棕地景观规划设计中的土壤修复方法_以首钢二通机械厂改造景观规划设计为例

'城乡规划·园林建筑及绿化UrbanandRuralPlanning·LandscapeArchitectureandVirescence·城市绿化·园林·景观·环境·生态·墓园·水系·棕地景观规划设计中的土壤修复方法——以首钢二通机械厂改造景观规划设计为例SoilRemediationMethodinLandscapePlanningofBrownfieldSite:TakingLandscapePlanninginReconstructionofErtongMachineryFactoryforanExample章莉ZhangLi+中图分类号TU985.126近年来，棕地（Brownfield）受到越基础和前提，是生态恢复中不可忽略的环献标识码B来越多人的关注和了解，所谓棕地即废节。目前国内主要土壤修复的方法包括物文章编号1003-739X（2009）06-0211-05弃、闲置的土地，因为现实的或潜在的有理法、化学法和生物法，以及近几年兴起害和危险物的污染而影响到它们的扩展、的植物修复技术。摘要棕地改造受到国内外人士越来越多的关振兴和重新利用。从用地性质上看，棕地注和重视，对于棕地改造而言，土地污染是改1项目背景以工业用地居多。改革开放以来，我国经造、开发再利用首要解决的问题，在首钢二通济高速发展，因经济结构转型和传统工业自2005年以来，国务院批复了《北机械厂改造项目中，尝试将土壤修复与景观规没落导致我国各城市中也出现了一定数量京城市总体规划（2004~2020年）》提出划相结合，采用最佳修复方法，在土壤修复的的棕地，在城镇建设用地有限的情况下，在石景山建设城市西部的综合服务中心之同时具有一定的景观性。对棕地进行治理、开发、再利用是更为切后，国家发改委批复了首钢实施搬迁改造关键词首钢二通机械厂棕地土壤污染合实际的做法。棕地景观规划的目标是是计划，为促进区域产业结构总体上向现代景观修复用生态学的原理处理破碎的地段，充分挖服务业、高新技术产业转变提供了难得的掘场地原有的结构和精神并加以重组，恢机遇。AbstractThereconstructionofbrownfieldsitehasbeenpaidmoreattentionto复良好的生态环境、创造具有活力和个性首钢二通机械厂作为首钢地区改造的athomeandabroad,andbeforeitsoil的景观。土壤修复是棕地改造、再利用的先行项目，对今后首钢的综合开发具有pollutionisthefirstissuetobesolved.IntheprojectofreconstructingErtongMachineryFactory,theauthorstriedtocombinesoilremediationwithlandscapeplanning,andusethebestwaytonotonlycleanupcontaminatedsoilbutalsobuildthebeautifulenvironment.KeyWordsErtongMachineryFactory,Brownfieldsite,Soilpollution,Landscape,Remediation作者清华大学景观建筑学硕士研究生a区域位置图b用地范围邮编100084电子信箱z_1_b_a_b_y@163.com图1位置图收稿日期20090104第27卷6/2009HUAZHONGARCHITECTURE华中建筑211 表1土壤结果分析表构、区划、行动计划以及规划影响分析评价。从自然环境、社会文化两方面对场地现有资源进行分析，规划总目标是将二通地区发展成为以包含会展演出、艺术创作、设计服务、特色办公等内容的文化创意产业为核心的集合居住、商业、休闲娱乐为一体的综合园区（图2）。其分目标包括生态修复、产业开发、居住开发、公共服务建设。从功能上将整个园区分成生态建设区、创意产业区、商业开发区和居住开发区，四个功能区有机组织、相互贯通，形成统一的整体。2.2土壤污染情况分析对污染场地进行生态修复，创造整体良好的生态环境是生态修复目标，为了准确掌握现状土壤污染情况，设计小组进行了现场探勘、前期调研、污染物分析、预调研、检测目标确定、土壤取样、土壤含水率实验，土样化验等阶段。根据二通重型机械厂的生产工艺、生产流程、厂区布局以及每个生产环节的产品和产生的废弃物进行研究，推测出各个环节可能形成的污染，定性分析厂区内污染等级（图3~4）。一级污染：焦化厂；二级污染：炼钢厂、炼铁厂；三级污染：热处理；四级污染：铸造、锻造、铆焊；五级污染：机装、生产辅助区（图5）。因二通厂北区生产活动仍在进行，所以只对南区进行土壤采样。在每个功能分区内选取三个取样点，在两个点上采表层土，在一个点上用土钻采不同深度的土壤形成土壤剖面，确定了污染比较严重的四个区域（钢铁清理区、焦化区、炼铸钢区及炼铸铁区）。厂房车间是工业生产的场所，也是污染物分布的集中地，在一个区域内从三个取样点自地表下挖20cm以上，采集等量的样品，混合于一个玻璃瓶内，混合成一个混合样品以备化验。以混合样品的实验数据代表所在区域土壤性状数据的平均值；为了方便对厂区内每个功能分区进行图2土地利用规划图横向比较，故将每个区域代表样品的待检元素进行统一。最终确定的待检物质有：多环芳烃和石油烃类有机物质；无机元素重要意义。二通机械厂处于行政区的交接设施基本闲置。2硫、氟、砷；金属元素铅、锌、铜；重金地带，位于首钢工业园区的东南部，北起首钢二通规划范围，总面积255hm，2属元素镉、铬以及土壤样品的pH值。长安街延长线、南抵京石路，西达五环其中二通厂区面积为84hm（图1）。路，东邻四环路。南北贯通玉泉路至小2.3土壤结果分析（表1）2景观规划研究屯路，东西贯通莲石快速路。北区为冷综合分析结果可知：B-钢铁清理区2.1总体规划加工区，南区原为热加工区，1997年停域中重金属铬含量超过建议值，铅的含产，目前有配套生产的动力设施仍在使二通机械场改造景观规划包括前期调量接近于建议值且pH值高于其他三个区用，原炼钢车间出租为新闻纸库，其他研、区域分析、目标问题战略、空间结域，土壤碱性较其他三个区域强，有机212华中建筑HUAZHONGARCHITECTURE6/2009第27卷 污染物含量均低于建议值，或没有明显高于其他区域；C-焦化区无机污染物的含量均没有高于建议值，pH值处于平均水平，有机污染物的含量即使没有超过建议值也远远高于其他三个区域，其中苯并蒽的含量超过了建议值；D-炼铸钢区域内无论无机污染物含量还是有机污染物含量均低于建议值，但是其中锌和苯并芘的含量明显高于其他三个区域；E-炼铸铁区域内铜元素的含量超过建议值，其他元素均低于建议值或没有明显高[1]于其他区域。2.4污染与开发兼容性分析考虑到土壤污染程度可能会对场地开发再利用造成一定的影响，则对土壤污染程度与地区规划的开发兼容性进行分析（表2）。通过分析可知因土壤污染程度不是很严重，对总体规划并未造成严重影响。图3厂区生产流程图图4厂区主要污染分布图表2各地块污染与开发兼容性分析污染物污染程度规划用地性质开发兼容性解决方法垃圾废品轻度居住区用地可兼容清理搬运生活建筑垃圾轻度居住区用地可兼容清理搬运建筑垃圾轻度居住区用地可兼容清理搬运建筑垃圾轻度居住区用地可兼容清理搬运建筑垃圾轻度居住区用地可兼容清理搬运生活垃圾轻度公园用地可兼容清理搬运无无公园用地可兼容多环方烃、石油烃有机污染中度公园用地不兼容先修复，再开发多环方烃、石油烃有机污染中度公园用地不兼容先修复，再开发土壤沙化中度公园用地可兼容加新土综合翻新少量油类轻度特色办公、街头绿地可兼容局部换土或加新土综合翻新少量油类轻度会展用地、街头绿地可兼容局部换土或加新土综合翻新Ph稍高、重金属轻度会展用地、街头绿地可兼容种植超富基植物重金属轻度艺术创作用地可兼容种植超富基植物土壤沙化轻度酒店、旅馆用地可兼容加新土综合翻新生活垃圾轻度特色办公用地、街头绿地可兼容清理搬运少量油类轻度休闲娱乐用地、街头绿地可兼容局部换土或加新土综合翻新重金属，铜超标轻度艺术创作用地、街头绿地可兼容种植超富基植物建筑垃圾轻度居住区用地可兼容清理搬运生活垃圾轻度商业用地、街头绿地可兼容清理搬运生活垃圾轻度商业、文化娱乐用地、街头绿地可兼容清理搬运生活垃圾轻度商业、艺术创作用地可兼容清理搬运建筑垃圾轻度居住区用地可兼容清理搬运无无居住用地可兼容建筑垃圾轻度公园用地可兼容清理搬运建筑垃圾轻度公园用地可兼容清理搬运第27卷6/2009HUAZHONGARCHITECTURE华中建筑213 图5厂区污染等级图图6送检土壤采样分布图表3结合地区土壤实际情况制定基本目标名称锌Zn镉Cd铅Pb铬Cr镍Ni铜Cu锰Mn钒VPH值有机质指标500mg/kg1.0mg/kg500mg/kg300mg/kg200mg/kg400mg/kg683ppm83.6ppm6-920-30g/kg（注Cr采用旱地标准，Ca采用果园标准）表4各修复方法比较治理方法花费（百万）修复完成时间安全性维护需要恢复后可开发性原址生物和植物修复技术162年安全无可开发污染土运送到其他地方化学方法修复，修48120天易造成二次污染无可开发复后回填在污染土壤上构造一个厚度为0.6m的非污0.460天污染依然存在一直需要有限开发染土层，并在该覆盖上种植植被轻度污染区：建筑垃圾、生活垃圾，（GB15618-1995）规定的第三类土壤环行修复；在修复的同时考虑景观效果，尽采取清理搬运的方法土壤沙化，采用加境质量，即“主要适用于林地土壤和污量采用植物修复技术；依据分期目标实行入新土或就地翻新的方法少量油类，采染物容量较大的高背景值土壤和矿产附分阶段实施；重点污染区采用隔离、集中用局部换土或就地翻新的方法重金属近等地的农田土壤（蔬菜地出外），使修复。类，因污染情况较轻，可将治理与开发同土壤质量基本上对植物和环境不造成危3.3采用修复方法时进行。害和污染”，三级标准即“保障农林业中度污染区：有机物污染，结合分期生产和植物正常生长的土壤临界值”为（1）植物修复（Phytoremediation）规划，修复健康后，方可开发。基准（表3）。技术它是一项主要用于清除环境中有毒污3土壤修复3.2修复原则染物的绿色修复技术。其利用植物的特3.1修复目标土壤修复规划是在总体规划基础上，殊功能，并与根际微生物协同作用对污以国家《土壤环境标准》根据污染程度的不同，采用不同的方法进染土壤进行修复。植物修复具有利用太阳214华中建筑HUAZHONGARCHITECTURE6/2009第27卷 能作驱动力，能量消耗和费用大大减少，些元素如Zn，Cu，Ni，Co以及Cr等是植起共同协作达到预期效果，是今后工作对环境破坏极小，可用于大面积的污染治物、动物和微生物的生理必需元素，对人中需要努力研究的。■[2]理。植物修复技术是用植物修复和消除类健康和农业生产有直接的关系；而其他（注：感谢刘海龙老师对本文的指由有机毒物和无机废物造成的土壤环境元素像Cd，Pb以及Hg具有毒害作用。农导，感谢项目组的其他同学崔庆伟、曹污染，而实际上植物修复是利用土壤-植作物在安全临界值内吸收Cu不会对其生然、郑洁春，感谢杨锐教授、刘海龙老物-微生物组成的复合体系来共同降解污长发育和产量带来明显影响，但土壤Cu师、庄永波老师、郭湧对项目的指导和帮染物的。含量一旦超过临界值便可对其产生危害，助！）（2）生物修复技术并有可能通过食物链对动物和人体产生毒[4]与化学、物理方法相比，生物修复对害。人和环境造成的影响小，且修复费用仅为土壤铜污染与污染源的距离有关，即参考文献传统物理、化学修复的30%~50%，是一离污染源的距离越近，土壤污染越重。污种高效、经济和环境友好的清洁技术[3]。染土壤的铜主要累积在表层，并沿土壤的1引自2007秋季学期课程设计集体成果.2范淑秀，李培军，何娜等.多环芳烃污染土壤生物技术最主要的特点是利用微生物将土纵深垂直分布递减。一般土层50cm以下的植物修复研究进展.农业环境科学学报，壤中污染物分解并最终去除。就很少了，并且重金属污染不会对人造成2007，26（6）:2007-2013.直接伤害，对轻微污染地区采用的是边开3.4修复策略3程国玲，李培军.石油污染土壤的植物发边修复。与微生物修复技术.环境工程学报，2007（1）有机物土壤修复aa采用植物修复技术（Phytoremed-采用植物修复技术（Phytoremed-（06）:92-96.从土壤检测结果得知焦化区有机污染iiation）ation）4蒋光月，崔德杰，高静.重金属污染土物总石油烃、多环芳烃的含量远远高于其它是利用重金属超积累植物的提取作用、壤的植物修复技术.当代生态农业，2004他三个区域，但还在建议值范围之内，只挥发植物的恢复作用及固化植物的稳定作（01）:117-119.有少量的多环芳烃含量超过了建议值。因用，在稳定污染土壤减少风蚀、水蚀及防5．周启星，宋玉芳.污染土壤修复原理与方多环芳烃具有挥发性，对人体有一定的伤法.北京：科学出版社，2004:134-145.止地下水二次污染的同时，使污染土壤得害，对此采取的修复措施是：隔离、原位到修复，即不破坏污染现场土壤结构、培修复，修复安全后进行开发。肥地力，又减少修复费用5。aa采用生态修复与植物修复技术相结采用生态修复与植物修复技术相结bb具体操作具体操作合合的方法的方法将建筑内部50cm厚土置换到室外集生物修复技术是利用土壤中的土著菌中修复，这样保证室内开发利用的环境是或向污染土壤中接种选育的高效降解菌，安全的。在优化的环境条件下，加速有机污染物的所选用重金属超积累植物，加拿大树[3]降解。可以吸收金属镉，旱柳在其环境中也可以植物对有机污染土壤修复作用主要生长。东南景天可以吸收金属锌，印度芥表现在植物对有机污染物的直接吸收、菜可以吸收金属铜。同时配合其他重金属植物释放的各种分泌物或酶类促进有机性较强的植物，修复土壤的同时保证景观污染物生物降解及强化根际微生物的矿的效果，定期对用于修复植物进行收割，化作用等方面。此外，植被也可以有效集中处理。改善土壤条件、增强土壤透气性，从而3.5与其他修复方法比较（表4，修复提高降解效率。2总面积80000m，取0.5m厚土层）选择植物的原则：植物对污染物的同化或积累能力；修复植物应具备生长快、结语抗性强等特点。bb具体操作具体操作在项目过程中，规划定位和生态环境直接向受污染土壤接入外源的污染降的恢复即土壤修复的思考和决策是相互影解菌，同时提供微生物生长所需的营养。响、交叉进行的，由景观设计师主持整个种植杨柳科的植物，尤其是杨树属，可大规划，借助于相关专业的知识及技术把土量去除土壤有机污染物。搭配吸收有机污壤修复融入到景观规划中。在选择土壤染物的灌木如虎尾草、羊矛、苍耳、芦修复方法时，充分考虑到与整体景观规苇、黑麦草、紫花苜蓿。对植物和土壤进划的协调一致，注意现有场地环境的保行定期养护、监测，保证在土壤修复的过护，依据污染物的性质和污染程度的不程中，不影响地区的景观效果。同，采用对应的处理方法和开发模式，（2）重金属土壤修复合理安排修复进度，为场地环境改善做钢铁清理区和炼铸铁区都有轻微的重好基础性工作。诚然，规划中提出土壤金属污染，重金属作为生物圈的重要组成修复方法是基于理论定性研究中，如何部分，是土壤中固有的内在成分。其中一在项目实践过程中，与相关专业人员一第27卷6/2009HUAZHONGARCHITECTURE华中建筑215'