决的问题。

内容多，课时少。土壤污染防治课程实质上应该在土壤学或环境土壤学课程的基础上开设［15-18］。但中国绝大多数高校环境类专业并未开设土壤学基础课程，学生基本上属于零基础学习，在课程教学中需要占用很多课时来介绍土壤学基础知识。土壤学作为农学中的基础专业，所包含的内容非常多。同时，国内高校对土壤污染防治课程的重视程度整体不高，该课程在多数学校作为选修课对待，教学大纲中课时分配普遍偏少。导致土壤污染防治课程教学内容多、课时少的困境。要让学生通过一门课同时掌握土壤学基础知识和土壤污染防治专业技能难度较大。因此，基于中国基本国情，科学配置土壤污染防治课程不同内容与课时，减少与其他课程内容上的重复，突出课程重点也是该课程建设急需解决的问题。

缺乏与理论教学相对应的试验教材，甚至多数高校未开设配套的试验课，几乎没有高校开始对应的实习。各大高校对土壤污染防治课程的重视程度低，教学大纲的调整需要时间，多数高校并未开设对应试验课。即使有试验课，各大高校试验内容各不相同，基本上均为土壤学基础试验，很少涉及土壤污染防治技术方面的试验。土壤污染防治所包含的内容极其丰富，在实际生产中也要求有非常强的实践操作能力。没有对应的实践操作学习，课堂教学只能停留在课堂中，无法走进实际生产。土壤污染防治工作需要学生掌握相关的实践操作能力，土壤污染防治课程单纯的课堂理论教学效果较差，学生并不能身临其境，深入理解理论教学中的知识［19］。中国土壤污染防治课程教学急需加强对理论课程教学配套的试验教材建设，重视实践操作，并逐步探索开展对应实习，保证土壤污染防治课程教学与社会生产对接。此外，部分土壤学基础试验操作复杂、误差大、占课时量大，且在实际生产中面临淘汰。因此，建议增设并优化试验课来强化教学效果。

2 课堂理论教学内容及课时优化

理论教学教材方面，在综合了国内相关教材、书籍优点后，建议以周启星［13］编著的《污染土壤修复原理与方法》为主，陈怀满［14］编著的《环境土壤学》为辅的复合教材体系。建议课程教学内容及课时按照表1 配置。去掉与环境化学、环境监测、固体废弃物处理处置、环境影响评价等课程重复的内容。同时删除陈旧的及与中国基本国情不相符的内容，突出中国所面临的重要环境问题，做到有增有减，重点突出。

表1 理论教学主要内容及学时分配

首先利用10 个课时介绍土壤形成、组成、质地与结构、养分循环、酸碱度和氧化还原、土壤水、土壤胶体、土壤缓冲性能等土壤学基础知识（表1）。外加2 个课时的土壤污染诊断和9 个课时的土壤学基础试验课（表2），让学生熟练掌握土壤学基础知识与操作技能。然后利用14 个课时分别详细介绍植物、微生物、物理和化学防治措施与原理，外加9 个课时的操作试验课（表2）。

表1 前面部分内容是国内各大高校土壤污染防治课程理论教学的主要内容。但中国土壤污染更多是与土壤酸化、土壤盐碱化、水土流失3 大土壤退化以及农业氮、磷面源污染同时发生，甚至有的土壤污染产生的主要原因是土壤退化。如不能很好地解决这些土壤退化和面源污染问题，中国土壤污染防治工作只会更加艰难，并最终失去其意义。在防治土壤退化和面源污染的基础上修复污染土壤可以达到事半功倍的效果。因此，从综合防治和持续发展的角度考虑，该课程还需要介绍土壤酸化、土壤盐碱化、水土流失和氮、磷面源污染防控措施（表1）。这样才能培养出符合中国基本国情与要求的土壤污染防治专业人才。

在教学中通过比较不同教学内容与方法发现，使课堂连续单一地讲述土壤污染物理、化学等防治措施有些枯燥，会降低学生课堂学习的兴趣和积极性，将土壤酸化、土壤盐碱化、水土流失和氮、磷面源污染防控措施穿插在土壤污染物理、化学等防治措施中讲授，可以保持课堂教学内容较高的新鲜感，提高学生课堂学习的兴趣和积极性，使整体课堂教学效果大幅度提升。此外，还要注意课后作业的布置，特别在教学内容多、课时少的情况下通过强化课后作业来提高教学效果非常重要。对于基础性的知识要让学生在课后以作业的形式自主学习掌握，同时巩固课堂教学内容，保证和提高课堂教学效果。

3 实践教学内容及课时优化

实践教学方面，建议教学内容及课时按照表2配置，试验方法有国标的直接以国标中的方法为主，保证教学内容与社会接轨。要较好地掌握土壤污染防治技能，必须先掌握土壤学基础技能。因此，对于没有学过土壤学课程的环境专业学生，野外土壤取样及样品制备等基础操作技能必须在课程初期快速掌握（表2）。在课时有限的情况下，对于部分简单的实践操作建议均以课后作业的形式安排学生自主完成。如第一周课后作业安排学生自主完成土壤样品采集、制备及保存过程，教师只需要提供土钻、自封袋、研钵、筛子等基础工具及操作流程，让学生亲身体验取土、土壤风干、磨碎、过筛和保存的过程。该过程虽然简单但周期长，建议在第一周课安排，其时间流程刚好与后面的土壤学基础理论知识教学重合（表1）。土壤容重、含水量等基础简单的试验操作建议在第二周作为土壤学基础理论知识教学课后作业安排。土壤pH 和土壤粒径测定分析作为土壤评价重要的基础参数，并且需要仪器操作，建议第三周安排专门的试验课指导学生练习。

在教学中通过比较不同教学内容与方法发现，土壤基础学试验要在课程教学初期安排，虽然在初期课堂理论教学可能还未开展，但这样可以在课程教学初期让学生快速对土壤产生比较清晰的认识和较深的印象，从而可以进一步提升学生学习该课程的兴趣和积极性，也便于后期课堂理论知识的教授。

土壤消解及土壤水浸提液制备是土壤污染诊断及修复中重要的基础操作，建议安排1 次试验课教学。很多传统的人为手动检测方法样品处理过程复杂、耗时耗力且易出错。随着科学技术的发展、大型仪器的不断普及及送测费用的降低，很多传统的人为手动检测的方法正在逐渐被淘汰。因此，课堂教学也要与时俱进，在课时有限的情况下，建议仅教授学生不能被机器替代的基本样品处理过程，不建议占用课时学习传统操作方法，对于最终检测部分尽可能地采用现代化仪器测定分析，从而提高课堂教学效率。因此，此处仅需教授学生土壤消解及土壤水浸提液制备方法，对于提取液中有机质、氮、磷、钾、镉、铜等物质组成绝大多数均可直接采用仪器检测分析。一般环境专业也都会在环境监测、环境化学等课程中专门安排这些仪器操作试验，不需要重复学习。土壤阳离子交换量作为评价土壤各项指标重要的参数，建议安排1 次试验课教学。

表2 前面试验部分是国内高校土壤污染防治课程实践教学的主要内容。但这些内容均为土壤学基础试验。作为土壤污染防治课程实践教学，还必须安排对应的防治措施试验。建议增加表1 中比较基础、简单的修复措施试验。在课时紧张的情况下，植物修复这一章建议以课后作业的形式让学生课后分组自己种植不同修复植物，相互对比。土粒分级和化学淋洗作为土壤污染修复中非常基础的操作，建议安排1 次试验课教学。微生物修复可以安排微生物降解简单有机物试验，部分过程让学生课后自主完成。热力学修复作为土壤易挥发性污染物修复常用方法，建议安排1 次简单的热脱附试验课教学。对于条件比较好的高校可以开设气相抽提、电动修复等更多修复措施试验操作，让学生在动手操作的过程中更好地掌握土壤污染防治的理论知识与实践技能。

4 小结

中国土壤环境问题日益凸显，引起社会广泛关注，土壤污染已经成为中国生态文明建设中面临的重要环境问题。中国土壤污染防治工作任重而道远。高校培养适合中国国情、专业技能过硬的土壤污染防治人才对推动中国土壤污染防治工作具有重要的意义。“净土保卫战”已经打响，因此，在国家总体布局下，国内各大高校要尽快提高土壤污染防治课程在学科发展与建设中的地位，大幅度加大理论与试验课时占比、投入，强化并鼓励基础科学研究，立足中国基本国情，充分注重该课程理论与实践教学内容的建设和改革，在理论教育的基础上进一步强化实践操作教学，从而保障该领域人才队伍的建设。

在教学中通过比较不同教学内容与方法发现，按照本研究中的理论与实践方法教学可以较好地提高学生学习土壤污染防治课程的兴趣和积极性，并且通过考试发现学生课堂学习掌握的效果也明显提升，可以作为该课程教学参考。