慢发性技术灾害工业用地的规划修复*——基于美国工业用地修复实践的研究

黄 怡 陈 亮 夏 胜

慢发性技术灾害工业用地的规划修复*——基于美国工业用地修复实践的研究

黄 怡 陈 亮 夏 胜

工业用地所引发的慢发性技术灾害给城镇居民的健康以及地方生态环境带来严重危害，目前发达国家对于慢发性技术灾害用地的治理与修复已经取得一定成效。基于美国近40年污染工业用地修复的实践，探讨了美国工业用地修复的主体、资金、技术策略以及再开发因素。并选择了3个不同背景、条件与规模的污染工业用地修复案例详细阐析，案例研究表明，慢发性技术灾害工业用地的修复是多主体、跨专业协作努力的过程与结果，规划及早介入修复与再开发过程，可以在其中发挥重要作用。研究可为我国大量慢发性技术灾害工业用地的修复提供借鉴和参考。

工业用地 | 慢发性技术灾害 | 规划修复

1　慢发性技术灾害工业用地修复的理念

慢发性技术灾害是指“由人为因素引发、缓慢发作、持续时间相对较长且无明显开始和结束标志时间的灾害”[1]。它具有短时期的隐蔽性，而长期的累积则给城镇地区的生态环境和居民健康带来严重危害，因而已成为当今许多城镇安全的主要问题之一。城镇地区慢发性技术灾害的主要诱因是某些工业产业活动[2]，这些工业产业活动所处的工业用地也成为慢发性技术灾害的主要孕灾区。

1.1慢发性技术灾害工业用地的危害

据《2012年世界最严重污染问题的报告》[3]，工业污染场地在世界范围内广泛分布（图1），已引发了严峻的公共健康和安全问题，全球约有1.25亿人口正饱受严重工业污染所带来的慢发性技术灾害。报告引入了世界卫生组织的“伤残调整生命年①伤残调整生命年（DALYs，Disability-Adjusted Life Years）是以时间为单位对疾病死亡和疾病伤残而损失的健康生命年的综合测量，是由早逝而引起的寿命损失年（YLL, Years of Life Lost）和因失能引起的伤残损失年（YLD，Years Lost to Disability）两部分的总和，采用标准期望减寿年来计算死亡导致的寿命损失，根据每种疾病的失能权重及病程计算失能引起的寿命损失，据公式进行计算。一个DALY就是损失的一个健康生命年。DALYs是世界卫生组织（WHO）用来量化疾病及其不利影响程度的指标，被用以估计疾病的相对重要性、疾病对社会的整体负担，以及评估干预措施的成本-效益和考虑如何合理分配健康资源。”（Disability-Adjusted Life Years，DALYs）概念，相对于发病率、死亡率等传统的疾病负担指标，它是一个以时间为单位综合考虑死亡和伤残两种健康损失、用以测量疾病对社会整体负担的比较先进、合理而全面的指标[4]。报告得出了据全球伤残调整生命年值排名的前10项有毒工业产业（表1），并表明，由工业污染整体带来的伤残调整生命年堪比一些严重的疾病类型（表2），实际上某些造成慢发性技术灾害的严重工业污染本身就是一些地方居民严重疾病类型的直接诱因。换言之，慢发性技术灾害工业用地的分布与某些主要危险病种的重点人群和高发人群以及高发地区在空间分布上是高度对应的。

图1　世界重要工业污染场地分布

1.2慢发性技术灾害工业用地的“规划修复”

通常意义上的生态恢复（restoration）包括对环境要素（土壤、水体、大气）、生物要素（物种、种群、群落）和生态系统与景观的复原（rehabilitation）；对于灾害发生的起始和结束时间不明确、发生速度慢、持续时间长的慢发性人为灾害工业用地来说，地区的环境条件已发生根本性变化，原先完整的生态系统不能被恢复，需要创建一个新的生态系统，即必须进行修复（remediation），并首要强调对于环境要素的治理恢复。

对于修复的程度在实践与认知中也经历了一个转变，从初期强调全面修复逐渐转向适当修复，即结合污染土地的未来用途采取相应修复行动，这样既可缩短修复时间、减少修复成本，也可保证灾害用地经过一定修复后能尽快投入再开发利用。正是基于对慢发性技术灾害工业用地修复后再开发的考虑，规划被引入了修复利用的一体化过程，并与其他专业一道，对灾害用地的修复程度和修复策略共同作出决定。除了环境学科着重的工程技术修复、生物工程学科着重的生物技术修复以外，规划修复是指基于生态规划的理论方法，强调生态系统思想与生态设计和技术在慢发性技术灾害工业用地治理、修复与再开发规划中的整体渗透，并立足于城镇土地使用与空间安排的规划手段，通过土地使用功能调整在时间上的不同安排，实现用地逐步的生态修复与新的开发项目和用途承载的双重目标。

表1　全球伤残调整生命年值（DALYs）排名前10位的有毒工业产业

表2　全球伤残调整生命年值（DALYs）的比较

1.3与慢发性技术灾害工业用地修复相关的其他概念

由于慢发性技术灾害概念并未广泛使用，因此慢发性技术灾害的控制与修复也包含在广泛意义的对环境污染的控制与修复中。目前在发达国家已经开展的一些富有成效的污染土地修复实践，就包括了对于慢发性技术灾害类型的工业用地的治理与修复。

最常见的相关概念是“棕地”，其内涵在欧美各国并不完全一致[5-6]。按照美国环保署(EPA)的定义，棕地是已被废弃的、闲置的或未被完全利用的工业或商业用地，其扩展或再开发受现有或潜在的环境污染影响而变得复杂。英国的棕地则指“被以前的工业使用污染，可能会对一般环境造成危害，但有逐渐增强的清理与再开发需求”的用地。相对于慢发性技术灾害的慢发性、绵延性和严重性特征而言，美国的棕地有的可能并未受过污染，即使受过污染，其程度也可轻可重，程度轻的经过治理修复后可进行包括居住在内的多用途再开发。某种程度而言，慢发性技术灾害工业用地是一类与特定工业产业相关的达到灾害程度的棕地，与下文提到的“超级基金基地”在内涵上更接近。

2　美国慢发性技术灾害工业用地修复的实践概况

美国在1812年至1920年之间经历了工业扩张和城市化的时期，到19世纪末工业总产值已跃居世界首位，其工业活动所引发的环境危害也日益突出；20世纪下半叶，美国爆发了若干起极其严重的慢发性技术灾害事件，使人们意识到慢发性技术灾害的隐蔽性和后果的危害性。更多此类灾害的曝光也促成了全社会对于慢发性技术灾害工业用地修复问题的关注，针对此类工业用地的修复、整治和再开发活动逐渐展开。美国各级政府和环境保护部门每年都有巨额投资用于这些项目。经过约40年的实践，已经有大量污染极其严重的工业用地得到修复，并进行了再开发利用，这既提升了环境效益，也避免了土地资源的浪费。

2.1修复的主体

工业用地修复所涉及的责任、利益与行为主体众多，包括产权人、使用者、调控监督者（主要是地方政府或环境部门、司法部门等）、（再）开发者、协商者和规划者等。

在美国，慢发性技术灾害用地的修复基本都由各级政府和环境部门发起，政府组织开展环境评估，并在整体开发过程中进行监督管理以及协调不同利益主体的矛盾。因此，政府在慢发性技术灾害用地的整体修复过程中起着主导作用。城市规划部门是灾害工业用地修复的主要规划者，此外也有规划、建筑和景观咨询公司的协作。在项目的规划修复过程中，还有诸多相关利益群体（例如房地产开发商、地方社区组织和非营利组织以及业主、社会活动家、环境工程师、环境律师、施工单位等）参与和协商。

2.2修复的资金

项目的修复成本主要取决于待修复工业用地的大小、场地受灾程度、修复目标、修复行动的范围以及技术实施的难度等。由于慢发性技术灾害的污染程度严重，修复周期长，所需资金成本往往数额不菲。按照项目资金的来源，美国污染工业用地修复及再开发项目可分为联邦政府项目、州政府项目、地方政府项目以及立法义务和保险项目4类。联邦政府项目受控于联邦政策和法规，由联邦机构提供资金。有时联邦政府多个机构会共同支持同一个项目，美国环保署（EPA）则是其中最重要的一个机构，主要提供资金用于整治前污染调查和用地的修复；其他一些机构主要支持用地修复以后的再开发，如住房和城市发展部（HUD）、经济发展管理局（EDA）、能源部（DOE）等。自1996年以后，EPA的工业用地项目也开始给项目的再开发提供资金、低息贷款以及直接的技术支持。1990年代中期，一些州政府也效仿EPA，为工业用地修复和再开发项目提供资金和技术支持。一些项目的所在地政府也加强了对于这些项目的监督和管理，并提供一定的经济援助，如制定宽松的再开发税收政策等。

图2　全美超级基金修复基地分布图

2.3“超级基金”制度

美国政府曾制定一系列法律来划定造成工业用地污染的责任，其中最著名的就是美国国会于1980年通过的《环境应对、赔偿和责任综合法》[7]。2002年以前该法案规定，工业用地的所有曾经的产权者都承担该工业用地污染的责任，2002年之后法案进行了调整，将责任归为直接的污染造成者。该法案还批准设立污染场地管理、修复与再开发基金，即超级基金（Superfund）。超级基金项目主要负责治理修复全国一些污染最严重的土地以及对环境突发事件与自然灾难作出应急反应。可以说，列入超级基金全国优先治理清单的土地相当一部分属于慢发性技术灾害工业用地。

超级基金的来源主要是环境税和化学品、石油等产品税费，主控部门为联邦政府或环境部门。自1993年开始，超级基金每年的项目拨款都在1.3亿美元以上[8]。自实施以来，已清理有害土壤、废弃物和沉淀物1亿多立方米，使得一些正在发生慢发性技术灾害的工业用地得到治理[9]，并在环境监测、风险评价、对被污染土地和水体修复的方法以及后续土地再开发的模式等方面积累了较多成熟经验。至2014年2月，有1 322 块超级基金基地处于EPA的全国优先治理清单（National Priorities List ，NPL）上，另有53块基地待列入清单，375 块基地已经过治理而撤离了名单（图2）。

2.4修复后的土地再开发

在美国，当部分慢发性技术灾害工业用地修复项目在修复达到不同级别的环境安全标准以后，会根据修复效果、发展需求以及周边情况引入适合的新功能，从而实现慢发性技术灾害工业用地的再开发。这些再开发具有多元性，主要体现在两个方面: 一是开发者的多元性，例如地方环境保护机构、政府组建的再开发公司，以及专业的商业再开发公司；二是开发目的的多元性，再开发用途包括作为绿地公园仍为工业用途，作为创意产业、居住，等等。

图3　阿桑平克溪流域修复前土地使用图

图4　阿桑平克溪流域开放空间规划图

3　美国慢发性技术灾害工业用地规划修复的实践案例

以下阐析了3个具有一定代表性的案例[10]，都是美国环保署（EPA）在2000年左右启动的超级基金项目。在对这些严重污染工业用地进行治理和修复的过程中，规划有效地将未来土地使用的规划决策与地块环境治理修复过程整合起来，从理念到实践发挥了不同程度的作用。

3.1案例1： 新泽西州阿桑平克溪绿道（Assunpink Creek Greenway）

阿桑平克溪发源于蒙茅斯县的农村地区，全长约37 km，是特拉华河的支流。早在1906年，当地政府就曾设想在河边为特伦顿市建造公园，但是一直未实施。之后，工业逐渐占据阿桑平克溪的两岸，周边聚集了不同类型的工厂。半个多世纪的工业生产给该区域带来了严重污染，其中以重金属污染和多环芳烃污染为主，环境问题非常复杂，所引发的慢发性技术灾害不仅导致了当地生态环境的衰退，还给附近居民的身体健康以及下游生态湿地带来严重威胁。1980年代，因为经济不景气，该地区的工业开始逐渐减少（图3）。直到1990年代末，新泽西州政府和EPA先后为该地区绿地开放空间的开发建设提供资金援助，当地政府重新制订河岸绿道再开发计划，整个项目开始正式运行。

（1）环境评估

项目开发之初，特伦顿市联合各方专家对阿桑平克溪所涉及的广大区域做了详细而具针对性的环境评估，以15家不同类型的工厂为单位，专家组分别对15个地块进行评估，对该地区的污染物进行分析，对地区的生物物种和栖息地的环境状态做了专门研究，并根据污染物的类型和环境受损的情况制定初步整治的方案。

（2）规划修复与功能目标

绿道项目的主要目标是塑造公共开放空间和进行雨水管理，土地利用规划和开放空间设计围绕这两个目标展开。因为阿桑平克溪无法承受过多的暴雨量，为防止洪水泛滥，基地的建设必须考虑将暴雨引导到其他地方，这就要求基地的修复必须考虑到土壤渗透性增加和地表雨水径流所带来的污染威胁，因此每块基地的修复都以提升土地的渗透性为主要目的，而通过雨水处理设施的设置可解决后一隐患。

通过近100英亩绿色空间的塑造，阿桑平克溪沿岸原本不可渗透的地面被可渗透的草地和绿色种植所替代。原来造成慢发性技术灾害的污染物质逐渐被分解，危害物质的暴露程度大大降低。另一方面，在处理污染土壤时，面临着绿色空间的建设与防止污染泄露之间的矛盾，随着原先工厂的硬质地面将变成可渗透的地面，雨水会将有毒物质从土壤带入河流，为此项目修复中采取了巩固土壤、增加绿色种植、防护堤岸、雨水处理的方法，在增加渗透性地面的同时，减少水土流失，降低雨水将污染物冲进河流的风险。

在绿道修复项目中，公共绿地和娱乐空间的积极塑造与雨水系统相适应，规划设计还考虑了区域公共开放空间的整合，将生态廊道、自行车路线等与特拉华河谷的开放空间体系相联系。将原来不同工厂的用地整合成绿色开放空间，形成大型的城市滨水公园，满足人们室外的一些娱乐活动（图4）。

3.2案例2： 缅因州东方制造工厂（Eastern Manufacturing Facility）的规划修复

缅因州西北部的布鲁尔市拥有较长的造纸业历史。早在1889年，东方文化纸业公司就在此建造木粉碾磨工厂，后来变成纸浆生产和造纸厂。纸业公司场地受到长期生产所带来的环境灾害，场地内遗留下大量污染物质，以重金属和有毒化合物为主。这里同时也是布鲁尔市最大的污水产生地，场地附近的滨水岸线生态退化严重。2004年工厂破产倒闭后，布鲁尔市很快成立了南布鲁尔再开发公司，购买了这块土地的赎押权，并且用了4年时间将这块被污染的16.5 hm2土地重新再开发（图5）。

图5　布鲁尔东方制造工厂修复前（左图）、修复后（右图）的效果对比

（1）环境评估与污染治理

造纸工厂关闭后，缅因州环境保护机构对工厂土地进行了全面的环境评估，对土地上存在的污染物做了定性和定量的分析，还对具有潜在污染威胁的工业废弃物做了评估。2007年最终完成的评估报告显示，污染物的清除十分必要，特别是基地内现存的一些储存桶和地下储存罐以及化学容器，储存着大量的污染物质、金属以及芳烃类化学物，有着严重的泄露隐患。州环境保护机构对上述大量设施迅速进行移除，并处置了荧光灯泡、水银转化器、恒温器、灭火器、印刷电路板等。前期清污工作采用了“封存”技术，对场地中许多被污染的有毒土壤进行现场的覆盖处理，以防止有毒物质泄露。

（2）再开发规划

基地高效清理的目的是为了吸引新的投资，重新进行规划和开发。在清污工作伊始，城市曾希望将这块土地再开发成混合用途的土地，但是混合式开发在当时有一定难度。恰巧奇安兄弟有限公司（Cianbro）倾向于使用一块再利用的土地来建造其新工厂，在场地清污工作完成后取得了该土地的使用权，并于2008年开设了新的模具加工厂，还在滨水岸线处建立货运码头。通过10个月左右的改建，奇安兄弟有限公司和南布鲁尔再开发公司成功地将这块污染的废弃土地转变成了一家可提供500个就业岗位的工厂，并沿用了原先纸业公司“东方”的厂名。东方制造工厂的建设，使得整个场地在短时间内得到了再利用，并带来了显著的就业岗位增加和周边地区的振兴。原先纸业工厂周围的社区大多是工业用地，包括机器厂房、汽车电池回收、船舶维护以及一些石油仓储场地。现在布鲁尔市正在继续进行东方制造工厂周边其他滨水地区的再开发计划，希望能够沿着岸线形成一个具有绿色开放空间的高科技、文化、零售中心，并通过东方制造工厂的成功来影响周边城市积极努力地修复与开发城市污染工业用地。在这项修复工程中，企业方、环境工程师、政府开发人员与规划师紧密合作，快速完成了再开发，但是对于灾害场地的修复策略与方法仅仅是本案例中结合再开发用途决定的一种结果。

3.3案例3： 罗德岛州钢铁场（The Steel Yard）的规划修复

罗得岛州首府普罗维登斯的山谷地区是当地传统的工业区，在此聚集了钢铁制造、基础工业、珠宝加工等多种工业。钢铁场（工业艺术教育中心）曾是普罗维登斯钢铁厂（PS&I）的所在地，30多年的钢材生产造成了严重的土壤重金属污染，主要是在钢材喷涂作业阶段，含铅喷雾落到裸露的土壤里并累积成灾。根据罗德岛州环境管理署对钢铁厂的土壤污染状况分析，基地内全部土壤的含铅量都超过4 000 ppm，局部土壤甚至超过10 000 ppm（注：美国联邦土壤安全标准含铅量为400 ppm）。修复工程主要包括3项内容：对污染土壤的处理，场地的更新、场地表面覆盖系统与雨水处理系统的建设，以及园区产业的修复与可持续发展。

（1）对污染土壤的处理

图6　钢铁场场地的修复策略

针对土壤的不同受污染程度进行了分级处理：含铅量介于4 000—10 000 ppm的土壤先被挖掘出来，然后在原场地上用磷酸盐稳定剂进行处理，之后再将土壤原位回填；含铅量超过10 000 ppm的土壤，则被运到经批准的专业机构进行处理。在修复过程中，还进行了园区大规模整体场地覆盖工程，覆盖层包括建筑、步行道、两英寸的清洁土壤以及一层1英寸厚的包含隔离膜的清洁土层。

在具体的土壤修复技术层面，采用了化学处理、异地处理、化学膜覆盖以及植物改良的方法，对不同污染程度的土壤分别进行处理。由于后续主要为硬质场地的开发，在覆盖工程完成以后，又在硬质的覆盖层上挖去部分覆盖层，在这些地方嵌入绿色种植空间，这一做法充分采用了“城市野生空间”（Urban Wild）的概念，在城市建成环境中引入小规模的自然生态系统，绿色种植环境包括雨水花园、生态沼泽、植物修复基地等，起到改良生态的作用（图6）。在场地的修复过程中，还建设了雨水处理系统，通过园区内的自然环境，形成园区的雨水净化系统，有效防止了基地内的雨水将污染物质带入附近的河流。

（2）功能更新与再开发规划

图7　钢铁场修复规划平面与模型

图8　钢铁场修复效果

表4　案例基本情况对照

表3　案例环境修复技术比较

在土地新的利用方面，整个基地的修复建设目标是建成一个新社区、一处城市公共空间以及一个工业艺术中心。设计者KMDG公司对受污染土壤进行了处理和再利用，将大量回收的土壤融入设计当中，并和覆盖层相结合，建设了室外圆形剧场和草地。经过整合设计的覆盖层用于举办各种公共活动，还有一些覆盖层区域作为户外工作展示的区域（图7）。

目前普罗维登斯钢铁厂已基本完成污染的消除，整个修复工程正处于场地功能更新和景观塑造阶段。修复完成后，园区将大力发展原来已经集聚在此的创意产业，并结合发展艺术教育和绿色工业。园区还建设了一条城市家具手工生产线。这个地区被污染的土地有的被重新开发成商业或者居住用地，有的仍然被弃置。钢铁厂周边的社区原先是城镇的衰败社区，在进行生态修复的同时，采取了公共空间与周边社区共享的规划引导策略，不仅为周边社区居民提供了活动空间，也吸引人群进入基地，从而激活基地。在过去10年中，这里吸引了很多艺术家的到来，部分周边社区已进行了新的开发。此外，按照后续使用功能，采取了原始厂房整修保留的策略。目前普罗维登斯钢铁场已成为地方社区新的活力中心，并成为罗德岛独一无二的、以工业艺术为主题的公共空间和创意中心（图8）。

3.4案例比较分析

3个案例在背景条件、用地规模、污染状况和再开发模式上各不相同，但在规划修复的策略、方法和程序上存在着相似性，基本情况对照分析如表3，环境整治修复的技术手段如表4。需要说明的是，阿桑平克溪项目修复后仅作为绿色开放空间，因此修复改造的单位成本降低。此外，3个案例从环境调查评估开始到再开发结束经历的时间不等，相比超级基金地块平均12年的修复治理时间，东方制造工厂由于再开发为轻工业用地，仅作部分修复，时间大幅缩短。阿桑平克溪由于污染状况复杂，彻底修复生态系统需要更长时间。

4　美国慢发性技术灾害工业用地规划修复的启示

迄今为止，美国在超级基金项目土地调查、修复与再开发上已投入巨额公共与私人资金，但也仅仅取得少量成绩。由于慢发性技术灾害工业用地修复涉及制度、技术、资金和主体等诸多复杂而关联的因素，对于发展中国家来说，更是一项漫长而巨大的挑战，因此需要在政府与环境部门的主导下多方利益主体协同努力。

慢发性技术灾害工业用地的修复是多主体、跨专业协作努力的过程与结果，规划修复的意义在于规划及早介入修复与再开发过程，探讨不同污染类型和背景条件下地区功能和土地使用的处置（例如工业设施的保留/搬迁或周边居民点搬迁），根据地理区位条件和灾害程度确定土地未来用途，并参与确定修复目标和选择修复技术。除了在纯粹的环境工程技术上规划无从作为外，在农业技术、生物技术的采用中，规划可以通过对灾害地区土地功能与性质的转换（例如将工业用地转为农业用地或生态绿地），生态系统与景观结构和功能的总体规划设计以及过程整合，来促成有效的修复行动。并可根据不同城镇不同区域的实际情况，选择确定灾害土地的转让/供应方式、开发模式等。

慢发性技术灾害工业用地的规划修复还存在着对修复过程中经济、生态和社会效益的综合衡量，需要整体考虑可接受的时间期限与可承受的经济代价、项目实施者的直接利益与社会整体的长远利益，以及技术的融合、人文关切、风险管理和远景建设等诸多因素。

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Planning Remediation of Industrial Sites Triggered by Slow-motion Technological Disasters: Based on the Practice of American Industrial Sites

Slow-motion technological disasters caused by industrial land use are harmful to the health of residents and local ecological environment. The developed countries have made certain achievement in the cleanup and remediation of slow-motion technological disastrous land. Based on the American remediation practice of industrial land in the past four decades, this article explores the major factors,such as agents, costs, technology strategies and redevelopment modes of remediation of industrial land or sites suffered from slow-motion technological disasters. The case studies indicate that the remediation of industrial land exposed to slowmotion technological disasters is a process and outcome of concerted efforts by multi-bodies and from trans-discipline, in which urban planning can play a significant role. The article takes three cases of different backgrounds，conditions and sizes，to offer some references for mass restoration of such sites with slow-motion technological disasters in China.

Industrial sites | Slow-motion technological disasters | Planning remediation

1673-8985（2015）06-0079-07

TU981

A

黄 怡

同济大学建筑与城市规划学院

同济大学高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室教授，博士生导师

陈 亮

上海市城市规划设计研究院助理工程师，硕士

夏 胜

上海市规划和国土资源管理局科技管理处副处长，硕士

*国家自然科学基金项目“城镇地区慢发性技术灾害的规划控制与修复”（项目批准号：51278343）成果，上海同济城市规划设计研究院科研资助项目（项目编号：KY-2013-ZD3-A01）成果。