趙秋吉

（西南交通大學，四川 成都 611731）

0 引言

垃圾填埋是主要的垃圾處理方法，隨著我國城市化進程快速推進，各類廢棄物數(shù)量劇增，約2/3 的大中型城市面臨“垃圾圍城”的困境[1]，大多數(shù)垃圾填埋場趨于飽和，需要進行封場處理。人類和土地的和諧關(guān)系是營造和諧的城市結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系的源泉和基礎(chǔ)[2]，將被廢棄的垃圾填埋場轉(zhuǎn)化為可持續(xù)發(fā)展的土地，是現(xiàn)階段城市雙修背景下的研究熱點。

本文以重慶市黑石子垃圾填埋場為研究對象，從剖析場地現(xiàn)狀問題出發(fā)，提出土壤修復(fù)策略、滲濾液處理策略、排放氣體處理策略、資源再利用和景觀表現(xiàn)策略，充分利用場地資源，改善受破壞的土地，促進可持續(xù)發(fā)展，以幫助解決生態(tài)文明建設(shè)中的垃圾場治理難題。

1 研究區(qū)域概況

1.1 垃圾填埋場概況

黑石子垃圾填埋場位于重慶市江北區(qū)黑石子村與渝北區(qū)燕窩村交界處，該填埋場屬Ⅱ級山谷型垃圾填埋場，規(guī)模位居重慶第二，主要處理江北區(qū)、渝北區(qū)和北部新區(qū)城市生活垃圾，采用新型厭氧衛(wèi)生填埋處理工藝，計劃使用年限約24.5 年[3]。自2004 年垃圾填埋場項目規(guī)劃啟動后，生態(tài)環(huán)境被極大破壞，但由于城市垃圾生產(chǎn)量日益增加，現(xiàn)已達到最大庫容量。

填埋區(qū)域形成谷地地貌，四周高，中間低，谷中低洼地段高程為219m 左右，垃圾壩壩頂高程約235m，最高點高程約為306m，西側(cè)山體坡度較大，平均坡度超過45°，山上植被覆蓋豐富。最低處設(shè)有滲濾液處理區(qū)域。場地降雨量充足，雨水徑流量大，東側(cè)山腳下有一人工水渠橋溪河，徑流多匯于垃圾填埋核心區(qū)域，少部分徑流會下滲賦存于土壤中，貯水條件較差。

依照黑石子垃圾處理廠片區(qū)用地的相關(guān)規(guī)劃研究，黑石子垃圾場地塊預(yù)計于2022—2024 年完成出讓，并在出讓前完成對黑石子垃圾場所在土地的整治改造。該區(qū)域是寸灘自由貿(mào)易試驗區(qū)和保稅港區(qū)的核心區(qū)域地段，場地的修復(fù)改造將減少對江北區(qū)東擴戰(zhàn)略的阻礙，極大地促進周邊區(qū)域的發(fā)展。

1.2 垃圾填埋場問題

場地現(xiàn)狀問題較多，滲濾液、土壤、填埋氣體、廢棄資源是影響垃圾場生態(tài)系統(tǒng)的主要因子，具體的問題有以下4 點。

（1）土壤污染：受垃圾影響，填埋區(qū)域土壤的團粒結(jié)構(gòu)、透氣透水性等有所改變，鎘、鉛等重金屬物質(zhì)在土壤中會危害植物的生長，加速土壤惡化[4]。填埋區(qū)域主體的土壤已被垃圾堆體所覆蓋，需要進行封場和添加優(yōu)質(zhì)新土來修復(fù)。

（2）滲濾液污染：垃圾經(jīng)分解會滲出顏色濃黑、黏稠、氣味濃烈的滲濾液[5]。有效的雨污分流措施使場地1000m3/d 滲瀝液產(chǎn)生量減少至420m3/d[3]。但受雨水沖刷，滲濾液仍將持續(xù)污染土壤、地表水、地下水。

（3）填埋氣體污染：填埋氣體是垃圾在填埋場內(nèi)被微生物分解，產(chǎn)生的以甲烷為主要成分的混合氣體[6]，其他氣體成分主要有硫化氫、氨氣等，是散發(fā)惡臭的主要來源。同時易引發(fā)爆炸，影響周邊生物生存，并且加劇溫室效應(yīng)。

（4）資源利用問題：場地內(nèi)的植物以吸污能力強的鄉(xiāng)土植物為主，但病害情況嚴重、景觀效果差，缺少動物棲息地；廢棄的廠房、材料、道路有待得到修復(fù)與再利用。

2 填埋場生態(tài)修復(fù)策略研究

垃圾填埋場的生態(tài)修復(fù)包括了堆體穩(wěn)定控制、滲濾液處理、地表水排導(dǎo)、氣體收集排放等垃圾無害化處理技術(shù)，同時也包含了綠化工程技術(shù)等[7]。在垃圾填埋場使用好氧法處理堆體，使得地面沉降速率趨于穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，本文提出以下生態(tài)修復(fù)策略，逐步改善受損的環(huán)境，為后續(xù)景觀表現(xiàn)打好基底。

2.1 土壤處理

2.1.1 活性土壤生態(tài)修復(fù)

覆土治理在封場環(huán)節(jié)進行到土工布鋪設(shè)時開始進行。第一步為基礎(chǔ)處理，利用金屬網(wǎng)或繩網(wǎng)，通過鋼筋、水泥等材料固定在地表，并鋪設(shè)堆石層。第二步為種植土覆蓋，主要采用噴附的手段，將植生基材與計量混合攪拌后的先鋒植物種子以及其他添加材料分層噴附到經(jīng)過處理的場地上，形成活性土壤基質(zhì)，主要成分有普通黏土、有機營養(yǎng)土、土壤改良材料、保水劑、土壤團粒劑等。第三步為鋪設(shè)無紡布，種植無紡布育苗帶植物。根據(jù)相關(guān)案例，在噴播種子當年就能取得良好的植被恢復(fù)效果，2~3 年便能形成早起的植被群落[8]。該方法保證了土壤的良好性質(zhì)，進而促進了植被的恢復(fù)。

2.1.2 生物修復(fù)

重金屬是主要的土壤污染物，對于此類污染，將主要采取植物萃取技術(shù)，即利用植物根系對重金屬物的吸收，再通過收割植株的地上部分來除去污染物。此類具有積累高濃度污染物特性的植物稱為超富集植物[9]。例如，主要吸收砷的蜈蚣草、吸收鎘的龍葵、吸收錳的商陸等，將在修復(fù)初期大量種植。此外，植物還可以發(fā)揮輔助吸收的作用，擬采用“根系分泌物+生物炭+蚯蚓+微生物”的植物輔助技術(shù)來修復(fù)土壤。植物的根系分泌物既可以增強土壤與根系之間的離子交換，還可以改善土壤的水、肥、氣、熱等物理性質(zhì)，進而促進微生物和蚯蚓的分解活動；而生物炭的添加，增強土壤透水透氣性、改良土壤團粒結(jié)構(gòu)、為微生物提供繁殖空間等，通過各自的相互促進作用，加速土壤的生態(tài)修復(fù)。

2.2 滲濾液處理

2.2.1 減少滲濾液產(chǎn)生

垃圾場封場后，減少場地的雨水徑流是減少滲濾液產(chǎn)生的最直接途徑，將依照海綿城市設(shè)計思路，通過設(shè)計蓄水、滯水、凈水、用水、排水功能于一體的雨洪管理系統(tǒng)，來實現(xiàn)雨水的合理導(dǎo)排。蓄水主要通過生態(tài)模塊裝置、建筑屋頂以及截洪溝導(dǎo)排至蓄水區(qū)來實現(xiàn)。滯水則是設(shè)置有凈化功能的下凹綠地，達到最大滯留量時通過溢流設(shè)施輸送至儲水區(qū)域，可以有效控制面源污染以及利用雨水資源。截洪溝是雨水導(dǎo)排的關(guān)鍵，可以截留高地徑流，并輸送至儲水和凈化區(qū)域，同時截洪溝內(nèi)種植茭草等濕生植物，初步凈化雨水。凈水主要是指利用場地梯田式地形，設(shè)計梯田濕地，內(nèi)部種植美人蕉、再力花等濕生植物，地表徑流經(jīng)梯田濕地可以去除雨水中的輕污染物和雜質(zhì)。通過上述生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，初步形成完備的雨水管理系統(tǒng)。

2.2.2 處理現(xiàn)有滲濾液

修復(fù)初期，通過石籠豎井對滲濾液采取回灌處理，利用垃圾填埋層“生物濾床”的吸附、降解作用，經(jīng)過回灌后的滲濾液經(jīng)輸送系統(tǒng)送至現(xiàn)有的滲濾液調(diào)節(jié)池內(nèi)。在修復(fù)中后期，回灌處理流程暫停，設(shè)計組合式人工濕地，有效去除水中的污染物質(zhì)。濕地北部包括好氧塘、厭氧塘、兼氧塘等生物塘，發(fā)揮微生物的凈化功能；中部以表面流濕地的形式，設(shè)置較大面積的水體；南側(cè)為潛流人工濕地，形成跌水景觀的同時，也可曝氣為好氧生物提供氧氣，再配合植物的根際過濾功能，完成滲濾液和雨水的最終凈化，達到Ⅲ類地表水水質(zhì)標準；原滲濾液調(diào)節(jié)池將被改造為景觀娛樂用水，提供水上活動場所，形成運轉(zhuǎn)良好的水系統(tǒng)。

2.3 填埋氣體處理

2.3.1 填埋氣體再利用

填埋氣體有著較為經(jīng)濟的再利用價值，設(shè)置導(dǎo)排輸送系統(tǒng)，在抽氣風機的作用下通過石籠豎井完成對填埋氣體的收集，以甲烷為主要成分的沼氣輸送至場地附近餐廚垃圾場的沼氣儲存區(qū)，實現(xiàn)資源的再利用，充分體現(xiàn)場地的生態(tài)設(shè)計原則。

2.3.2 填埋氣體凈化吸收

填埋氣體導(dǎo)排和封場結(jié)構(gòu)無法完全阻止氣體的溢出，可以通過吸收和過濾的方式來處理[10]。擬設(shè)計氣體處理模塊裝置單元，以垂直綠化的景觀形式，利用植物的生理功能吸收有害氣體，由植株、杯體、吸水介質(zhì)層、基盤、轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，轉(zhuǎn)軸可以人工控制轉(zhuǎn)動角度，根據(jù)風向可轉(zhuǎn)動裝置以實現(xiàn)植物與空氣的最大面積接觸。所選基盤材料為場地廠房所得的廢舊鋼板，與此同時，植株基質(zhì)的填料層可以為微生物棲息繁衍提供適宜的環(huán)境，利用微生物新陳代謝的生命活動輔助凈化有害氣體。裝置內(nèi)植物搭配豐富，絲蘭、鳳尾蘭等植物則對氨氣的吸收能力強，玉簪、萬壽菊、油麻藤等植物吸收二氧化硫的能力強，共同發(fā)揮凈化氣體的作用。

2.4 廢棄資源再利用

在尊重原有場地的基礎(chǔ)上，對原有的建筑、設(shè)施進行重組、利用和創(chuàng)新改造。例如，將廢棄廠房的結(jié)構(gòu)進行加固，改造和分割內(nèi)部空間，賦予其商業(yè)、科普研學等功能。將殘留大量的廢棄材料，通過分類篩選出可二次使用材料，經(jīng)過一定的工藝流程，使材料再生成為景觀小品、園路、路標、欄桿等裝置，既解決場地的資源利用問題，也是一種場地精神的延續(xù)。

3 階段性生態(tài)修復(fù)規(guī)劃

城市復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論認為，在干擾較小時，維持力可以確保系統(tǒng)自主維持平衡狀態(tài)，保留原有的功能；擾動較大時，恢復(fù)力發(fā)揮作用；而轉(zhuǎn)型力則是指對風險沖擊下暴露的脆弱點進行修正，并使系統(tǒng)達到新的平衡狀態(tài)的能力[11]?；谠摾碚撘约吧鷳B(tài)修復(fù)的可持續(xù)性原理，垃圾場的生態(tài)修復(fù)宜分階段進行，每一階段設(shè)定不同的目標與修復(fù)重點，最終促進場地的更新與演化。

第一階段：修復(fù)初期，為修復(fù)項目啟動后0~4 年，以恢復(fù)力為主導(dǎo)，充分人工干預(yù)。通過好氧法處理垃圾堆體，促進堆體穩(wěn)定，同時設(shè)計地形結(jié)構(gòu)，再進行封場覆蓋。設(shè)計雨洪管理系統(tǒng)減少地表徑流；采取回灌方法處理滲濾液；填埋氣體主要采取收集利用生產(chǎn)沼氣的策略；填埋區(qū)覆土種植將采用活性土壤生態(tài)修復(fù)技術(shù)，并引入先鋒種和鄉(xiāng)土草種，通過植物的生理活動促進土壤修復(fù)；管理方面，相關(guān)機構(gòu)成立專家評議組，實時關(guān)注修復(fù)動態(tài)，根據(jù)生態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)來指導(dǎo)場地修復(fù)工作。

第二階段：修復(fù)中期，項目啟動后4~8 年，以維持力為主導(dǎo)，讓自然做功。此時垃圾堆體穩(wěn)定度提高，將構(gòu)建人工濕地、梯田濕地等水體，構(gòu)建滲濾液濕地凈化系統(tǒng)，并完善雨洪管理；引入更豐富的適應(yīng)物種，增加植物群落豐富度；氣體吸收模塊裝置將繼續(xù)發(fā)揮作用，讓空氣質(zhì)量提升，同時增加人的活動空間，引入游覽活動。

隨著修復(fù)的進行，場地將被劃分為原生林地、混交林地、梯田濕地、組合式人工濕地、生物滯留設(shè)施、生態(tài)綠島等區(qū)域，生態(tài)系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。

第三階段：修復(fù)后期，項目啟動后8~12 年，以轉(zhuǎn)型力為主，提升社會效益。此時垃圾堆體較為穩(wěn)定，生態(tài)環(huán)境得到較大改善，植物通過演替將形成較豐富的植物群落，生物多樣性增加；游覽活動進一步豐富，廢棄物產(chǎn)業(yè)鏈得到完善，同時借用景觀來展現(xiàn)場地破損記憶和生態(tài)修復(fù)記憶；場地活力極大提升，并帶動周邊地區(qū)發(fā)展。

4 結(jié)語

垃圾填埋場想要煥發(fā)新生，要從生態(tài)修復(fù)做起。按照生態(tài)系統(tǒng)的演進規(guī)律，利用自然和人為力量，依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與自我組織能力，輔以人工措施，進行修理、改良、重建、維護和管理，使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)或使生態(tài)系統(tǒng)向良性循環(huán)方向發(fā)展[12]。本文對重慶市黑石子垃圾填埋場展開現(xiàn)場調(diào)研，提出生態(tài)修復(fù)策略與階段性規(guī)劃，具體提出針對場地現(xiàn)存的土壤污染、滲濾液、排放氣體等問題的具體解決措施，并將生態(tài)修復(fù)分為3 個階段，經(jīng)過數(shù)年的演化發(fā)展，場地最終的成果將是形成一個自然生態(tài)、功能豐富、充滿人性關(guān)懷、富有場所精神的公園，希望為今后的垃圾填埋場改造設(shè)計提供生態(tài)修復(fù)相關(guān)策略的參考。