慢發性技術災害工業用地的規劃修復*——基于美國工業用地修復實踐的研究

黃 怡 陳 亮 夏 勝

慢發性技術災害工業用地的規劃修復*——基于美國工業用地修復實踐的研究

黃 怡 陳 亮 夏 勝

工業用地所引發的慢發性技術災害給城鎮居民的健康以及地方生態環境帶來嚴重危害，目前發達國家對于慢發性技術災害用地的治理與修復已經取得一定成效。基于美國近40年污染工業用地修復的實踐，探討了美國工業用地修復的主體、資金、技術策略以及再開發因素。并選擇了3個不同背景、條件與規模的污染工業用地修復案例詳細闡析，案例研究表明，慢發性技術災害工業用地的修復是多主體、跨專業協作努力的過程與結果，規劃及早介入修復與再開發過程，可以在其中發揮重要作用。研究可為我國大量慢發性技術災害工業用地的修復提供借鑒和參考。

工業用地 | 慢發性技術災害 | 規劃修復

1　慢發性技術災害工業用地修復的理念

慢發性技術災害是指“由人為因素引發、緩慢發作、持續時間相對較長且無明顯開始和結束標志時間的災害”[1]。它具有短時期的隱蔽性，而長期的累積則給城鎮地區的生態環境和居民健康帶來嚴重危害，因而已成為當今許多城鎮安全的主要問題之一。城鎮地區慢發性技術災害的主要誘因是某些工業產業活動[2]，這些工業產業活動所處的工業用地也成為慢發性技術災害的主要孕災區。

1.1慢發性技術災害工業用地的危害

據《2012年世界最嚴重污染問題的報告》[3]，工業污染場地在世界范圍內廣泛分布（圖1），已引發了嚴峻的公共健康和安全問題，全球約有1.25億人口正飽受嚴重工業污染所帶來的慢發性技術災害。報告引入了世界衛生組織的“傷殘調整生命年①傷殘調整生命年（DALYs，Disability-Adjusted Life Years）是以時間為單位對疾病死亡和疾病傷殘而損失的健康生命年的綜合測量，是由早逝而引起的壽命損失年（YLL, Years of Life Lost）和因失能引起的傷殘損失年（YLD，Years Lost to Disability）兩部分的總和，采用標準期望減壽年來計算死亡導致的壽命損失，根據每種疾病的失能權重及病程計算失能引起的壽命損失，據公式進行計算。一個DALY就是損失的一個健康生命年。DALYs是世界衛生組織（WHO）用來量化疾病及其不利影響程度的指標，被用以估計疾病的相對重要性、疾病對社會的整體負擔，以及評估干預措施的成本-效益和考慮如何合理分配健康資源。”（Disability-Adjusted Life Years，DALYs）概念，相對于發病率、死亡率等傳統的疾病負擔指標，它是一個以時間為單位綜合考慮死亡和傷殘兩種健康損失、用以測量疾病對社會整體負擔的比較先進、合理而全面的指標[4]。報告得出了據全球傷殘調整生命年值排名的前10項有毒工業產業（表1），并表明，由工業污染整體帶來的傷殘調整生命年堪比一些嚴重的疾病類型（表2），實際上某些造成慢發性技術災害的嚴重工業污染本身就是一些地方居民嚴重疾病類型的直接誘因。換言之，慢發性技術災害工業用地的分布與某些主要危險病種的重點人群和高發人群以及高發地區在空間分布上是高度對應的。

圖1　世界重要工業污染場地分布

1.2慢發性技術災害工業用地的“規劃修復”

通常意義上的生態恢復（restoration）包括對環境要素（土壤、水體、大氣）、生物要素（物種、種群、群落）和生態系統與景觀的復原（rehabilitation）；對于災害發生的起始和結束時間不明確、發生速度慢、持續時間長的慢發性人為災害工業用地來說，地區的環境條件已發生根本性變化，原先完整的生態系統不能被恢復，需要創建一個新的生態系統，即必須進行修復（remediation），并首要強調對于環境要素的治理恢復。

對于修復的程度在實踐與認知中也經歷了一個轉變，從初期強調全面修復逐漸轉向適當修復，即結合污染土地的未來用途采取相應修復行動，這樣既可縮短修復時間、減少修復成本，也可保證災害用地經過一定修復后能盡快投入再開發利用。正是基于對慢發性技術災害工業用地修復后再開發的考慮，規劃被引入了修復利用的一體化過程，并與其他專業一道，對災害用地的修復程度和修復策略共同作出決定。除了環境學科著重的工程技術修復、生物工程學科著重的生物技術修復以外，規劃修復是指基于生態規劃的理論方法，強調生態系統思想與生態設計和技術在慢發性技術災害工業用地治理、修復與再開發規劃中的整體滲透，并立足于城鎮土地使用與空間安排的規劃手段，通過土地使用功能調整在時間上的不同安排，實現用地逐步的生態修復與新的開發項目和用途承載的雙重目標。

表1　全球傷殘調整生命年值（DALYs）排名前10位的有毒工業產業

表2　全球傷殘調整生命年值（DALYs）的比較

1.3與慢發性技術災害工業用地修復相關的其他概念

由于慢發性技術災害概念并未廣泛使用，因此慢發性技術災害的控制與修復也包含在廣泛意義的對環境污染的控制與修復中。目前在發達國家已經開展的一些富有成效的污染土地修復實踐，就包括了對于慢發性技術災害類型的工業用地的治理與修復。

最常見的相關概念是“棕地”，其內涵在歐美各國并不完全一致[5-6]。按照美國環保署(EPA)的定義，棕地是已被廢棄的、閑置的或未被完全利用的工業或商業用地，其擴展或再開發受現有或潛在的環境污染影響而變得復雜。英國的棕地則指“被以前的工業使用污染，可能會對一般環境造成危害，但有逐漸增強的清理與再開發需求”的用地。相對于慢發性技術災害的慢發性、綿延性和嚴重性特征而言，美國的棕地有的可能并未受過污染，即使受過污染，其程度也可輕可重，程度輕的經過治理修復后可進行包括居住在內的多用途再開發。某種程度而言，慢發性技術災害工業用地是一類與特定工業產業相關的達到災害程度的棕地，與下文提到的“超級基金基地”在內涵上更接近。

2　美國慢發性技術災害工業用地修復的實踐概況

美國在1812年至1920年之間經歷了工業擴張和城市化的時期，到19世紀末工業總產值已躍居世界首位，其工業活動所引發的環境危害也日益突出；20世紀下半葉，美國爆發了若干起極其嚴重的慢發性技術災害事件，使人們意識到慢發性技術災害的隱蔽性和后果的危害性。更多此類災害的曝光也促成了全社會對于慢發性技術災害工業用地修復問題的關注，針對此類工業用地的修復、整治和再開發活動逐漸展開。美國各級政府和環境保護部門每年都有巨額投資用于這些項目。經過約40年的實踐，已經有大量污染極其嚴重的工業用地得到修復，并進行了再開發利用，這既提升了環境效益，也避免了土地資源的浪費。

2.1修復的主體

工業用地修復所涉及的責任、利益與行為主體眾多，包括產權人、使用者、調控監督者（主要是地方政府或環境部門、司法部門等）、（再）開發者、協商者和規劃者等。

在美國，慢發性技術災害用地的修復基本都由各級政府和環境部門發起，政府組織開展環境評估，并在整體開發過程中進行監督管理以及協調不同利益主體的矛盾。因此，政府在慢發性技術災害用地的整體修復過程中起著主導作用。城市規劃部門是災害工業用地修復的主要規劃者，此外也有規劃、建筑和景觀咨詢公司的協作。在項目的規劃修復過程中，還有諸多相關利益群體（例如房地產開發商、地方社區組織和非營利組織以及業主、社會活動家、環境工程師、環境律師、施工單位等）參與和協商。

2.2修復的資金

項目的修復成本主要取決于待修復工業用地的大小、場地受災程度、修復目標、修復行動的范圍以及技術實施的難度等。由于慢發性技術災害的污染程度嚴重，修復周期長，所需資金成本往往數額不菲。按照項目資金的來源，美國污染工業用地修復及再開發項目可分為聯邦政府項目、州政府項目、地方政府項目以及立法義務和保險項目4類。聯邦政府項目受控于聯邦政策和法規，由聯邦機構提供資金。有時聯邦政府多個機構會共同支持同一個項目，美國環保署（EPA）則是其中最重要的一個機構，主要提供資金用于整治前污染調查和用地的修復；其他一些機構主要支持用地修復以后的再開發，如住房和城市發展部（HUD）、經濟發展管理局（EDA）、能源部（DOE）等。自1996年以后，EPA的工業用地項目也開始給項目的再開發提供資金、低息貸款以及直接的技術支持。1990年代中期，一些州政府也效仿EPA，為工業用地修復和再開發項目提供資金和技術支持。一些項目的所在地政府也加強了對于這些項目的監督和管理，并提供一定的經濟援助，如制定寬松的再開發稅收政策等。

圖2　全美超級基金修復基地分布圖

2.3“超級基金”制度

美國政府曾制定一系列法律來劃定造成工業用地污染的責任，其中最著名的就是美國國會于1980年通過的《環境應對、賠償和責任綜合法》[7]。2002年以前該法案規定，工業用地的所有曾經的產權者都承擔該工業用地污染的責任，2002年之后法案進行了調整，將責任歸為直接的污染造成者。該法案還批準設立污染場地管理、修復與再開發基金，即超級基金（Superfund）。超級基金項目主要負責治理修復全國一些污染最嚴重的土地以及對環境突發事件與自然災難作出應急反應。可以說，列入超級基金全國優先治理清單的土地相當一部分屬于慢發性技術災害工業用地。

超級基金的來源主要是環境稅和化學品、石油等產品稅費，主控部門為聯邦政府或環境部門。自1993年開始，超級基金每年的項目撥款都在1.3億美元以上[8]。自實施以來，已清理有害土壤、廢棄物和沉淀物1億多立方米，使得一些正在發生慢發性技術災害的工業用地得到治理[9]，并在環境監測、風險評價、對被污染土地和水體修復的方法以及后續土地再開發的模式等方面積累了較多成熟經驗。至2014年2月，有1 322 塊超級基金基地處于EPA的全國優先治理清單（National Priorities List ，NPL）上，另有53塊基地待列入清單，375 塊基地已經過治理而撤離了名單（圖2）。

2.4修復后的土地再開發

在美國，當部分慢發性技術災害工業用地修復項目在修復達到不同級別的環境安全標準以后，會根據修復效果、發展需求以及周邊情況引入適合的新功能，從而實現慢發性技術災害工業用地的再開發。這些再開發具有多元性，主要體現在兩個方面: 一是開發者的多元性，例如地方環境保護機構、政府組建的再開發公司，以及專業的商業再開發公司；二是開發目的的多元性，再開發用途包括作為綠地公園仍為工業用途，作為創意產業、居住，等等。

圖3　阿桑平克溪流域修復前土地使用圖

圖4　阿桑平克溪流域開放空間規劃圖

3　美國慢發性技術災害工業用地規劃修復的實踐案例

以下闡析了3個具有一定代表性的案例[10]，都是美國環保署（EPA）在2000年左右啟動的超級基金項目。在對這些嚴重污染工業用地進行治理和修復的過程中，規劃有效地將未來土地使用的規劃決策與地塊環境治理修復過程整合起來，從理念到實踐發揮了不同程度的作用。

3.1案例1： 新澤西州阿桑平克溪綠道（Assunpink Creek Greenway）

阿桑平克溪發源于蒙茅斯縣的農村地區，全長約37 km，是特拉華河的支流。早在1906年，當地政府就曾設想在河邊為特倫頓市建造公園，但是一直未實施。之后，工業逐漸占據阿桑平克溪的兩岸，周邊聚集了不同類型的工廠。半個多世紀的工業生產給該區域帶來了嚴重污染，其中以重金屬污染和多環芳烴污染為主，環境問題非常復雜，所引發的慢發性技術災害不僅導致了當地生態環境的衰退，還給附近居民的身體健康以及下游生態濕地帶來嚴重威脅。1980年代，因為經濟不景氣，該地區的工業開始逐漸減少（圖3）。直到1990年代末，新澤西州政府和EPA先后為該地區綠地開放空間的開發建設提供資金援助，當地政府重新制訂河岸綠道再開發計劃，整個項目開始正式運行。

（1）環境評估

項目開發之初，特倫頓市聯合各方專家對阿桑平克溪所涉及的廣大區域做了詳細而具針對性的環境評估，以15家不同類型的工廠為單位，專家組分別對15個地塊進行評估，對該地區的污染物進行分析，對地區的生物物種和棲息地的環境狀態做了專門研究，并根據污染物的類型和環境受損的情況制定初步整治的方案。

（2）規劃修復與功能目標

綠道項目的主要目標是塑造公共開放空間和進行雨水管理，土地利用規劃和開放空間設計圍繞這兩個目標展開。因為阿桑平克溪無法承受過多的暴雨量，為防止洪水泛濫，基地的建設必須考慮將暴雨引導到其他地方，這就要求基地的修復必須考慮到土壤滲透性增加和地表雨水徑流所帶來的污染威脅，因此每塊基地的修復都以提升土地的滲透性為主要目的，而通過雨水處理設施的設置可解決后一隱患。

通過近100英畝綠色空間的塑造，阿桑平克溪沿岸原本不可滲透的地面被可滲透的草地和綠色種植所替代。原來造成慢發性技術災害的污染物質逐漸被分解，危害物質的暴露程度大大降低。另一方面，在處理污染土壤時，面臨著綠色空間的建設與防止污染泄露之間的矛盾，隨著原先工廠的硬質地面將變成可滲透的地面，雨水會將有毒物質從土壤帶入河流，為此項目修復中采取了鞏固土壤、增加綠色種植、防護堤岸、雨水處理的方法，在增加滲透性地面的同時，減少水土流失，降低雨水將污染物沖進河流的風險。

在綠道修復項目中，公共綠地和娛樂空間的積極塑造與雨水系統相適應，規劃設計還考慮了區域公共開放空間的整合，將生態廊道、自行車路線等與特拉華河谷的開放空間體系相聯系。將原來不同工廠的用地整合成綠色開放空間，形成大型的城市濱水公園，滿足人們室外的一些娛樂活動（圖4）。

3.2案例2： 緬因州東方制造工廠（Eastern Manufacturing Facility）的規劃修復

緬因州西北部的布魯爾市擁有較長的造紙業歷史。早在1889年，東方文化紙業公司就在此建造木粉碾磨工廠，后來變成紙漿生產和造紙廠。紙業公司場地受到長期生產所帶來的環境災害，場地內遺留下大量污染物質，以重金屬和有毒化合物為主。這里同時也是布魯爾市最大的污水產生地，場地附近的濱水岸線生態退化嚴重。2004年工廠破產倒閉后，布魯爾市很快成立了南布魯爾再開發公司，購買了這塊土地的贖押權，并且用了4年時間將這塊被污染的16.5 hm2土地重新再開發（圖5）。

圖5　布魯爾東方制造工廠修復前（左圖）、修復后（右圖）的效果對比

（1）環境評估與污染治理

造紙工廠關閉后，緬因州環境保護機構對工廠土地進行了全面的環境評估，對土地上存在的污染物做了定性和定量的分析，還對具有潛在污染威脅的工業廢棄物做了評估。2007年最終完成的評估報告顯示，污染物的清除十分必要，特別是基地內現存的一些儲存桶和地下儲存罐以及化學容器，儲存著大量的污染物質、金屬以及芳烴類化學物，有著嚴重的泄露隱患。州環境保護機構對上述大量設施迅速進行移除，并處置了熒光燈泡、水銀轉化器、恒溫器、滅火器、印刷電路板等。前期清污工作采用了“封存”技術，對場地中許多被污染的有毒土壤進行現場的覆蓋處理，以防止有毒物質泄露。

（2）再開發規劃

基地高效清理的目的是為了吸引新的投資，重新進行規劃和開發。在清污工作伊始，城市曾希望將這塊土地再開發成混合用途的土地，但是混合式開發在當時有一定難度。恰巧奇安兄弟有限公司（Cianbro）傾向于使用一塊再利用的土地來建造其新工廠，在場地清污工作完成后取得了該土地的使用權，并于2008年開設了新的模具加工廠，還在濱水岸線處建立貨運碼頭。通過10個月左右的改建，奇安兄弟有限公司和南布魯爾再開發公司成功地將這塊污染的廢棄土地轉變成了一家可提供500個就業崗位的工廠，并沿用了原先紙業公司“東方”的廠名。東方制造工廠的建設，使得整個場地在短時間內得到了再利用，并帶來了顯著的就業崗位增加和周邊地區的振興。原先紙業工廠周圍的社區大多是工業用地，包括機器廠房、汽車電池回收、船舶維護以及一些石油倉儲場地。現在布魯爾市正在繼續進行東方制造工廠周邊其他濱水地區的再開發計劃，希望能夠沿著岸線形成一個具有綠色開放空間的高科技、文化、零售中心，并通過東方制造工廠的成功來影響周邊城市積極努力地修復與開發城市污染工業用地。在這項修復工程中，企業方、環境工程師、政府開發人員與規劃師緊密合作，快速完成了再開發，但是對于災害場地的修復策略與方法僅僅是本案例中結合再開發用途決定的一種結果。

3.3案例3： 羅德島州鋼鐵場（The Steel Yard）的規劃修復

羅得島州首府普羅維登斯的山谷地區是當地傳統的工業區，在此聚集了鋼鐵制造、基礎工業、珠寶加工等多種工業。鋼鐵場（工業藝術教育中心）曾是普羅維登斯鋼鐵廠（PS&I）的所在地，30多年的鋼材生產造成了嚴重的土壤重金屬污染，主要是在鋼材噴涂作業階段，含鉛噴霧落到裸露的土壤里并累積成災。根據羅德島州環境管理署對鋼鐵廠的土壤污染狀況分析，基地內全部土壤的含鉛量都超過4 000 ppm，局部土壤甚至超過10 000 ppm（注：美國聯邦土壤安全標準含鉛量為400 ppm）。修復工程主要包括3項內容：對污染土壤的處理，場地的更新、場地表面覆蓋系統與雨水處理系統的建設，以及園區產業的修復與可持續發展。

（1）對污染土壤的處理

圖6　鋼鐵場場地的修復策略

針對土壤的不同受污染程度進行了分級處理：含鉛量介于4 000—10 000 ppm的土壤先被挖掘出來，然后在原場地上用磷酸鹽穩定劑進行處理，之后再將土壤原位回填；含鉛量超過10 000 ppm的土壤，則被運到經批準的專業機構進行處理。在修復過程中，還進行了園區大規模整體場地覆蓋工程，覆蓋層包括建筑、步行道、兩英寸的清潔土壤以及一層1英寸厚的包含隔離膜的清潔土層。

在具體的土壤修復技術層面，采用了化學處理、異地處理、化學膜覆蓋以及植物改良的方法，對不同污染程度的土壤分別進行處理。由于后續主要為硬質場地的開發，在覆蓋工程完成以后，又在硬質的覆蓋層上挖去部分覆蓋層，在這些地方嵌入綠色種植空間，這一做法充分采用了“城市野生空間”（Urban Wild）的概念，在城市建成環境中引入小規模的自然生態系統，綠色種植環境包括雨水花園、生態沼澤、植物修復基地等，起到改良生態的作用（圖6）。在場地的修復過程中，還建設了雨水處理系統，通過園區內的自然環境，形成園區的雨水凈化系統，有效防止了基地內的雨水將污染物質帶入附近的河流。

（2）功能更新與再開發規劃

圖7　鋼鐵場修復規劃平面與模型

圖8　鋼鐵場修復效果

表4　案例基本情況對照

表3　案例環境修復技術比較

在土地新的利用方面，整個基地的修復建設目標是建成一個新社區、一處城市公共空間以及一個工業藝術中心。設計者KMDG公司對受污染土壤進行了處理和再利用，將大量回收的土壤融入設計當中，并和覆蓋層相結合，建設了室外圓形劇場和草地。經過整合設計的覆蓋層用于舉辦各種公共活動，還有一些覆蓋層區域作為戶外工作展示的區域（圖7）。

目前普羅維登斯鋼鐵廠已基本完成污染的消除，整個修復工程正處于場地功能更新和景觀塑造階段。修復完成后，園區將大力發展原來已經集聚在此的創意產業，并結合發展藝術教育和綠色工業。園區還建設了一條城市家具手工生產線。這個地區被污染的土地有的被重新開發成商業或者居住用地，有的仍然被棄置。鋼鐵廠周邊的社區原先是城鎮的衰敗社區，在進行生態修復的同時，采取了公共空間與周邊社區共享的規劃引導策略，不僅為周邊社區居民提供了活動空間，也吸引人群進入基地，從而激活基地。在過去10年中，這里吸引了很多藝術家的到來，部分周邊社區已進行了新的開發。此外，按照后續使用功能，采取了原始廠房整修保留的策略。目前普羅維登斯鋼鐵場已成為地方社區新的活力中心，并成為羅德島獨一無二的、以工業藝術為主題的公共空間和創意中心（圖8）。

3.4案例比較分析

3個案例在背景條件、用地規模、污染狀況和再開發模式上各不相同，但在規劃修復的策略、方法和程序上存在著相似性，基本情況對照分析如表3，環境整治修復的技術手段如表4。需要說明的是，阿桑平克溪項目修復后僅作為綠色開放空間，因此修復改造的單位成本降低。此外，3個案例從環境調查評估開始到再開發結束經歷的時間不等，相比超級基金地塊平均12年的修復治理時間，東方制造工廠由于再開發為輕工業用地，僅作部分修復，時間大幅縮短。阿桑平克溪由于污染狀況復雜，徹底修復生態系統需要更長時間。

4　美國慢發性技術災害工業用地規劃修復的啟示

迄今為止，美國在超級基金項目土地調查、修復與再開發上已投入巨額公共與私人資金，但也僅僅取得少量成績。由于慢發性技術災害工業用地修復涉及制度、技術、資金和主體等諸多復雜而關聯的因素，對于發展中國家來說，更是一項漫長而巨大的挑戰，因此需要在政府與環境部門的主導下多方利益主體協同努力。

慢發性技術災害工業用地的修復是多主體、跨專業協作努力的過程與結果，規劃修復的意義在于規劃及早介入修復與再開發過程，探討不同污染類型和背景條件下地區功能和土地使用的處置（例如工業設施的保留/搬遷或周邊居民點搬遷），根據地理區位條件和災害程度確定土地未來用途，并參與確定修復目標和選擇修復技術。除了在純粹的環境工程技術上規劃無從作為外，在農業技術、生物技術的采用中，規劃可以通過對災害地區土地功能與性質的轉換（例如將工業用地轉為農業用地或生態綠地），生態系統與景觀結構和功能的總體規劃設計以及過程整合，來促成有效的修復行動。并可根據不同城鎮不同區域的實際情況，選擇確定災害土地的轉讓/供應方式、開發模式等。

慢發性技術災害工業用地的規劃修復還存在著對修復過程中經濟、生態和社會效益的綜合衡量，需要整體考慮可接受的時間期限與可承受的經濟代價、項目實施者的直接利益與社會整體的長遠利益，以及技術的融合、人文關切、風險管理和遠景建設等諸多因素。

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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

黃 怡

同濟大學建筑與城市規劃學院

同濟大學高密度人居環境生態與節能教育部重點實驗室教授，博士生導師

陳 亮

上海市城市規劃設計研究院助理工程師，碩士

夏 勝

上海市規劃和國土資源管理局科技管理處副處長，碩士

*國家自然科學基金項目“城鎮地區慢發性技術災害的規劃控制與修復”（項目批準號：51278343）成果，上海同濟城市規劃設計研究院科研資助項目（項目編號：KY-2013-ZD3-A01）成果。