中国土壤环境科技与管理需求与展望

1、中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室土壤与环境生物修复研究中心土壤与环境生物修复研究中心中国科学院南京土壤研究所中国科学院南京土壤研究所骆永明骆永明一、需求分析一、需求分析二、研发展望二、研发展望1、国家对土壤环境污染防治的需求、国家对土壤环境污染防治的需求2、国家对土壤环境科技研发的需求、国家对土壤环境科技研发的需求1、耕地土壤污染加剧，严重威胁到国家、耕地土壤污染加剧，严重威胁到国家“米袋子米袋子” 和和“菜篮子菜篮子”民生工程，迫切需要修复污染耕民生工程，迫切需要修复污染耕地地 全国全国约约1.8亿亩耕地亿亩耕地受到受到重金属、农药、多环芳重金属、

2、农药、多环芳烃污染，使耕地丧失生烃污染，使耕地丧失生产力，对农产品（稻米产力，对农产品（稻米、蔬菜）质量安全和、蔬菜）质量安全和保保住住18亿亩（质量型）耕亿亩（质量型）耕地地“红线红线”产生巨大压产生巨大压力力2、国家实施国家实施“退二进三退二进三”、“退城进园退城进园”政策导致城市出现大政策导致城市出现大量重污染的企业场地，量重污染的企业场地，亟待开展风险评估与修复治理亟待开展风险评估与修复治理；未来的煤；未来的煤炭和石油等化石燃料将造成大量的炭和石油等化石燃料将造成大量的多环芳烃和汞沉降型土壤污染多环芳烃和汞沉降型土壤污染。北京：北京：四环路内四环路内200多家污染企业多家污染企业搬迁，

3、置换搬迁，置换800万万m2工业用地开发；工业用地开发；重庆：重庆：2010年，主城区的年，主城区的112家污染企业实施家污染企业实施“搬迁搬迁”147家家100家家数数10家家1000家家所有重污所有重污染企业染企业污染场地有污染场地有2020余万处，污余万处，污染面积约染面积约2020万平方公里万平方公里 大量煤矸石的露天堆放大量煤矸石的露天堆放产生严重的环境污染产生严重的环境污染周边及流域土壤酸化和周边及流域土壤酸化和多重金属复合污染多重金属复合污染3 3、金属矿区污染土壤迫、金属矿区污染土壤迫切需要生态修复和恢复切需要生态修复和恢复油田土壤污染油田土壤污染全国每年工业固体废弃物全国每年

4、工业固体废弃物排放量中排放量中85以上以上来自矿来自矿山开采，现有山开采，现有废矿渣废矿渣积存积存量达量达60-70 亿吨；煤矿亿吨；煤矿废水废水每年达每年达26亿吨，亿吨，废气废气达达1700亿亿m3，导致土壤环境导致土壤环境背景增加，叠加性污染。背景增加，叠加性污染。我国每年镉的平均消费量我国每年镉的平均消费量超过超过11000t。随着矿产需求。随着矿产需求量的增加，量的增加，矿产资源开发矿产资源开发范围和规模逐步扩大，范围和规模逐步扩大，矿矿物废弃和生产转化排放增物废弃和生产转化排放增加，加，企业、矿区及周边土企业、矿区及周边土壤中重金属污染将进一步壤中重金属污染将进一步加剧。加剧。4、

5、我国土壤污染的我国土壤污染的流域性和区域化态势凸现流域性和区域化态势凸现，确保区域整体环境安全和食物贸易任务日趋艰巨确保区域整体环境安全和食物贸易任务日趋艰巨据生态地球化学调查数据显据生态地球化学调查数据显示，我国长江、珠江、湘江示，我国长江、珠江、湘江、沿海经济带、松花江、辽、沿海经济带、松花江、辽河等流域出现河等流域出现以镉为主、铅以镉为主、铅、汞为辅的流域性、区域性、汞为辅的流域性、区域性异常异常；黄河流域高氟、高砷；黄河流域高氟、高砷、低碘异常；、低碘异常；东部广东地区（珠江三角洲东部广东地区（珠江三角洲）、中部的武汉地区（江汉）、中部的武汉地区（江汉平原）和西部的成都平原地平原）和西

6、部的成都平原地区出现了区出现了大面积汞、镉、砷大面积汞、镉、砷等有害元素高异常区，污染等有害元素高异常区，污染面积比面积比20年前明显扩大。年前明显扩大。数量增加、范围扩大，种类数量增加、范围扩大，种类增多，质量恶化，危害严重增多，质量恶化，危害严重 珠江珠江江汉江汉成都成都5、土壤环境成为土壤环境成为应对全球气候变化和自然应对全球气候变化和自然灾害灾害的现实的主体环境的现实的主体环境6、为履行国际履行国际环境公约和国家环境外交环境公约和国家环境外交，土壤环境数据的谈判份量日益凸现土壤环境数据的谈判份量日益凸现（POPs，沙尘（含DDT） n国务院国务院关于落实科学发展观，加强环境保护的决定关

7、于落实科学发展观，加强环境保护的决定中明确要求中明确要求“以防治土壤污染为重点以防治土壤污染为重点，加强农村环，加强农村环境保护境保护”。n在在国家中长期科学和技术发展规划纲要（国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2006-20202020年）年）中明确提出中明确提出“查明土壤污染成因，建立控查明土壤污染成因，建立控制及修复受污染上壤的技术体系制及修复受污染上壤的技术体系；减少土壤污染减少土壤污染”。n与中国环境宏观战略研究（与中国环境宏观战略研究（20092009）纲要具有高度的关纲要具有高度的关联性：联性：“尽快制定尽快制定城市、城郊和农村土壤环境污染预城市、城郊和农村土壤环境污染

8、预防和修复行动计划防和修复行动计划，有计划、分步骤地综合治理和修，有计划、分步骤地综合治理和修复工业、企业搬迁遗留场地的污染土壤复工业、企业搬迁遗留场地的污染土壤” ” 。关键：科技和管理进步关键：科技和管理进步2 2、国家对土壤环境科技研发的需求、国家对土壤环境科技研发的需求（1）国内外研究进展及与国际上的差距）国内外研究进展及与国际上的差距（续）（续）u土壤污染状况的基本信息土壤污染状况的基本信息缺乏缺乏确切了解确切了解u土壤污染过程、机理及风险系统深入研究很土壤污染过程、机理及风险系统深入研究很不够不够u土壤污染控制与修复技术刚刚土壤污染控制与修复技术刚刚起步起步，相应装备，相应装备匮乏

9、匮乏u土壤环境分析、监测、标准体系及其支撑技术土壤环境分析、监测、标准体系及其支撑技术薄弱薄弱u土壤环境政策机制与监管体系土壤环境政策机制与监管体系不健全不健全u土壤环保产业土壤环保产业尚未尚未形成，缺乏市场竞争力形成，缺乏市场竞争力（2 2）与发达国家的差距）与发达国家的差距科学上科学上（3 3）国家对土壤环境科技创新的需求）国家对土壤环境科技创新的需求土壤污染过程、多介质作用、影响规律土壤污染过程、多介质作用、影响规律技术上技术上土壤分析与诊断、污染控制与修复技术土壤分析与诊断、污染控制与修复技术设备上设备上土壤环境监测设备、土壤环境修复装备土壤环境监测设备、土壤环境修复装备监管上监管上土

10、壤标准、规范、法律法规、融资政策土壤标准、规范、法律法规、融资政策1、土壤环境系统与功能研究、土壤环境系统与功能研究2、土壤环境科技研究的九大方向、土壤环境科技研究的九大方向3、我国、我国“十二五十二五”土壤环境科技研发重土壤环境科技研发重点点1、土壤环境系统与功能研究、土壤环境系统与功能研究2、土壤环境科技研究的九大方向、土壤环境科技研究的九大方向3、我国、我国“十二五十二五”土壤环境科技研发重土壤环境科技研发重点点土壤类型多样性（中国土壤类型多样性（中国1:1001:100万土壤图）万土壤图）土纲土纲: 1414亚纲亚纲: 39: 39土类土类: 138: 138亚类亚类: 588: 58

11、8地球表层的土壤是与岩石、水分、空地球表层的土壤是与岩石、水分、空气、生物紧密相连的时空连续体气、生物紧密相连的时空连续体 交通交通工业工业烟雾烟雾干湿沉降干湿沉降城市城市郊区郊区农田系统农田系统径流径流沉降沉降地下水地下水河流河流排放排放土壤土壤渗漏渗漏 土壤环境：人类强烈干扰下地球表层系统连续体土壤环境：人类强烈干扰下地球表层系统连续体-自然与社会属性自然与社会属性食物链食物链土壤环境：内部土壤环境：内部- -界面界面- -外部外部内部内部 ( (根际根际) )外部外部界面界面土壤环境是一个系统，由土壤内部环境、外部环境及其土壤环境是一个系统，由土壤内部环境、外部环境及其界面环境三部分组成

12、。土壤环境系统是一个具有生命力界面环境三部分组成。土壤环境系统是一个具有生命力的活系统，包含着地的活系统，包含着地下下生态系统和以其为支撑的地生态系统和以其为支撑的地上上生生态系统。态系统。 光分解光分解化学分解化学分解生物降解生物降解挥发挥发氧化物氧化物淋洗淋洗作物吸除作物吸除毛细管流毛细管流吸附吸附粘土粘土 吸收与分泌吸收与分泌土壤内部环境是一个包括颗粒相（包括生物相）、溶液相和土壤内部环境是一个包括颗粒相（包括生物相）、溶液相和气体相的多相非均质体系：组成气体相的多相非均质体系：组成- -结构结构- -性质性质- -反应（相互作反应（相互作用、过程、机制）用、过程、机制）- -效应（效应

13、（对外部环境质量的影响对外部环境质量的影响）径流有机质有机质交通交通工工业业烟雾烟雾干湿沉降干湿沉降城市城市郊区郊区农田系统农田系统径流径流沉降沉降地下水地下水河流河流排放排放土壤土壤渗漏渗漏食物链食物链外部环境（一外部环境（一个与土壤相连个与土壤相连的水、气、生的水、气、生（动植物）、（动植物）、人）复合物质人）复合物质系统）对系统）对土壤土壤环境质量的影环境质量的影响。响。界面环境是在不同时空尺度上内外部环境之间物质循环界面环境是在不同时空尺度上内外部环境之间物质循环与能量交换的剧烈作用层（临界层：土与能量交换的剧烈作用层（临界层：土/水水/气气/生生/人）。人）。 交通交通工工业业烟雾烟

14、雾干湿沉降干湿沉降城城市市郊区郊区农田系统农田系统径流径流沉降沉降地下水地下水河流河流排放排放土土壤壤渗漏渗漏土土 壤壤 环环 境境 界界 面面三维立体空间界面三维立体空间界面 多尺度界面多尺度界面 有机有机-无机界面无机界面土壤土壤生态生态系统系统地下水位地下水位饱和状态饱和状态非饱和状态非饱和状态空隙充满水空隙充满水地下水地下水植物植物土壤环境：类型土壤环境：类型-组成组成-性质性质-条件条件-尺度尺度-功能功能-决策决策含水层含水层加强土壤环境系统与功能研究加强土壤环境系统与功能研究现代土壤环境科学应在研究土壤内部环境组现代土壤环境科学应在研究土壤内部环境组成、性质、成、性质、 条件、功

15、能及其时空变异性的同时，条件、功能及其时空变异性的同时，研究土壤内、外部环境要素（水、气、生、人）研究土壤内、外部环境要素（水、气、生、人）间的相互作用和相互影响，特别是界面过程。间的相互作用和相互影响，特别是界面过程。 科学认识土壤环境系统，深化了解土壤内、科学认识土壤环境系统，深化了解土壤内、外部及其界面环境的物质相互作用、循环、影响外部及其界面环境的物质相互作用、循环、影响及其调控途径，是面向农业生产、生态建设、环及其调控途径，是面向农业生产、生态建设、环境保护、安全健康和全球变化的现代土壤环境科境保护、安全健康和全球变化的现代土壤环境科学与技术发展的需要。学与技术发展的需要。1、土壤环

16、境系统与功能研究、土壤环境系统与功能研究2、土壤环境科技研究思路与九大方向、土壤环境科技研究思路与九大方向3、我国、我国“十二五十二五”土壤环境科技研发重土壤环境科技研发重点点需要突破的土壤环境科技与管理瓶颈需要突破的土壤环境科技与管理瓶颈监管监管技术技术科学科学理论、方法理论、方法规范、应用规范、应用原理、信息原理、信息标准、规范标准、规范立法、机制立法、机制去除、稳定去除、稳定解毒、设备解毒、设备规律、过程规律、过程机理、效应机理、效应 整体系统整体系统 有机联系有机联系总体思路与目标总体思路与目标 针对我国土壤环境污染突出问题，围绕保障针对我国土壤环境污染突出问题，围绕保障农产农产品质量

17、安全、饮用水质量安全、生态安全、人体健品质量安全、饮用水质量安全、生态安全、人体健康，以及应对全球气候变化与环境外交康，以及应对全球气候变化与环境外交的迫切需求的迫切需求，以，以创新国家土壤环境科学、技术与管理体系创新国家土壤环境科学、技术与管理体系为宗为宗旨，旨，分阶段、分步骤分阶段、分步骤地全面系统研究地全面系统研究土壤环境科学土壤环境科学基础理论、方法和关键基础理论、方法和关键技术及设备技术及设备，促进土壤环境，促进土壤环境科学与技术进步，建立土壤环境监管支撑技术体系科学与技术进步，建立土壤环境监管支撑技术体系，提升土壤环境管理水平，发展土壤环保新兴产业，提升土壤环境管理水平，发展土壤环

18、保新兴产业，促进土壤环境保护、生态建设与经济社会可持续，促进土壤环境保护、生态建设与经济社会可持续发展。发展。（先监管，后治理，重基础，抓支撑）（先监管，后治理，重基础，抓支撑）九大土壤环境科技与管理研究方向九大土壤环境科技与管理研究方向（1 1）土壤环境分析方法与标准参比物质）土壤环境分析方法与标准参比物质（2 2）土壤环境污染风险评估、基准与标准）土壤环境污染风险评估、基准与标准（3 3）土壤环境监测方法、技术与设备）土壤环境监测方法、技术与设备（4 4）土壤环境污染控制、修复技术与设备）土壤环境污染控制、修复技术与设备（5 5）土壤环境污染过程与调控机理）土壤环境污染过程与调控机理（6

19、6）土壤环境与食物安全、生态及人体健康）土壤环境与食物安全、生态及人体健康（7 7）土壤环境与流域、区域、全球变化）土壤环境与流域、区域、全球变化（8 8）土壤环境信息与应用技术）土壤环境信息与应用技术（9 9）土壤环境政策、资金机制与监管）土壤环境政策、资金机制与监管1、土壤环境系统与功能研究、土壤环境系统与功能研究2、土壤环境科技研究思路与九大方向、土壤环境科技研究思路与九大方向3、我国、我国“十二五十二五”土壤环境科技研发重土壤环境科技研发重点点研究重点（指导思想）：研究重点（指导思想）：“识源控污、削减风险识源控污、削减风险”n土壤污染调查、监测和评估：土壤污染调查、监测和评估：在全国

20、土壤污染调查基础上，对重要地区土壤污染在全国土壤污染调查基础上，对重要地区土壤污染进行加密调查；研究土壤污染影响规律与进行加密调查；研究土壤污染影响规律与成因趋势成因趋势；建立风险评估方法技术与；建立风险评估方法技术与优先修复场地清单；开展不同尺度土壤环境功能区划，提出土壤分区保护策略。优先修复场地清单；开展不同尺度土壤环境功能区划，提出土壤分区保护策略。n土壤污染过程与调控原理：土壤污染过程与调控原理：研究土壤复合污染研究土壤复合污染规律、过程机理及控制因素；规律、过程机理及控制因素；土壤环境新兴污染物分析、识别及污染面积估算方法；高背景区土壤重金属生物土壤环境新兴污染物分析、识别及污染面积

21、估算方法；高背景区土壤重金属生物有效性；地下食物网污染生态风险；复合及混合污染风险削减与净化原理，揭示有效性；地下食物网污染生态风险；复合及混合污染风险削减与净化原理，揭示土壤污染规律，建立科学方法和技术原理。土壤污染规律，建立科学方法和技术原理。n土壤污染控制修复技术与示范：土壤污染控制修复技术与示范：研发重金属、有机污染物、石油烃及其复合污染研发重金属、有机污染物、石油烃及其复合污染场地土壤及含水层、集约化高强度利用耕地土壤、矿区和油田区土壤和废弃地修场地土壤及含水层、集约化高强度利用耕地土壤、矿区和油田区土壤和废弃地修复的关键技术与装备，并进行示范和技术集成。复的关键技术与装备，并进行示范和技术集成。n建立标准、规范法规、监管制度：建立标准、规范法规、监管制度：制修订土壤环境质量基准与标准；研究土壤污制修订土壤环境质量基准与标准；研究土壤污染防治法；制定污染场地土壤保护监督办法；建立修复技术规范、融资机制与综染防治法；制定污染场地土壤