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人居環(huán)境科學(xué)下的化工棕地治理

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了人居環(huán)境科學(xué)下的化工棕地治理范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

人居環(huán)境科學(xué)下的化工棕地治理

摘要:隨著我國城市用地的緊缺,越來越多的棕地被加以改造利用,化工類棕地污染最強(qiáng)、危害最大,需要特別關(guān)注治理。文章通過對化工類棕地存在的問題進(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,是與綠地相對應(yīng)的概念,各國對棕地都有各自的定義。在我國,泛指因人類生產(chǎn)活動而造成的已存在或潛在的污染場地。我國正處于城鎮(zhèn)化發(fā)展的快速時期,面臨著極大的用地短缺問題,棕地的開發(fā)與再利用,對彌補(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。但我國現(xiàn)在對棕地的治理往往以經(jīng)濟(jì)利益為目的,開發(fā)具有很大的盲目性,開發(fā)形式過于單一化,重治理、輕再生,沒有進(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,是為了滿足城市的發(fā)展需求、滿足人的生產(chǎn)生活需要。因此,從人居環(huán)境的視角下對棕地的再生進(jìn)行探討,具有極大的社會意義。

1人居環(huán)境科學(xué)

人居環(huán)境泛指人類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)就是以人類聚居為研究對象,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)境這個巨大系統(tǒng)里的不同層次、不同區(qū)域的問題。這一問題涉及面廣、問題域多,因此需要建筑學(xué)、社會學(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)符合人類理想的聚居環(huán)境??偟膩碚f,人居環(huán)境科學(xué)的核心就是要有整體的觀念,把人類聚居作為一個整體來進(jìn)行研究,而不是像城市規(guī)劃學(xué)、地理學(xué)、社會學(xué)那樣,只涉及人類聚居的某一部分或某個側(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)境問題。以問題為出發(fā)點,運用已知的所有知識去解決人與自然的問題,了解、掌握人類聚居發(fā)展的客觀規(guī)律,以便更好地建設(shè)符合人類理想的聚居環(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)成一個統(tǒng)一體。在對棕地治理的過程中,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)境等作為一個有機(jī)整體來綜合考慮?;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題。這就要求實踐者利用包括地理學(xué)、氣候?qū)W、生物學(xué)、社會學(xué)等諸多領(lǐng)域的知識與經(jīng)驗,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、營造和管理的實踐中,會起到很好的指導(dǎo)性作用。棕地治理是一個不斷前進(jìn)的過程,不同時期會賦予同一片區(qū)不同的功能,進(jìn)行著不同的生產(chǎn)活動。在人類改造場所及自身的過程中,場所不是靜態(tài)的,而是處在不斷變化之中的,場所的歷史、現(xiàn)在和未來一直在相互作用、相互加強(qiáng)。人居環(huán)境科學(xué)是綜合自然和人文演變過程的信息,加以指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計的科學(xué),棕地的演替更新,需要人居環(huán)境科學(xué)這一動態(tài)學(xué)科去規(guī)范指導(dǎo),從而持續(xù)為人類創(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)把人類聚居作為一個整體,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)、場地的周邊需求、污染類型以及污染程度來為棕地修復(fù)確定適宜的改造類型。其次,化工棕地周邊都面臨單一經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型問題,將其發(fā)展成為具有觀賞性的景觀片區(qū)是實現(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,積極推動周邊地區(qū)第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并使依賴于第二產(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程信息以指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計的決策過程,人文生態(tài)規(guī)劃設(shè)計就是尋求生態(tài)適宜和文化空間之間的最佳匹配,將區(qū)域利用類型的適應(yīng)優(yōu)勢最大化[2]。

3.2分期分類多元化的污染治理

3.2.1棕地土壤的分類處理土壤并不是一個單獨存在的系統(tǒng),空氣、水、土壤是彼此交融,不可獨立存在的。棕地修復(fù)過程,要結(jié)合這三種物質(zhì)來綜合考慮,在統(tǒng)一規(guī)劃下,協(xié)同治理。首先要對場地所在區(qū)域的大環(huán)境作出評估,在問題分析的基礎(chǔ)上制定出合理的恢復(fù)計劃?;謴?fù)計劃并不是簡單的治理流程,而是要根據(jù)最終的用地意圖來制定治理過程,從而避免過度改造帶來的場地破壞,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。因此,污染治理是一個曲折且漫長的過程,在治理過程中要針對不同地塊,對污染物進(jìn)行合理評估之后,對地塊進(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、無法修復(fù)的土地四類??芍苯永玫耐恋赝富S區(qū)內(nèi)的辦公區(qū)以及生活區(qū),這類地區(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);對于無法修復(fù)的棕地,可對其進(jìn)行換土,或者隔離的方式。在對土壤治理的同時,要注意對周邊水環(huán)境的保護(hù),根據(jù)土壤污染狀況,對場地的表土層、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,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”即對被污染水體的治理,對于地表污水可通過過濾池的設(shè)計以及水體走向的重新規(guī)劃進(jìn)行逐步篩除和凈化,對于已滲入地下的污水,則通過建立人工濕地,利于植物根系的自凈能力和濕地中的微生物群落來進(jìn)行生態(tài)治理;“匯”即對落在棕地內(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)計以及植物的澆灌,緩解城市用水壓力,同時也可以補(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)型過程中,功能類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,這是一個整體性的行動計劃。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,通過長周期的植物生長,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),只有植被的場地不構(gòu)成完整的生態(tài)系統(tǒng),這樣的生態(tài)系統(tǒng)沒有持續(xù)的自我調(diào)蓄能力,在保護(hù)場地內(nèi)關(guān)鍵性物種的同時,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,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,保留無法衡量的人文情懷。棕地生態(tài)的恢復(fù)潛藏著巨大的價值和積極的社會效益,這些價值和效應(yīng)在未來會不斷被開發(fā)出來,并隨著創(chuàng)意開發(fā)的不斷創(chuàng)新而繼續(xù)擴(kuò)大[4]??偟膩碚f,棕地的生態(tài)恢復(fù)對建立宜居的人居環(huán)境起到不可替代的作用,也會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,土壤的熱處理會殺死土壤中具有抗污能力的微生物,這類微生物是后期生態(tài)系統(tǒng)再生時必不可少的一環(huán)。因此,要杜絕這類改造措施的施用。同時,景觀群落的再生之后,又對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

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所又會反過來促進(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,本文通過對人居環(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有機(jī)整體,通過多領(lǐng)域融貫的手法,試圖為城市創(chuàng)造一個生態(tài)化的人居環(huán)境。

參考文獻(xiàn):

[1]馮螢雪,李桂文.礦業(yè)棕地生態(tài)恢復(fù)設(shè)計的基礎(chǔ)理論[J].新建筑,2014(04):150-153.

[2]王云才,趙巖.美國城市工業(yè)廢棄地景觀再生的經(jīng)驗與啟示[J].南方建筑,2011(03):22-26.

[3]鄭曉笛.工業(yè)類棕地再生特征初探——兼論美國煤氣廠公園污染治理過程[J].環(huán)境工程,2015,33(04):156-160.

[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

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