人居環(huán)境科學(xué)下的化工棕地治理

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摘要：隨著我國(guó)城市用地的緊缺，越來(lái)越多的棕地被加以改造利用，化工類(lèi)棕地污染最強(qiáng)、危害最大，需要特別關(guān)注治理。文章通過(guò)對(duì)化工類(lèi)棕地存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，從人居環(huán)境科學(xué)的視角下探討了化工類(lèi)棕地治理的具體策略。

關(guān)鍵詞：人居環(huán)境科學(xué)；化工；棕地；多學(xué)科

引言

棕地，是與綠地相對(duì)應(yīng)的概念，各國(guó)對(duì)棕地都有各自的定義。在我國(guó)，泛指因人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)而造成的已存在或潛在的污染場(chǎng)地。我國(guó)正處于城鎮(zhèn)化發(fā)展的快速時(shí)期，面臨著極大的用地短缺問(wèn)題，棕地的開(kāi)發(fā)與再利用，對(duì)彌補(bǔ)城市用地緊張以及優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)起到了重要作用。但我國(guó)現(xiàn)在對(duì)棕地的治理往往以經(jīng)濟(jì)利益為目的，開(kāi)發(fā)具有很大的盲目性，開(kāi)發(fā)形式過(guò)于單一化，重治理、輕再生，沒(méi)有進(jìn)行整體化、人性化考量。棕地的再生歸根到底是為人所服務(wù)的，是為了滿(mǎn)足城市的發(fā)展需求、滿(mǎn)足人的生產(chǎn)生活需要。因此，從人居環(huán)境的視角下對(duì)棕地的再生進(jìn)行探討，具有極大的社會(huì)意義。

1人居環(huán)境科學(xué)

人居環(huán)境泛指人類(lèi)集聚或居住的生存環(huán)境，特別是指建筑、城市景觀、風(fēng)景園林等人為建成的環(huán)境。因此，人居環(huán)境科學(xué)就是以人類(lèi)聚居為研究對(duì)象，探討人與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)[1]。與傳統(tǒng)的建筑學(xué)不同，人居環(huán)境科學(xué)考慮的是人與環(huán)境這個(gè)巨大系統(tǒng)里的不同層次、不同區(qū)域的問(wèn)題。這一問(wèn)題涉及面廣、問(wèn)題域多，因此需要建筑學(xué)、社會(huì)學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué)等多學(xué)科的交叉與協(xié)作，以便更好地建設(shè)符合人類(lèi)理想的聚居環(huán)境?？偟膩?lái)說(shuō)，人居環(huán)境科學(xué)的核心就是要有整體的觀念，把人類(lèi)聚居作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行研究，而不是像城市規(guī)劃學(xué)、地理學(xué)、社會(huì)學(xué)那樣，只涉及人類(lèi)聚居的某一部分或某個(gè)側(cè)面。人居環(huán)境科學(xué)強(qiáng)調(diào)事物內(nèi)部之間的相互關(guān)系，用融貫的研究方法去解決人居環(huán)境問(wèn)題。以問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，運(yùn)用已知的所有知識(shí)去解決人與自然的問(wèn)題，了解、掌握人類(lèi)聚居發(fā)展的客觀規(guī)律，以便更好地建設(shè)符合人類(lèi)理想的聚居環(huán)境。

2化工棕地治理需要人居環(huán)境科學(xué)的引導(dǎo)

化工棕地并不是一個(gè)孤立的系統(tǒng)，它與城市的人居環(huán)境是緊密相連的，是城市環(huán)境的一部分，與城市生活構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一體。在對(duì)棕地治理的過(guò)程中，需摒棄以往傳統(tǒng)的機(jī)械論、還原論等單一治理方法，將棕地與城市周邊的生態(tài)環(huán)境、人文環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境等作為一個(gè)有機(jī)整體來(lái)綜合考慮?；ぷ氐刂卫淼年P(guān)鍵在于解決經(jīng)濟(jì)、生態(tài)以及文化三方面的問(wèn)題。這就要求實(shí)踐者利用包括地理學(xué)、氣候?qū)W、生物學(xué)、社會(huì)學(xué)等諸多領(lǐng)域的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，這與人居環(huán)境科學(xué)所倡導(dǎo)的多學(xué)科、多領(lǐng)域融貫的綜合研究方法不謀而合，將人居環(huán)境科學(xué)應(yīng)用于具體的城市棕地修復(fù)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、營(yíng)造和管理的實(shí)踐中，會(huì)起到很好的指導(dǎo)性作用。棕地治理是一個(gè)不斷前進(jìn)的過(guò)程，不同時(shí)期會(huì)賦予同一片區(qū)不同的功能，進(jìn)行著不同的生產(chǎn)活動(dòng)。在人類(lèi)改造場(chǎng)所及自身的過(guò)程中，場(chǎng)所不是靜態(tài)的，而是處在不斷變化之中的，場(chǎng)所的歷史、現(xiàn)在和未來(lái)一直在相互作用、相互加強(qiáng)。人居環(huán)境科學(xué)是綜合自然和人文演變過(guò)程的信息，加以指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)，棕地的演替更新，需要人居環(huán)境科學(xué)這一動(dòng)態(tài)學(xué)科去規(guī)范指導(dǎo)，從而持續(xù)為人類(lèi)創(chuàng)造適宜的人居環(huán)境[2]。

3人居環(huán)境科學(xué)引導(dǎo)下的化工棕地修復(fù)策略

3.1區(qū)域協(xié)同功能活化處理

人居環(huán)境科學(xué)強(qiáng)調(diào)把人類(lèi)聚居作為一個(gè)整體，全面系統(tǒng)地加以研究整理。首先，化工棕地的再生要結(jié)合城市的整體發(fā)展戰(zhàn)略，根據(jù)棕地所處的城市功能區(qū)、場(chǎng)地的周邊需求、污染類(lèi)型以及污染程度來(lái)為棕地修復(fù)確定適宜的改造類(lèi)型。其次，化工棕地周邊都面臨單一經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型問(wèn)題,將其發(fā)展成為具有觀賞性的景觀片區(qū)是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要方式之一。例如可將棕地建設(shè)成為工業(yè)景觀公園、城市公共藝術(shù)用地等，積極推動(dòng)周邊地區(qū)第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并使依賴(lài)于第二產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)向清潔的旅游型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。這樣的棕地再生不僅改善了區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，避免了城市人居環(huán)境的進(jìn)一步惡化，也符合可持續(xù)發(fā)展的要求。最后，要盡量將單一的景觀片區(qū)連接成片，形成一體化的城市復(fù)興區(qū)。棕地周邊的功能活化就是綜合自然和人文過(guò)程信息以指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計(jì)的決策過(guò)程，人文生態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)就是尋求生態(tài)適宜和文化空間之間的最佳匹配，將區(qū)域利用類(lèi)型的適應(yīng)優(yōu)勢(shì)最大化[2]。

3.2分期分類(lèi)多元化的污染治理

3.2.1棕地土壤的分類(lèi)處理土壤并不是一個(gè)單獨(dú)存在的系統(tǒng)，空氣、水、土壤是彼此交融，不可獨(dú)立存在的。棕地修復(fù)過(guò)程，要結(jié)合這三種物質(zhì)來(lái)綜合考慮，在統(tǒng)一規(guī)劃下，協(xié)同治理。首先要對(duì)場(chǎng)地所在區(qū)域的大環(huán)境作出評(píng)估，在問(wèn)題分析的基礎(chǔ)上制定出合理的恢復(fù)計(jì)劃?；謴?fù)計(jì)劃并不是簡(jiǎn)單的治理流程，而是要根據(jù)最終的用地意圖來(lái)制定治理過(guò)程，從而避免過(guò)度改造帶來(lái)的場(chǎng)地破壞，增加經(jīng)濟(jì)上的額外支出。化工污染具有難可逆、不均勻、滯后的特點(diǎn)。因此，污染治理是一個(gè)曲折且漫長(zhǎng)的過(guò)程，在治理過(guò)程中要針對(duì)不同地塊，對(duì)污染物進(jìn)行合理評(píng)估之后，對(duì)地塊進(jìn)行多學(xué)科的融合治理。根據(jù)污染物的成分和污染程度，將待處理的棕地劃分為可直接利用土地、原位修復(fù)的土地、異地修復(fù)的土地、無(wú)法修復(fù)的土地四類(lèi)。可直接利用的土地往往指化工廠區(qū)內(nèi)的辦公區(qū)以及生活區(qū)，這類(lèi)地區(qū)由于不進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，受到的化學(xué)污染較少，進(jìn)行簡(jiǎn)單的松土之后便可直接利用；原位修復(fù)后再利用的土地受到的污染相對(duì)較少，多為一些揮發(fā)性的有機(jī)污染物，常常采用物理方法（活性炭吸附、氣相抽提）、生物方法（植物吸附、微生物分解），進(jìn)行多學(xué)科交叉處理（圖1）；異位修復(fù)指的是將棕地土方轉(zhuǎn)移到特定位置進(jìn)行處理的方式，這類(lèi)地塊往往污染較重、污染物較多，多為重金屬污染物、持久性的有機(jī)污染物以及農(nóng)藥等，可通過(guò)物理方法（固化、萃取、熱脫附）、化學(xué)方法（熱處理、氧化還原）分批次處理，處理后進(jìn)行回填（圖2）；對(duì)于無(wú)法修復(fù)的棕地，可對(duì)其進(jìn)行換土，或者隔離的方式。在對(duì)土壤治理的同時(shí)，要注意對(duì)周邊水環(huán)境的保護(hù)，根據(jù)土壤污染狀況，對(duì)場(chǎng)地的表土層、心土層、底土層進(jìn)行透水和不透水處理，防止水污染的范圍持續(xù)擴(kuò)大。

3.2.2棕地水體的復(fù)合治理棕地中的水體可分為兩類(lèi)，即被污染水體和未污染水體。未污染水體特指雨水以及棕地周邊未受污染的地下水體；被污染水體可分為地表污水以及滲入地面的地下污水[3]。棕地的治理可參考雨洪管理系統(tǒng)進(jìn)行一體化治理，治理策略可概括為隔、凈、匯、用。“隔”一方面阻止雨水滲入棕地，另一方面防止地下污水繼續(xù)向周邊擴(kuò)散；“凈”即對(duì)被污染水體的治理，對(duì)于地表污水可通過(guò)過(guò)濾池的設(shè)計(jì)以及水體走向的重新規(guī)劃進(jìn)行逐步篩除和凈化，對(duì)于已滲入地下的污水，則通過(guò)建立人工濕地，利于植物根系的自?xún)裟芰蜐竦刂械奈⑸锶郝鋪?lái)進(jìn)行生態(tài)治理；“匯”即對(duì)落在棕地內(nèi)的雨水進(jìn)行收集，將雨水引入凈水池和冷卻池組成的水循環(huán)系統(tǒng)，凈水池可用原有的水渠、集水池等改造而成，節(jié)約治理成本，同時(shí)要將凈水池與濕地生態(tài)系統(tǒng)連通、互相補(bǔ)給；“用”即棕地內(nèi)收集和凈化后的雨水，可用于景觀水景的設(shè)計(jì)以及植物的澆灌，緩解城市用水壓力，同時(shí)也可以補(bǔ)給地下水，維持良性的水循環(huán)（圖3）。

3.3多元化的生態(tài)景觀修復(fù)

棕地在城市轉(zhuǎn)型過(guò)程中，功能類(lèi)型的確定以及污染治理之后，需要進(jìn)一步完善棕地修復(fù)措施，進(jìn)行植物景觀群落的設(shè)計(jì)，這是一個(gè)整體性的行動(dòng)計(jì)劃。首先，根據(jù)用地功能性確立植物差異性選擇機(jī)制，在保證構(gòu)建宜居生態(tài)系統(tǒng)的前提下，景觀營(yíng)造要與污染治理并重，構(gòu)建兼具技術(shù)與藝術(shù)的景觀群落，優(yōu)選抗污染植株，通過(guò)長(zhǎng)周期的植物生長(zhǎng)，富集土壤污染物，從而強(qiáng)化棕地治理的安全性，避免二次污染。其次是生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，只有植被的場(chǎng)地不構(gòu)成完整的生態(tài)系統(tǒng)，這樣的生態(tài)系統(tǒng)沒(méi)有持續(xù)的自我調(diào)蓄能力，在保護(hù)場(chǎng)地內(nèi)關(guān)鍵性物種的同時(shí)，適當(dāng)引進(jìn)新物種，豐富生態(tài)系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)自有能量和資源循環(huán)等功能的修復(fù)（圖4）。再次，由于化工污染的可逆性較差，單一區(qū)域內(nèi)的生態(tài)鏈去修復(fù)污染不太可能，要將棕地內(nèi)生態(tài)鏈進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，劃分不同的功能區(qū)塊，融貫治理，更要與城市的整體生態(tài)功能相呼應(yīng)，融入到城市整體的生態(tài)服務(wù)之中。最后，景觀再生要將場(chǎng)地歷史、記憶以及文化感知融入生態(tài)系統(tǒng)中，形成“自然—人文”相融合的完整生態(tài)系統(tǒng)，增加城市的歷史記憶，保留無(wú)法衡量的人文情懷。棕地生態(tài)的恢復(fù)潛藏著巨大的價(jià)值和積極的社會(huì)效益，這些價(jià)值和效應(yīng)在未來(lái)會(huì)不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)，并隨著創(chuàng)意開(kāi)發(fā)的不斷創(chuàng)新而繼續(xù)擴(kuò)大[4]?？偟膩?lái)說(shuō)，棕地的生態(tài)恢復(fù)對(duì)建立宜居的人居環(huán)境起到不可替代的作用，也會(huì)留給后代更多有用的土地。需要注意的是，棕地的土壤治理、水體保護(hù)以及景觀群落的再生是在同一區(qū)域內(nèi)的不同時(shí)間發(fā)生的，需要在統(tǒng)一的規(guī)劃指導(dǎo)下進(jìn)行。三者之間的再生始終是連貫的，一環(huán)扣一環(huán)。土壤治理的時(shí)候，要兼顧到后續(xù)水體的保護(hù)以及植物群落的再生，例如，土壤的熱處理會(huì)殺死土壤中具有抗污能力的微生物，這類(lèi)微生物是后期生態(tài)系統(tǒng)再生時(shí)必不可少的一環(huán)。因此，要杜絕這類(lèi)改造措施的施用。同時(shí)，景觀群落的再生之后，又對(duì)水體的凈化以及土壤中污染物的治理起到了很好的改善作用。

結(jié)語(yǔ)

棕地再生是在考慮人居、經(jīng)濟(jì)、文化等多領(lǐng)域影響下進(jìn)行的，再生后良好的景觀場(chǎng)所又會(huì)反過(guò)來(lái)促進(jìn)人居環(huán)境的改善、經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，以及文化的多元化。城市的棕地問(wèn)題是迫切需要解決的生態(tài)文明建設(shè)工程之一，本文通過(guò)對(duì)人居環(huán)境科學(xué)的解讀，探究這一學(xué)科視角下棕地再生更為合理的方式，將棕地與城市視為一個(gè)有機(jī)整體，通過(guò)多領(lǐng)域融貫的手法，試圖為城市創(chuàng)造一個(gè)生態(tài)化的人居環(huán)境。

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[4]劉小慶.基于生態(tài)恢復(fù)的礦區(qū)廢棄地景觀規(guī)劃研究[D].南京:南京工業(yè)大學(xué),2014.

作者：徐良 范桂芳 單位：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院