芝加哥的经验！城市污染土壤如何浴火重生

导  读

这是个因地制宜，化“不可能”为“可能”的城市修复案例，将废弃炉渣堆放区改造成小孩可以安全玩耍的公园。

原文作者/Martha Pings（玛莎•平斯）

编译/陈能场（广东省生态环境技术研究所研究员）

来源：https://www.soils.org/discover-soils/story/city-second-chance-soils，原题为“City of second chance soils”（2016年5月18日）

       在芝加哥南侧，东87街以柔和的曲线在这里结束，这个区域更适合作为郊区而不是沙砾工业区。如果再往前走几步，你就到达密歇根湖的海岸线，那里也是Steelworkers公园所在地。

         这里曾经是世界上最大的钢铁加工厂，该地块也是由钢铁行业的废弃产品——矿渣建造而成。坚硬的砾石废料被倾倒到这里，砾石废料填满了湖岸上的自然沼泽地。1992年美国钢铁公司的南方工厂关闭时，遗留下厚厚的让人为难的炉渣填充物。

         芝加哥，别称“巨肩之城”，位于沿着密歇根湖的海岸线，距离市中心不到10英里处就是是废弃矿渣褐色矿区。该地区是Calumet地区的一部分，也是密西根湖三条河流的汇合点。

       芝加哥1909年立下的愿景是保持海岸线“永远自由而清晰，让所有人都能享受”。如果承受得起的话，它还是有第二次机会的。

钢铁工人公园曾是一个充满钢铁工业废料和炉渣的沼泽地。地表荒芜，让该园区建造成未来的公园充满了挑战。照片版权：Tom Granato。

        与芝加哥公园区（Chicago Park District）一起，大都会水务局（the Metropolitan Water Reclamation District of Greater Chicago，MWRDGC）被要求评估现场并验证将禁用的矿渣表面修复成公园的可行性。

地图为编译者所加

        Lakhwinder Hundal，Tom Granato和其他水回填区的队员接受了这个挑战。整个场地有511个足球场那么大，需要超过63,000辆运输卡车的表土，并且要从其他地方带来良好的土壤，完成这个任务的成本令人望而却步。

        然而，团队有更好的计划。他们利用现有的资源生物固体和疏浚沉积物使这块浴火重生之地获得第二次生命。这种资源再利用意味着节省了一大笔开支。

       疏浚保持河流通航的航道产生了沉积物，当它们用作工业用地之上时，会变得干燥且形成一层硬皮，但它们结构不良，缺乏营养。Hundal解释说：“我们使用疏浚沉积物是为了展示，我们不需花费更多的钱来处理这些沉积物，如果让它与生物固体混合，它们可以被有效地重复利用。”

        生物固体是美国EPA批准的废水处理工艺的产物，是填海区的特有产物。Hundal毫不犹豫地使用它，“相对比其他产品，我更喜欢生物固体，因为我知道它与其他副产品不同，已经过全面测试符合法规要求。有些人将生物固体与污泥等同起来，但后者是一种应该处理的废物，没有得到有效利用。但与商店里出售的肥料、堆肥甚至表土相比，对生物固体的研究最为深入。”

加入研究地块之前的钢铁工人公园。由于矿渣无法支撑植物的生长，使得该矿址成为沿湖畔无法使用的褐色地带。照片版权：Tom Granato。

         由材料就在本地降低了成本，使得这个计划既方便又实惠。Hundal说：“现场交付的表土每立方码需要35美元，而使用生物固体则是免费的。”

       研究小组在八个试验地块上混合不同比例的生物固体和沉积物。四年来，他们增加了伊利诺伊州位列前四的四种大草皮混合物，通过对比试验，以确定哪种组合能取得效果最好并且是长期性的成功。由于该地点靠近密歇根湖，该小组也很小心的测量了水质。

        这个计划奏效了。研究人员发现，营养丰富的生物固体增加了土壤肥力。生物固体混合物用得越多的试验小区草坪颜色更深绿，草也长得更健壮。四年间，草坪健康程度逐年增加。相比之下，没有添加生物固体的试验小区的土壤在第四年肥力下降了。

        Hundal说，试验成功的长期性很重要，“有些人担心植被可能无法长期维持，还有些人担心随着时间的推移营养物质可能会从生物固体中渗出，所以我们希望向所有这些批评者证明没有问题。”

        “生物固体的使用还增加了土壤吸收和保留水分的能力。生物固体含有有价值的有机物质（土壤中有其分解菌和植物的存在），有机质捕获营养物质和水分并保留在根区，这使得植物甚至在干旱和贫瘠的土壤中都能生长良好，”Hundal说道。

研究区的草坪和树木生长在前钢厂场地的生物固体和沉积物的混合物中。这张照片是在2003年夏天拍摄的，它还显示了用于监测每个地块水质的黄色渗漏计和水井。照片版权：Lakhwinder Hundal。

          此外，生物固体有助于消除现场其他工业化学品的风险。实验还测试了铁、铅、铜、铬、锌、铝和镍等的含量，结果显示这些物质的水平保持处于安全标准以内，草皮没有吸收这些重金属。

         在Hundal看来，生物固体创造了一个更安全的环境。他说，“生物固体含有一些材料，能降低甚至消除这些重金属被植物摄入食物链的风险，换句话说，吃草和树叶的野生动物不会受到炉渣中重金属的任何潜在影响。”

          Hundal认为，将改造后的地块作为公园来使用，土壤也是安全的。“孩子们在公园里玩没有任何问题。生物固体的风险评估内容甚至包括孩子们食用了生物固体，因此，适用于生物固体的法规和最佳管理规范已将娱乐用途纳入其中。”

        生物固体和沉积物的使用可能超出了公园的范围。 “城市土壤一般都是些边角地，严重压实，他们缺乏有机质和土壤肥力。城市农业正在流行，但城市土壤状况不佳，有些被重金属污染。生物固体为所有这些问题提供了一个解决方案。”

 阅读更多，请查阅“环境质量杂志”杂志。有关城市土壤面临的挑战的更多信息，请参阅https://www.soils.org/discover-soils/soils-in-the-city。

编译水平有限，如有错误敬请批评指正。

使用微信支付支持土壤家

“土壤家”是“土壤观察”、“环境与健康观察”兄弟号。

本公号开展土壤科学、研究成果、行业会议、企业技术案例等传播、推广和写作。如希望加入土壤观察读者交流群、合作咨询、文章转载授权请加请加13926117407微信号（或发邮件至[e-mail]）联系了解。