人居环境科学下的化工棕地治理

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摘要：随着我国城市用地的紧缺，越来越多的棕地被加以改造利用，化工类棕地污染最强、危害最大，需要特别关注治理。文章通过对化工类棕地存在的问题进行分析，从人居环境科学的视角下探讨了化工类棕地治理的具体策略。

关键词：人居环境科学；化工；棕地；多学科

引言

棕地，是与绿地相对应的概念，各国对棕地都有各自的定义。在我国，泛指因人类生产活动而造成的已存在或潜在的污染场地。我国正处于城镇化发展的快速时期，面临着极大的用地短缺问题，棕地的开发与再利用，对弥补城市用地紧张以及优化城市空间结构起到了重要作用。但我国现在对棕地的治理往往以经济利益为目的，开发具有很大的盲目性，开发形式过于单一化，重治理、轻再生，没有进行整体化、人性化考量。棕地的再生归根到底是为人所服务的，是为了满足城市的发展需求、满足人的生产生活需要。因此，从人居环境的视角下对棕地的再生进行探讨，具有极大的社会意义。

1人居环境科学

人居环境泛指人类集聚或居住的生存环境，特别是指建筑、城市景观、风景园林等人为建成的环境。因此，人居环境科学就是以人类聚居为研究对象，探讨人与环境之间相互关系的科学[1]。与传统的建筑学不同，人居环境科学考虑的是人与环境这个巨大系统里的不同层次、不同区域的问题。这一问题涉及面广、问题域多，因此需要建筑学、社会学、生态学、环境学等多学科的交叉与协作，以便更好地建设符合人类理想的聚居环境。总的来说，人居环境科学的核心就是要有整体的观念，把人类聚居作为一个整体来进行研究，而不是像城市规划学、地理学、社会学那样，只涉及人类聚居的某一部分或某个侧面。人居环境科学强调事物内部之间的相互关系，用融贯的研究方法去解决人居环境问题。以问题为出发点，运用已知的所有知识去解决人与自然的问题，了解、掌握人类聚居发展的客观规律，以便更好地建设符合人类理想的聚居环境。

2化工棕地治理需要人居环境科学的引导

化工棕地并不是一个孤立的系统，它与城市的人居环境是紧密相连的，是城市环境的一部分，与城市生活构成一个统一体。在对棕地治理的过程中，需摒弃以往传统的机械论、还原论等单一治理方法，将棕地与城市周边的生态环境、人文环境、经济环境等作为一个有机整体来综合考虑。化工棕地治理的关键在于解决经济、生态以及文化三方面的问题。这就要求实践者利用包括地理学、气候学、生物学、社会学等诸多领域的知识与经验，这与人居环境科学所倡导的多学科、多领域融贯的综合研究方法不谋而合，将人居环境科学应用于具体的城市棕地修复的规划、设计、营造和管理的实践中，会起到很好的指导性作用。棕地治理是一个不断前进的过程，不同时期会赋予同一片区不同的功能，进行着不同的生产活动。在人类改造场所及自身的过程中，场所不是静态的，而是处在不断变化之中的，场所的历史、现在和未来一直在相互作用、相互加强。人居环境科学是综合自然和人文演变过程的信息，加以指导规划设计的科学，棕地的演替更新，需要人居环境科学这一动态学科去规范指导，从而持续为人类创造适宜的人居环境[2]。

3人居环境科学引导下的化工棕地修复策略

3.1区域协同功能活化处理

人居环境科学强调把人类聚居作为一个整体，全面系统地加以研究整理。首先，化工棕地的再生要结合城市的整体发展战略，根据棕地所处的城市功能区、场地的周边需求、污染类型以及污染程度来为棕地修复确定适宜的改造类型。其次，化工棕地周边都面临单一经济结构的转型问题,将其发展成为具有观赏性的景观片区是实现经济可持续发展的重要方式之一。例如可将棕地建设成为工业景观公园、城市公共艺术用地等，积极推动周边地区第三产业的发展,并使依赖于第二产业的经济向清洁的旅游型经济转型。这样的棕地再生不仅改善了区域的生态环境，避免了城市人居环境的进一步恶化，也符合可持续发展的要求。最后，要尽量将单一的景观片区连接成片，形成一体化的城市复兴区。棕地周边的功能活化就是综合自然和人文过程信息以指导规划设计的决策过程，人文生态规划设计就是寻求生态适宜和文化空间之间的最佳匹配，将区域利用类型的适应优势最大化[2]。

3.2分期分类多元化的污染治理

3.2.1棕地土壤的分类处理土壤并不是一个单独存在的系统，空气、水、土壤是彼此交融，不可独立存在的。棕地修复过程，要结合这三种物质来综合考虑，在统一规划下，协同治理。首先要对场地所在区域的大环境作出评估，在问题分析的基础上制定出合理的恢复计划。恢复计划并不是简单的治理流程，而是要根据最终的用地意图来制定治理过程，从而避免过度改造带来的场地破坏，增加经济上的额外支出。化工污染具有难可逆、不均匀、滞后的特点。因此，污染治理是一个曲折且漫长的过程，在治理过程中要针对不同地块，对污染物进行合理评估之后，对地块进行多学科的融合治理。根据污染物的成分和污染程度，将待处理的棕地划分为可直接利用土地、原位修复的土地、异地修复的土地、无法修复的土地四类。可直接利用的土地往往指化工厂区内的办公区以及生活区，这类地区由于不进行工业生产，受到的化学污染较少，进行简单的松土之后便可直接利用；原位修复后再利用的土地受到的污染相对较少，多为一些挥发性的有机污染物，常常采用物理方法（活性炭吸附、气相抽提）、生物方法（植物吸附、微生物分解），进行多学科交叉处理（图1）；异位修复指的是将棕地土方转移到特定位置进行处理的方式，这类地块往往污染较重、污染物较多，多为重金属污染物、持久性的有机污染物以及农药等，可通过物理方法（固化、萃取、热脱附）、化学方法（热处理、氧化还原）分批次处理，处理后进行回填（图2）；对于无法修复的棕地，可对其进行换土，或者隔离的方式。在对土壤治理的同时，要注意对周边水环境的保护，根据土壤污染状况，对场地的表土层、心土层、底土层进行透水和不透水处理，防止水污染的范围持续扩大。

3.2.2棕地水体的复合治理棕地中的水体可分为两类，即被污染水体和未污染水体。未污染水体特指雨水以及棕地周边未受污染的地下水体；被污染水体可分为地表污水以及渗入地面的地下污水[3]。棕地的治理可参考雨洪管理系统进行一体化治理，治理策略可概括为隔、净、汇、用。“隔”一方面阻止雨水渗入棕地，另一方面防止地下污水继续向周边扩散；“净”即对被污染水体的治理，对于地表污水可通过过滤池的设计以及水体走向的重新规划进行逐步筛除和净化，对于已渗入地下的污水，则通过建立人工湿地，利于植物根系的自净能力和湿地中的微生物群落来进行生态治理；“汇”即对落在棕地内的雨水进行收集，将雨水引入净水池和冷却池组成的水循环系统，净水池可用原有的水渠、集水池等改造而成，节约治理成本，同时要将净水池与湿地生态系统连通、互相补给；“用”即棕地内收集和净化后的雨水，可用于景观水景的设计以及植物的浇灌，缓解城市用水压力，同时也可以补给地下水，维持良性的水循环（图3）。

3.3多元化的生态景观修复

棕地在城市转型过程中，功能类型的确定以及污染治理之后，需要进一步完善棕地修复措施，进行植物景观群落的设计，这是一个整体性的行动计划。首先，根据用地功能性确立植物差异性选择机制，在保证构建宜居生态系统的前提下，景观营造要与污染治理并重，构建兼具技术与艺术的景观群落，优选抗污染植株，通过长周期的植物生长，富集土壤污染物，从而强化棕地治理的安全性，避免二次污染。其次是生态系统的恢复，只有植被的场地不构成完整的生态系统，这样的生态系统没有持续的自我调蓄能力，在保护场地内关键性物种的同时，适当引进新物种，丰富生态系统的组织结构，实现生态自有能量和资源循环等功能的修复（图4）。再次，由于化工污染的可逆性较差，单一区域内的生态链去修复污染不太可能，要将棕地内生态链进行综合设计，划分不同的功能区块，融贯治理，更要与城市的整体生态功能相呼应，融入到城市整体的生态服务之中。最后，景观再生要将场地历史、记忆以及文化感知融入生态系统中，形成“自然—人文”相融合的完整生态系统，增加城市的历史记忆，保留无法衡量的人文情怀。棕地生态的恢复潜藏着巨大的价值和积极的社会效益，这些价值和效应在未来会不断被开发出来，并随着创意开发的不断创新而继续扩大[4]。总的来说，棕地的生态恢复对建立宜居的人居环境起到不可替代的作用，也会留给后代更多有用的土地。需要注意的是，棕地的土壤治理、水体保护以及景观群落的再生是在同一区域内的不同时间发生的，需要在统一的规划指导下进行。三者之间的再生始终是连贯的，一环扣一环。土壤治理的时候，要兼顾到后续水体的保护以及植物群落的再生，例如，土壤的热处理会杀死土壤中具有抗污能力的微生物，这类微生物是后期生态系统再生时必不可少的一环。因此，要杜绝这类改造措施的施用。同时，景观群落的再生之后，又对水体的净化以及土壤中污染物的治理起到了很好的改善作用。

结语

棕地再生是在考虑人居、经济、文化等多领域影响下进行的，再生后良好的景观场所又会反过来促进人居环境的改善、经济的持续发展，以及文化的多元化。城市的棕地问题是迫切需要解决的生态文明建设工程之一，本文通过对人居环境科学的解读，探究这一学科视角下棕地再生更为合理的方式，将棕地与城市视为一个有机整体，通过多领域融贯的手法，试图为城市创造一个生态化的人居环境。

参考文献：

[1]冯萤雪,李桂文.矿业棕地生态恢复设计的基础理论[J].新建筑,2014(04):150-153.

[2]王云才,赵岩.美国城市工业废弃地景观再生的经验与启示[J].南方建筑,2011(03):22-26.

[3]郑晓笛.工业类棕地再生特征初探——兼论美国煤气厂公园污染治理过程[J].环境工程,2015,33(04):156-160.

[4]刘小庆.基于生态恢复的矿区废弃地景观规划研究[D].南京:南京工业大学,2014.

作者：徐良 范桂芳 单位：内蒙古工业大学建筑学院