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SEH专栏|美国华盛顿大学、堪萨斯州立大学:从环境正义的视角探讨城市绿地的风险与收益

环境人Environmentor  · 公众号  ·  · 2025-01-16 12:40

正文

小编按: 应Soil & Environmental Health(中文《土壤与环境健康》,英文SEH)编辑部提议,环境人Environmentor将与SEH期刊合作,推出“SEH专栏”,将期刊上的优质论文及时推送给各位读者,欢迎大家关注! S EH 是由朱利中院 士和朱永官院士担任主编、浙江大学主办、浙江大学环境与资源学院承办、 国际知名出版集团Elsevier合作出版的全英文开放获取国际学术期刊。SEH欢迎并鼓励同“土壤与环境健康”相关的新颖原创综述、研究文章、研究简报等,特别是跨学科的土壤健康与环境健康研究,既欢迎从健康的视角讨论土 壤与环境领域相关现象的研究,也欢迎从土壤与环境的视角探索绿色与再 生农业、人体与星球健康以及全球可持续发展的研究。


导读

美国华盛顿大学Sally L. Brown与堪萨斯州立大学Ganga Hettiarachchi在 Soil & Environmental Health(SEH-《土壤与环境健康》)期刊 发表了题为“从环境正义的视角探讨城市绿地的风险与收益(Risks and benefits associated with urban green space through the lens of environmental justice; 2025, 3(1): 100127 )” 的综述论文。

环境正义 (Environmental Justice)被具体化为城市绿地与土壤污染的矛盾。一方面,绿地能够带来食品安全和心理健康在内的广泛益处;另一方面,由于历史遗留的污染问题,如铅(Pb)和多环芳烃(PAHs),部分人群可能因缺乏安全的土壤而无法公平享有这些益处。近年来,环境正义问题与城市绿地价值之间似乎出现了显著冲突。尽管重建废弃的城市空间以创建绿地或种植食品已被证实能够带来从改善食品安全到提升心理和身体健康的多种益处,但其潜在的土壤污染风险却引发了学术界的关注。本文以 Pb和PAHs为代表,系统分析了这些污染物在城市土壤中的来源、暴露途径及其生物可给性,同时探讨了多种治理策略 ,包括有机改良剂的应用及高架种植床的使用,为寻求污染风险与绿地益处之间的平衡提供了实用建议。

图文摘要(Graphic abstract)


主要内容

城市地区环境正义问题受到多种因素的影响,包括受绿地稀缺、健康食品获取途径不足及环境污染暴露风险较高。获得低污染且生物可给性土壤是解决这些问题的关键,然而目前在安全土壤标准的定义和提高城市土壤质量的方法上存在分歧。本文深入探讨了城市土壤中两种常见污染物Pb和PAHs的环境风险,包括其主要暴露途径和潜在生物可给性。

通过分析多项研究数据发现,当前城市土壤中Pb和PAHs的监管值和指导值差异显著,且这些污染物的浓度常常超出监管标准。为了应对这一问题,本研究提出了几种治理策略,包括 利用堆肥和污泥等有机改良剂以及高架种植床 等可行方法,这些方法运用于在可能受污染的土壤中种植食品时表现出显著成效。研究显示,这些改良剂的使用不仅能显著减少污染物的总浓度,还能改善土壤和生态系统健康状况。此外,使用改良剂后,污染物的生物可利用部分亦有所减少,这为安全且高效地扩大城市绿地面积提供了可能。值得一提的是,基于城市废弃物的土壤改良剂还能减少垃圾填埋所带来的额外环境问题。





城市农业和绿地管理通过具体措施可以显著提升城市居民的生活质量和环境可持续性。 如图1a所示,城市花园和绿化改造不仅能增加食物产量,还能有效改善心理和身体健康。 研究表明,添加堆肥或生物固体的土壤每公顷可年产268,654份羽衣甘蓝,远高于传统肥料的施用效果。 此外,通过清理废弃地并进行绿化种植,低收入社区的抑郁率可降低69%,居民心率和压力水平也得到显著改善(图1b)。 在费城的城市修复项目中,改造闲置土地使枪支暴力减少5%,且每投入1美元即可带来333美元的社会收益。 与此同时,社区参与式的绿地管理能进一步增强效果,例如,社区成员主导的绿化项目比专业修复项目更能降低犯罪率。 如图1(b)所示,这些方法还可以通过改善土壤污染、增强食物可给性和促进社会互动,为城市创造更安全、更健康、更可持续的生活环境。

图1a 城市绿地的总体益处

图1b城市地区园艺相关的具体益处。





Pb和PAHs是城市土壤中普遍存在的污染物,主要暴露途径包括儿童直接摄入污染土壤、接触含铅灰尘,以及食用受污染的蔬菜等。对城市污染土壤的修复策略已经被广泛探索。例如,添加堆肥或生物固体可以通过稀释土壤中的铅浓度和减少污染物的生物可给性,有效降低风险。在城市花园中,添加堆肥可使PAHs浓度降低58%,并提高土壤有机碳含量,进一步降低PAHs的生物可给性。

使用堆肥和生物固体等土壤改良剂进行土壤修复,不仅可以改善土壤健康,还具有多重生态和社会效益 (图2)。这些材料通过稀释污染物浓度和降低其生物可给性,有效减少土壤中Pb和PAHs的风险。研究表明,添加富铁生物固体堆肥可降低铅的生物可给性,同时避免砷的释放。堆肥和生物固体的使用还能带来气候和环境效益,如碳封存、减少甲烷排放和废弃物循环利用。然而,堆肥和生物固体的添加也会带来潜在风险包括微塑料和PFAS的残留,但这些污染物的暴露风险相对较低,通过混合未污染的有机残渣可以进一步降低风险。此外,简单的表层覆盖方法,如使用干净土壤覆盖污染土壤,是一种实用的物理修复方案,可显著减少粉尘暴露并降低铅的摄入风险。结合堆肥、生物固体和抬高种植床的策略,可以在改善土壤健康的同时,提供食物安全和环境教育的多重益处(图2)。 这些方法为城市农业提供了一种“一体化健康”解决方案,在土壤、公众健康和气候效益之间实现平衡。

图2 使用基于残留物的土壤改良剂(包括堆肥和生物固体)对公众、土壤和环境健康的影响。





研究表明, 结合 教育、社区参与和政策支持,可以有效管理城市花园中的污染土壤并提升环境健康与社会公平。政策方面,不同城市对土壤铅安全值的规定存在差异,例如部分城市规定在铅浓度超过200~340 mg/kg时必须使用抬高种植床,并建议普及土壤测试和最佳种植实践。此外,政府须为低收入和有色人群提供公平指导,以改善重金属暴露的不平等。同时,大学和机构通过经济实惠的土壤测试服务以及使用有机改良剂和抬高种植床等建议,进一步降低污染风险。这些综合方法为提升城市农业的可持续性和社会效益提供了重要支持。


总结与展望

本文总结了城市土壤污染与农业发展的关键问题,强调了堆肥、生物固体、抬高种植床和清洗农产品等措施的多重效益,包括降低污染风险、提高作物产量和改善土壤健康。利用闲置土地发展绿地和城市花园,不仅有助于减少重金属暴露,还能提升居民生活质量、减少犯罪并改善心理与身体健康。未来,应加强教育、社区参与和政策支持,制定综合解决方案以推动城市农业的可持续发展,实现健康与环境效益的平衡。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.seh.2024.100127


作者简介

第一兼通讯作者简介:

Sally L. Brown :美国华盛顿大学环境与森林科学学院副教授,专注于城市农业、堆肥利用及土壤健康改善的研究。

共同通讯作者简介:

Ganga Hettiarachchi :美国堪萨斯州立大学农学系教授,主要研究方向包括土壤污染修复及植物-土壤相互作用。


来源: 土壤与环境健康SEH 投稿、合作 、转载、进群,请添加小编微信Environmentor2020!环境人Environmentor是环境领 最大的学术公号 ,拥有 20W+活跃读者 。由于微 信修改了推送规则,请大家将环境人Environmentor加为 星标 ,或每次看完后点击页面下端的 “在看” ,这样可以第一时间收到我们每日的推文! 环境人Environmentor现有综合群、 期刊投稿群、基金申请群、留学申请群、各研究领域群等共20余个,欢迎大家加小编微信Environmentor2020,我们会尽快拉您进入对应的群



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