植物修复生活

Phytoremediation Provides a Sustainable Approach to Building Landscapes on Brownfields
一种褐色土地景观建设的可持续发展方法

Article Source: Alex Ulam, Landscape Architecture Magazine. Mar, 2012

声明：此翻译为正式授权文章，已征得作者同意在风景园林新青年(Youth Landscape Architecture) 上发表，严禁转载。
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La Finca del Sur是位于纽约布朗克斯区南部的一个社区花园，是一块与沾染着煤迹的灰色混凝土和石头的城市景观毗邻的绿洲。这个社区花园三角形，占地2.5 英亩，一侧有石头铺成的20英尺高的路堤，在它的上面纽约北郊铁路通勤列车呼啸而过。而在另一侧，是一段架高的狄根少校高速公路，它穿过第138街，然后在花园背后逐渐下降到街平面。社区花园的前面是一个交汇着东138街和步行大的贫瘠的十字路口。这里的几乎没有设么遮阴树，却有很多的机械店，货仓和停车场。

每个星期有30-40磅来自这里的作物会在市场上出售，这些还不算种植者自留的那些，。但是在这个严峻的环境中种植作物，一方面条件恶劣，另一方面收入也很低，对社区而言付出维持费是一个挑战。在我采访的那天，种植者们正忧心如焚地徘徊着，几辆车灯闪烁的警车也停在那儿。前一个晚上有窃贼闯入了公园的仓库，尽管在仓库前面有一个很高的铁栅栏还用锁锁住了大门。窃贼偷了一些割草机和在场地现场表演时用到的发电机。

这里的土壤也是个大问题。土壤被很多污染物所污染。种植者们栽种的树木，包括李子、苹果和桑树，有助于稳固土壤，防止有毒灰尘四散污染邻近的社区。这些灰尘可以导致许多健康问题，例如在这里很普遍的哮喘。如果在这片土壤上种植作物，它们可能吸收了污染物，并使得进食它们的人中毒。为了避免毒性，农民们把作物种植在抬高的种植槽中。在其他的一些花园中，农民们就在田地中种植作物，于是他们可能吃了有毒的蔬菜。

La Finca中的污染有重金属，以及这个区域很有可能还被有毒有机物例如多氯联苯和多环芳香烃污染。污染物有的来自汽车尾气释放，其他是由曾经一度在这里兴盛的工业遗留下来的。

解决此地土壤问题的一种方法就是植物修复（phytoremediation），这是一种通过植物来净化土壤中的污染物。植被修复相对而言经济实惠并且生态效果好。La Finca中的部分地区已经用来进行一个试点项目，这是在哥伦比亚大学研究生院教授建筑的城市规划师Kaja Kühl在去年启动的，还有一群志愿者参与。Kühl说这个想法来自她的一群学生，他们曾在一个课堂项目中应用了植物修复技术。

污染在布朗克斯的很多地区都是一个很严重的问题。在布朗克斯区的一些社区中，20%的小孩估计患有哮喘。去年有所学校由于被高浓度的三氯乙烯污染而关闭，而三氯乙烯被怀疑是一种致癌物。康奈尔营养分析实验室在2009年对La Finca的部分土壤采样中发现其中有着高水平的重金属，例如铅和镉。从2011年的一些近期的采样中发现，砷和水银的水平超出了纽约州环境保护署对居住和商业用地的规定。在La Finca中发现的污染物与许多健康疾病有关。像水银会伤害大脑和肾，而砷与肺、膀胱和肾的癌症有关。

Kühl在La Finca种植了许多土壤净化的植物，例如艾蒿、向日葵、蒿柳和印度芥末。这些植物被称为超富集植物，能通过根部吸收有毒的金属污染物，然后将其运输到它们的茎秆和叶子中。通过从一个非盈利的组织City Atlas获得的资助款项，Kühl出版了一个小册子《从褐地到绿地：植物修复指南》,她希望能够提高人们对这种最为绿色的修复技术的认识，并引起进一步研究。

“对于很多人而言，他们非常感兴趣于不仅仅拘泥于设计构思过程而问出：要怎样才能完成这一切，你能不能完成这一切？” Kühl说这话时漫步在这个公园的一部分，穿着结实的橡胶登山鞋并戴着手套以免沾染到有毒物质。她说，“在像La Finca这样污染物不是很多并且易于获得水源和工具的地区，进行植物修复是可能的。”

在设计学校和展览中，植物修复已经获得了相当数量的关注。它在一个展览作品中被隆重推出——作品由包括景观设计师Katr Orff在内的芝加哥建筑公司Gang工作室带头——会在纽约的现代艺术博物馆即将进行的抵押品赎回展示上（呈现）。在美国和欧洲，植物修复技术已经成功的用来净化工业用地——许多向日葵种植床在切尔诺贝利核反应堆熔毁后种下，用来排除土壤中的核苷酸。

但是，在美国，迄今为止，植物修复在景观设计中并没有被作为一个很主要的工作来应用，据美国景观建筑协会理事Niall Kirkwood所说。他是哈佛大学设计学院的景观建筑和技术教授。今年春天Kirkwood将教授一门课程：景观中的植物修复和重建技术。

Kirkwood说，法规问题和缺乏科学理解阻碍了景观建筑师应用这种技术来净化污染场地。“在州政府或联邦政府当局，植物修复并没有每次都获得批准。人们看到在亚洲和欧洲的海外成功例子，（所以）激发了他们的好奇。但是当涉及合适的物种和气候区时，他们就常常放弃了。”

Kate Kennen是马萨诸塞州的景观建筑师，同Kirkwood一起在哈佛教授课程。他完成了两个小尺度的含有植物修复的科德角的景观设计项目。一个是，PlantWorks，将一个加油站旧址改造成了公共休憩用地。该项目获得了波士顿景观建筑师协会颁发的优异奖。该地块的净化达到了EPA标准，但是在某些地方它含有高水平的碳氢化合物和铅，高于正常自然界中的正常水平。该项目的设计种植中包括紫羊茅和向日葵，用于解决铅水平异常；以及很多其他种类的的草和野花，有效针对铅和碳氢化物。

但是，在项目开展了一个月后，Kennen看到的新的研究中揭示，对铅而言向日葵可能不是一个有效的植物修复种类，紫羊茅仅能有助于固定铅，尽管它能够降解有机石油烃。为了长远的固定土壤，Kennen和她的团队加入了特殊的肥料来提高土壤的PH值。这种方法把铅束缚在土壤中，从而降低人类或动物暴露于铅下的风险。

除了植物修复相对复杂的科学原理，对景观设计师而言另一个重大难题就是时间。这个修复过程需要三到五年或者更长时间来净化土壤。其他环境敏锐度较低的技术完成修复更快。

“人们对污染地块净化后用于娱乐活动时比较担忧，所以他们大部分时候是选择了填埋处理。”Kennen说，“它确实是一个很长的过程”。然后解释道：“监管者担心杂乱的散叶会使人们暴露在毒物下，尽管近期研究证明这种风险取决于污染物。以及，从有机角度讲，植物种类尤其是地下水湿生植物（其中包括杨树和柳树），挥发出污染物例如BTEX（苯系物）,MBTE（甲基叔丁基醚，气体添加物）、和TCE（三氯乙烯，一种很常见的氯化溶剂污染物）”。

和拖走倾倒（haul-and-dump）的策略比起来，植物修复是一个更为生态可靠的方法，Lee Newman说。他是纽约州立大学环境科学和林业学院的教授，专门研究植物修复。通过拖走倾倒，“灰尘会吹得到处都是，以及邻居们也会暴露在灰尘下，沿线的所有人也会暴露在灰尘下。”国际植物技术协会的前主席Newman说，“然后接下来你将如何做？你把这些倾倒在其他人的后院中留给他们去处理”。

Newman作为一个植物修复顾问,在许多之前污染很严重的工业地区工作过，但是从来没和景观设计师合作。她说这个过程中一般需要一组专业人员。“当我外出时，我们有一组人。我们有工程师，我们有土壤科学家，以及植物学家。我们还有化学分析师和土壤化学家，这些在一个团队中工作，从而保证该地块的各项工作顺利进行。这不是一个人的事情。”

植物修复这个概念覆盖几种策略来利用植物净化土壤。在La Finca, Kühl的团队利用植物来吸收有毒物质，然后这些被污染的植物会在其他地方处理掉。植物修复中也包含有一些处理比如植物降解，是通过植物释放酶然后分解土壤中的毒素。植物可以吸收土壤中的污染物，将这些污染物转换为低毒性的状态，然后将这些分解的有毒物质通过一种叫植物挥发的过程释放到空气中。其他植物通过一种叫作的根系过滤作用过滤污染的水。还有一种是植物固定，也是已知的植物帽（green cap）。植物通过根系吸收有毒物质，然后释放化学物质降解有毒物质，使他们的毒性降低，并限制了毒素在水土流失或土壤淋溶情况下的移动。

发展更生态的方法来修复后工业化的地区是当今公园发展的一个关键问题之一。在很多美国城市，留给公园发展的只有从前的工业用地。Kühl希望通过她的试点项目和指南手册，来带领一次对规划师、景观设计师和社区园艺师如何着手处理后工业化景观的重新审视。她引用了布鲁斯金学会一个名为“城市空地”的研究，其中发现城市中平均有15%的土地是闲置的，以及在一些城市中，这个比例达到了45%。纽约市的环境自治体运动，“规划纽约2030”，估计有多达7600英亩——八倍于中央公园大小的区域——被之前的用地所污染，例如干洗店、加油站和工厂等。

许多前工业用地，例如La Finca del Sur从事过污染活动，从而留下了各种有毒物质的复杂混合体。一些La Finca的污染物可以追溯到20世纪中期建造北郊铁路时存放于此的建筑垃圾。这个地方还曾经是贮木场和棺材厂，这两种用途都产生了砷。现在地铁北铁路轨道上应用的农药，Kühl猜测这些都加重了土壤的污染。高速公路上连绵不绝的尾气释放出的多芳香烃会引起癌症并损害红细胞。

和拖走倾倒（dump-and-haul）的方法比起来，植物修复技术是一个很好的可持续发展方法。“而且还有个很大的优点是性价比高，可以修复很多地方的污染区或固定土壤。位于佛蒙特州的林登州立学院自然科学部门的的环境毒理学和化学助理教授Ian Balcom说，“许多工业社区，例如东北的铁锈地带，由于这些地区的污染，在闹市区可以看到城市萎缩。而且，如果今天他们想要开始进行植物修复，他们可以在十年内看到可行性，而且其发展投入和传统的净化方式相比，就象是美分和美元的比较。。

在后工业化的景观设计中，结合超富集植物是一个比当下流行的结合本地植物恢复污染地区到它们的初始状态更生态的可持续发展模式，Balcom说：“你可以选择耐金属的植物，固定土壤，使得该地区回归生态系统。如果这是你当下能做的最好事情。这里有很多有趣的植物，但是它们不是有着艳丽花朵的种类。”

布鲁克林大学实验室进行的预试验中，在La Finca中植物种植区域的土样检测发现，植物修复已经明显的减少了先前较高的重金属含量，使之降低到纽约州环境保护部门对商业和居住用地的门槛。这些超富集植物，在去年秋季获得丰收，现在躺在布鲁克林市中心Kühl办公室所在建筑的屋顶上，她在等着检测他们。然后它们会被扔掉，或者在普通垃圾填埋场，如果毒素水平太高的话，会送去危险废物填埋场。

“这个小小的实验是不能改变土壤的”，Kühl说，作为补充她的主要目的是开展讨论并解决对在低收入社区的绿地需求。“有很多的社区团体想要开辟一个农场，而且他们对土壤和其中污染物也很了解。他们想为此做点什么。”