特约主编致读者

特约主编致读者  陈世宝 土壤是人类赖以生存的最基本和最重要的自然资源。土壤环境质量与生态安全是支撑我国生态文明建设的重要基础,也是我国经济和社会可持续发展的重大民生问题。随着我国社会和经济高速发展,土壤不断遭到各种“有害”物质的污染。土壤污染的发生特征与土壤的特殊地位和功能是分不开的。土壤污染具有多来源、迁移多途径、过程多因素及时空分异的环境演化特征。首先,土壤是人类生存环境基本要素之一,大气或水体中的污染物质通过迁移、转化后进入土壤,使土壤遭受污染;其次,在农业生产中,为了提高农产品的产量和品质,人们大量施用化肥和农药,过量的化肥和农药造成土壤污染;此外,土壤历来就作为工业与生活废物（废渣、污水和垃圾等）的处理场所,大量有机和无机污染物随之进入土壤。万物土中生,土壤污染是农产品质量不安全的源头。当今,由土壤污染引起的农产品质量与安全问题越来越引起社会的广泛关注,也给我们的生活带来了诸多不利影响。土壤污染主要包括重金属污染、农药和持久性有机物污染、过量化肥施用引起的氮和磷污染等多方面。土壤调查结果显示,目前我国有近3亿亩耕地受到不同程度污染,约占耕地总面积的1/6,每年仅因土壤重金属污染带来的直接经济损失超过数百亿元,因土壤污染引起的人体健康与环境群发事件已引起社会各界高度关注。近年来,尽管我国各级政府对土壤污染的关注不断提升,由于土壤污染具有隐蔽性、不可逆性和长期性,与水体和大气污染相比,土壤污染的趋势还远未得到有效遏制。 农田土壤环境质量的不断恶化,将直接影响我国农田生态系统的食品安全、人体健康和经济的可持续发展,同样会给我们生存环境带来危害。土壤既是环境污染物的“汇”,也是其他环境要素污染的“源”。土壤受到污染后,土壤中的污染物将通过多种方式溶在水中或以粉尘形式飘在空中,导致水环境和大气环境质量下降,致使天不再蓝,水不再碧;而对于农产品的质量安全而言,“净土”是“洁食”的前提和基本保障,唯有净土才能洁食,才能保证人体的健康,最终才能保障整个社会的稳定与发展。 土壤污染与人为不合理的污染物排放或生产活动密切相关。最近30多年来,工业化、城市化、农业集约化的快速发展以及人们对土壤资源高强度的开发利用,使大量未经处理的固体废弃物向土壤转移,过量的化肥与农药在土壤中残留,含重金属超标的污水灌溉等造成我国大面积农田土壤发生显性或隐性的重金属污染。由此,针对我国土壤污染的特征与防治现状,全局性、前瞻性地开展我国土壤污染防治科技发展战略研究,全面提升我国土壤污染防治科技创新能力,是新时期我国生态文明建设的重要内容之一,也是落实《土壤污染防治行动计划》和《土壤污染防治法》工作的重要科技保障。 近10多年来,美国、欧洲、日本等发达国家针对土壤污染的成因与过程、污染物毒性评价及污染土壤治理技术等方面开展了系统的基础理论与技术研发,在土壤污染物源解析、多介质与多界面传输过程及不同尺度预测模型等方面取得突破性进展,构建了基于不同土壤污染物的毒性数据库和土壤污染风险识别方法与风险评估体系,并形成和发展了较完整的土壤环境监测方法、技术及污染土壤修复技术体系。相比而言,我国在土壤污染研究的基础数据信息、多尺度下土壤环境污染物的界面过程、污染物的环境迁移转化与生态健康效应及土壤污染监测与预警体系等相关领域的研究相对滞后,相关基础研究难以满足当前我国土壤污染防治工作的需求。基于此,本专辑共收录论文22篇,汇集了土壤污染监测与土壤环境质量评价、土壤与地下水污染风险评估及污染土壤修复研究的若干最新研究成果。其中,5篇论文是针对土壤中新型污染物抗生素环境监测方法、全国土地质量地球化学调查及土壤中重金属等元素分布模式的驱动机制与互动过程等研究的,4篇论文有关土壤中不同污染物健康风险评估及污染土壤等级划分,不同类型污染土壤修复技术研究有7篇论文,土壤污染与地下水化学特征及其成因相关研究的文章有5篇,农田土壤污染防治相关研究进展的文章有1篇。值得一提的是,本专辑有幸收录了成杭新等和李括等的2篇关于我国土地质量地球化学调查20年相关成果及表生地球化学动力学与土壤中化学元素分布模式的驱动机制相关的力作,论文对我国近20年来耕地地球化学状况、省会城市土壤环境质量状况、主要淡水湖泊沉积物环境质量状况及主要农耕区土壤碳库变化等方面的调查成果做了较全面的总结,相关研究结果揭示了时空大尺度中国土壤环境质量变化趋势并为今后我国土地管理与土壤污染防治工作提供了很好的借鉴。通过本专辑相关论文的发表,以期为我国土壤污染防治的环境污染监测技术、污染物健康风险评价、污染土壤修复、土壤污染风险评估及管控技术等方面的研究提供参考。土壤污染与防治,除了开展上述基础研究外,还要大力开展土壤与环境质量保护的宣传与科普工作,让全社会认识到唯有“净土”才能“洁食”,“净土”与“蓝天、碧水”是同等重要的国家生态与环境安全发展的长远战略问题。 感谢所有作者、审稿专家及编辑部全部工作人员在本专辑出版过程中的辛苦付出！     

广州某地块污染场地土壤调查评价及修复方案探析

城市土壤是城市生态环境系统的有机组成部分,影响到城市生态环境质量和人体健康。随着城市快速发展,造成城市土壤污染、侵蚀、酸化和硬化以及土壤生物和植被退化等一系列较为严重的城市环境问题。本文通过对广州某商业地块污染场地土壤、地下水的调查和采样分析测试,查明污染场地主要污染物类型和特性及起火原因,对其进行综合环境质量评价,为污染场地适宜性风险评估及污染场地治理修复提供科学依据。调查结果表明,研究区土壤和水中的部分指标含量较高,环境质量受到影响。针对主要污染物磷的特性,建议采用化学修复方案措施与对策,使污染场地达到无害化处理目的,为政府相关部门决策提供参考依据。     

安徽省宣城市南部地区土壤重金属元素地球化学特征

利用1∶25万土地质量地球化学调查数据分析和研究了安徽省宣城市南部地区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种重金属元素的地球化学特征以及重金属异常来源。调查发现地质背景是土壤元素含量的主控因素,调查区表、深层土壤重金属元素含量空间分布特征与地质背景、沉积环境表现出显著的空间一致性,重金属高含量成土母岩(荷塘组、皮园村组、蓝田组等地层)是土壤重金属元素高异常的主要影响因素,此外矿山开采、大气干湿沉降也是土壤重金属高异常的影响因素之一,土壤中Pb、Hg、Cd、Cr元素具有大气干湿沉降的输入来源。调查区土壤重金属污染风险主要影响指标为Cd,土壤Cd超过农用地土壤污染风险管制值的样品比例为2.56%,形态分析结果显示土壤Cd以离子交换态为主,结合农作物调查发现在土壤Cd高异常区存在一定的生态风险。     

土壤剖面元素分布及其地质、环境意义

土壤垂直剖面上物化性质，矿物和化学组成的深入研究，可以提供有关成土母质，成壤演化作用的重要信息，识别人类活动叠加的污染强度和影响深度，为土壤地球化学背景值调查，土壤污染及其生态环境影响的评价，环境地球化学灾害的监控与预菟研究提供科学的方法和依据。根据广东珠江三角洲，湖北江汉平原，四川成都盆地部分土壤剖面实测资料，分析研究了土壤化学组成的剖面变化与成土母质类型及组成，土壤成熟度和污染影响的关系。探讨了土壤剖面地球化学特征的地质与环境指示意义，判断分析了土壤受到的污染叠加作用及其影响深度。     

土壤元素污染等级划分方法及其应用

以土壤中有毒有害元素含量为依据,以元素污染叠加程度为准则,提出了土壤污染等级标准的确定方法。长江三角洲、福建沿海地区的试验研究表明,表、深层土壤成土母质具有同源性,元素含量具有较好的相关性,深层土壤基本不受人类活动的影响,基于深层土壤元素含量确定的地球化学基准值是土壤污染等级划分的基础依据,据此建立了长江三角洲地区土壤污染等级标准,取得了该地区土壤污染等级划分结果。根据土壤污染成因及其生态环境意义,厘定了不同土壤污染等级的内涵。研究认为土壤污染等级区的生态效应需综合各种因素进行分析。     

2011—2020中国应用地球化学研究进展与展望之生态地球化学

生态地球化学在调查的基础上,以元素在不同生态系统中的循环为主线开展生态地球化学评价,通过输入输出通量调查和重访监测掌握元素循环的发展规律,从而对元素、化合物和其他地球化学参数的发展趋势进行预测预警,并提出开发或修复建议。近十年,该学科在实践应用的基础上进行理论框架和技术方法的不断拓展,不仅产生了大量技术标准、论文和专著等书面成果,还在污染控制、土地资源合理利用、特色农产品开发、土壤碳汇和抑制气候变化等方面产生了积极作用。在理论研究和应用实践需求的推动下在土壤碳库与全球变化、土壤重金属高背景产生机制、土地质量地球化学评价、土壤有益元素开发和土壤污染修复等方面不断产生分支研究方向。主要回顾和总结2011年以来,我国生态地球化学学科研究进展。     

土壤重金属生物有效性研究进展

土壤重金属污染具有巨大环境风险。笔者围绕土壤重金属元素生物有效性(可给性)概念、元素形态与有效性影响因素、有效态(可给态)实验技术,综述了国内外研究现状。土壤金属元素形态和生物有效性取决于其地球化学行为、元素成因来源、土壤理化条件(p H值、有机质、粘土矿物与化学活性矿物、土壤粒级组成等)以及植物根际效应等。选择性单步提取和连续提取是检测土壤元素形态、有效态的有效和可行方法。针对手—口是土壤铅等污染物在儿童群体暴露的重要途径,发展了生物可给态体外试验方法。土壤污染物生物有效性和可给性已成为土壤污染风险评价的重要指标参数,实验成果也为土壤污染修复提供了重要依据。     

地质勘查在污染地块土壤污染状况调查工作中的重要作用——以重点行业企业用地调查为例

随着经济的增长,导致污染地块逐渐增多,已严重影响社会发展和进步。土壤污染问题成为亟需解决的重大环境问题和全面建设小康社会的突出问题。土壤污染防治是打好打赢污染防治攻坚战的重要内容,也是保护和改善生态环境,保障公众健康的一项重要措施。国家也出台了相应得到法律法规,尤其是土壤污染防治法的实施,扎实有序的推进净土保卫战。污染地块的生产格局、污染物类型与地质条件共同影响污染物分布特征,但以往土壤调查布点时往往仅从分区布点或者系统布点出发,未全面考虑地质条件对污染物迁移的影响,尤其是取样深度缺乏针对性。本文从污染地块土壤调查出发,以某化工企业地块为例,探讨了地质勘查在污染地块土壤污染状况调查中的重要作用。从调查结果看,通过地质勘查数据,不仅能使布设的土壤点位和采集的土壤样品深度更具科学性和代表性,设计的地下水监测井位置、深度和滤水管设置更符合地块地下水流场特征,而且获取的土壤和地下水污染深度及范围更加准确,既能够起到节约调查经费、提高调查结果准确性的作用,同时也可提高污染地块修复效果。     

航空高光谱反演耕地土壤重金属分布特征——以苏北灌河地区为例

为探索航空高光谱遥感开展大比例尺、大面积土壤重金属含量和分布特征快速调查的技术方法和工作流程,以苏北灌河地区为例,利用国产高光谱成像仪和自主集成的航空高光谱遥感测量系统获取影像光谱数据,通过数据预处理、CARS特征波段选择及BP神经网络建模反演等方法,建立了从数据获取到数据分析评价的工作流程,反演了土壤重金属元素含量,展示了其空间分布特征.与传统地球化学调查数据进行对比分析,结果显示高光谱反演成果与地球化学调查的重金属浓度空间分布特征吻合度较高,验证了航空高光谱反演耕地土壤重金属分布特征的可靠性.在区域性耕地土壤重金属污染调查评价方面,航空高光谱遥感能够快速、及时地获取土壤污染及相关信息,并具有很好的实用性和经济性.     

山东省东部地区土壤地球化学特征及污染评价

以山东省东部地区农业生态地球化学调查取得的区域土壤地球化学数据为依据,研究了区内54种元素或指标的土壤地球化学基准值和背景值与全国土壤的差异。通过对比区内土壤基准值与背景值的变化,认为本区大部分元素或指标在表层土壤中的含量继承了成土母质,后期人类活动对其影响较小,Zn、Pb、Cu、Se、Cd、S、P、Hg、N、OrgC等元素或指标在表生作用或人类活动等因素影响下,其分布分配特征产生明显变化。本文通过对表层和深层土壤元素相关系数的研究,认为深层土壤元素地球化学含量可表征表层土壤原始沉积的地球化学含量;讨论了人为活动导致土壤污染的评价方法,莱州—招远—烟台和牟平—乳山金矿集中区以及人口密集的城镇地带表层土壤中Hg、Cd、Pb、As、Zn、Se、S等元素污染严重。地质背景和人类活动(采金污染、工业生产、城市人口密集生活等)的共同作用,是造成环境中有害元素含量较高的主要原因。     

土壤环境质量标准的制定原则与方法

土壤质量标准是土壤环境质量评价的基础依据。初步分析了西方发达国家土壤环境质量研究现状，着重论述了中国土壤环境质量标准的应用情况及存在的问题，考虑土壤污染物生物毒性的影响因素，结合当前多目标地球化学调查的成果资料，提出了研究建立区域性地方标准的基本原则。     

江都市土壤重金属分布特征及污染评价

江都市土壤重金属含量分布及污染现状评价结果显示,江都市土壤环境质量总体良好,但局部地区土壤污染严重,其中通扬运河以北地区土壤环境质量优于通扬运河以南地区。土壤中镉、汞、锌含量空间分布不均匀,局部土壤含量超过国家土壤二级标准,由点源污染所致,其中镉、汞为江都市土壤主要致污染因子,导致局部土壤严重污染。建议对不同污染程度土壤土地采取不同利用方式,需进行合理调整规划。     

Geochemical Evaluation of Soil Quality in Menyuan County of Qinghai Province北大核心CSCD

青海省门源县内林草地面积大于44万公顷,耕地仅不到4.2万公顷,林草地资源丰富。2016年在门源县地区开展了1：25万土地质量地球化学评价工作,是青海省首次在大面积林草地区开展1：25万土地质量地球化学调查工作,具有较好的示范作用。通过评价土壤养分、土壤环境等级划分了土壤质量地球化学综合等级,结果表明：门源县土壤质量一等优质土壤占比92.4%,二等良好土壤占0.8%,三等中等土壤占5.6%,四等差等土壤占0.9%,五等劣等土壤占0.3%。通过项目实施可服务门源县土地资源管理,为门源县土地规划利用、农业种植结构调整及生态环境治理等提供依据,助力门源县绿色有机农畜产品输出地建设。     

福建省长汀县重点水土流失区土壤元素地球化学特征及其指示意义

针对水土流失演化过程中元素地球化学迁移规律这一重要科学问题,对福建省长汀县重点水土流失区开展了土地质量地球化学调查,查明了水土流失区土壤元素地球化学特征,对土壤养分丰缺以及土壤环境生态风险进行了评价。长汀县重点水土流失区土壤养分相对福建省背景值偏低,表现为土壤养分缺乏,土壤重金属含量普遍较低,无土壤环境质量风险。由不同成土母岩形成土壤的元素含量差异明显:侏罗纪碎屑岩发育的土壤表现为元素贫化,而变质岩发育的土壤表现为元素富集。对比不同程度水土流失区土壤元素含量的差异,发现随着水土流失程度的加剧,土壤中N、P、有机质等营养元素发生流失显著,As、Cd、Hg等重金属元素随水土流失的演变而发生扩散。     

基于镉污染风险的湖南省龙山县百合种植区安全区划

湖南省龙山县作为我国重要的百合生产基地县之一,其土壤却存在一定程度的镉(Cd)污染风险。同时,百合作为一种食药同源的植物,其食用和药用的质量安全标准不一致。因此,在龙山县提出百合种植区安全区划具有重要意义。笔者等在龙山县耕地采集326件表层土壤样品和70件百合样品(配套根系土样),在分析土壤及百合中Cd的含量和土壤中氧化物、有机质、pH等指标的基础上,探讨Cd生物有效性的影响因素,并据此建立百合Cd生物富集系数预测模型,结合土地质量地球化学调查数据预测耕地的百合Cd含量,给出百合种植区安全区划及建议。结果表明,研究区土壤存在Cd污染风险,百合具有质量安全问题。研究区Cd的生物有效性受到土壤CaO、S、P、K₂O含量和土壤pH的共同影响。与多元线性回归模型相比,随机森林模型能够更好地预测百合Cd生物富集系数。百合种植区安全区划显示,研究区食用百合优先种植区、药用百合优先种植区、药用百合次级种植区、结构调整种植区面积占比分别为1.49%、92.71%、2.88%、2.92%,建议大力开发药用百合农产品。该研究成果将Cd污染风险耕地的安全利用与食药同源农产品的质量安全有...     

基于镉污染风险的湖南省龙山县百合种植区安全区划

湖南省龙山县作为我国重要的百合生产基地县之一,其土壤却存在一定程度的镉（Cd）污染风险。同时,百合作为一种食药同源的植物,其食用和药用的质量安全标准不一致。因此,在龙山县提出百合种植区安全区划具有重要意义。笔者等在龙山县耕地采集326件表层土壤样品和70件百合样品（配套根系土样）,在分析土壤及百合中Cd的含量和土壤中氧化物、有机质、pH等指标的基础上,探讨Cd生物有效性的影响因素,并据此建立百合Cd生物富集系数预测模型,结合土地质量地球化学调查数据预测耕地的百合Cd含量,给出百合种植区安全区划及建议。结果表明,研究区土壤存在Cd污染风险,百合具有质量安全问题。研究区Cd的生物有效性受到土壤CaO、S、P、K2O含量和土壤pH的共同影响。与多元线性回归模型相比,随机森林模型能够更好地预测百合Cd生物富集系数。百合种植区安全区划显示,研究区食用百合优先种植区、药用百合优先种植区、药用百合次级种植区、结构调整种植区面积占比分别为1. 49%、92. 71%、2. 88%、2. 92%,建议大力开发药用百合农产品。该研究成果将Cd污染风险耕地的安全利用与食药同源农产品的质量安全有效衔接,完善了受污染耕地安全利用的工作方法,为推动龙山县百合产业发展提供了科学依据。     

土壤污染地球化学标准及等级划分问题讨论

全国多目标区域地球化学调查发现有害元素广泛分布引起极大关注。土壤污染将长期危及生态系统和人类生存安全。制定土壤污染等级标准十分重要。国家土壤环境保护标准体系中,土壤污染等级标准是针对调查发现的污染进行量度划分,土壤环境质量标准是依据污染对环境影响程度确定临界值,土壤污染评价标准是针对存在问题进行科学研究的指标。土壤污染等级采用统一的分级标准,划分为国家级、流域级、省级和地市级。标准制定是一个由局部到全局的认识,又由全局到局部的决策过程。在多目标区域地球化学调查基础上首先制定土壤污染标准及划分污染等级是笔者的主导思想。     

内蒙古鄂伦春旗东部主要农耕区土壤有机碳含量及主要影响因素分析

利用鄂伦春自治旗东部主要耕地区1：25万土地质量地球化学调查数据,查明了研究区内表层和深层土壤有机碳储量和有机碳密度分布特征,分析了研究区内土壤有机碳储量、有机碳密度与土壤类型、土地利用方式之间的关系,探讨了土壤类型和土地利用方式对土壤有机碳的作用机理.结果表明研究区内土壤有机碳含量分布不均,土壤类型和土地利用方式是土壤有机碳储量和有机碳密度的主要影响因素.     

基于地球化学数据的有毒元素潜在生态危害评价研究——以内蒙古自治区敖汉旗为例

环境中不同的污染物可经过各种迁移转化途径,通过食物链进入人体,对人体的健康带来威胁.土壤污染物中以重金属比较突出,其中Hg、Cd、Pb、Cr以及类金属As等对生物毒性显著,Zn、Cu、Ni、Co、Sn等对生物的毒性一般.利用1：5万敖汉旗幅水系及土壤地球化学勘查所取得的数据,采用单因子污染指数法评价单元素污染程度,并采用重金属元素毒性响应系数评价区域有毒元素潜在风险,得到研究区主要潜在生态危害元素为Cd、Pb、As,其中Cd元素危害最大,主要潜在污染因素为采石场、采矿场、垃圾场等人为地质作用因素以及原生地质环境因素.