強化科技支撐 分類修復土壤
由人力資源和社會保障部、環境保護部主辦，中國環境科學研究院承辦的“綠色發展與科技創新”百千萬人才工程創新講壇近日在京舉辦。本次講壇設置了6個分論壇，土壤污染防治作為其中一個分論壇，邀請了土壤環境研究領域的專家學者做專題報告。本版特刊發部分專家學者觀點，以饗讀者。
◆本報記者張春燕
棕地再開發應注重景觀與可持續性
中國環境科學研究院總工程師李發生
美國國家航空航天局（NASA）在2016年發表的《科學》雜志上預測，未來30年內地球上將有2/3的人居住在城市。而2014年的統計數據顯示，全球39億人約占世界人口的54%，已經生活在城市。這意味著：承載如此眾多人口的土地，其土壤環境健康與否對人類生活至關重要。
中國環境科學研究院總工程師李發生在近日舉辦的“綠色發展與科技創新”百千萬人才工程創新講壇上指出，從全球視野來看，我國土壤面臨的主要環境問題有：荒漠化、土地退化和化學污染。具體到城市地區，棕地土壤修復與再開發是業界普遍關注的話題。
美國在1980年國會通過的《超級基金法》中，對“棕地”提出了最早、最權威的概念界定。棕地指廢棄、閑置或沒有得到充分利用的工業或商業用地。這類土地在開發和再利用過程中，往往因明確或潛在的環境污染問題變得復雜，需要考慮風險。李發生認為，在管理方式上，可以借鑒和學習美國和北歐地區對城市棕地采取的精細化管理模式。這些國家和地區建起了精密的檔案系統，對棕地的面積大小、中高低風險都有較好的管理辦法。
如美國環保局根據《超級基金法》，對全國各地“棕地”進行調查，不僅明確數量，更梳理出一個治理清單即《國家優先治理污染場地順序名單（NPL）》。根據評估，把有可能對人體健康和環境造成重大損害的場地列入“國家優先名單”。治理好一塊棕地，就將其從名單上刪除，這意味著它們已清理修復完畢。
我國土壤修復雖起步較晚，但極具活力。李發生認為，從全球范圍來看，我國已經成為城市棕地再利用和修復事業最具活力的區域，總體規模大且增長趨勢快。中央和地方政府重視程度增加，監管力度不斷加大，組織管理體系日趨完善，公眾意識和社會基礎越來越好。如何在此背景下對棕地進行可持續再利用？李發生提出了4點思考。
棕地的柔性再利用問題
棕地如何柔性再利用，在國際上已經有豐富的經驗。柔性再利用指不通過化學、物理等因素的干擾，將城市棕地較好地利用起來。李發生認為，這是一個國外比較時尚的概念，在我國還沒有廣泛地運用。在當前我國經濟新常態下，柔性再利用有一定的基礎和實踐，需要進一步推動和推廣，用更加理性和風險管控的方式，解決棕地再利用問題。
棕地修復模式可持續問題
李發生表示，棕地原位修復和異位處置應有一定的比例，因為鄰避效應的影響，我國現在更推崇原位修復方式。根據美國超級基金計劃的統計表明，目前美國僅50%的修復案例采用原位修復。而我們則希望比例更大。在修復模式上應該認真思考解決，與各個部門積極協調，使原位修復和異位修復達到一個理性的比例。
景觀學和美學
目前，我國在棕地治理時景觀學管理方面不夠合理。在完整修復的前提下，還應注意從景觀優化上對場地進行美化。污染的土地更需要賦予其美學內涵，在修復和整治方案制定中引入美學理念。如果可以充分利用棕地原有的地形和條件，使它豐富美觀起來，整個景觀就會很有活力了。
棕地治理的責任機制問題
李發生認為，目前土壤修復的資金機制還需完善，應堅持污染者付費原則，建立起合理的責任分擔機制。同時，應推動建立棕地柔性再利用的激勵機制，引入風險交流機制，制定合理的環境經濟政策，化解鄰避效應問題。通過跨文化交流和學習借鑒國際經驗，提升棕地再開發的美學、景觀學意識和實施能力。最后，李發生表示，通過對土地污染防治立法，建立有效的責任機制和投融資機制，將有效促進我國棕地再利用和修復的可持續發展。
采用生物技術修復污染土壤
南開大學教授周啟星
石油是世界范圍內最重要的化石燃料之一。在石油工業發展過程中，尤其是勘探、開采、運輸、加工和銷售等階段，會導致大量的石油產品進入土壤環境。石油烴是常見的有機污染物，主要包括脂肪烴、雜環烴、芳香烴、瀝青質和其他頑固組分，是一種危險的環境污染物。由于石油烴的粘連性、疏水性和親脂性，生命體很難直接利用或代謝。
目前，對于石油烴污染土壤的修復方法主要包括：物理、化學和生物修復技術，其中物理和化學方法是傳統的修復技術。南開大學教授周啟星表示，生物修復技術包括微生物修復和植物修復，是相對成熟并新興的污染修復技術。傳統的物理、化學修復方法往往會破壞污染場地的理化性質，甚至會造成環境的二次污染，對于污染面積大且污染程度較輕的土壤基本上難以應用和奏效。因此，在各種修復技術中，生物修復成為一個亮點，近年來得到業界廣泛認可。
周啟星介紹，生物修復技術中的雜草植物修復技術正被廣泛推廣。全球命名的植物有30余萬種，認定為雜草的植物約8000種。雜草具有傳播方式多、繁殖與再生能力強、光合作用效益高、適應性強、抗逆行強等特點。
雜草植物首先通過根系直接吸收石油烴，并利用自身的新陳代謝或植物內生菌的協作將其去除。石油烴一旦被根系吸收，植物就會通過木質化作用將其儲存在組織中，或通過植物揮發或植物降解將其轉化成一些低毒的中間代謝產物或生成CO2和H2O。其次，雜草根際分泌物和根際微生物在石油烴污染土壤根際修復方面起到重要作用。根際是受根系活動影響的一個微生態區，因而可以認為根際修復是去除土壤中石油烴的主要方式。
除雜草外，采用花卉植物環境修復技術也是有效解決土壤重金屬污染的一種有效途徑。花卉栽培管理方法成熟，使得修復實踐有充分的農業技術保障。考慮到城市污染土壤的特點和觀賞植物在城市綠化中的作用，觀賞植物可在城市污染土壤修復中發揮特殊作用。
周啟星介紹，從30種花卉植物中篩選出3種對石油烴污染具有強耐受力且能促進總石油烴降解的修復植物，分別為紫茉莉、鳳仙花和牽牛花。這些花卉植物吸收土壤中的重金屬，收割時將其從土壤中帶走，具有投入少、工程量小、沒有二次污染等特點，是一種綠色修復技術。
周啟星同時提到了微生物表面展示技術，這種創新做法將編碼目的肽的DNA片段通過基因重組的方法，構建和表達在噬菌體表面、細菌表面（如外膜蛋白、菌毛及鞭毛）或酵母菌表面（如糖蛋白），從而使每個顆粒或細胞只展示一種多肽。微生物表面展示技術可以把編碼重金屬離子高效結合肽的基因，通過基因重組的方法與編碼細菌表面蛋白的基因相連，重金屬離子高效結合肽以融合蛋白的形式表達在細菌表面，可以明顯增強微生物的重金屬結合能力，這為重金屬污染防治提供了一條嶄新的途徑。
實現農田污染土壤安全利用
浙江大學教授徐建明
浙江大學教授徐建明認為，與場地土壤重金屬污染不同，農田土壤重金屬污染主要以中輕度污染為主，其修復技術與方式的選擇需要首先考慮農業生產方式和類型，其次兼顧有效性、經濟性和推廣性。農田污染土壤安全利用的主要目的應是生產安全的農產品。
目前，可用于農田重金屬污染修復的技術主要包括：工程措施、農藝調控措施、鈍化修復技術、植物修復技術。徐建明表示，針對中輕度農田重金屬土壤污染，可通過鈍化—低吸收作物聯合防控技術。
土壤鈍化調控是實現重金屬鎘、砷污染農田安全種植的重要途徑之一。鈍化技術的原理是降低土壤中鎘、砷的活性，讓它們不容易被植物吸收。鈍化材料分為無機、有機和無機—有機復合材料，主要通過調節土壤理化性狀，以及與重金屬發生沉淀、吸附、絡合、氧化—還原等反應，降低鎘、砷的生物有效性。土壤鈍化調控見效快、對土壤破壞小，適合于大面積輕中度鎘、砷污染情況。“土壤鈍化技術的缺點是成本相對較高，根據測算，每畝需投入約2000元左右的修復成本，農民對此的接受程度不高。如果能將修復成本控制在千元以下，就比較理想。”徐建明指出。
另外，從上世紀80年代以來，利用植物資源與凈化功能的植物修復技術迅速發展。“通過育種，選擇那些對重金屬吸附較少的作物也是一種值得推廣的技術。”徐建明說。不同農作物對鎘、砷等重金屬的敏感性與吸收特征差異迥異。徐建明舉例表示，如玉米（福美1號）就是對土壤中鎘低吸收的一個品種。對農田污染土壤安全利用，歸根結底是通過調控土壤、作物來實現。各地可根據土壤實際，篩選低吸收鎘、砷作物種植。
徐建明建議，農業土壤安全利用需要“產學研政”共同推進。對中輕度污染農田土壤，采用鈍化劑、低積累作物品種或其組合，可以實現“邊利用邊修復”、達到污染土壤安全利用之目的。急需研發生態和低成本的鈍化劑，特別是針對鎘砷復合污染土壤的鈍化材料的開發。鈍化劑的持續性、穩定性、安全性等后續問題急需評估。篩選或培育不同區域的低積累作物品種，解決秸稈的出路問題。此外，應重點研究我國優勢農產品產地環境安全的法律法規、政策措施、標準體系等安全保障體系，確保農產品安全。
●棕地柔性再利用經典案例
德國鋼鐵廠的重生
北杜伊斯堡景觀公園是德國北杜伊斯堡的一個后工業景觀公園，其原址是一家廢棄搬遷的煉鋼廠。公園通過棕地柔性再利用原則，將景觀設計與其原用途緊密結合，將工業遺產與生態綠地交織在一起。
美國煤氣廠蛻變為創意公園
西雅圖煤氣廠公園改造充分運用景觀設計的方法，對工業廢棄地進行再利用，并在公園的規劃、工業景觀的美學文化價值等方面，對景觀設計產生了廣泛影響。比如，通過分區規劃公園，將原先的鍋爐房開辟為野餐區，周邊若干谷倉狀建筑物則供游人玩耍。公園還將各種油塔、輸油管重新繪制成彩色管道，原本的工業遺棄地成功蛻變為“文物展覽館"。
加拿大廢棄空軍基地變身樹城
加拿大多倫多的當斯維爾公園，擬建于一個廢棄的空軍基地上，面積約為130平方公里。設計者提出了“樹城”的概念，即以樹木作為公園中最基本的要素，從而創造良好的市民休閑場所。設計者希望通過對場地最小化的干預，使公園場地土壤得到逐步改善，尤其是進行土壤健康的恢復。公園建設是一個逐漸演變的長期過程，因為土壤需要得到休養，并大量種植樹木。
澳大利亞石油公司場地成為遺址公園
澳大利亞悉尼北部的濱水地區中，第一個被改造成公園的工業場地即BP澳洲子公司遺址公園。1997年，新南威爾士州政府決定將威弗敦一帶的3處濱水工業場地改建成公園，否決了將這些地塊出售并開發成住宅的提議。于是，BP澳洲子公司的這塊被污染的場地經過改造后，變成一個后工業風格的現代公園。
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