城市重金属污染土壤生态修复及景观营建技术研究

侯淑贞，王 欣，柳 丹

(浙江农林大学，浙江 杭州 310000)

1 引言

城市土壤是城市生态系统的重要组成部分，它既有自然土壤的某些特征，又具有特殊的成土环境和成土过程，表现出独特的养分循环和生物学特征。随着工业生产与城市运行过程中产生的各类重金属污染物，在城市周边区域环境中迁移、扩散，影响大气、土壤与水体安全，影响植物生长，威胁人体健康。城市土壤中的重金属污染主要来源于工矿业活动、交通运输、燃煤、生活垃圾堆弃以及肥药等人为活动。大气沉降等也可能造成土壤污染事件的发生。

城市土壤中的重金属污染已经严重威胁人类的健康，同时胁迫园林植物的生长。但我国关于针对城市重金属污染土壤修复的研究相对较少，而且修复的过程中对景观营建考虑较少，导致其在城市空间中呈现出一派杂乱的景象。因此，本文主要对城市重金属污染土壤的生态修复和景观营造问题进行分析，为城市重金属污染土壤的修复研究提供参考。

2 城市重金属污染土壤的生态修复技术

2.1 土壤基质修复及工程技术

土壤基质修复常用的工程技术有三种：物理改良、化学改良、生物改良。物理改良主要包括客土换土技术、隔离法技术、玻璃化技术等。化学改良方法主要包括固定修复法、淋洗修复技术、电动力修复法等。生物改良方法包括植物修复法、微生物修复法和动物修复法等。

从表1可以看出，不同的修复方法有不同的优势，但也避免不了一些缺点。因此对重金属污染土壤的治理，应根据污染场地具体情况的不同，选择不同的修复方法组合。

2.2 植被的生态重建

重金属污染土壤进行植被恢复，首先要对土壤的污染类型进行分析，再分析土壤的理化性质，进而选择植物种类。植物物种的选择是植被恢复过程中很关键的一环，主要包括筛选抗逆性强的园林植物[1]和超积累植物、选择污染区的先锋植物[2]、选择固氮植物、构建草-灌-乔复合层次，同时营造具有较高观赏价值的景观。

表1 城市中重金属污染土壤不同修复技术的优缺点

种植植物后，也要做好植物的水分管理、追肥等养护管理工作。随着时间的推移，植物群落日益稳定后，可以逐渐减少人工干预和管理强度。

3 植物景观再生设计

植物是景观设计中主要的造景元素之一，也是最基本的设计元素，在植物配置过程中要将环境效益和生态效益相结合。设计仿自然的植物群落，可以强化改善被污染的土壤，修复被破坏的环境。在植物景观的再生设计过程中，要注意以下几点。

(1)利用场地的再生植被造景。城市重金属污染土壤植物景观的设计是利用抗性植被，通过植物景观设计将其组织到污染场地上，营造丰富的植物景观效果、重新建立新的生态平衡。可以通过人为因素来促进土壤中植物的生长，例如使用化学试剂降低土壤中重金属的可利用性，改善植物的生存环境。

(2)植物景观的柔化设计。城市重金属污染土壤所处的环境中，存在许多道路、小区建筑物和厂房等硬质铺装和构筑物。植物景观改造设计中应该把硬质景观与软质景观结合，通过植物造景来软化硬质线条，过渡和划分空间。另外，与建、构筑物相搭配的柔化设计，并赋予场地一定的文化内涵。

(3)场地特色景观营造。植物景观设计过程中，结合场地周边的建筑、构筑物，配置不同功能和不同类型的植被，形成该场地特有的群落类型，呈现出独特的观赏景观。城市重金属污染土壤修复不仅是对污染治理和景观感官层面的塑造，还有一个很重要的层面是让人们产生感触和共鸣，能够获得更广义的生态价值、社会价值和文化价值。

4 城市镉污染土壤的生态修复及景观营建

4.1 轻度Cd污染土壤的生态修复及植物景观营建

对于城市中Cd污染相对较轻的土壤，修复方法多采用植物修复技术。修复理念是利用螯合剂活化土壤中的重金属，促进超积累植物提取重金属，最终达到消除污染物的目的。

超积累植物多源于野外，观赏性较差。在城市这个背景下，荒野式的景观并不适用，超积累植物无法单独用于营造具有观赏性的园林景观。因此，需要结合园林植物来营建景观，提高观赏性。部分园林乔木、灌木和草本植物对土壤中的Cd污染表现出了较强的耐性和积累性，这就为园林植物应用于重金属污染土壤的生态修复提供了依据。

在轻度污染土壤中，利用螯合剂和超积累植物净化土壤，恢复或部分恢复土壤的服务功能，同时将乔灌草相互组合，形成丰富的植物群落，并营造出良好的植物景观。

4.2 中度Cd污染土壤的生态修复及植物景观营建

城市中度Cd污染土壤的修复方法常采用钝化修复和植物修复技术，修复材料是钝化剂和抗性强的园林植物。修复理念是利用钝化剂降低土壤中重金属的生物有效性，降低重金属对植物的胁迫作用。

重金属浓度处于中度时运用钝化剂降低重金属离子的生物有效性，生物质炭可以显著降低土壤中Cd的生物可利用性和生物毒性，促进植物生长。选择植物方面，要选择抗性强、耐胁迫的园林植物如柳树、香樟等，使重金属污染土壤在修复的同时，又能够营造植物景观。

利用钝化剂恢复或部分恢复土壤的服务功能，同时利用园林植物营造景观，将乔-灌-草不同结构层次的植物相互组合，形成丰富的植物群落。

4.3 重度Cd污染土壤的生态修复技术及植物景观营建

对重度Cd污染土壤的治理，目前常用的有淋滤法、客土法、隔离法等物理方法以及淋洗法等化学方法。其中，最快速、最直接的方法是客土法，即在废弃地上覆盖一定厚度的有生产能力的土壤，然后可以在区域中进行园林景观的营造。

客土法更换下来的原土在堆放的过程中，容易造成二次污染，可以运用水泥等凝胶材料，将Cd污染土壤制备成免烧砖。水泥的水化产物对重金属离子具有吸附作用，把污染土制备成免烧砖是具有可行性的，既避免了污染土壤的二次污染，又能把废弃物资源化利用。夏阳等[3]人对江河淤泥研究的过程中，把含有重金属的淤泥制备成免烧砖，可以将重金属离子吸附在免烧砖内。

国内已经有了大量将废弃物制成免烧砖并应用于工程建设的案例。如宋珍霞[4]把飞灰制成的水泥砖用于修建危险废物填埋场的护坡堤。邓寿昌[5]把黏土制备的免烧砖用于建筑物建造，实现固体废弃物的绿色处置及循环利用。同样，也可以将Cd污染土制备成的免烧砖用于园林的建设，如停车场地铺砖等。

5 结语

基于恢复城市重金属污染土壤使用功能的目的，开展污染土壤生态修复的研究，综合工程技术、风景园林等理论和方法，集中对城市重金属污染土壤生态修复的方法展开研究，能够为城市中土壤污染废弃地的治理和修复提出合理化建议，为城市景观的再生提供新的思路和方法，进而实现城市绿化，并有利于气候调节、水土保持、污染治理、环境美化，促进社会经济发展。本研究能够为土壤修复提供创新性的技术支撑和决策依据，能够带来更多的生态效益、社会效益和经济效益。