城市废弃地景观生态修复

1、L/O/G/O城市废弃地景观生态修复城市废弃地景观生态修复Contents城市废弃地改造的相关理论城市废弃地改造的典型案例景观生态恢复策略和原则景观生态设计摘要摘要 伴随着城市化的进程、产业结构的调整，城市区域内大量的土地被废弃、闲置。这不仅造成了资源与能源的浪费，生态平衡遭到破坏，受到城市景观影响，而且也制约了城市的有序发展。城市废弃地是城市在发展过程中的必然产物，对它的景观改造是每个城市都回避不了的问题。在当今可持续发展战略思想的指导下，如何通过生态化的景观设计手法改造这些废弃地，使其从消极状态转化为积极状态，变“废品”为“珍宝”，在不断更新的城市秩序中获得新生，是目前世界上众多国家城市建

2、设中面临的重大课题。一、一、城市废弃地改造的相关理论相相关关理理论论生态恢复理论生态恢复理论景观设计理论景观设计理论生态恢复理论包括改良和重建退化的自然生态系统，使其重新恢复生物学潜力。景观设计学是关于景观的分析、设计改造、管理、保护、恢复的科学和艺术，对城市废弃地的景观恢复有重要的指导意义。二、典型案例二、典型案例焦作市的缝山公园，针对城市边缘因石料开采而形成焦作市的缝山公园，针对城市边缘因石料开采而形成的废弃山地，采用风景园林、生态恢复、山体修复工的废弃山地，采用风景园林、生态恢复、山体修复工程等综合措施，建设了包括山坡治理复绿、山涧大瀑程等综合措施，建设了包括山坡治理复绿、山涧大瀑布、主

3、环路和星光广场、采石场遗址等布、主环路和星光广场、采石场遗址等14个项目个项目 德国杜伊斯堡风景公园就是将一个工业化时期遗留下来的废弃工厂改造成具有历史气息的生态公园。三、景观生态恢复策略和原则三、景观生态恢复策略和原则二、主要污染源及污染物二、主要污染源及污染物 主要污染源主要污染源及污染物及污染物空气污染影响空气污染影响气被污染后通常通过气被污染后通常通过干、湿沉降作用对土干、湿沉降作用对土壤环境产生进一步的壤环境产生进一步的影响影响 污水灌溉污水灌溉有机无机等混合型污水主有机无机等混合型污水主要来自石油化工和制药，要来自石油化工和制药，有三氯乙醛、多环芳烃，有三氯乙醛、多环芳烃，导致土壤

4、板结盐渍化，影导致土壤板结盐渍化，影响作物生长响作物生长农业生产过程农业生产过程化肥、农药和覆盖塑化肥、农药和覆盖塑料薄膜等技术措施使料薄膜等技术措施使土壤营养物质积累土壤营养物质积累.固废的农用固废的农用工业废渣、城市垃圾工业废渣、城市垃圾、剩余污泥以及畜禽、剩余污泥以及畜禽粪便、农业秸秆等粪便、农业秸秆等 污染物在土壤污染物在土壤-植物系统植物系统 迁移迁移-分布分布土壤土壤-地下水污染地下水污染污水灌溉研究污水灌溉研究作物污染及残留作物污染及残留与毒性研究与毒性研究 灌区人体健康调查灌区人体健康调查污水灌溉在我国发展的必要性污水灌溉在我国发展的必要性 进入 21世纪, 我国的城市生活用水

5、、 工业用水将大大增加, 从而使农业用水不得不相对减少。同时我国又是一个以灌溉为主的农业大国, 目前仅农业每年缺水就达 300亿 m3。20世纪 90年代, 我国受旱面积已达 2 667万 hm2, 因缺水造成的粮食减产达 250 400亿 kg。为了使农业良性发展, 达到增产增收的效果, 确保全国的粮食安全问题, 就必须采取一些相应的措施。污水灌溉技术污水灌溉技术 为了安全高效地将污水回用于农业为了安全高效地将污水回用于农业 ,避免负面影响避免负面影响 ,国外针对污水回用技国外针对污水回用技术术 ,开展了一系列研究工作。开展了一系列研究工作。 美国美国 Gushiken教授教授研究了通过地下

6、滴灌回用污水研究了通过地下滴灌回用污水 。 加拿大加拿大McGill大学的大学的 Kaluli 等人研究表明等人研究表明 ,与地面灌溉相比与地面灌溉相比 ,地下灌溉地下灌溉可减少硝酸盐淋失率达可减少硝酸盐淋失率达 70 %以上。以上。 澳大利亚澳大利亚 开发了污水灌溉与处理相结合的污水利用系统开发了污水灌溉与处理相结合的污水利用系统 ,具有污水灌溉具有污水灌溉和污水处理的双重功能。和污水处理的双重功能。 以色列以色列 通过使用微、通过使用微、 喷灌技术提高污水利用率喷灌技术提高污水利用率 ,以达到节水和防治污以达到节水和防治污染的双重目的。染的双重目的。 突尼斯农业和公共健康部突尼斯农业和公共

7、健康部 ,在联合国发展计划署在联合国发展计划署(UNDP)的协助下的协助下 ,分别分别采用大水漫灌和沟灌方法采用大水漫灌和沟灌方法 ,研究了污水灌溉对作物生产率、研究了污水灌溉对作物生产率、 生长性状及生长性状及土壤卫生质量的影响。土壤卫生质量的影响。 西班牙有关部门西班牙有关部门于于 19951998 年连续年连续 3 年在格拉纳达省进行了污水年在格拉纳达省进行了污水滴灌芒果的试验滴灌芒果的试验 ,试验结果表明试验结果表明: G21类芒果的产量最高类芒果的产量最高 ,不受污水水质不受污水水质的影响的影响 ,但污水影响芒果的大小但污水影响芒果的大小 ,达不到正常要求。达不到正常要求。 以上可见

8、以上可见 ,国外在污水安全高效灌溉技术研究方面国外在污水安全高效灌溉技术研究方面 ,取得了不少研究成取得了不少研究成果果 ,特别是劣质水地下滴灌技术发展前景广阔。特别是劣质水地下滴灌技术发展前景广阔。目前我国污水灌溉存在的主要目前我国污水灌溉存在的主要问题问题 废污水总体处理率低废污水总体处理率低 ,排放水质不达标；排放水质不达标；污灌前普遍缺少必要的污水预处理措施污灌前普遍缺少必要的污水预处理措施;有关污水灌溉技术目前的研究成果很少有关污水灌溉技术目前的研究成果很少 ,难以全面难以全面地指导污水资源利用工作地指导污水资源利用工作;缺乏污水灌溉技术标准与污水灌溉环境监测评价指缺乏污水灌溉技术标

9、准与污水灌溉环境监测评价指标体系标体系 。以色列模式以色列模式 以色列再生水利用最突出的特点是以色列再生水利用最突出的特点是它已经它已经把再生水作为国家水量平衡的重要组成部把再生水作为国家水量平衡的重要组成部分分。以色列长期缺水。以色列长期缺水, 认为把城市污水作为认为把城市污水作为非传统的水资源加以开发利用是唯一的出非传统的水资源加以开发利用是唯一的出路路, 也是容易实现的也是容易实现的, 早在早在 20世纪世纪 60年代年代,就把就把回用所有污水回用所有污水列为一项国家政策列为一项国家政策,规定规定:废水如果没有用尽废水如果没有用尽, 不可采用海水淡化不可采用海水淡化; 城城市的每一滴水至

10、少应回用一次。市的每一滴水至少应回用一次。 其他其他结语！结语！污水灌溉污水灌溉解决缺水问题解决缺水问题减少排污量不不合合理理利利用用合理使用合理使用因地制宜、合理规划因地制宜、合理规划; 灌溉前对污水进行处理。灌溉前对污水进行处理。 加强规范化管理加强规范化管理, 开展开展有关科学研究工作。有关科学研究工作。一系列负面影响一系列负面影响作物减产作物减产品质变差品质变差 土壤地下水污染土壤地下水污染土壤重金属污染土壤重金属污染定义定义：土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量有土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起害元素在土壤中的含量超

11、过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。的含量过高，统称为土壤重金属污染。污染土壤的重金属主要包括污染土壤的重金属主要包括汞（汞（Hg）、镉）、镉(Cd)、铅、铅(Pb)、铬、铬(Cr)和类金属和类金属砷砷(As)等生物毒性显著的元素，等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的以及有一定毒性的锌锌(Zn)、铜、铜(Cu)、镍、镍(Ni)等元素。等元素。 主要来源主要来源工业污染工业污染农业污染农业污染大气沉降大气沉降城市交通城市交通废渣，废气废水废渣，废气废水汽车尾气汽车尾气污水灌溉，污泥，农药污水灌溉，污泥，农药有害气体，粉尘有害气体，粉尘特征特征普遍性普遍性潜伏性潜伏性不可逆

12、与难治理性不可逆与难治理性复合性复合性几乎威胁每个国家几乎威胁每个国家难以被察觉难以被察觉难以被自净作用清楚，难以被自净作用清楚，治理成本高治理成本高更多表现为多种重金属同时更多表现为多种重金属同时作用作用三、土壤污染的危害三、土壤污染的危害土壤污染严重的经济损失危害人体健康其他环境问题生物品质不断下降 作物减产，污染蔬菜变味，易烂 富集，生物放大导致其他环境污染四、土壤污染修复技术四、土壤污染修复技术定义：定义： 土壤修复技术（土壤修复技术（contaminated soil remediation）是使遭受污染的土壤恢复正）是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。常功能的技术措施。 按处

13、置地点按处置地点按暴露情景按暴露情景植物修复技术植物修复技术微生物修复技术微生物修复技术原位修复技术原位修复技术异位修复技术异位修复技术化学修复技术化学修复技术物理修复技术物理修复技术我国修复技术研究现状我国修复技术研究现状原位与异位修复技术原位与异位修复技术 原位修复原位修复：在现场条件下直接修复污染的土壤。 异位修复异位修复：将受污染的土壤挖出后用化学物理方法清洗、焚烧处理、热处理及生物反应器等多种方法治理 。植物修复技术植物修复技术 定义：定义： 利用植物及其根际圈微生物体系的吸利用植物及其根际圈微生物体系的吸收、挥发和转化、降解等作用来清除收、挥发和转化、降解等作用来清除污染环境中的污

14、染物质的技术。污染环境中的污染物质的技术。植物提取作用植物提取作用根系过滤作用根系过滤作用植物固定作用植物固定作用植物挥发作用植物挥发作用植物降解作用植物降解作用植物修复的方式植物修复的方式 原理原理 适用污染因子广泛适用污染因子广泛 不改变土壤性质不改变土壤性质 成本低，适合大面成本低，适合大面积修复推广积修复推广 不会引起二次污染不会引起二次污染 修复时间很修复时间很长，一般需要十长，一般需要十几甚至二十几年几甚至二十几年缺缺点点优优点点微生物修复技术微生物修复技术 定义定义 土壤微生物修复技术是在适宜条件下土壤微生物修复技术是在适宜条件下利用土著微生物或外源微生物的代谢活动，利用土著微生

15、物或外源微生物的代谢活动，对土壤中污染物进行转化、降解与去除的对土壤中污染物进行转化、降解与去除的方法。方法。 研究现状研究现状 这种生物修复技术已在农药或石油污染土这种生物修复技术已在农药或石油污染土壤中得到应用。在我国壤中得到应用。在我国 ,已构建了已构建了农药高效农药高效降解菌筛选技术降解菌筛选技术、 微生物修复剂制备技术微生物修复剂制备技术和和农药残留微生物降解田间应用技术农药残留微生物降解田间应用技术;也筛也筛选了大量的石油烃降解菌选了大量的石油烃降解菌 ,复配了多种微生复配了多种微生物修复菌剂物修复菌剂 ,研制了研制了生物修复预制床生物修复预制床和和生物生物泥浆反应器泥浆反应器 ,

16、提出了生物修复模式。提出了生物修复模式。 分类分类原位微生物修复技术原位微生物修复技术异位微生物修复技术异位微生物修复技术生物强化法生物强化法生物通风法生物通风法土地耕作法土地耕作法 化学活性栅修复法化学活性栅修复法 制床法制床法 堆制法堆制法 泥浆生物反应器法泥浆生物反应器法 生物强化法生物强化法 是基于改变生物降解中微生物的活性和是基于改变生物降解中微生物的活性和强度而设计的，强度而设计的， 可分为可分为土著菌培养法土著菌培养法和和投投菌法。菌法。 土著菌培养法：利用培养土著菌将污染物土著菌培养法：利用培养土著菌将污染物充分矿化成充分矿化成 CO2 和和 H2O 投菌法：直接向污染土壤中接

17、入高效降解投菌法：直接向污染土壤中接入高效降解菌菌 生物通风法生物通风法 又称土壤曝气，是基于改变生物降解环境条件 ( 如通气状况等 ) 而设计的，是一种强迫氧化的生物降解方法。 加入一定量的氧气和营养液污染的土壤污染的土壤鼓鼓风风机机抽抽风风机机土地耕作法土地耕作法 土地耕作法也称农耕法，是以就地污染土壤作为接种物的好氧生物过程。土地耕作法相比其他处理方法，如填埋、焚烧、 洗脱等， 有对土壤结构体破坏较小、实用有效等特点， 应用范围较广 。施肥，灌溉耕耙撒石灰经过以上过程从而促进微生物生长。经过以上过程从而促进微生物生长。化学活性栅修复法化学活性栅修复法 化学活性栅修复法是依靠掺入污染土壤的

18、化学修复剂与污染物发生氧化、还原、沉淀、聚合等化学反应，从而使污染物得以降解或转化为低毒性或移动性较低的化学形态的方法。较为典型的化学活性栅系统修复过程是 注入井粉状胶体物质粉状胶体物质 污染水流抽取污染水处理处理预制床法预制床法 预制床修复是农耕法的延续，它可以使污染物的迁移量减至最低。 其简要操作规程为：定期翻动供氧定期翻动供氧营养液和水营养液和水污染土壤铺上沙石的不泄露平台铺上沙石的不泄露平台堆制法堆制法 污染土壤污染土壤有机废弃物有机废弃物混合堆肥石灰石石灰石压气系统充氧压气系统充氧微生物充分降解微生物充分降解 包括风道式、好气静态式和机械式等 3 种，其中机械式 (在密封容器中进行) 易于控制，可以间歇或连续进行。近年来，国内外学者均在积极研究堆制修复的原理、工艺、条件、影响因素、降解效果等，并已将此工艺应用到污染土壤的修复 。泥浆生物反应器法泥浆生物反应器法 生物反应器生物反应器营养物质营养物