孫一豪

李夢(mèng)雨

姚 朋*

后工業(yè)時(shí)代的城市發(fā)展轉(zhuǎn)型不斷加速，傳統(tǒng)制造業(yè)逐漸衰落，伴隨著工廠(chǎng)企業(yè)的拆遷或封停，產(chǎn)生了大量閑置的和被污染的土地，即棕地，亦稱(chēng)褐色土地或棕土。當(dāng)前世界各國(guó)對(duì)于棕地的界定與認(rèn)知并不完全相同，但卻都面臨著如何將這些土地進(jìn)行集約高效的再利用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)再生和可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題。近年來(lái)風(fēng)景園林學(xué)科不斷介入棕地再生，成為應(yīng)對(duì)工業(yè)時(shí)代遺留弊病與促進(jìn)棕地再次融入城市土地利用的有效手段。

在國(guó)外研究中，以Web of Science網(wǎng)站核心合集作為信息統(tǒng)計(jì)源，時(shí)間跨度定位2010—2020年，以“棕地”(brownfield)作為關(guān)鍵詞，疊加“規(guī)劃”(planning)、“設(shè)計(jì)”(design)、“風(fēng)景園林”(landscape architecture)等關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，剔除載文中的重復(fù)文獻(xiàn)后留下50篇棕地再生風(fēng)景園林學(xué)途徑的相關(guān)文獻(xiàn)。經(jīng)分析，近10年內(nèi)國(guó)外棕地景觀(guān)再生途徑的研究?jī)?nèi)容主要集中在開(kāi)發(fā)組織與社會(huì)政策[1-4]、場(chǎng)地評(píng)估與分析[5-7]、景觀(guān)手段介入方式[8-10]、棕地再生成果評(píng)價(jià)[11-14]等方面。以上研究對(duì)于景觀(guān)途徑棕地再生方法的頂層設(shè)計(jì)、宏觀(guān)原理以及具體應(yīng)對(duì)手段較為翔實(shí)，然而缺乏對(duì)棕地中污染物的量化研究。針對(duì)棕地污染特征研究的科學(xué)量化評(píng)價(jià)手段多集中與地理學(xué)、環(huán)境科學(xué)以及生態(tài)科學(xué)領(lǐng)域，包括Ferrara V等利用MIVI傳感器對(duì)棕地污染物濃度進(jìn)行量化檢測(cè)[15]；測(cè)定污染元素含量后通過(guò)內(nèi)梅羅指數(shù)法[16-17]及漢克森指數(shù)法[18]等指數(shù)方法對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行污染元素的定量評(píng)價(jià)。這些量化研究缺乏在空間上銜接棕地污染本體與后續(xù)生態(tài)修復(fù)手段的有效介質(zhì)。

國(guó)內(nèi)學(xué)界對(duì)棕地問(wèn)題的研究也涵蓋了諸多方面。以中國(guó)知網(wǎng)作為來(lái)源，疊加“棕地”“風(fēng)景園林”作為關(guān)鍵詞獲得相關(guān)研究文獻(xiàn)后分析，可知研究?jī)?nèi)容主要集中在國(guó)外棕地再生頂層設(shè)計(jì)綜述[19-21]、國(guó)內(nèi)外案例分析[22-24]以及再生成果評(píng)價(jià)指標(biāo)與體系[25-27]，總體來(lái)看定性研究較多而定量研究不足。此外，近年來(lái)對(duì)于城市建設(shè)用地中土壤污染類(lèi)型與程度的界定，我國(guó)出臺(tái)了《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600—2018)作為棕地中污染土壤治理的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。其中，對(duì)土壤中重金屬與無(wú)機(jī)物污染元素含量制定了篩選值與管制值，并規(guī)定土壤污染元素含量低于篩選值可以忽略不計(jì)，高于管制值則存在著人體健康不可接受的風(fēng)險(xiǎn)，因此需在后續(xù)規(guī)劃設(shè)計(jì)中采取風(fēng)險(xiǎn)管控或修復(fù)措施。而高于篩選值、低于管制值的污染土壤則需進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)查評(píng)估，以采取有效處理措施。

1 研究方法

基于以上研究綜述，本文力求引入科學(xué)量化的評(píng)價(jià)方法介入棕地本體的污染評(píng)價(jià)，從而為后續(xù)生態(tài)修復(fù)及景觀(guān)規(guī)劃策略空間布局的制定提供科學(xué)支撐。瑞典著名地球化學(xué)家Hakanson(1980)提出的潛在生態(tài)危害指數(shù)法(也稱(chēng)潛在生態(tài)指數(shù)法、漢克森指數(shù)法)是目前最被認(rèn)可的評(píng)價(jià)重金屬污染程度的方法之一[28]。其基礎(chǔ)邏輯為根據(jù)土壤重金屬實(shí)測(cè)值與背景參考值計(jì)算重金屬元素的污染系數(shù)。隨后結(jié)合重金屬毒性響應(yīng)系數(shù)計(jì)算場(chǎng)地單一重金屬與多個(gè)重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，并以此作為評(píng)價(jià)場(chǎng)地重金屬污染程度的量化依據(jù)。同時(shí)以上數(shù)據(jù)可以通過(guò)地理信息系統(tǒng)平臺(tái)(以下稱(chēng)GIS平臺(tái))進(jìn)行空間分布的圖示表達(dá)。潛在生態(tài)危害指數(shù)法可以科學(xué)、定量地評(píng)價(jià)場(chǎng)地中土壤情況，結(jié)合GIS平臺(tái)的分析將污染程度落位于場(chǎng)地空間之上，更加直觀(guān)地指導(dǎo)后續(xù)基于土壤污染治理的規(guī)劃設(shè)計(jì)策略的提出。具體操作流程如圖1。

圖1 潛在生態(tài)危害指數(shù)法分析及應(yīng)用流程

1.1 研究區(qū)域

本次研究選定河北省邯鄲市復(fù)興區(qū)內(nèi)的西湖庫(kù)區(qū)，總面積約為300hm2。場(chǎng)地內(nèi)存在沁河與輸元河2條河流，在中心匯聚形成西湖庫(kù)區(qū)，用于城市行洪。場(chǎng)地原為邯鄲鋼鐵場(chǎng)煉鋼廠(chǎng)區(qū)，現(xiàn)基本已經(jīng)搬遷完畢。

場(chǎng)地南側(cè)存在一個(gè)建材廠(chǎng)，內(nèi)部存有高爐以及鐵軌；西北角為邯鄲西環(huán)駕?？荚噲?chǎng)。場(chǎng)地西南角，鐵路北側(cè)為一處未被使用的廢棄地，場(chǎng)地內(nèi)堆滿(mǎn)生活垃圾；東側(cè)廣場(chǎng)現(xiàn)有硬質(zhì)鋪裝，但處于閑置狀態(tài)，沒(méi)有得到利用。場(chǎng)地內(nèi)存有大面積棕地，包括北側(cè)拆遷廠(chǎng)房地塊、南側(cè)垃圾填埋地、東側(cè)建材工廠(chǎng)以及其內(nèi)部的水渣堆放地(圖2)。推測(cè)金屬原材料與煉鋼水渣堆放場(chǎng)地中，重金屬元素會(huì)隨雨水下滲，造成土壤污染；同時(shí)由于生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)存在一條軟質(zhì)駁岸明渠，因此不排除工業(yè)污水在渠中排放并滲透污染其兩側(cè)河岸土壤的可能。

圖2 研究區(qū)域用地現(xiàn)狀

1.2 土壤取樣與理化檢測(cè)

對(duì)于以上推測(cè)的土壤污染情況，通過(guò)土壤取樣以求得污染類(lèi)型與污染程度確切數(shù)據(jù)。土壤取樣是指對(duì)調(diào)查場(chǎng)地土壤樣品的科學(xué)化采集以及后續(xù)的分析測(cè)試。據(jù)此可以深入了解目標(biāo)場(chǎng)地的土地使用、生產(chǎn)管理以及土壤的質(zhì)量等級(jí)。土壤取樣為后期的土地品質(zhì)評(píng)價(jià)提供有力支持。由于本次設(shè)計(jì)場(chǎng)地接近矩形，因此采用五點(diǎn)取樣法中的“X”樣方采集方式，即按“X”形布設(shè)取樣點(diǎn)后采取場(chǎng)地土方(圖3)。

圖3 場(chǎng)地土壤取樣點(diǎn)布置

隨后送檢，進(jìn)行土壤理化分析并取得化驗(yàn)結(jié)果(表1)。根據(jù)樣方理化數(shù)值，依據(jù)我國(guó)《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB 36600—2018)，可以初步判定出低于篩選值與高于管制值的區(qū)域。

表1 樣方土壤理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果(單位：mg/kg)

2 分析過(guò)程

2.1 單一重金屬元素潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)計(jì)算

首先依據(jù)式(1)進(jìn)行單一重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)的計(jì)算。

式中，為計(jì)算出的單一重金屬的污染系數(shù)；為土壤中某一項(xiàng)重金屬質(zhì)量比實(shí)測(cè)值，由于涉及多個(gè)樣方點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果，因此選用平均值；為目標(biāo)重金屬元素的背景參考值，是基于土壤環(huán)境背景含量的統(tǒng)計(jì)值。Ei指在一定時(shí)間條件下，僅受地球化學(xué)過(guò)程和非點(diǎn)源輸入影響的土壤中元素或化合物的含量，計(jì)算中參考場(chǎng)地所在河北省的重金屬質(zhì)量比背景值[29]；為目標(biāo)重金屬元素的毒性響應(yīng)系數(shù)，反映該元素在水相、土壤和生物間的影響關(guān)系，用于衡量重金屬元素對(duì)生物造成的危害程度。本文采用漢克森指定的標(biāo)準(zhǔn)化毒性系數(shù)[30]。經(jīng)計(jì)算，場(chǎng)地單一重金屬元素潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 場(chǎng)地單一重金屬元素潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)計(jì)算

在得到單一重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)后，便可以與潛在生態(tài)危害指數(shù)法中給出的重金屬潛在生態(tài)指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中的系數(shù)(表3)分析確定場(chǎng)地單個(gè)重金屬元素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

表3 重金屬潛在生態(tài)指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[25]

2.2 土壤重金屬密度空間分布圖

以上系數(shù)的計(jì)算只是將場(chǎng)地空間視作一個(gè)整體進(jìn)行評(píng)價(jià)，并不能了解每種元素的具體潛在風(fēng)險(xiǎn)程度以及在場(chǎng)地內(nèi)的空間分布，因此研究引入ArcGIS平臺(tái)進(jìn)行空間分析，根據(jù)樣方檢測(cè)將上述單個(gè)重金屬元素潛在生態(tài)指數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行空間落位，明確各元素的空間分布及數(shù)量特征。

2.3 多個(gè)重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合指數(shù)

接著，根據(jù)式(2)計(jì)算場(chǎng)地多種重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合指數(shù)RI。

式中，為上文計(jì)算的單一重金屬元素生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。經(jīng)計(jì)算，場(chǎng)地多個(gè)重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)綜合指數(shù)為934。對(duì)比表4給出的風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可知，整個(gè)場(chǎng)地土壤生態(tài)環(huán)境在重金屬污染層面具有強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

表4 重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2.4 土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)空間分布圖

為了更加具體明確地了解場(chǎng)地中重金屬污染的分布情況，再次引入ArcGIS平臺(tái)進(jìn)行上述指數(shù)結(jié)果的圖示化表達(dá)(圖4)。

圖4 場(chǎng)地土壤多個(gè)重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)空間分布

3 研究結(jié)果

通過(guò)單一重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)”)可以發(fā)現(xiàn)，場(chǎng)地中的鉻元素與鉛元素的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)分別為3.2與27.6，分級(jí)屬于輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，基本可以忽視；銅元素和鎳元素的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)分別為50.0與67.0，分級(jí)屬于中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，在空間上較集中的分布在場(chǎng)地西側(cè)與東側(cè)邊界，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的分析后提出處理措施；而砷元素、鎘元素和汞元素的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)分別為105.0、205.8與476.0，分級(jí)屬于較強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)以上，砷元素呈點(diǎn)狀分布，鎘元素與汞元素則呈面狀分布。以上3種元素均會(huì)對(duì)場(chǎng)地中的生物健康產(chǎn)生威脅，需要采取相應(yīng)的凈化措施。

從單一重金屬污染空間分布特征來(lái)看，場(chǎng)地西側(cè)邊界附近主要為無(wú)機(jī)物砷元素的污染，原場(chǎng)地為村民自墾農(nóng)田及季節(jié)性濕地，推測(cè)產(chǎn)生污染原因?yàn)槭褂棉r(nóng)藥遺留的大面積無(wú)機(jī)物面源污染；場(chǎng)地南側(cè)澗溝村附近主要為金屬元素鉻污染，原場(chǎng)地為鋼材廠(chǎng)堆放鋼渣的區(qū)域，地表大部分為混凝土澆筑的硬質(zhì)鋪裝，少量為裸土，推測(cè)造成污染的原因?yàn)殇撛械你t元素隨雨水下滲而導(dǎo)致了污染；場(chǎng)地東側(cè)工業(yè)棕地附近主要為鎘和鎳污染，原場(chǎng)地為鋼材加工廠(chǎng)房與邯鋼技校區(qū)域，推測(cè)污染來(lái)源為鋼鐵冶煉以及制作合金過(guò)程中，產(chǎn)生的包含2種元素的工業(yè)廢棄物被掩埋所導(dǎo)致。

通過(guò)多個(gè)重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)空間分布圖可知，面積近半數(shù)的陸地處于較強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)以上，主要分布于場(chǎng)地東側(cè)、南側(cè)的工業(yè)棕地以及西側(cè)農(nóng)田，廠(chǎng)房拆遷地、垃圾填埋地以及村落周?chē)恋匾泊嬗休^強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域。場(chǎng)地邊界雖然存有單一重金屬高密度聚集的情況，然而由于毒性響應(yīng)系數(shù)較低等原因，普遍表現(xiàn)為中度或輕微生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

綜上，通過(guò)對(duì)場(chǎng)地土壤樣方的采集與理化分析，結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中給定的相關(guān)元素的篩選值與管制值，以及漢克森指數(shù)法得出的場(chǎng)地土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)空間分布，可以全面、科學(xué)地了解場(chǎng)地土壤重金屬所處的污染類(lèi)型、污染程度以及空間分布情況，并可以此為研究基礎(chǔ)，明確以風(fēng)景園林為主要途徑的棕地污染凈化策略。

4 結(jié)論——分級(jí)管控、分類(lèi)治理的景觀(guān)營(yíng)建策略

由前文分析可知，目標(biāo)場(chǎng)地受過(guò)去工業(yè)生產(chǎn)的影響，土壤和水體存在一定程度的污染，且不同區(qū)域的污染類(lèi)型和污染程度均不相同，呈現(xiàn)出類(lèi)別性差異和區(qū)域性分布的特點(diǎn)。除土壤污染外，經(jīng)測(cè)定水體上游沁河中存在著重金屬污染，水體質(zhì)量為地表水體IV類(lèi)，中部庫(kù)區(qū)水體氮、磷超標(biāo)，水體污染對(duì)下游居民的用水安全構(gòu)成威脅。針對(duì)以上土壤和水體污染問(wèn)題，漢克森指數(shù)法的應(yīng)用能夠在空間上確定污染邊界，進(jìn)而在景觀(guān)營(yíng)建時(shí)準(zhǔn)確落位，針對(duì)性地采用技術(shù)措施，從而因地制宜地實(shí)現(xiàn)棕地修復(fù)與再生的目標(biāo)。

對(duì)于上述污染，傳統(tǒng)的理化方法投資成本大，且需要專(zhuān)業(yè)的管理維護(hù)，同時(shí)理化凈化試劑的使用不當(dāng)有可能在整個(gè)凈化過(guò)程中產(chǎn)生二次污染。與此同時(shí)，近期學(xué)界提出的基于自然手段的生態(tài)污染治理方法(Nature Based Solution，NBS)，可通過(guò)細(xì)致分析場(chǎng)地中不同地塊的污染程度與污染類(lèi)型設(shè)置凈化策略，并且發(fā)揮風(fēng)景園林學(xué)科的橋接作用，將基于自然的生態(tài)污染治理方法與場(chǎng)地景觀(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)融合。

4.1 分級(jí)管控——基于污染強(qiáng)度劃定游憩等級(jí)

本次規(guī)劃設(shè)計(jì)中，通過(guò)前文計(jì)算的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)將場(chǎng)地進(jìn)行生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)，并制定分級(jí)管控策略。強(qiáng)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域呈點(diǎn)狀分布在場(chǎng)地東側(cè)的原鋼材工廠(chǎng)、農(nóng)田濕地及場(chǎng)地西側(cè)邊界，總面積約11.6hm2。強(qiáng)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)意味著土壤對(duì)生態(tài)環(huán)境或生物健康影響惡劣且劇烈，可引發(fā)人體產(chǎn)生多種疾病，如致突變、致畸形、致癌等[31]，通常需進(jìn)行高強(qiáng)度且長(zhǎng)時(shí)效的治理方式，因此將指數(shù)處于高生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域設(shè)置為低游憩等級(jí)，將空間隔離、凈化和限制觀(guān)賞作為主要的景觀(guān)設(shè)計(jì)策略(圖5)。

圖5 低游憩等級(jí)區(qū)域景觀(guān)規(guī)劃策略

中潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要分布在東側(cè)的拆遷技校、原鋼材工廠(chǎng)、農(nóng)田濕地及場(chǎng)地西側(cè)邊界，多環(huán)狀包圍高潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，總面積達(dá)55.1hm2。中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)意味著雖然區(qū)域土壤污染層級(jí)較低，但是可能存在部分單一重金屬或無(wú)機(jī)物元素超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中風(fēng)險(xiǎn)管制值的可能。同時(shí)，游客長(zhǎng)時(shí)間與重金屬污染土壤接觸仍有健康風(fēng)險(xiǎn)，許多研究表明，存在于土壤環(huán)境中的鉛、鉻等重金屬元素會(huì)對(duì)兒童的神經(jīng)發(fā)育造成負(fù)面影響，引起兒童智力遲鈍和發(fā)育遲緩[31]，所以需控制進(jìn)入中潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)地的時(shí)間與方式。因此將指數(shù)處于中生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域設(shè)置為中游憩等級(jí)。由于這些區(qū)域中具有可以接觸的污染場(chǎng)地，因此在設(shè)計(jì)中增加了限制性游賞體驗(yàn)的策略，作為游客介入場(chǎng)地的方式之一，增設(shè)覆蓋場(chǎng)地的棧道系統(tǒng)，保護(hù)游客健康并也形成立體交通體系，增加多重游憩體驗(yàn)(圖6)。對(duì)于部分對(duì)游客沒(méi)有健康威脅的中度污染場(chǎng)地，采取開(kāi)放的態(tài)度，使得游客可以近距離觀(guān)察、接觸與體驗(yàn)這些污染凈化裝置，樹(shù)立更加深刻的防污染意識(shí)，發(fā)揮綠色空間的科普宣教功效。

圖6 中游憩等級(jí)區(qū)域景觀(guān)規(guī)劃策略

低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域意味著土壤只有輕微的、可忽略的污染或者基本無(wú)污染，游客進(jìn)入不會(huì)影響身體健康，因此將指數(shù)處于低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)或無(wú)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域設(shè)置為高游憩等級(jí)而不做特殊管控，設(shè)計(jì)策略上與一般景觀(guān)無(wú)較大差異。

4.2 分類(lèi)治理——依據(jù)場(chǎng)地要素確定修復(fù)技術(shù)

經(jīng)上述分析研判，場(chǎng)地水體受工業(yè)生產(chǎn)影響和化肥農(nóng)藥污染，存在重金屬元素的污染和氮、磷元素的超標(biāo)，土壤中潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較大的元素有砷、鎘和汞。針對(duì)以上超標(biāo)元素，根據(jù)場(chǎng)地要素制定了相應(yīng)的景觀(guān)化分類(lèi)治理措施。

4.2.1 水體污染與處理

水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果(表5)顯示，位于上游的原工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)地中水渠中的水體存在一定程度的重金屬污染，水體質(zhì)量為地表水體IV類(lèi)，中部庫(kù)區(qū)水體存在化肥農(nóng)藥污染導(dǎo)致的氮、磷超標(biāo)。

表5 場(chǎng)地水體理化分析結(jié)果(單位：mg/L)

在現(xiàn)狀蓄洪區(qū)的基礎(chǔ)上，規(guī)劃全新的水域空間布局。將水域構(gòu)建成濕地系統(tǒng)，來(lái)應(yīng)對(duì)水體潛在的重金屬污染、無(wú)機(jī)物污染等問(wèn)題，凈化水質(zhì)、涵養(yǎng)水源、維護(hù)生物多樣性。

在核心區(qū)構(gòu)建潛流濕地，利用“基質(zhì)-植物-微生物”生態(tài)系統(tǒng)，改善水環(huán)境質(zhì)量。同時(shí)部分水域構(gòu)建“表流濕地+生態(tài)塘”水系統(tǒng)，表流濕地+生態(tài)塘的復(fù)合系統(tǒng)，對(duì)于河水中氮的去除起到很好的效果，具有很強(qiáng)的抗負(fù)荷沖擊能力，能起到凈化水質(zhì)和蓄滯洪澇的綜合作用[32-33]，共計(jì)構(gòu)建潛流濕地面積6.6hm2，表流濕地面積13.8hm2，實(shí)現(xiàn)對(duì)超過(guò)20萬(wàn)m3水體的凈化。為控制整個(gè)場(chǎng)地的面源污染，以植被緩沖帶串聯(lián)散落場(chǎng)地的近10處的凈化型雨水花園，與小型濕地形成連續(xù)的水體凈化體系。經(jīng)過(guò)整個(gè)凈化作用，從而達(dá)到凈化雨水徑流的作用。

對(duì)于水體上游的重金屬污染與庫(kù)區(qū)的無(wú)機(jī)物污染問(wèn)題，可采用植物根莖吸收的方式進(jìn)行治理。例如，部分禾本科植物對(duì)土壤中的重金屬元素具有良好的固化作用[34-35]。此外，場(chǎng)地駁岸大部分采用自然駁岸，如草坡入水的方法，以增加治污植物的栽植面積，增強(qiáng)植物吸附治理效果。硬質(zhì)駁岸設(shè)置2～3級(jí)臺(tái)地，形成總計(jì)長(zhǎng)約1 800m的硬質(zhì)駁岸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水體的凈化。

4.2.2 土壤污染與處理

對(duì)于場(chǎng)地東側(cè)工業(yè)棕地土壤中鎘、鎳等重金屬元素超標(biāo)的問(wèn)題，可通過(guò)工業(yè)廢渣吸附、生物基質(zhì)固化及植物根莖吸收等相關(guān)技術(shù)手段進(jìn)行治理。

通過(guò)某種工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生的工業(yè)廢料來(lái)凈化生態(tài)污染也是近年來(lái)學(xué)界不斷探討的生態(tài)修復(fù)方法之一。例如，對(duì)于場(chǎng)地東側(cè)工業(yè)棕地附近土壤中超標(biāo)的鎘元素，污染面積達(dá)174.0hm2，可以通過(guò)添加赤泥陶粒進(jìn)行吸附作用[36]。赤泥是制鋁過(guò)程中提取氧化鋁所產(chǎn)生的工業(yè)廢棄物之一，將其添加進(jìn)常用建筑材料陶粒的燒制過(guò)程中形成赤泥陶粒，這種新型環(huán)境功能材料表現(xiàn)為片狀聚集體，多孔結(jié)構(gòu)易團(tuán)聚且抗壓好，為其吸附土壤中的重金屬元素提供了更優(yōu)的反應(yīng)條件。景觀(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)中可以根據(jù)場(chǎng)地特征設(shè)置不同的赤泥陶粒添加形式，同時(shí)對(duì)吸收鎘元素后的赤泥陶粒進(jìn)行回收，作為建筑材料使用到園內(nèi)服務(wù)設(shè)施或構(gòu)筑小品的建設(shè)中，形成有益循環(huán)。通過(guò)添加赤泥陶粒，可覆蓋近200hm2土壤中的鎘污染，實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)地內(nèi)鎘污染的治理。

對(duì)于場(chǎng)地東側(cè)工業(yè)棕地附近土壤中鎳元素超標(biāo)的問(wèn)題，作為重金屬原位固化技術(shù)之一的生物基質(zhì)修復(fù)為鎳元素的清除提供了可行的技術(shù)選擇[37]。將木屑做水熱處理形成水熱碳，通過(guò)定型處理后得到水熱碳棒。經(jīng)試驗(yàn)，水熱碳可以有效降低60%土壤中的鎳，使得整個(gè)土壤生物毒性降低約30%。而碳棒的安插與設(shè)置可以通過(guò)藝術(shù)手段使其成為場(chǎng)地主題景觀(guān)的一部分，從而使得場(chǎng)地中的工業(yè)精神以景觀(guān)實(shí)體的形式得到轉(zhuǎn)譯與升華。通過(guò)水熱碳棒的應(yīng)用，可輻射面積達(dá)到88.3hm2，能夠固化超標(biāo)的鎳元素，從而降低鎳元素對(duì)場(chǎng)地的污染。

5 結(jié)語(yǔ)

棕地再生是一個(gè)復(fù)雜和長(zhǎng)時(shí)的過(guò)程，需要多學(xué)科的交叉合作與多專(zhuān)業(yè)的協(xié)同參與，更需要以科學(xué)為支撐的理論研究和以問(wèn)題為導(dǎo)向的實(shí)踐創(chuàng)新，特別是對(duì)棕地污染類(lèi)型與污染程度的定性、定量分析和對(duì)污染處理的策略制定。本文立足風(fēng)景園林學(xué)科并以棕地景觀(guān)再生為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)融合與交叉多個(gè)學(xué)科的相關(guān)知識(shí)體系，力求科學(xué)研判土壤重金屬的污染程度、類(lèi)型及空間分布，探討有效應(yīng)對(duì)工業(yè)污染、針對(duì)性地營(yíng)建綠色空間和表達(dá)工業(yè)文化的、以風(fēng)景園林途徑為主導(dǎo)的棕地再生策略，最終實(shí)現(xiàn)以棕地為空間載體、污染治理與景觀(guān)建設(shè)兼顧的目標(biāo)。

研究中涉及生態(tài)工程學(xué)科的知識(shí)應(yīng)用還具有細(xì)化與探討的空間，例如土壤取樣方法中的網(wǎng)格尺度、對(duì)土壤污染治理的手段等，此外還應(yīng)結(jié)合場(chǎng)地的污染類(lèi)型和程度，特別是預(yù)期景觀(guān)效果來(lái)制定具體修復(fù)方案?；谕寥乐亟饘贊撛谏鷳B(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的棕地景觀(guān)營(yíng)建方法仍需更多的理論探索與實(shí)踐檢驗(yàn)，方能形成持續(xù)性的方法體系，為我國(guó)新時(shí)代城市建設(shè)與更新不斷向科學(xué)化、精細(xì)化轉(zhuǎn)型提供借鑒和參考。

注：文中圖片均由作者繪制。