A practical dialogue protocol for sustainability science to contribute to regional resources management: its implementation in Réunion

Over the last decade, adaptive co‐management has been recommended as a policy framework to address complex and uncertain resources management issues. Implementing this theoretical management concept requires the integration of multidisciplinary research and local knowledge. Yet practical protocols to link science, policymaking and societies have yet to be developed. We designed a protocol to produce legitimate, credible and relevant solutions to a regional resources management issue. This is a two‐component protocol. A stakeholder grid categorizes stakeholder representatives in three distinct specialized dialogue arenas: institution representatives, technical experts and local end‐users. An iterative co‐design process then builds on these arenas to assess the institutional legitimacy, technical credibility and empirical relevance dimensions of a common solution initiated by an initial plausible promise. We tested this framework in Réunion to address organic waste management issues at the regional level. The plausible solution explored was the introduction of a recycling industry involved in collecting organic waste and producing and selling organic fertilizers tailored for local crop systems. The protocol application outcomes were consolidated and documented scenarios accepted by all, with knowledge exchange and the broad spread of a stabilized expectation contributing to private initiatives and public policy change.     

Road Erosion and Delivery Index (READI): A Model for Evaluating Unpaved Road Erosion and Stream Sediment Delivery

The Road Erosion and Delivery Index (READI) is a new geographic information system–based model to assess erosion and delivery of water and sediment from unpaved road networks to streams. READI quantifies the effectiveness of existing road surfacing and drain placements in reducing road sediment delivery and guides upgrades to optimize future reductions. Roads are draped on a digital elevation model and parsed into hydrologically distinct segments. Segments are further divided by engineered drainage structures. For each segment, a kinematic wave approximation generates runoff hydrographs for specified storms, with discharge directly to streams at road–stream crossings and onto overland‐flow plumes at other discharge points. Plumes are attenuated by soil infiltration, which limits their length, with delivery occurring if plumes intersect streams. Sediment production and sediment delivery can be calculated as a relative dimensionless index. READI predicts only a small proportion of new drains and new surfacing results in the majority of sediment delivery reductions. The model illustrates how the spatial relationships between road and stream networks, controlled by topography and network geometries, influence patterns of road–stream connectivity. READI was applied in seven northern California basins. The model was also applied in a recent burn area to examine how reduced hillslope infiltration can result in increased hydrologic connectivity and sediment delivery.     

京津冀化工场地地下水污染修复治理对策研究

京津冀化工场地地下水污染问题突出,严重威胁当地饮水安全和可持续发展,亟待开展修复治理.针对京津冀化工场地地下水污染现状,分析了化工场地地下水污染修复面临的挑战,提出了分区分级的修复治理对策.结果表明:①针对可能存在NAPL(非水相液体污染物)的高风险污染源区,采取高强度修复措施,以实现污染物总量的快速削减;②针对中度污染区,采取单位能耗强度更低的长效修复措施,降低修复成本和二次污染风险;③针对低风险的轻度污染区,采取风险管控措施.结合对典型化工场地地下水污染修复技术的分析,提出的分区分级修复治理对策具有以下特点:①多技术耦合,形成互补效应,可提高修复效率;②节约修复成本,降低二次环境影响;③体现基于风险的原则,避免过度修复.      

城市化、外商投资和产业结构因素对中国环境的影响

基于扩展的STIRPAT理论框架,采用动态空间面板模型分析方法,研究城市化、外商直接投资和产业结构因素对中国环境污染的长期与短期空间溢出效应.结果表明,一个地区的城市化率每提高10%,短期会降低当地CO₂排放水平的0.02%、降低邻近地区CO₂排放水平的0.04%;而从长期看会降低本地CO₂排放水平的0.08%、降低临近地区CO₂排放水平的0.2%.在2006年以前,一个地区的能源强度每降低1%,会在短期降低本地CO₂排放水平的0.31%、降低邻近地区CO₂排放水平的0.09%;从长期看则会降低本地CO₂排放水平的1.3%、降低邻近地区CO₂排放水平的0.55%.在2006年后,这种能源强度的变化会使碳排放短期内总共降低0.45%,长期看总共降低2.06%.城市化率每提高10%短期内会减少本地0.05%的SO₂排放、减少邻近地区0.1%的SO₂排放.第二产业比重每降低10%,会分别降低本地和临近区域SO₂排放水平的0.03%和0.09%.人口规模每扩大1%,会提升邻近区域SO₂排放水平的0.55%.能源强度每降低1%,会降低本地SO₂排放水平的0.12%.     

郑州市典型工业企业VOCs排放特征及风险评估

为了解郑州市不同行业企业挥发性有机物(VOCs)污染特征及潜在危害,通过Summa罐和气袋采集样品,之后采用GC-MS/FID对样品进行测定分析.结果表明:郑州市包装印刷企业排放VOCs组分主要为含氧VOCs(OVOCs),包括乙酸乙酯和异丙醇,占比93.1%以上;汽车制造、家具制造和涂料生产企业VOCs组分主要为芳香烃,占比为33.5%～90.0%,以间/对-二甲苯、邻-二甲苯和乙苯为主;食品加工企业VOCs中卤代烃占比较高,为52.3%;橡胶企业VOCs主要为卤代烃和烷烃,占比分别为25.5%和28.8%;石墨碳素企业VOCs主要为芳香烃和OVOCs,占比分别为28.5%和24.1%.对比以往研究发现,郑州市与其他城市溶剂使用企业VOCs排放特征较为类似,但由于生产工艺及原辅料使用不同,相同行业企业中不同环节VOCs组分存在差异.风险评估结果显示,各企业排放的VOCs组分对臭氧生成潜势(OFP)和危害指数(HI)贡献具有一定正关联性,尤其苯、甲苯、乙苯及二甲苯等C_6～C_8芳香烃对OFP和HI贡献较大.汽车制造企业3号和家具企业5号HI值分别为1.18和2.74,均高于EPA规定限值,主要与该企业生产过程中使用溶剂型原辅料有关,且排放的主要以芳香烃为主,尤其苯、甲苯、乙苯、二甲苯和三甲基苯等C_6～C_9苯系物对HI和OFP的贡献较高,今后需重点管控溶剂型企业VOCs的排放.     

山西资源型城市创新环境与产业结构转型空间耦合

通过构建耦合协调度模型,分析2003年和2016年山西资源型城市创新环境与产业结构转型的空间耦合关系。结果表明：不同优势的城市创新环境质量随着时间的推移均发生不同程度的变化,其中高水平创新环境骤降,中等水平稳步升高,而低水平创新环境并未实现突破性的提升;产业结构高级化指数均呈增大趋势,产业结构合理化指数较高且变化相对复杂;原创新环境与产业结构高级化、合理化耦合度指数均较高且均为高度耦合区,但随着时间的推移,大部分城市逐渐下降;协调发展度较低,整体始终表现为“南北中度失调、中间严重失调”的格局;大部分城市相对发展度指数逐渐上升,山西“南北”区域属于创新环境超前型或同步发展型,而“中间”区域主要为创新环境滞后型的格局并未发生显著变化。因此,应当充分依托城市创新环境或产业结构转型现有的优势,因地制宜地分类指导其资源型城市建设发展,从而实现创新环境与产业结构转型的并进协同发展。     

HRT对CO2-MBfR去除高SO42-废水中NO3--N的影响

针对含NO₃^--N与较高浓度SO₄^2-实际工业废水处理较难的问题,考察了不同水力停留时间（HRT）下连续运行的CO₂-氢基质膜生物膜反应器（CO₂-MBfR）处理模拟废水和实际工业废水的性能,结果表明,2种废水的出水NO₃^--N浓度均随着HRT的减小而增大,模拟废水中NO₃^--N的处理效果和电子通量分配比例均优于实际废水,但其电子通量分配的格局基本不变：NO₃^--N和SO₄^2-的电子通量分别在90.09%~97.49%和2.51%~9.91%左右.要实现实际废水总氮达到15mg/L的排放标准,需维持HRT不少于10.4h.     

开封市公园地表灰尘PAHs污染与健康风险评价

应用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)测定了开封市相国寺、铁塔公园、龙亭公园、清明上河园等4个公园的53个地表灰尘样品中的16种优控多环芳烃(PAHs)含量,并分析了PAHs的来源、组成、污染水平和健康风险.结果表明:样品∑PAHs含量在332.20~7535.10μg·kg-1之间,平均值为1320.10μg·kg-1,其中,单体PAHs以菲、蒽、荧蒽、芘、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽和苯并(a)芘等4~5环化合物含量较高;相国寺、铁塔公园、龙亭公园灰尘分别达到重度、中度、轻度PAHs污染,清明上河园未检测到PAHs污染.终生癌症风险增量模型(ILCRs)评价结果显示,儿童健康风险高于成人,皮肤接触灰尘PAHs是导致儿童和成人高风险的最主要暴露途径,其次是手口摄入途径.灰尘PAHs综合致癌风险(CR)的顺序为相国寺铁塔公园龙亭公园清明上河园,其中,相国寺的CR超过10-6,存在人体可耐受的致癌风险,其他公园不存在健康风险.影响公园灰尘PAHs含量、污染程度和健康风险的因素非常复杂,是建园时间、地理位置、公园性质、游客密度及周边环境状况等多种因素综合的结果.灰尘PAHs主要来源于石油、煤和生物质不完全燃烧,以及石油泄漏等.     

微电解技术处理难降解工业废水的研究进展

介绍了铁碳微电解技术处理工业废水的作用机理。综述了铁碳微电解技术的研究进展。针对该技术在处理不同工业废水时普遍存在的堵塞、短路、死角、铁屑结块等问题,介绍了研发的新型纳米铁碳微电解复合材料及新工艺,并对铁碳微电解技术今后的研究方向进行了展望。     

开封市公园灰尘重金属含量及潜在生态风险

采集河南省开封市区4个典型公园(清明上河园、龙亭公园、铁塔公园、相国寺)52个地表灰尘样品,采用原子荧光(AFS)法、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定灰尘重金属含量,并用调整后的Hkanson潜在生态危害分级标准对重金属潜在生态危害进行评价。结果表明:灰尘Cd、Hg、Pb、Zn、Cu富集显著。重金属单项生态风险指数(E)顺序为HgCdPbCuNiZnCoCrMnTi,除Hg和Cd出现强烈以上生态风险外,其他重金属风险轻微。所有公园灰尘重金属潜在生态总风险(RI)均在很强等级以上,其大小依次为RI相国寺RI龙亭公园RI铁塔公园RI清明上河园。灰尘Hg和Cd对RI的平均贡献率分别为45.28%和46.77%,是最主要的风险因子。