“凈土保衛(wèi)戰(zhàn)”行動下土壤污染防治課程教學(xué)內(nèi)容優(yōu)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(xué)，a.資源環(huán)境學(xué)院；b.生命科學(xué)學(xué)院，安徽安慶 246133）

2014 年環(huán)境保護(hù)部和國土資源部發(fā)布的全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)顯示，全國土壤總的點(diǎn)位超標(biāo)率為16.1%；其中，耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為19.4%［1］。全國土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，土壤環(huán)境壓力持續(xù)加大。土壤污染已經(jīng)對中國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)、食品安全和人身健康、生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了極大威脅。2016 年，國務(wù)院印發(fā)《土壤污染防治行動計(jì)劃》，吹響了向土壤污染宣戰(zhàn)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(wù)院印發(fā)《關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》，提出要切實(shí)貫徹落實(shí)《中華人民共和國土壤污染防治法》《土壤污染防治行動計(jì)劃》，扎實(shí)推進(jìn)“凈土保衛(wèi)戰(zhàn)”［3］。這顯示出中國堅(jiān)持以人為本、堅(jiān)守環(huán)境底線、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)綠色轉(zhuǎn)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(guān)人才的需求量也會大幅度增加［4-6］。學(xué)習(xí)并掌握土壤污染防治相關(guān)理論知識和專業(yè)實(shí)踐技能正逐漸成為環(huán)境類專業(yè)學(xué)生進(jìn)入職場的重要技能和就業(yè)方向。國內(nèi)各大高校環(huán)境類專業(yè)也陸續(xù)開設(shè)土壤污染防治課程。但中國土壤污染防治工作起步較晚，經(jīng)驗(yàn)欠缺，并且中國環(huán)境狀況發(fā)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(xué)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(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化探索，為土壤污染防治課程教學(xué)及相關(guān)技術(shù)人才培養(yǎng)提供參考。

1 土壤污染防治課程教學(xué)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(yè)性的理論與實(shí)踐教學(xué)教材?，F(xiàn)有的土壤污染防治相關(guān)教材、書籍主要有洪堅(jiān)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(fù)原理與方法》和陳懷滿［14］編著的《環(huán)境土壤學(xué)》，這些教材、書籍內(nèi)容參差不齊，主要表現(xiàn)在以下方面。①大多數(shù)相關(guān)書籍為農(nóng)業(yè)院校編寫，過于側(cè)重土壤與環(huán)境基礎(chǔ)知識介紹，而對土壤污染防治的技術(shù)措施簡單帶過，不適用于土壤污染防治專業(yè)知識和技能的培養(yǎng)。②有的書籍內(nèi)容照搬西方發(fā)達(dá)國家或內(nèi)容過于陳舊，與中國的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)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(xué)。因此，導(dǎo)致該課程教學(xué)工作的艱難性和學(xué)生學(xué)習(xí)的困惑性。安慶師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生使用周啟星［13］編著的《污染土壤修復(fù)原理與方法》作為教材，學(xué)生普遍反映課本難度偏高且部分內(nèi)容更新緩慢或與其他課程內(nèi)容重合。如何科學(xué)地安排理論與實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容、深度和方法，成為課程教學(xué)中亟待解決的問題。

內(nèi)容多，課時(shí)少。土壤污染防治課程實(shí)質(zhì)上應(yīng)該在土壤學(xué)或環(huán)境土壤學(xué)課程的基礎(chǔ)上開設(shè)［15-18］。但中國絕大多數(shù)高校環(huán)境類專業(yè)并未開設(shè)土壤學(xué)基礎(chǔ)課程，學(xué)生基本上屬于零基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，在課程教學(xué)中需要占用很多課時(shí)來介紹土壤學(xué)基礎(chǔ)知識。土壤學(xué)作為農(nóng)學(xué)中的基礎(chǔ)專業(yè)，所包含的內(nèi)容非常多。同時(shí)，國內(nèi)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(shù)學(xué)校作為選修課對待，教學(xué)大綱中課時(shí)分配普遍偏少。導(dǎo)致土壤污染防治課程教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少的困境。要讓學(xué)生通過一門課同時(shí)掌握土壤學(xué)基礎(chǔ)知識和土壤污染防治專業(yè)技能難度較大。因此，基于中國基本國情，科學(xué)配置土壤污染防治課程不同內(nèi)容與課時(shí)，減少與其他課程內(nèi)容上的重復(fù)，突出課程重點(diǎn)也是該課程建設(shè)急需解決的問題。

缺乏與理論教學(xué)相對應(yīng)的試驗(yàn)教材，甚至多數(shù)高校未開設(shè)配套的試驗(yàn)課，幾乎沒有高校開始對應(yīng)的實(shí)習(xí)。各大高校對土壤污染防治課程的重視程度低，教學(xué)大綱的調(diào)整需要時(shí)間，多數(shù)高校并未開設(shè)對應(yīng)試驗(yàn)課。即使有試驗(yàn)課，各大高校試驗(yàn)內(nèi)容各不相同，基本上均為土壤學(xué)基礎(chǔ)試驗(yàn)，很少涉及土壤污染防治技術(shù)方面的試驗(yàn)。土壤污染防治所包含的內(nèi)容極其豐富，在實(shí)際生產(chǎn)中也要求有非常強(qiáng)的實(shí)踐操作能力。沒有對應(yīng)的實(shí)踐操作學(xué)習(xí)，課堂教學(xué)只能停留在課堂中，無法走進(jìn)實(shí)際生產(chǎn)。土壤污染防治工作需要學(xué)生掌握相關(guān)的實(shí)踐操作能力，土壤污染防治課程單純的課堂理論教學(xué)效果較差，學(xué)生并不能身臨其境，深入理解理論教學(xué)中的知識［19］。中國土壤污染防治課程教學(xué)急需加強(qiáng)對理論課程教學(xué)配套的試驗(yàn)教材建設(shè)，重視實(shí)踐操作，并逐步探索開展對應(yīng)實(shí)習(xí)，保證土壤污染防治課程教學(xué)與社會生產(chǎn)對接。此外，部分土壤學(xué)基礎(chǔ)試驗(yàn)操作復(fù)雜、誤差大、占課時(shí)量大，且在實(shí)際生產(chǎn)中面臨淘汰。因此，建議增設(shè)并優(yōu)化試驗(yàn)課來強(qiáng)化教學(xué)效果。

2 課堂理論教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)優(yōu)化

理論教學(xué)教材方面，在綜合了國內(nèi)相關(guān)教材、書籍優(yōu)點(diǎn)后，建議以周啟星［13］編著的《污染土壤修復(fù)原理與方法》為主，陳懷滿［14］編著的《環(huán)境土壤學(xué)》為輔的復(fù)合教材體系。建議課程教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)按照表1 配置。去掉與環(huán)境化學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、固體廢棄物處理處置、環(huán)境影響評價(jià)等課程重復(fù)的內(nèi)容。同時(shí)刪除陳舊的及與中國基本國情不相符的內(nèi)容，突出中國所面臨的重要環(huán)境問題，做到有增有減，重點(diǎn)突出。

表1 理論教學(xué)主要內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配

首先利用10 個(gè)課時(shí)介紹土壤形成、組成、質(zhì)地與結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分循環(huán)、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(xué)基礎(chǔ)知識（表1）。外加2 個(gè)課時(shí)的土壤污染診斷和9 個(gè)課時(shí)的土壤學(xué)基礎(chǔ)試驗(yàn)課（表2），讓學(xué)生熟練掌握土壤學(xué)基礎(chǔ)知識與操作技能。然后利用14 個(gè)課時(shí)分別詳細(xì)介紹植物、微生物、物理和化學(xué)防治措施與原理，外加9 個(gè)課時(shí)的操作試驗(yàn)課（表2）。

表1 前面部分內(nèi)容是國內(nèi)各大高校土壤污染防治課程理論教學(xué)的主要內(nèi)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(nóng)業(yè)氮、磷面源污染同時(shí)發(fā)生，甚至有的土壤污染產(chǎn)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(chǔ)上修復(fù)污染土壤可以達(dá)到事半功倍的效果。因此，從綜合防治和持續(xù)發(fā)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(yǎng)出符合中國基本國情與要求的土壤污染防治專業(yè)人才。

在教學(xué)中通過比較不同教學(xué)內(nèi)容與方法發(fā)現(xiàn)，使課堂連續(xù)單一地講述土壤污染物理、化學(xué)等防治措施有些枯燥，會降低學(xué)生課堂學(xué)習(xí)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(xué)等防治措施中講授，可以保持課堂教學(xué)內(nèi)容較高的新鮮感，提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的興趣和積極性，使整體課堂教學(xué)效果大幅度提升。此外，還要注意課后作業(yè)的布置，特別在教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少的情況下通過強(qiáng)化課后作業(yè)來提高教學(xué)效果非常重要。對于基礎(chǔ)性的知識要讓學(xué)生在課后以作業(yè)的形式自主學(xué)習(xí)掌握，同時(shí)鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容，保證和提高課堂教學(xué)效果。

3 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)優(yōu)化

實(shí)踐教學(xué)方面，建議教學(xué)內(nèi)容及課時(shí)按照表2配置，試驗(yàn)方法有國標(biāo)的直接以國標(biāo)中的方法為主，保證教學(xué)內(nèi)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(xué)基礎(chǔ)技能。因此，對于沒有學(xué)過土壤學(xué)課程的環(huán)境專業(yè)學(xué)生，野外土壤取樣及樣品制備等基礎(chǔ)操作技能必須在課程初期快速掌握（表2）。在課時(shí)有限的情況下，對于部分簡單的實(shí)踐操作建議均以課后作業(yè)的形式安排學(xué)生自主完成。如第一周課后作業(yè)安排學(xué)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(chǔ)工具及操作流程，讓學(xué)生親身體驗(yàn)取土、土壤風(fēng)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(shí)間流程剛好與后面的土壤學(xué)基礎(chǔ)理論知識教學(xué)重合（表1）。土壤容重、含水量等基礎(chǔ)簡單的試驗(yàn)操作建議在第二周作為土壤學(xué)基礎(chǔ)理論知識教學(xué)課后作業(yè)安排。土壤pH 和土壤粒徑測定分析作為土壤評價(jià)重要的基礎(chǔ)參數(shù)，并且需要儀器操作，建議第三周安排專門的試驗(yàn)課指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)。

在教學(xué)中通過比較不同教學(xué)內(nèi)容與方法發(fā)現(xiàn)，土壤基礎(chǔ)學(xué)試驗(yàn)要在課程教學(xué)初期安排，雖然在初期課堂理論教學(xué)可能還未開展，但這樣可以在課程教學(xué)初期讓學(xué)生快速對土壤產(chǎn)生比較清晰的認(rèn)識和較深的印象，從而可以進(jìn)一步提升學(xué)生學(xué)習(xí)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(fù)中重要的基礎(chǔ)操作，建議安排1 次試驗(yàn)課教學(xué)。很多傳統(tǒng)的人為手動檢測方法樣品處理過程復(fù)雜、耗時(shí)耗力且易出錯(cuò)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、大型儀器的不斷普及及送測費(fèi)用的降低，很多傳統(tǒng)的人為手動檢測的方法正在逐漸被淘汰。因此，課堂教學(xué)也要與時(shí)俱進(jìn)，在課時(shí)有限的情況下，建議僅教授學(xué)生不能被機(jī)器替代的基本樣品處理過程，不建議占用課時(shí)學(xué)習(xí)傳統(tǒng)操作方法，對于最終檢測部分盡可能地采用現(xiàn)代化儀器測定分析，從而提高課堂教學(xué)效率。因此，此處僅需教授學(xué)生土壤消解及土壤水浸提液制備方法，對于提取液中有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀、鎘、銅等物質(zhì)組成絕大多數(shù)均可直接采用儀器檢測分析。一般環(huán)境專業(yè)也都會在環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境化學(xué)等課程中專門安排這些儀器操作試驗(yàn)，不需要重復(fù)學(xué)習(xí)。土壤陽離子交換量作為評價(jià)土壤各項(xiàng)指標(biāo)重要的參數(shù)，建議安排1 次試驗(yàn)課教學(xué)。

表2 前面試驗(yàn)部分是國內(nèi)高校土壤污染防治課程實(shí)踐教學(xué)的主要內(nèi)容。但這些內(nèi)容均為土壤學(xué)基礎(chǔ)試驗(yàn)。作為土壤污染防治課程實(shí)踐教學(xué)，還必須安排對應(yīng)的防治措施試驗(yàn)。建議增加表1 中比較基礎(chǔ)、簡單的修復(fù)措施試驗(yàn)。在課時(shí)緊張的情況下，植物修復(fù)這一章建議以課后作業(yè)的形式讓學(xué)生課后分組自己種植不同修復(fù)植物，相互對比。土粒分級和化學(xué)淋洗作為土壤污染修復(fù)中非?；A(chǔ)的操作，建議安排1 次試驗(yàn)課教學(xué)。微生物修復(fù)可以安排微生物降解簡單有機(jī)物試驗(yàn)，部分過程讓學(xué)生課后自主完成。熱力學(xué)修復(fù)作為土壤易揮發(fā)性污染物修復(fù)常用方法，建議安排1 次簡單的熱脫附試驗(yàn)課教學(xué)。對于條件比較好的高校可以開設(shè)氣相抽提、電動修復(fù)等更多修復(fù)措施試驗(yàn)操作，讓學(xué)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(shí)踐技能。

4 小結(jié)

中國土壤環(huán)境問題日益凸顯，引起社會廣泛關(guān)注，土壤污染已經(jīng)成為中國生態(tài)文明建設(shè)中面臨的重要環(huán)境問題。中國土壤污染防治工作任重而道遠(yuǎn)。高校培養(yǎng)適合中國國情、專業(yè)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?！皟敉帘Ｐl(wèi)戰(zhàn)”已經(jīng)打響，因此，在國家總體布局下，國內(nèi)各大高校要盡快提高土壤污染防治課程在學(xué)科發(fā)展與建設(shè)中的地位，大幅度加大理論與試驗(yàn)課時(shí)占比、投入，強(qiáng)化并鼓勵基礎(chǔ)科學(xué)研究，立足中國基本國情，充分注重該課程理論與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)和改革，在理論教育的基礎(chǔ)上進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)踐操作教學(xué)，從而保障該領(lǐng)域人才隊(duì)伍的建設(shè)。

在教學(xué)中通過比較不同教學(xué)內(nèi)容與方法發(fā)現(xiàn)，按照本研究中的理論與實(shí)踐方法教學(xué)可以較好地提高學(xué)生學(xué)習(xí)土壤污染防治課程的興趣和積極性，并且通過考試發(fā)現(xiàn)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)掌握的效果也明顯提升，可以作為該課程教學(xué)參考。