2003年9月24日~26日,以主题为“污染土壤修复与生态安全”的香山科学会议第212次学术讨论会在北京香山饭店举行。孙铁珩院士、王文兴院士、魏复盛院士、周启星研究员担任了本次会议的执行主席。来自国内外39个单位的60多位专家和学者出席了会议。本次会议的中心议题:1)土壤污染与农业环境质量;2)土壤污染诊断、生态过程与调控;3)污染土壤毒理效应与缓解机理;4)污染土壤防治与修复技术创新。
土壤污染生态学研究
孙铁珩院士作了题为“土壤污染生态与污染土壤生态修复”的主题评述报告。土壤是人类赖以生存的物质基础,是人类不可缺少、不可再生的自然资源,土壤污染具有隐蔽性与滞后性、累积性与地域性、不可逆转性和治理难而周期长等特点,土壤环境污染对人类的危害性极大,我国土壤污染已经非常严重,土壤环境工作者要千方百计探索灵敏的观测手段及早予以诊断,要下大力气寻求有效的方法及早进行治理与修复。他认为,我国已经全面实现了从以土壤肥力改善研究目标的农业土壤学阶段,进入到以环境质量改善为研究目标的环境土壤学阶段。要在已有研究基础上,研究污染土壤修复的新原理,为建立新的修复工艺与技术打下基础,从而适应污染土壤修复日益增加的需要。随着经济的全球化的进一步发展,生态环境问题也在不断发展中,新问题的产生和出现将涉及到国计民生、国家利益甚至国家安全。并呼吁,正视土壤环境污染问题,加强投入,系统和深入地进行土壤污染生态学的研究,寻求科学和有效的解决与控制方案,为人类构建美好环境,为推进社会的可持续发展而作出贡献!
王文兴院士在题为“土壤污染来源及前沿问题展望”的评述报告中指出,我国工业化带给了环境的最大负面影响之一是土壤污染,已有研究结果表明,我国土壤污染非常严重。土壤污染来源比大气、水的污染来源更为复杂,大气沉降、废水或污水灌溉、工业废渣与城市垃圾以及不合理的农药施用是当前造成我国土壤环境污染的4大污染来源。全球土壤污染物源与汇及在自然界的循环已进行多年的研究,虽已取得很大进展,但由于基础资料可靠性差,参数复杂,尚未很好的解决。半个世纪以来,我国各类污染物累积排放总量、沉积强度、土壤中的浓度分布、特别是不能降解的重金属,迫切需要进行一次全国性的土壤污染普查,以期查清土壤污染的现状、性质和地区分布。在区域尺度上查清土壤污染物的源与汇,污染物在土壤系统中的生物物理化学行为,及其生态过程的机理和动力学,以及土壤污染物对土壤生态系统的影响,土壤污染防治以及污染土壤的修复是国家环境安全的重要组成部分,应进行深入研究。
土壤污染与农业环境质量
我国土壤环境中重金属(如Cd、Pb、Hg、As、Cu和F等)和持久性有机污染物(如多氯苯、二恶英、2,4-D)含量逐年上升,环境激素(如乙烯雌酚)污染日益严重,开展污染土壤修复研究、发展污染土壤修复技术已十分紧迫。鉴于目前许多大中型工厂或工业企业搬离城市而让出土地作为城市建设用地这一较普遍现象,城市工厂搬迁后的土地作为建筑用地存在很大生态风险,要引起各级领导重视,必须进行科学的生态风险评价,又需进行系统的清理与修复。
我国土壤特别是农田土壤污染日趋严重,环境污染致使我国土壤质量严重下降。土壤污染造成了农产品污染,对人体健康产生严重的不良影响。在北京、沈阳、广州、天津、南京、兰州和上海等许多重点地区,癌症等疾病的发病率和死亡率明显高于没有污染的对照区的数倍到10多倍。需要系统开展土壤污染临界值或基准值的研究,制定出符合我国国情的、科学的和全面的土壤环境质量标准。土壤环境质量的评价或污染表征方法尚处于发展中,特别是利用有效态作为评价标准的问题目前尚未解决,如何将总量与有效态和生物效应相结合、或制定出以有效态为基础的土壤环境质量标准应是土壤环境质量评价中的重要内容。
土壤污染诊断、生态过程与调控
有一位专家概述了土壤污染物行为微观机理研究的进展与问题,从尺度效应(块金常数)的角度阐明了微观研究与宏观研究的联系;论述了多介质归趋模拟的理化与实践意义;提出了该研究方向,研究内容与科学前沿,指出界面微环境-形态-生物有效性的研究应该是今后的研究重点。土壤是生态系统的核心介质,但过去一直是受重视程度最低的介质。土壤在环境体系中起着承上启下的作用,应该把注意力放到土壤污染的防治上,才能根治水和大气的污染问题。土壤环境科学研究对土壤污染诊断灵敏方法的需求十分迫切,对土壤重金属和有机污染作出正确诊断十分重要。鉴于目前以污染物环境有效性为污染诊断的判剧的呼声越来越强烈,但是环境有效性,特别是生物有效性只是一个模糊的概念,需要今后加大科学投入予以系统研究。“土壤健康”是一个越来越受到关注的概念。
对土壤污染进行科学研究是小康社会奋斗目标对资源与环境的要求,富裕就是指提供充足的安全食品、资源和能源,而干净则需要防治环境污染、修复被污染环境,安全则包括环境安全与生物安全以及预防和减轻自然灾害,和谐则意指建设优美协调的生态环境。当前迫切需要解决的科学与工程问题有:1)土壤中污染物的浓度水平、污染源、贡献率及控制;2)不同类型、不同功能土壤的环境质量标准;3)如何控制污染物在土壤-植物系统中的吸收积累,确保农产品安全?4)如何在土壤污染地区生产优质农产品?5)如何经济、有效地修复污染土壤?
污染土壤毒理效应与缓解机理研究
污染土壤生态毒理学研究,是环境科学的学科生长点,属于环境化学学科的新分支之一,还是污染生态学的重要组成部分;污染土壤的修复,有赖于污染土壤生态毒理学研究的进展。联合毒性效应与土壤“互作态”的新概念,新型疾病与污染土壤的关系、污染致毒过程与分子机理及生物标记、毒性试验方法的可比性与标准化问题和污染土壤的脱毒过程与缓解机理,它们是今后该领域主攻的重点。其主要内容包括:1)新型疾病与环境介质(水、土壤和大气)污染的关系;2)污染土壤的致毒过程、脱毒缓解及应用;3)土壤污染生态过程及其化学的动力学;4)化学污染物互作态及其对化学污染物的生态毒性与生物可利用性影响;5)污染土壤修复基准;6)生态系统化学污染阻控新方法与新技术。
土壤污染的缓解机理正逐渐成为污染土壤修复关注的热点之一。研究热点主要有:1)老化效应;2)根际效应;3)固定或活化作用;4)微生物解毒作用;5)植物适应性反应。
研究土壤中农药的结合残留,不同形态结构残留物在生物活性,结合残留物再次释放过程中土壤微生物生态效应及其安全性评价等,是今后可深入开展的研究内容。这些研究成果将为土壤中有毒有机污染物毒性的快速诊断、污染土壤的修复、监测,土壤环境质量评价及制定相关的环境标准提供科学依据。
污染土壤防治与修复技术创新
煤焦油污染土壤是工业发展的历史遗留,目前我国所面临的挑战极为严峻,迫切需要提供一种对环境友好、经济的修复混合煤焦油污染土壤的方法或技术体系。表面活性剂协助修复煤焦油污染土壤具有广阔的应用前景,但有许多不确定因素,今后应加强多学科联合攻关。
污染土壤防治主要有两个方面的内容:一是源头控制,即有效地降低污染物的排放,这主要有赖于国家环境政策与法规的不断完善和工矿企业技术革新等方面,属于土壤污染的上游工作;第二个方面是土壤污染防治的技术层面,即污染土壤的修复,其关键科学问题是污染物在土壤与其它环境和生物介质之间的通量及其调控技术。建议加强以下一些方面的研究:1)结合修复研究开展土壤中污染物生物可给性和污染物生态毒理学的研究,建立土壤污染风险评价的方法手段和指标体系;2)开展我国不同生态环境条件下与土壤污染修复有关的植物与微生物资源的调查,并建立数据和种质资源库;3)开展与我国特有生物资源有关的分子生物学和生物技术的研究,挖掘植物和微生物的有效基因,及其在土壤修复中的运用;4)加强植物-微生物联合修复在污染土壤修复中的运用;5)加强理论联系实际,在实验室开展基础理论研究的同时,鼓励科学家将实验室的研究成果运用到实际田间条件,从而真正为保障国家生态安全提供决策咨询和建立技术平台。
建议
对于解决我国土壤污染及其有关的生态安全问题,专家们一致建议:
1. 国家和政府应从生态安全、食品安全和国家安全以及土地资源保护利用的战备高度,对土壤污染和污染修复予以重视。
2. 加大对污染土壤修复与生态安全的基础性、探索性研究的支持力度;国家自然科学基金、重大基础研究和攻关项目等尤应加强支持解决污染土壤问题的原始创新研究;增加陆地生态过程、污染土壤修复与生态安全国家重点实验室建设。
3. 开展中国土壤环境质量基准的系统研究,对现有土壤环境背景值进行校正,改进土壤有毒化学品分析测试方法,尤其要发展、研制土壤污染快速诊断技术,以及推进我国土壤污染控制的立法。
4. 为了搞清新型疾病的发生与土壤污染的关系,今后几年应加强以下科学问题的研究:1)土壤中污染物的生物有效性与可利用性;2)土壤污染的生态化学过程及分子机理;3)土壤污染胁迫下生物致毒动力学过程与分子生物学机理及生物标记;4)污染土壤的脱毒过程与缓解机理;5)污染土壤的生态适应性反应机理及其遗传调控。
5. 实施土壤污染源头控制,尽快从国家层面上制订相应的法规制度,鼓励开发高效、低成本与无风险污染土壤的修复技术,从实际出发实施污染土壤修复的实际应用与商业化,建立污染土壤修复技术规程、国家研究网络、数据库和修复菌种与种子库。
6. 应用生态学原理,对污染土壤实施全过程控制,尽快建立污染土壤修复标准,加快污染土壤修复材料(表面活性剂、超富集植物、低积累作物、专性降解微生物、工程菌等)的筛选与性能改良,在全国范围内建立不同环境条件和不同污染类型的污染土壤修复示范工程。
参会人员名单:
孙铁珩 院士 中科院沈阳应用生态所
王文兴 院士 中国环境科学研究院
魏复盛 院士 中国环境监测总站
周启星 研究员 中科院沈阳应用生态所
李培军 研究员 中科院沈阳应用生态所
郭书海 研究员 中科院沈阳应用生态所
宋玉芳 副研 中科院沈阳应用生态所
刘登义 教授 安徽师范大学校办
孙丽娜 教授 东北大学
王元晶 副研 工程院
马奇英 美国
张高勇 院士 中国日用化学工业研究院
王仁卿 教授 山东大学
谢正苗 教授 浙江大学
海热提 研究员 北京化工大学
吴德意 副教授 上海交通大学
杜卫兵 博士生 中科院华南植物研究所
王 艳 副教授 上海交通大学
董金凤 教授 武汉大学
曹云者 博士 中国环境科学研究院
籍国东 博士 北京大学
王金生 教授 北京师范大学
周 培 副教授 上海交通大学
王艳芬 副教授 中科院研究生院
吴启堂 教授 华南农业大学
祝廷成 教授 东北师范大学
朱利中 教授 浙江大学
潘根兴 教授 南京农业大学
陆贻通 教授 上海交通大学
黄子蔚 研究员 中科院新疆生态与地理所
朱永官 研究员 中科院生态环境研究中心
黄巧云 教授 华中农业大学
仇荣亮 教授 中山大学
黄昌勇 教授 浙江大学
程全国 教授 沈阳大学
张吉娜 高工 中科院沈阳应用生态所
马文奇 教授 河北农业大学
朱 琳 教授 南开大学
陈怀满 研究员 中科院南京土壤所
和文祥 副教授 西北农林科技大学
程光旭 教授 西安交通大学
周培疆 教授 武汉大学
陶 澍 教授 北京大学
熊治廷 教授 武汉大学
王春霞 研究员 国家自然科学基金委会
陈吉宁 教授 清华大学
李玉浸 研究员 农业部
王晓蓉 教授 南京大学
沈德中 教授 中国农业大学
陈同斌 研究员 中科院地理科学与资源所
蒋 新 研究员 中科院南京土壤所
单孝全 研究员 中科院生态环境研究中心
廖柏寒 教授 湖南农业大学
孙红文 教授 南开大学
徐亚平 工程师 农业部
王 慧 副教授 清华大学
唐海英 高级农业师 工程院
金龙珠 研究员 国家自然科学基金委员
韩存志 研究员 香山科学会议