“凈土保衛戰”行動下土壤污染防治課程教學內容優化

趙文瑞，李青山，趙 寬，孔群芳，潘少兵，安樂生，顧洪亮

（安慶師范大學，a.資源環境學院；b.生命科學學院，安徽安慶 246133）

2014 年環境保護部和國土資源部發布的全國土壤污染狀況調查公報顯示，全國土壤總的點位超標率為16.1%；其中，耕地土壤點位超標率為19.4%［1］。全國土壤環境狀況總體不容樂觀，部分地區土壤污染較重，土壤環境壓力持續加大。土壤污染已經對中國農產品產量和品質、食品安全和人身健康、生態環境和社會經濟可持續發展產生了極大威脅。2016 年，國務院印發《土壤污染防治行動計劃》，吹響了向土壤污染宣戰的號角［2］。2018 年，十三屆全國人大常委會第五次會議全票通過了中國首部土壤污染防治的專門法律《中華人民共和國土壤污染防治法》。同年，中共中央、國務院印發《關于全面加強生態環境保護堅決打好污染防治攻堅戰的意見》，提出要切實貫徹落實《中華人民共和國土壤污染防治法》《土壤污染防治行動計劃》，扎實推進“凈土保衛戰”［3］。這顯示出中國堅持以人為本、堅守環境底線、促進經濟綠色轉型的迫切需要。

中國幅員遼闊，未來土壤污染防治的市場空間非常大，對相關人才的需求量也會大幅度增加［4-6］。學習并掌握土壤污染防治相關理論知識和專業實踐技能正逐漸成為環境類專業學生進入職場的重要技能和就業方向。國內各大高校環境類專業也陸續開設土壤污染防治課程。但中國土壤污染防治工作起步較晚，經驗欠缺，并且中國環境狀況發生巨大變化，國情特殊［7-10］。中國高校土壤污染防治課程教學不能完全照搬國外的方法，必須立足基本國情，綜合防控。本研究旨在立足中國基本國情，對土壤污染防治課程理論與實踐教學內容進行優化探索，為土壤污染防治課程教學及相關技術人才培養提供參考。

1 土壤污染防治課程教學存在的問題

缺乏符合中國國情、適用于本科階段、具有代表性和專業性的理論與實踐教學教材。現有的土壤污染防治相關教材、書籍主要有洪堅平［11］編著的《土壤污染與防治》、張穎［12］編著的《土壤污染與防治》、周啟星［13］編著的《污染土壤修復原理與方法》和陳懷滿［14］編著的《環境土壤學》，這些教材、書籍內容參差不齊，主要表現在以下方面。①大多數相關書籍為農業院校編寫，過于側重土壤與環境基礎知識介紹，而對土壤污染防治的技術措施簡單帶過，不適用于土壤污染防治專業知識和技能的培養。②有的書籍內容照搬西方發達國家或內容過于陳舊，與中國的環境、經濟和社會發展的基本國情不相符。③有的書籍屬于科研型讀本，不太適用于本科階段教學。因此，導致該課程教學工作的艱難性和學生學習的困惑性。安慶師范大學環境科學專業學生使用周啟星［13］編著的《污染土壤修復原理與方法》作為教材，學生普遍反映課本難度偏高且部分內容更新緩慢或與其他課程內容重合。如何科學地安排理論與實踐教學的內容、深度和方法，成為課程教學中亟待解決的問題。

內容多，課時少。土壤污染防治課程實質上應該在土壤學或環境土壤學課程的基礎上開設［15-18］。但中國絕大多數高校環境類專業并未開設土壤學基礎課程，學生基本上屬于零基礎學習，在課程教學中需要占用很多課時來介紹土壤學基礎知識。土壤學作為農學中的基礎專業，所包含的內容非常多。同時，國內高校對土壤污染防治課程的重視程度整體不高，該課程在多數學校作為選修課對待，教學大綱中課時分配普遍偏少。導致土壤污染防治課程教學內容多、課時少的困境。要讓學生通過一門課同時掌握土壤學基礎知識和土壤污染防治專業技能難度較大。因此，基于中國基本國情，科學配置土壤污染防治課程不同內容與課時，減少與其他課程內容上的重復，突出課程重點也是該課程建設急需解決的問題。

缺乏與理論教學相對應的試驗教材，甚至多數高校未開設配套的試驗課，幾乎沒有高校開始對應的實習。各大高校對土壤污染防治課程的重視程度低，教學大綱的調整需要時間，多數高校并未開設對應試驗課。即使有試驗課，各大高校試驗內容各不相同，基本上均為土壤學基礎試驗，很少涉及土壤污染防治技術方面的試驗。土壤污染防治所包含的內容極其豐富，在實際生產中也要求有非常強的實踐操作能力。沒有對應的實踐操作學習，課堂教學只能停留在課堂中，無法走進實際生產。土壤污染防治工作需要學生掌握相關的實踐操作能力，土壤污染防治課程單純的課堂理論教學效果較差，學生并不能身臨其境，深入理解理論教學中的知識［19］。中國土壤污染防治課程教學急需加強對理論課程教學配套的試驗教材建設，重視實踐操作，并逐步探索開展對應實習，保證土壤污染防治課程教學與社會生產對接。此外，部分土壤學基礎試驗操作復雜、誤差大、占課時量大，且在實際生產中面臨淘汰。因此，建議增設并優化試驗課來強化教學效果。

2 課堂理論教學內容及課時優化

理論教學教材方面，在綜合了國內相關教材、書籍優點后，建議以周啟星［13］編著的《污染土壤修復原理與方法》為主，陳懷滿［14］編著的《環境土壤學》為輔的復合教材體系。建議課程教學內容及課時按照表1 配置。去掉與環境化學、環境監測、固體廢棄物處理處置、環境影響評價等課程重復的內容。同時刪除陳舊的及與中國基本國情不相符的內容，突出中國所面臨的重要環境問題，做到有增有減，重點突出。

表1 理論教學主要內容及學時分配

首先利用10 個課時介紹土壤形成、組成、質地與結構、養分循環、酸堿度和氧化還原、土壤水、土壤膠體、土壤緩沖性能等土壤學基礎知識（表1）。外加2 個課時的土壤污染診斷和9 個課時的土壤學基礎試驗課（表2），讓學生熟練掌握土壤學基礎知識與操作技能。然后利用14 個課時分別詳細介紹植物、微生物、物理和化學防治措施與原理，外加9 個課時的操作試驗課（表2）。

表1 前面部分內容是國內各大高校土壤污染防治課程理論教學的主要內容。但中國土壤污染更多是與土壤酸化、土壤鹽堿化、水土流失3 大土壤退化以及農業氮、磷面源污染同時發生，甚至有的土壤污染產生的主要原因是土壤退化。如不能很好地解決這些土壤退化和面源污染問題，中國土壤污染防治工作只會更加艱難，并最終失去其意義。在防治土壤退化和面源污染的基礎上修復污染土壤可以達到事半功倍的效果。因此，從綜合防治和持續發展的角度考慮，該課程還需要介紹土壤酸化、土壤鹽堿化、水土流失和氮、磷面源污染防控措施（表1）。這樣才能培養出符合中國基本國情與要求的土壤污染防治專業人才。

在教學中通過比較不同教學內容與方法發現，使課堂連續單一地講述土壤污染物理、化學等防治措施有些枯燥，會降低學生課堂學習的興趣和積極性，將土壤酸化、土壤鹽堿化、水土流失和氮、磷面源污染防控措施穿插在土壤污染物理、化學等防治措施中講授，可以保持課堂教學內容較高的新鮮感，提高學生課堂學習的興趣和積極性，使整體課堂教學效果大幅度提升。此外，還要注意課后作業的布置，特別在教學內容多、課時少的情況下通過強化課后作業來提高教學效果非常重要。對于基礎性的知識要讓學生在課后以作業的形式自主學習掌握，同時鞏固課堂教學內容，保證和提高課堂教學效果。

3 實踐教學內容及課時優化

實踐教學方面，建議教學內容及課時按照表2配置，試驗方法有國標的直接以國標中的方法為主，保證教學內容與社會接軌。要較好地掌握土壤污染防治技能，必須先掌握土壤學基礎技能。因此，對于沒有學過土壤學課程的環境專業學生，野外土壤取樣及樣品制備等基礎操作技能必須在課程初期快速掌握（表2）。在課時有限的情況下，對于部分簡單的實踐操作建議均以課后作業的形式安排學生自主完成。如第一周課后作業安排學生自主完成土壤樣品采集、制備及保存過程，教師只需要提供土鉆、自封袋、研缽、篩子等基礎工具及操作流程，讓學生親身體驗取土、土壤風干、磨碎、過篩和保存的過程。該過程雖然簡單但周期長，建議在第一周課安排，其時間流程剛好與后面的土壤學基礎理論知識教學重合（表1）。土壤容重、含水量等基礎簡單的試驗操作建議在第二周作為土壤學基礎理論知識教學課后作業安排。土壤pH 和土壤粒徑測定分析作為土壤評價重要的基礎參數，并且需要儀器操作，建議第三周安排專門的試驗課指導學生練習。

在教學中通過比較不同教學內容與方法發現，土壤基礎學試驗要在課程教學初期安排，雖然在初期課堂理論教學可能還未開展，但這樣可以在課程教學初期讓學生快速對土壤產生比較清晰的認識和較深的印象，從而可以進一步提升學生學習該課程的興趣和積極性，也便于后期課堂理論知識的教授。

土壤消解及土壤水浸提液制備是土壤污染診斷及修復中重要的基礎操作，建議安排1 次試驗課教學。很多傳統的人為手動檢測方法樣品處理過程復雜、耗時耗力且易出錯。隨著科學技術的發展、大型儀器的不斷普及及送測費用的降低，很多傳統的人為手動檢測的方法正在逐漸被淘汰。因此，課堂教學也要與時俱進，在課時有限的情況下，建議僅教授學生不能被機器替代的基本樣品處理過程，不建議占用課時學習傳統操作方法，對于最終檢測部分盡可能地采用現代化儀器測定分析，從而提高課堂教學效率。因此，此處僅需教授學生土壤消解及土壤水浸提液制備方法，對于提取液中有機質、氮、磷、鉀、鎘、銅等物質組成絕大多數均可直接采用儀器檢測分析。一般環境專業也都會在環境監測、環境化學等課程中專門安排這些儀器操作試驗，不需要重復學習。土壤陽離子交換量作為評價土壤各項指標重要的參數，建議安排1 次試驗課教學。

表2 前面試驗部分是國內高校土壤污染防治課程實踐教學的主要內容。但這些內容均為土壤學基礎試驗。作為土壤污染防治課程實踐教學，還必須安排對應的防治措施試驗。建議增加表1 中比較基礎、簡單的修復措施試驗。在課時緊張的情況下，植物修復這一章建議以課后作業的形式讓學生課后分組自己種植不同修復植物，相互對比。土粒分級和化學淋洗作為土壤污染修復中非常基礎的操作，建議安排1 次試驗課教學。微生物修復可以安排微生物降解簡單有機物試驗，部分過程讓學生課后自主完成。熱力學修復作為土壤易揮發性污染物修復常用方法，建議安排1 次簡單的熱脫附試驗課教學。對于條件比較好的高校可以開設氣相抽提、電動修復等更多修復措施試驗操作，讓學生在動手操作的過程中更好地掌握土壤污染防治的理論知識與實踐技能。

4 小結

中國土壤環境問題日益凸顯，引起社會廣泛關注，土壤污染已經成為中國生態文明建設中面臨的重要環境問題。中國土壤污染防治工作任重而道遠。高校培養適合中國國情、專業技能過硬的土壤污染防治人才對推動中國土壤污染防治工作具有重要的意義。“凈土保衛戰”已經打響，因此，在國家總體布局下，國內各大高校要盡快提高土壤污染防治課程在學科發展與建設中的地位，大幅度加大理論與試驗課時占比、投入，強化并鼓勵基礎科學研究，立足中國基本國情，充分注重該課程理論與實踐教學內容的建設和改革，在理論教育的基礎上進一步強化實踐操作教學，從而保障該領域人才隊伍的建設。

在教學中通過比較不同教學內容與方法發現，按照本研究中的理論與實踐方法教學可以較好地提高學生學習土壤污染防治課程的興趣和積極性，并且通過考試發現學生課堂學習掌握的效果也明顯提升，可以作為該課程教學參考。