Sachverhalt:
A. Nachdem das Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft des Kantons Zürich (AWEL) den Bereich Busgate Süd/Vorfeldzone Süd am Flughafen Kloten als sanierungsbedürftigen belasteten Standort klassiert hatte, nahm die Flughafen Zürich AG (unique) im Sommer 2000 die Altlastensanierung an die Hand. Die Sanierung wurde in drei Etappen durchgeführt und ist inzwischen abgeschlossen.
B. Am 31. Oktober 2005 gelangte unique an das Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) und ersuchte um eine Verfügung über die Verteilung der Sanierungskosten. Der Hauptantrag lautete auf Befreiung von der Kostentragungspflicht für die Sanierung und entsprechend auf Rückerstattung der angefallenen Aufwendungen.
Das BAZL hielt seine Zuständigkeit für fraglich und führte daraufhin einen Meinungsaustausch mit der aus seiner Sicht zuständigen Behörde, dem AWEL, durch. Das AWEL seinerseits erklärte sich am 3. März 2006 als für den Erlass der verlangten Kostenverfügung nicht zuständig. Nach einem weiteren Briefwechsel mit unique erliess das BAZL am 19. Oktober 2006 eine Verfügung, in welcher es auf das Gesuch der unique mangels Zuständigkeit nicht eintrat und dieses dem AWEL zur Bearbeitung überwies. Zur Begründung führte es aus, für den Erlass einer Kostenverteilungsverfügung sei die Vollzugsbehörde zuständig. Das Umweltschutzrecht und insbesondere das Altlastensanierungsrecht seien grundsätzlich durch die Kantone zu vollziehen. Einer Bundesbehörde obliege diese Aufgabe dann, wenn sie gleichzeitig ein anderes Bundesgesetz oder einen Staatsvertrag vollziehe. Die vorliegende Altlastensanierung sei nicht vom BAZL in einem Verfahren nach eidgenössischem Luftfahrtrecht angeordnet worden. Vielmehr habe das AWEL die Sanierung materiell beurteilt und begleitet. Es sei daher zweckmässig, wenn das AWEL auch über die Verteilung der Sanierungskosten befinde.
C. Dagegen führte das AWEL, in Vertretung der Baudirektion des Kantons Zürich, am 10. November 2006 Beschwerde bei der Eidgenössischen Rekurskommission für Infrastruktur und Umwelt (REKO/INUM). Es beantragte, das BAZL (oder eventuell das Departement für Umwelt, Energie, Verkehr und Kommunikation [UVEK]) sei anzuweisen, das Gesuch von unique entgegenzunehmen und als zuständige Behörde zu prüfen.
Auch die Flughafenbetreiberin unique gelangte am 15. November 2006 an die REKO/INUM und verlangte, es sei festzustellen, dass das BAZL für den Erlass der Kostenverteilungsverfügung zuständig sei.
Die REKO/INUM überwies die beiden Geschäfte per 1. Januar 2007 dem Bundesverwaltungsgericht. Der Instruktionsrichter vereinigte beide Beschwerdeverfahren mit Verfügung vom 16. Februar 2007 und teilte den Beteiligten mit, dass fortan der Kanton Zürich, handelnd durch die Baudirektion und vertreten durch das AWEL, als Beschwerdeführer gelte.
D. Mit Urteil vom 25. Juli 2007 wies das Bundesverwaltungsgericht die Beschwerden der unique und des Kantons Zürich ab.
Dagegen erhebt der Kanton Zürich mit Eingabe vom 6. September 2007 Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten. Er stellt Antrag auf Aufhebung des angefochtenen Urteils. Das BAZL - eventualiter das UVEK - sei anzuweisen, das Gesuch der unique um Erlass einer Kostenverteilungsverfügung gemäss <ref-law> entgegenzunehmen und als zuständige Behörde zu prüfen.
Das Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) und das Bundesverwaltungsgericht schliessen unter Hinweis auf das angefochtene Urteil auf Abweisung der Beschwerde. Das Bundesamt für Umwelt (BAFU) hat sich zur Angelegenheit vernehmen lassen und gelangt zum Schluss, das angefochtene Urteil stelle keinen Verstoss gegen Bundesumweltrecht dar.
Im Rahmen des zweiten Schriftenwechsels halten die Beteiligten sinngemäss an ihren Anträgen fest.

Erwägungen:
1. 1.1 Der angefochtene Entscheid des Bundesverwaltungsgerichts (<ref-law>) stützt sich in erster Linie auf Bundesverwaltungsrecht (Bundesumwelt- und eidgenössisches Luftfahrtrecht) und betrifft demzufolge eine öffentlich-rechtliche Angelegenheit im Sinne von <ref-law>. Ein Ausschlussgrund nach <ref-law> liegt nicht vor. Mit dem Urteil des Bundesverwaltungsgerichts wird das altlastenrechtliche Sanierungs- resp. Kostenverteilungsverfahren nicht abgeschlossen. Es handelt sich um einen Teilentscheid im Sinne von <ref-law>. Die Frage, ob die Bundes- oder die kantonale Behörde zum Erlass der Kostenverfügung zuständig sei, kann unabhängig von den übrigen materiellen Fragen (etwa zu Umfang oder Adressat der Kostenpflicht) behandelt werden.
1.2 Der Entscheid des Bundesverwaltungsgerichts bezieht sich auf eine Verfügung des BAZL, wonach der Kanton Zürich und nicht der Bund die Kostenverteilungsverfügung im Rahmen eines altlastenrechtlichen Sanierungsverfahrens zu treffen habe. Mithin wird der Kanton Zürich in seinen hoheitlichen Befugnissen und Aufgaben berührt. Er ist als Adressat des angefochtenen Entscheids direkt in schutzwidrigen Interessen betroffen und daher zur Beschwerde befugt (<ref-law>).
1.3 Die weiteren Eintretensvoraussetzungen sind erfüllt und geben zu keinen Bemerkungen Anlass.
2. Wie in lit. A hiervor gesehen, erkannte das AWEL am 26. Juli 2000 aufgrund der durchgeführten Untersuchungen, dass der Bereich Busgate Süd/Vorfeldzone Süd am Flughafen Kloten einen sanierungsbedürftiger Standort darstelle und damit als Altlast im Sinne von Art. 2 Abs. 3 der Altlasten-Verordnung vom 26. August 1998 (AltlV; SR 814.680) zu qualifizieren sei. In der Folge wurde die Altlastensanierung in drei Etappen durchgeführt. Als die dritte Etappe bereits im Gange war, hat das UVEK im Rahmen seiner luftfahrtrechtlichen Plangenehmigungsverfügung für die Neugestaltung der Vorfeld Zone Süd und die Begradigung des Rollwegs Outer im Bereich des bestehenden Vorfeldes Süd am 15. Dezember 2003 in Ziff. 2.12.2 festgehalten, die Altlast im Bereich Vorfeldzone Süd müsse so weit saniert werden, dass durch sie keine schädlichen oder lästigen Einwirkungen entstehen können.
Das Bundesverwaltungsgericht ist zum Schluss gelangt, das AWEL sei trotz des luftfahrtrechtlichen Plangenehmigungsverfahrens auf Bundesebene auch zum Erlass der altlastenrechtlichen Kostenverteilungsverfügung zuständig. Zu prüfen ist, ob dieser Entscheid Bundesrecht verletzt.
2.1 Das Bundesgesetz über den Umweltschutz vom 7. Oktober 1983 (USG; SR 814.01) äussert sich nicht ausdrücklich zu dieser Frage. Gemäss Art. 32c Abs. 1 erster Satz USG sorgen die Kantone dafür, dass Deponien und andere durch Abfälle belastete Standorte saniert werden, wenn sie zu schädlichen oder lästigen Einwirkungen führen oder die konkrete Gefahr besteht, dass solche Einwirkungen entstehen. Sie können die Untersuchung, Überwachung und Sanierung der belasteten Standorte selber durchführen oder Dritte damit beauftragen, wenn dies zur Abwehr einer unmittelbar drohenden Einwirkung notwendig ist (Art. 32c Abs. 3 lit. a), der Pflichtige nicht in der Lage ist, für die Durchführung zu sorgen (lit. b) oder der Pflichtige trotz Mahnung und Fristansetzung untätig bleibt (lit. c). Diese Bestimmung legt demnach das Vorgehen zur Durchführung der nötigen Massnahmen fest.
2.2 <ref-law> besagt sodann, dass die Behörde eine Verfügung über die Kostenverteilung zu erlassen hat, wenn ein Verursacher dies verlangt oder die Behörde die Massnahmen selber durchführt.
2.3 Zwar unterscheidet das Gesetz damit grundsätzlich zwischen Massnahme- und Kostentragungspflicht. Indessen besteht zwischen der Sanierungs- und Kostenverteilungsverfügung ein enger Sachzusammenhang, wirken sich doch die Festlegung des Sanierungsziels wie auch die Wahl der Sanierungsmethoden massgeblich auf die Gesamtkosten aus (so Pierre Tschannen, Kommentar USG, Zürich 2000, N 47 zu Art. 32d). Aus dem Wortlaut von <ref-law> ergibt sich zudem, dass die Behörde, welche die Massnahme selber durchführt, danach auch über die Kostenverteilung zu entscheiden hat. Es erscheint naheliegend, dass dieselbe Behörde über die Kostentragung beschliessen soll, welche vorgängig die kostenauslösenden Massnahmen angeordnet hat. Dieses Vorgehen drängt sich schon aus Praktikabilitätsgründen auf, zumal die Massnahmen anordnende Behörde mit der relevanten Situation vertraut ist und die möglichen Kostenpflichtigen sowie deren jeweiligen Anteil am ehesten zu bestimmen vermag. Von den Beteiligten im hier anhängigen Verfahren wird denn diese Aufgabenzuteilung auch nicht bestritten.
Selbst wenn aber davon auszugehen ist, dass die nämliche Behörde sowohl für die Anordnung der Massnahmen als auch für den Erlass der Kostenverfügung zuständig ist, ist damit nicht geklärt, wem im vorliegenden Fall die Federführung obliegt.
3. 3.1 Das USG weist den Vollzug des Gesetzes unter Vorbehalt von Art. 41 den Kantonen zu (<ref-law>). <ref-law> zählt die Sonderbereiche, in welchen der Bund für den Gesetzesvollzug zuständig ist, abschliessend auf. Zusätzliche Vollzugskompetenzen des Bundes ergeben sich aus <ref-law>, wonach die Bundesbehörde, die ein anderes Bundesgesetz oder einen Staatsvertrag vollzieht, bei der Erfüllung dieser Aufgabe auch für den Vollzug des USG zuständig ist. Von Bedeutung ist diese Bestimmung insbesondere im Zusammenhang mit der Genehmigung von Infrastrukturvorhaben (Peter M. Keller, Kommentar USG, Zürich 2003, N 20 zu Art. 41). Die Regel von <ref-law> wird in <ref-law> ausdrücklich wiederholt. Demnach vollziehen Bundesbehörden auch die AltlV, wenn sie andere Gesetze oder völkerrechtliche Vereinbarungen oder Beschlüsse anwenden, welche Gegenstände der Verordnung betreffen.
3.2 Im Bereich des Luftfahrtrechts fallen dem BAZL und dem UVEK zahlreiche Bewilligungskompetenzen zu (vgl. Art. 36 ff. des Luftfahrtgesetzes vom 21. Dezember 1948 [LFG; SR 748.0]). So ist das BAZL insbesondere zuständig für die Erteilung von Betriebsbewilligungen für Flugfelder (Art. 36b LFG), für die Genehmigung von Betriebsreglementen (Art. 36c LFG) und für das Plangenehmigungsverfahren von Bauten und Anlagen, welche dem Betrieb eines Flugfelds dienen (Art. 37 LFG). Von Interesse ist im vorliegenden Fall das luftfahrtrechtliche Plangenehmigungsverfahren, welches auf Gesuch der Flughafenbetreiberin vom 11. August 2000 für die Neugestaltung der Vorfeldzone Süd in die Wege geleitet worden war. Dabei fällt generell schon auf, dass Genehmigungsbehörde in diesem Verfahren das Departement (Art. 37 Abs. 2 lit. a LFG) - und nicht das Bundesamt - ist. Demzufolge wäre (im Sinne des Eventualantrages des Beschwerdeführers) das Departement zuständig für den Vollzug der allenfalls mit dem luftfahrtrechtlichen Verfahren zusammenhängenden Umweltvorschriften. Das BAZL hat sich in seiner Vernehmlassung nicht zu dieser Problematik geäussert. Mit Blick auf die nachfolgenden Erwägungen kann diese Frage aber offen bleiben.
3.3 Das BAZL stellt sich auf den Standpunkt, eine Bundeszuständigkeit könne nur vorliegen, wenn der Vollzug des USG in direktem Zusammenhang mit der Plangenehmigung für eine Flugplatzanlage oder mit der Genehmigung eines Betriebsreglements bzw. dessen Änderung stehe. Die hier zur Diskussion stehende Sanierung sei, jedenfalls was die beiden ersten Etappen anbelange, gerade nicht in einem solchen Verfahren angeordnet worden. Demgegenüber vertritt der Beschwerdeführer die Meinung, im Flughafenperimeter bestehe eine umfassende Zuständigkeit des Bundes für den Vollzug des Altlastenrechts.
3.4 Das Altlasten- und Umweltberatungsbüro Martin Stammbach, Winterthur, führte auf dem Areal des Flughafens Zürich von 1999 bis 2000 historische und technische Altlasten-Voruntersuchungen durch. In deren Rahmen ermittelte man im Bereich Vorfeldzone Süd/Provisorisches Busgate Süd eine durch Kohlenwasserstoff und Kerosin bedingte Altlast. Das Büro erklärte das Gebiet für sanierungsbedürftig und empfahl ein Sanierungsverfahren in drei Etappen. Das AWEL stimmte dieser Einschätzung zu und erklärte am 15. September 2000 sein Einverständnis zum vorgeschlagenen Vorgehen. Danach wurde die Etappe 1 umgehend in Angriff genommen. Parallel, aber unabhängig vom inzwischen in die Wege geleiteten luftfahrtrechtlichen Plangenehmigungsverfahren, schritten unter behördlicher Begleitung durch das AWEL die Sanierungsmassnahmen voran. Im März 2001 wurde die 2. Etappe abgeschlossen.
Wie bereits gesehen, verfügte das UVEK sodann in seiner luftfahrtrechtlichen Plangenehmigung vom 15. Dezember 2003 eine Auflage zur Altlastensanierung (vgl. E. 2 hiervor).
Wie bereits gesehen, verfügte das UVEK sodann in seiner luftfahrtrechtlichen Plangenehmigung vom 15. Dezember 2003 eine Auflage zur Altlastensanierung (vgl. E. 2 hiervor).
3.5 3.5.1 Unbestritten ist, dass die materielle Begleitung der gesamten Sanierung durch das AWEL erfolgte. Das Bundesverwaltungsgericht gelangt denn auch zu Recht zum Schluss, die Sanierungsarbeiten seien durch das Schreiben des AWEL vom 15. Dezember 2000 in Gang gesetzt worden. In dessen Ziff. 6 wird ausdrücklich die Zustimmung zum Sanierungsprojekt unter Auflagen und Präzisierungen als Grundlage für die Baufreigabe erteilt. Unter anderem hält das AWEL in diesem Schriftstück etwa auch fest, dass ihm nach Abschluss der Arbeiten ein Sanierungsbericht einzureichen sei, der Auskunft über alle bei der Sanierung und Entsorgung anfallenden Daten und Belege gebe. Der Sanierungserfolg bzw. das Erreichen des Sanierungszieles sei zu belegen (Ziff. 6.5 des Schreibens vom 15. September 2000). Damit beanspruchte das AWEL die Federführung und Kontrolle des gesamten Sanierungsverfahrens klar für sich. Auch wenn das kantonale Amt keine formelle Verfügung erlassen hat, ändert dies nichts am tatsächlichen Ablauf der Sanierung. Ebenso ist der Verweis auf den allgemein formulierten Vorbehalt der Bundeszuständigkeit in Ziff. 6.6 des Schreibens ("Vorbehalten bleiben die Anordnungen der Bundesbehörden, die Vorschriften für Flughäfen vollziehen") unbehelflich. Zudem gilt es zu präzisieren: Die altlastenrechtlichen Voruntersuchungen wurden bereits 1999 in die Wege geleitet und erste Stellungnahmen des AWEL im Sinne einer Verfahrensleitung bereits im Juni 2000 verfasst, während das luftfahrtrechtliche Plangenehmigungsverfahren am 11. August 2000 beim Bund anhängig gemacht wurde. Der Beschwerdeführer kann sich nicht darauf berufen, die eigentlichen Sanierungsarbeiten hätten erst im Oktober 2000 und damit unmittelbar im Zusammenhang mit dem luftfahrtrechtlichen Verfahren begonnen. Das BAFU hält denn in seiner Vernehmlassung ans Bundesgericht auch nachdrücklich fest, dass die Kerosingehalte im Bereich des Grundwasserspiegels massiv erhöht gewesen und ausserdem unzulässige Benzol- und Naphthalingehalte im Grundwasser festgestellt worden seien. Da die Verschmutzung offensichtlich schon viele Jahre gedauert habe, habe der Sanierungsbedarf unabhängig vom Bauvorhaben bestanden. Dieser Einschätzung ist zu folgen, zumal der betroffene Bereich schon vor Erstellung des gesetzlich vorgesehenen Katasters im Altlasten-Verdachtsflächenkataster des Kantons Zürich eingetragen war (vgl. Schlussbericht Altlasten-Sanierung Phase 1 und 2, Büro Martin Stammbach, 10. Mai 2004, S. 4).
3.5.2 Auch wenn der Beschwerdeführer dem BAZL in dieser Hinsicht Passivität vorwirft, lag doch die Begleitung des Sanierungsverfahrens - zumindest für die ersten beiden Etappen - tatsächlich ganz in Händen der kantonalen Behörde. Ob dies als "Hilfeleistung zu Gunsten des Bundes" geschah, wie der Beschwerdeführer geltend macht, kann dahingestellt bleiben. Immerhin gingen die Bemühungen des AWEL um das Sanierungsverfahren weit über das hinaus, was als einfache Hilfestellung zu bezeichnen wäre. Wie das Bundesverwaltungsgericht richtig in Erwägung zieht, hat das AWEL die Sanierung weitgehend selber angeordnet und das Vorhaben auch materiell stark geprägt. Die Bundesluftfahrtbehörde kam demgegenüber erst in der dritten Sanierungsetappe ins Spiel. Selbst dort lag die materielle Verfahrens(beg-) leitung faktisch beim AWEL: Die allgemein gehaltene Auflage in Ziff. 2.12.2 der eidgenössischen Plangenehmigung vom 15. Dezember 2003 enthält jedenfalls weder konkrete Anweisungen zur Art der Sanierung und dem weiteren Vorgehen noch trägt sie den bisher erfolgten Sanierungsarbeiten mit einem Wort Rechnung. Mit Verweis auf diese deklarative Auflage lässt sich keine Vollzugskompetenz des Bundes begründen.
3.6 Obliegt aber der Erlass der Kostenverfügung derselben Behörde, welche die Sanierungsmassnahmen angeordnet hat, kann im vorliegenden Fall die Verfügungskompetenz nur beim AWEL liegen. Es kann sich in dieser Hinsicht nicht darauf berufen, der Bund erachte sich schliesslich auch zum Erlass des Altlastenkatasters im Flughafenbereich als zuständig. Der Wortlaut von <ref-law> sieht ausdrücklich vor, dass die Bundesbehörde, die ein anderes Bundesgesetz oder einen Staatsvertrag vollzieht, bei der Erfüllung dieser Aufgabe auch das USG zu vollziehen hat. Wenn das Bundesverwaltungsgericht zusammen mit dem BAZL die Meinung vertritt, der Bund könne nur dann für den umweltrechtlichen Vollzug zuständig sein, wenn ein direkter Zusammenhang mit einem luftfahrtrechtlichen Verfahren bestehe, steht dies nicht im Widerspruch zum Gesetz. Aufgrund der sehr weitreichenden Bundeskompetenz im Bereich von Flugplätzen (siehe die Hinweise des Bundesverwaltungsgerichts im angefochtenen Entscheid, E. 6.5 S. 9), kann eine Zuständigkeit der Bundesbehörden für die Führung des Altlastenkatasters bei allen zivilen Flugplätzen zwar durchaus in Betracht gezogen werden. Daraus lässt sich aber noch keine generelle Zuständigkeit zum Erlass der Kostenverfügung ableiten: Wie gesehen soll diejenige Behörde, welche die Massnahmen nach <ref-law> anordnet, auch über die daraus entstandenen Kosten entscheiden. Die Katastererstellung stellt keine derartige Sanierungsmassnahme dar (vgl. Tschannen, a.a.O., N 43 zu Art. 32c, der ebenfalls zwischen dem Kataster und den erforderlichen Sanierungsmassnahmen unterscheidet). Der Kataster ist in erster Linie Planungs- und Informationsinstrument (i.d.S. Tschannen, a.a.O., N 38 zu Art. 32c) und hat keinen unmittelbaren Bezug zur Sanierung im engeren Sinn. Deshalb ist es nicht widersprüchlich, wenn die Bundesbehörden zwar generell die Kompetenz zur Erstellung und Führung des Katasters im Flughafenbereich für sich beanspruchen, im Übrigen aber darauf abstellen, ob die Altlastensanierung in direktem Zusammenhang mit einem luftfahrtrechtlichen Verfahren steht. In einem solchen Fall wäre für deren Durchführung tatsächlich die Bundesbehörde zuständig.
3.7 Nichts zu seinen Gunsten kann das AWEL aus dem Urteil 1A.366/1999 des Bundesgerichts vom 27. September 2000 (publ. in URP 2000, S. 785 ff.) ableiten. Die Kompetenz der Bundesbehörde zum Vollzug des USG wurde dort in E. 1a nicht umfassend bejaht, sondern nur insoweit, als die Behörde auch den zuständigkeitsbegründenden Sacherlass vollzieht. Um nichts anderes geht es hier: Der Bund stellt in Abrede, dass die Altlastensanierung in direktem Zusammenhang mit dem luftfahrtrechtlichen Verfahren stand und lehnt deshalb seine Zuständigkeit ab. Zudem hat das Bundesgericht in dem zitierten Urteil in E. 3c auch festgehalten, dass das Gewässer- und Umweltschutzrecht bei Zivilschutzausbildungsanlagen grundsätzlich durch die Kantone vollzogen wird.
4. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die Kostenverteilungsverfügung nach <ref-law> durch die Sanierungsbehörde zu erlassen ist, welche bereits die Massnahmen nach <ref-law> angeordnet hat. Dies rechtfertigt sich aus dem engen Zusammenspiel zwischen der Sanierung und den daraus entstandenen Kosten. Indem das Bundesverwaltungsgericht darauf abgestellt hat, dass im vorliegenden Fall die materielle Leitung des Sanierungsverfahrens klarerweise beim Kanton lag und es diesen deshalb zum Erlass der Kostenverteilungsverfügung verpflichtet hat, hat es kein Bundesrecht verletzt. <ref-law> steht nicht in Widerspruch zu dieser Argumentation, weil das Sanierungsverfahren im vorliegenden Fall keinen unmittelbaren Zusammenhang mit dem luftfahrtrechtlichen Plangenehmigungsverfahren hatte, sondern unabhängig von letzterem durchgeführt wurde.
5. Die Beschwerde ist demnach abzuweisen. Da der Kanton Zürich in seinem amtlichen Wirkungskreis und ohne dass es sich um seine Vermögensinteressen handeln würde, ans Bundesgericht gelangt ist, sind ihm trotz seines Unterliegens keine Kosten aufzuerlegen (<ref-law>). Parteientschädigungen sind ebenfalls keine zuzusprechen (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Es werden keine Kosten erhoben.
3. Parteientschädigungen werden keine zugesprochen.
4. Dieses Urteil wird dem Beschwerdeführer, dem Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) und dem Bundesverwaltungsgericht, Abteilung I, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 17. Juli 2008
Im Namen der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Das präsidierende Mitglied: Die Gerichtsschreiberin:
Aemisegger Scherrer