国内外工业园区景观生态修复与优化技术体系研究

国内外工业园区景观生态修复与优化技术体系研究

阿特金斯(顾问)有限公司上海分公司200003

摘要:在新型工业化潮流下,工业园区的生态问题越来越受到关注,钢铁、采矿类等传统工业面临着巨大生态挑战,今后将有一大批工业用地面临更新问题。如何减少旧型重污染工业区污染、对受到污染的环境进行修复,如何提高工业园区的可持续性与景观性、提升企业生态竞争力,是目前亟待解决探讨的问题。

关键词:工业污染;生态修复;景观

1.修复与优化技术研究

1.1国外研究进展分析

目前,按照技术发展水平分类,可以分为已成熟的治理技术、创新性替代治理技术以及新兴的替代治理技术。已成熟的治理技术受到使用者采用程度较高,但技术效果往往不如后两者。创新性替代治理技术使用时间较短,初期效果较好,但对其了解有所局限。最后一种技术较为先进,但目前仍然处于实验室测评或先锋性场地测试状态,使用效果未可知。按照治理对象分类,可以分为植被恢复技术、土壤修复技术、水域综合治理技术、大气治理技术、重金属污染治理技术等方面。Hollander与Kirkwood(2010)认为,工业区各物理环境要素是互相相关的,因此在生态修复时应当将工业园区作为一个整体来处理,其将各个系统的修复技术进行整合,分为14大类,包括:1.空气喷射技术2.生物修复3.生物通风4.封装5.挖掘6.焚化7.土地耕作8.自然衰减9.可渗透反映屏障10.植物修复11.抽取与治理12.土壤清洗13.土壤气体抽提14.热脱附专项技术,并对其进行详细阐述与评析。德国1997年在鲁尔区格尔森基尔欣原北星煤矿场(ZecheNordstern)举办了德国联邦园林展。BradShaw等人对英国废弃地的进行了成功的改造,他们主要采用改良废弃地中的土壤养分,筛选种植适宜豆科植物和其他固氮植物的办法,因地制宜不同类型的废弃地分别将改造成休养娱乐场所,或珍稀物种的栖息场所等。

近年来,日本和韩国在生态修复设计方面有一些比较成功的案例。在这些项目中,生态修复技术已经不再是简单的利用沉淀、过滤、曝气和单一的植物修复,而是在景观设计中充分结合环境工程的生态修复技术进行综合整治,将景观改造与生态修复紧密的结合。例如韩国首尔市兰芝岛世界杯公园通过对兰芝岛垃圾山进行自然修复、植物修复、生物修复、客土重填和土壤安定化工程等生态修复技术严重污染的垃圾场最终建成当地一处重要的环境保育和市民休憩场所。

1.2国内研究进展分析

现代园林中,有关学者对生态修复系统理论和技术的探讨方面有了较大的发展。赵彩君(2002)从景观和生态两个定义入手,详细阐述了工业废弃地、垃圾填埋场和受损淡水水域的恢复重建;并配合有代表性的实例论述了各类退化生态系统恢复的特点、方法及最终结果,指出景观生态恢复必须遵循生态规律、注重整体关联原则、结合艺术要求恢复并在可能的情况下结合环境意识教育。聂庆娟等(2006)针对目前我国日益增多的被破坏地段提出了用生态恢复设计的方法进行景观整合,将景观设计与生态恢复设计有机结合,使得生态环境恶化、景观破败的地段重新焕发生机,成为良好的生态境域;并具体分析了国外采用生态恢复方法对工业废弃地改造的成功案例。

在工业区景观水体生态修复方面主要围绕水体富营养化、重金属治理、人工湿地建造方面展开,具体技术包括:微生物修复技术、人工湿地技术、浮岛技术、植物操控技术,生态护提技术,生态复氧技术、生态清淤技术、水生动物恢复和重建技术等。薛建锋(2006)提出综合考虑各种物理、化学和生物技术,因地制宜,重点恢复和提高水体的复氧能力和自净能力,促成良性循环,从而真正达到生态修复的目的。邹丛阳等(2006)详细的介绍了循环过滤法、曝气复氧、疏俊底泥法、膜生物反应器、原位物理生物生化修复技术、生物滤沟法、水生植物净化法、生物操纵法、以及水培法等措施进行水体的生态修复。

土壤修复方面,李培军、刘宛等阐述了土壤生态修复主要内容是生物修复技术和生态修复技术,并指出了污染土壤生态修复技术发展的几个重要方向,即污染土壤的植物富集修复、污染土壤的鳌合诱导修复、污染土壤的生物一微生物联合修复。李佳等(2007)在唐山市南部塌陷区的综合治理中微生物、自由漂浮植物、水生植物、浮床技术、沉淀、吸附剂氧化还原等方法去除土壤中的重金属,采用超积累植物修复法、化学法及细菌还原法治理土壤污染物,采用施肥、中和、微生物、绿肥等方法进行土体改良,采用沼气导气管收集导排技术进行垃圾堆体的封场覆盖处理。

植被修复方面,包志毅和陈波(2004)认为植物种类的4择遵循以下原则:1)选择生长快、适应性强、抗逆性好、成活率高的植物;2)优先选择具有改良土壤能力的固氮植物;3)尽量选择当地优良的乡土植物和先锋植物,也可以引进外来速生植物;4)选择植物种类时考虑经济与植物的多种效益,主要包括抗旱、耐湿、抗污染、抗风沙、耐療,薄、抗病虫害等。根据污染地的理化性质,基本的植物种植技术有三类:直接种植普通植物、改良基质后种植耐性植物和表层处理后种植植物。

除去植被、土壤与水域改造等工作,在近年研究中提及较多的还有垃圾处理技术、重金属防治技术、大气污染防治技术等。在垃圾处理技术中主要研究的技术点在于终场覆盖和土壤改良系统、渗滤液处理、雨水排导与防渗系统以及填埋气体控制与回收系统。重金属防治研究主要从源头控制与净化处理两方面进行根治,其中净化处理有化学做法、生物做法与物理做法。大气污染防治主要研究停留于污染物质的量级指标,通常使用化学手法与机械手法进行防治。在景观设计方面,通常使用种植手段净化大气环境,但具体成效并没有定量研究。

2.论拟解决的关键技术或问题

2.1景观生态修复与优化技术的梳理

工业生态学、恢复生态学与景观生态学等理论研究在我国仍处于起步阶段,针对于工业园区方面的景观生态修复与优化技术研究更少,专家和学者对于该领域的生态恢复方式、技术研究有一定基础,但没有系统性全面的梳理,且对于实际操作中的关键问题没有理清,无法对后期实施进行保障。因此需要在前期的准备中对国内外相关的学术研究成果进行系统性的梳理与总结,并对相关领域的专家进行深度访谈。

2.2修复与优化专项的内在联系总结

目前工业园区景观生态修复与优化各项技术之间没有相互联系,仅仅是各个孤立的专项,缺乏可操作性与实践性。论文希望找到各个专项的内在联系,使得各专项之间互相辅助,优化修复体系结构。主要方法考虑德国有很多相关的成果经验,从这些经验中进行总结,找到内在规律。

2.3实施保障技术研究

目前来看工业园区景观生态修复与优化技术缺乏可操作性与实践性,具体落实之后没有达到理想的效果,因此可以发现,仅仅有理论经验是不够的,在实际操作中需要后期的实施保障技术。论文考虑结合德国先进经验与其他学科的理论研究进行分析,引入工业园区景观生态修复与优化技术体系中。

结论

总体而言,国内外现状工业区景观生态化改造方法研究丰富,各层次理论研究体系较为完善,理论基础与实践基础扎实。比较而言,国外理论发展领先,有大量相关经验能够借鉴学习。

从改造原则——改造模式——改造策略——改造技术等各个层面而言,目前仍然缺少有效的措施联系与梳理,减弱了实际操作的有效力,缺乏系统性。此外,对于各个改造模式或策略缺少实际操作的评估,无法对各模式、策略的适应性进行选择与优化,缺乏体系动态性。另外,现有改造方式研究仍主要局限于工业区生态改造,对于区域环境影响乃至更大范围内的生态效益研究较少,缺乏区域观。从改造专项看,存在技术与技术之间难以联系促进,互相分裂。技术未进行系统的梳理,存在多而杂的现状。且工业园区修复现状仍然主要针对于园区修复本身,缺少修复技术与景观优化相结合的研究。

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