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Split Addition of Nitrogen-Rich Substrate at Thermophilic and Mesophilic Stages of Composting: Effect on Green House Gases Emission and Quality of Compost

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Open Journal of Soil Science 2024年第2期14卷 133-158页

作者： Boakye Acheampong Kodwo Miezah Enoch Bessah Benedicta essel Ayamba Francis Kemausour Department of Agricultural and Biosystems Engineering College of Engineering Kwame Nkrumah University of Science and Technology Kumasi Ghana Department of Environmental Science College of Science Kwame Nkrumah University of Science and Technology Kumasi Ghana Soil Fertility and Plant Nutrition Division CSIR-Soil Research Institute Kumasi Ghana The Brew-Hammond Energy Center College of Engineering Kwame Nkrumah University of Science and Technology Kumasi Ghana

Composting as a solution to the increasing generation of municipal solid waste (MSW), also contribute to GHGs emission when not controlled and could lack some basic nutrients, especially nitrogen. This study assessed the split-additions of nitrogen-rich substrate to composting materials and their effect on GHGs emissions as well as the quality of the composts. Nitrogen-rich substrates formulated from pig and goat manure were co-composted with MSW for a 12-weeks period by split adding at mesophilic (˚C) and thermophilic (>50˚C) stages in five different treatments. Representative samples from the compost were taken from each treatment for physicochemical, heavy metals and bacteriological analysis. In-situ CH4, CO2, N2O gas emissions were also analyzed weekly during composting. It was observed that all the treatments showed significant organic matter decomposition, reaching thermophilic temperatures in the first week of composting. The absence affects the suitable agronomic properties. All nitrogen-rich substrate applied at thermophilic stage (Treatment two) recorded the highest N, P and K concentrations of 1.34%, 0.97% and 2.45%, respectively with highest nitrogen retention. In terms of GHG emissions, CO2 was highest at the thermophilic stage when N-rich substrate was added in all treatment, while CH4 was highest in the mesophilic stage with N-rich substrate addition. N2O showed no specific trend in the treatments. Split addition of the N-rich substrate for co-composting of MSW produced compost which is stable, has less nutrient loss and low GHG emissions. Split addition of a nitrogen-rich substrate could be an option for increasing the fertilizer value of MSW compost.

关键词： Compost Nitrogen-Rich Substrate Thermophilic Mesophilic Greenhouse Gas Emissions

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Synergistic Interactions of Soil and Vegetation in Agroforestry Systems in Mitigating Climate Change in Upper East Region, Ghana

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American Journal of Climate Change 2024年第2期13卷 140-162页

作者： Joshua A. Adombire Abdul-Wahab M. Imoro eunic. essel Nang B. Douti Department of Environmental Science C. K. Tedam University of Technology and Applied Sciences Navrongo Ghana Department of Forestry and Forest Resources Management University for Development Studies Tamale Ghana Department of Crop Science and Biotechnology C. K. Tedam University of Technology and Applied Sciences Navrongo Ghana

Climate change has been a global pandemic with its adverse impacts affecting environments and livelihoods. This has been largely attributed to anthropogenic activities which generate large amounts of Green House Gases (GHGs), notably carbon dioxide (CO2), methane (CH4), and nitrous oxide (N2O) among others. In the Upper East of Ghana, climate change manifests in erratic rainfalls, drought, high temperatures, high wind speeds, high intensity rainfall, windstorms, flooding, declining vegetation cover, perennial devastating bushfires etc. Practices such as burning farm residues, use of dung as fuel for cooking, excessive application of nitrogenous fertilizers, and deforestation that are prevalent in the region exacerbate the situation. Although, efforts made by governmental and none-governmental organizations to mitigate climate change through afforestation, agroforestry and promotion of less fuelwood consuming cook stoves, land management practices antagonize these efforts as more CO2 is generated than the carrying capacity of vegetation in the region. Research findings have established the role of trees and soil in carbon sequestration in mitigating climate. However, there is limited knowledge on how the vegetation and soil in agroforestry interplay in mitigation climate change. It is against this background that this review seeks to investigate how vegetation and soil in an agroforestry interact synergistically to sequester carbon and contribute to mitigating climate change in Upper East region of Ghana. In this review, it was discovered soil stored more carbon than vegetation in an agroforestry system and is much effective in mitigating climate change. It was found out that in order to make soil and vegetation in an agroforestry system interact synergistically to effectively mitigate climate change, Climate Smart Agriculture practice which integrates trees, and perennials crops effectively mitigates climate. The review concluded that tillage practices that ensure r

关键词： Climate Change Carbon Sequestration Agroforestry Photosynthesis Nutrient Mining Synergistic

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评估Boankra内陆集装箱码头对加纳海港运营绩效的影响

评估Boankra内陆集装箱码头对加纳海港运营绩效的影响

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作者： essel Dacosta（王俊）大连海事大学

学位级别：硕士

经济增长和全球贸易量的增长使全球对集装箱贸易运输的需求旺盛,从而产生了海上运输。面临有限的货物空间和拥堵问题,集装箱贸易的增长给全球大多数主要海港带来了严峻的挑战。尽管如此,海港的运营已经变得非常具有竞争力,因为海港不仅... 详细信息

经济增长和全球贸易量的增长使全球对集装箱贸易运输的需求旺盛,从而产生了海上运输。面临有限的货物空间和拥堵问题,集装箱贸易的增长给全球大多数主要海港带来了严峻的挑战。尽管如此,海港的运营已经变得非常具有竞争力,因为海港不仅为了有限的货物流相互竞争,而且在向港口用户提供增值服务数量的方面也相互竞争。为了缓解这些挑战,开发内陆集装箱码头被视为一项长期的缓解措施。但是,加纳的两个商业海港并未免除这些挑战,因此,这些海港的相关方参与了 Boankra内陆集装箱码头的开发。此外,这些海港的主要目标是成为西非撒哈拉以南非洲地区的枢纽港,该项目的发展有助于加快实现这些海港的既定使命和愿景。因此,本研究评估了 Boankra内陆集装箱码头对加纳海港运营性能的影响。该研究考察了增值服务、位置、政府政策、多式联运系统以及内陆集装箱码头的容量对海港产出、海港生产力、资源利用和海港服务质量的直接影响。内陆集装箱码头的性能变量被用来评估海港的运营变量,并由此产生了二十种假设的发展成果。这项研究的范围涉及到加纳海事行业的利益相关者以及往返于加纳海港的集装箱运输,样本规模为250。该研究采用了定量研究方法,使用封闭式结构化问卷收集了该研究的数据来源,并通过使用偏最小二乘结构方程模型来对数据进行分析。研究结果表明,增值服务、区位、政府政策、多式联运系统和内陆集装箱码头的能力对港口的产量、港口的生产率、资源利用和服务质量产生积极影响。此外,调查结果表明,内陆集装箱码头的多式联运系统对港口的产量和港口资源的利用没有重大影响。本研究提出一种新的研究模型,该模型评估了内陆集装箱码头的性能变量对海港的运营性能变量的直接影响。此外,这项研究是极少数采用内陆集装箱码头的一个变量来研究其对港口运营性能的影响的研究之一。同时,这项研究是在西非撒哈拉以南地区进行的第一项研究,因此有效地平衡了现有的文献。同样,该研究为加纳的撒哈拉沙漠以南地区的州和港口当局提供了很多重要的价值和认识,这对于将内陆集装箱码头纳入海港业务的积极影响是有必要的,因此加纳的港口和州当局需要加强Boankra内陆集装箱码头项目完成的过程。

关键词：增值服务区位政府政策多式联运系统容量海港产出海港生产力资源利用和服务质量

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Freight Train Timetable Optimization of the Western Line of Ghana Railway System

Freight Train Timetable Optimization of the Western Line of ...

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作者： Elvin Kobina essel 北京交通大学

学位级别：硕士

加纳铁路的货运业务在运营效率方面经历了急剧下降,2003年的年货运吨位下降了1867040吨,2019年下降到了566180吨。通过该公司和其他研究人员在此前进行的调查显示,这种下降可能是由于基础设施状况不佳、车辆不足、交通运营效率低下以及... 详细信息

加纳铁路的货运业务在运营效率方面经历了急剧下降,2003年的年货运吨位下降了1867040吨,2019年下降到了566180吨。通过该公司和其他研究人员在此前进行的调查显示,这种下降可能是由于基础设施状况不佳、车辆不足、交通运营效率低下以及运营人员的疏忽造成的。因此,列车时刻表的优化研究对整体运行效率的影响是十分重要的。本文旨在研究导致列车行程延误时间增加的原因,优化现有时刻表,并评估其对列车出行时间和铁路网络能力的影响。本文提出了一种基于MILP（混合整数线性规划）的模型来解决列车时刻表的问题。采用阻塞时间的方法估计列车间隔时间,采用国际铁路联盟（UIC）406压缩法确定优化时刻表对线路能力消耗的影响。将所提出的方法应用于加纳铁路西线的一个案例中,结果表明,与初始时刻表相比,优化后的时刻表降低了列车的总行程时间。结果进一步表明,优化后的列车时刻表与初始列车时刻表相比,在列车数量和列车类型相同的情况下,线路的能力消耗更低。

关键词：时刻表优化能力消耗间隔时间乘客满意度

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Entrepreneurship and the Need for Sustainable New Technologies in Power Generation

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Energy and Power Engineering 2020年第11期12卷 641-652页

作者： Stephen Bani Sydney Abbey Nii Quaynor Emmanuel Adusei essel Faculty of Engineering Accra Technical University Accra Ghana

The increase of micro and nano devices has led to the miniaturization and multi-functionalization of micro-mechanical, communication, imaging, sensing, chemical analytical and biomedical devices. The devices so mentioned above need power sources that are portable, have short charging time, longevity, high energy density and are environmentally friendly. Chemical batteries hitherto used to be the major power source for these devices but have a drawback of having low energy density. The energy density of the most improved lithium-ion battery was in the region of 0.2 kWh/kg. Micro-combustor is one of the most important components of the micro thermophotovoltaic (MTPV) conversion device. This work used numerical simulation to investigate the effect of Micro pin fin arrays on combustion. Using a micro combustor with micro pin-fin arrays inserted, it was observed the fins widened the region of combustion and extended the blow-off limit in the combustor. The fins exerted great influence on combustion as flow rate increased and thus improved the temperature distribution of the wall. The combustor with fins possessed higher heat flux in comparison with combustor without fins. There was combustion stability at inlet velocity of 4 m/s making the micro pin-fin array configuration ideal for MTPV application. The results obtained will be useful in designing a MTPV.

关键词： Entrepreneurship Micro-Thermophotovoltaic Micro Combustion Numerical Simulation

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Drinking Water Quality Clinics and Outreach in Delaware Focusing on Educating Master Well Owners

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Journal of Environmental Protection 2013年第12期4卷 21-32页

作者： Gulnihal Ozbay Amy Cannon Amanda Treher Stephanie Clemens Albert essel Dyremple Marsh John Austin College of Agriculture & Related Sciences Cooperative Extension Delaware State University Dover Delaware USA Master Well Owner Network University Park Pennsylvania USA Office of Sponsored Research Delaware State University Dover Delaware USA

The United States Environmental Protection Agency (EPA) has the authority to regulate the public water systems. The EPA does not have the jurisdiction to regulate private drinking water wells. This leaves approximately fifteen percent of the nation’s population without any regulation being held in place to protect their source of drinking water. With that fifteen percent of the US population having private wells for drinking water, it makes the number of people whose drinking water is unprotected by regulation at a little over 15 million US households. This concern is even more acute in areas with groundwater that is close to the surface. Delaware residents live in a region with low elevation which is very close to the coast with low elevation and the shallow groundwater makes us concern about contaminated well water even more intense. As one of the Water Resources Program partners, we have offered free Drinking Water Quality Clinics to local well owners over the past 4 years in Delaware State University. Since 2009, over 400 Delaware residents have benefited from these clinics. At each clinic, an information session was offered in the evening, with an opportunity to hear from and speak with a drinking water well expert. Participants were given sample bottles and water testing performed the following day included pH, nitrite, nitrate, sulfate, alkalinity, fluoride, hardness, iron, lead, cadmium, arsenic, Total Coliform, and E. coli. Over half of the samples returned out of range values for pH, while 72 returned results positive for Total Coliform and Escherichia coli bacterium. Data are examined for correlations, and improved understanding of local well owners. These tests shared with local well owners insights into what may be wrong with their water. In addition, any tests that came back outside of the normal range were reported to homeowners in writing. Mailed with the written reports were also information specific to what test results were outside of the limits,

关键词： Water Quality Well Water Drinking Water Private Well Water Water Sample Testing

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保护性耕作对陇中旱作农田水分特征的影响

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应用生态学报 2018年第12期29卷 4022-4028页

作者：彭正凯李玲玲谢军红康彩睿 essel eunic. 王进斌頡健辉沈吉成甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃农业大学农学院兰州730070

陇中旱农区生产力水平低而不稳,而保护性耕作措施是农业可持续发展的重要途径.本研究依托2001年建立在陇中旱农区的长期不同耕作措施的定位试验,研究了不同耕作措施对土壤水分入渗、蒸发、作物产量和水分利用效率的影响.该试验共设6个处... 详细信息

陇中旱农区生产力水平低而不稳,而保护性耕作措施是农业可持续发展的重要途径.本研究依托2001年建立在陇中旱农区的长期不同耕作措施的定位试验,研究了不同耕作措施对土壤水分入渗、蒸发、作物产量和水分利用效率的影响.该试验共设6个处理,分别为传统耕作(T)、免耕秸秆覆盖(NTS)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆翻入(TS)、传统耕作+覆膜(TP)、免耕覆膜(NTP),春小麦和豌豆年间轮作.结果表明:与T处理相比,NTS处理的小麦地和豌豆地的土壤容重显著降低,总孔隙度显著增加.保护性耕作措施降低了豌豆地0～5 cm土壤渗吸率,NTS处理渗吸率比T处理降低56.2%.保护性耕作提高了土壤饱和导水率,无论小麦地和豌豆地,NTS均比T处理显著提高了饱和导水率,增幅为52.8%～107.1%.保护性耕作显著降低了作物生育期棵间蒸发量,NTP、TP、NTS比T处理降低了14.4%～50.8%,并减弱了雨后土壤蒸发.保护性耕作提高了作物产量和水分利用效率,NTS、TP、NTP的产量比传统耕作提高了9.5%～62.8%,水分利用效率比传统耕作提高了0.4%～50.9%.因此,在陇中旱农区,保护性耕作措施可以提高水分利用效率,增加作物产量.

关键词：保护性耕作土壤容重土壤总孔隙度土壤渗吸率饱和导水率蒸发特征

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氮肥运筹对陇中旱农区玉米光合特性及产量的影响

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草业学报 2019年第1期28卷 60-69页

作者：王进斌谢军红李玲玲 eunic. essel 彭正凯邓超超沈吉成颉健辉甘肃省干旱生境作物学重点实验室甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070

全膜双垄沟播技术使玉米成为了陇中旱农区主要作物之一,但该技术下玉米的高产出导致土壤养分耗竭,影响玉米生产的可持续性。本研究依托2012年布设在陇中旱农区的田间定位试验,研究4个施氮水平(N0:不施肥;N1:100kg·hm^(-2)、N2:200kg·h... 详细信息

全膜双垄沟播技术使玉米成为了陇中旱农区主要作物之一,但该技术下玉米的高产出导致土壤养分耗竭,影响玉米生产的可持续性。本研究依托2012年布设在陇中旱农区的田间定位试验,研究4个施氮水平(N0:不施肥;N1:100kg·hm^(-2)、N2:200kg·hm^(-2)、N3:300kg·hm^(-2))和2个施氮时期(T1:1/3基肥+1/3拔节期+1/3开花期、T2:1/3基肥+2/3拔节期)对玉米光合特性、叶绿素含量、叶面积指数、干物质积累和分配量及产量的影响。结果表明:1)随着施氮量的增加玉米光合性能也在增强,而N3和T2N2间差异不显著,T2时期提高玉米光合特性;2)全生育期内,N3处理下叶绿素含量较N2、N1、N0分别平均增加50.9%、17.0%、2.7%;叶面积指数也随施氮量的增加而增加,但N2和N3间无显著差异;T2下的叶绿素含量和叶面积指数在生育后期显著高于T1;3)干物质积累量和籽粒分配量表现为:N3>N2>N1>N0,T2下的干物质积累和籽粒分配量高于T1;4)籽粒产量和生物产量均随施氮量的增加而增加,N2和N3下的籽粒产量和生物产量显著高于N0,其中N3较N0增加79.2%和68.4%,N2较N0增加65.9%和54.1%,T2下的籽粒产量和生物产量分别较T1显著增加9.9%和13.5%,而T2N2与N3间无显著差异,因此,在陇中旱农区应用全膜双垄沟播技术种植玉米,施纯氮200kg·hm^(-2)左右,按照1/3基肥+2/3拔节期配施,可以增强光合作用,从而提高玉米籽粒产量和饲料产量,促进玉米生产可持续发展。

关键词：施氮量施氮时期玉米光合特性产量

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长期不同耕作措施对黄绵土体积质量和作物水分利用效率的影响

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西北农业学报 2018年第7期27卷 1023-1031页

作者：邓超超李玲玲谢军红彭正凯王进斌颉健辉沈吉成 eunic. essel 甘肃省干旱生境作物学重点实验室甘肃农业大学农学院兰州730070

借助2001年在陇中黄土高原建立的不同耕作措施长期定位试验,研究5种保护性耕作[免耕(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)、传统耕作+地膜覆盖(TP)、免耕+地膜覆盖(NTP)]和传统耕作(T)对黄绵土体积质量、水分含量、作物耗... 详细信息

借助2001年在陇中黄土高原建立的不同耕作措施长期定位试验,研究5种保护性耕作[免耕(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)、传统耕作+地膜覆盖(TP)、免耕+地膜覆盖(NTP)]和传统耕作(T)对黄绵土体积质量、水分含量、作物耗水量、产量及水分利用效率的影响。结果表明:保护性耕作均可降低0~30cm土层土壤体积质量,提升土壤孔隙度;其中NTS显著降低0~10cm土层土壤体积质量,并显著提升该土层土壤孔隙度,且随着应用年限的延长,效果更为突出。保护性耕作显著提高播种期0~10cm土层土壤含水量,尤以NTS和NTP效果最佳。与传统耕作相比,NTS和NTP在增加作物耗水量的同时也提高了作物产量和水分利用效率,但NTP不利于土壤结构的持续改善。因此,长期施用免耕秸秆覆盖耕作措施能显著改善土壤结构,提高土壤水分利用效率,进而提高作物产量,促进农业可持续发展。

关键词：耕作措施保护性耕作土壤体积质量产量水分利用效率

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耕作措施和氮肥用量对陇中旱农区粮饲兼用玉米光合特性与水分利用效率的影响

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西北农业学报 2018年第6期27卷 802-811页

作者：王进斌李玲玲谢军红 eunic. essel 邓超超颉健辉彭正凯沈吉成甘肃省干旱生境作物学重点实验室甘肃农业大学农学院兰州730070

全膜双垄沟播技术使玉米成为陇中旱农区主栽作物之一,但该技术下玉米的高产导致土壤养分和水分耗竭,影响玉米生产的可持续性,依托2012年布设在陇中旱农区的田间定位试验,研究4种耕作方式(CT:传统翻耕,RT:旋耕,SS:深松耕,NT:免耕)和4种... 详细信息

全膜双垄沟播技术使玉米成为陇中旱农区主栽作物之一,但该技术下玉米的高产导致土壤养分和水分耗竭,影响玉米生产的可持续性,依托2012年布设在陇中旱农区的田间定位试验,研究4种耕作方式(CT:传统翻耕,RT:旋耕,SS:深松耕,NT:免耕)和4种施氮水平(N1:不施氮,N2:施纯氮100kg·hm^(-2),N3:施纯氮200kg·hm^(-2),N4:施纯氮300kg·hm^(-2))对粮饲兼用玉米光合特性、干物质积累量、产量及水分利用效率的影响。结果表明:深松耕和免耕显著增强玉米光合性能,且随着施氮量的增加玉米光合性能也增强;各生育时期干物质积累量均表为SS>NT>RT>CT、N4>N3>N2>N1,成熟期时SS较CT显著增加37.4%,N4较其他处理增加15.0%~85.0%;与传统耕作相比,深松耕和免耕可以提高玉米籽粒产量,2014年SS和NT较CT分别增加33.0%、18.8%,2015年分别增加19.7%、11.6%,且深松耕处理生物量显著高于传统耕作;施纯氮300kg·hm^(-2)和200kg·hm^(-2)均可以提高玉米籽粒产量、生物量和水分利用效率,但施纯氮200kg·hm^(-2)与300kg·hm^(-2)无显著差异,施纯氮200kg·hm^(-2)处理下籽粒产量、生物量和水分利用效率较不施肥处理分别增加68.4%、63.5%、52.2%,较施氮100kg·hm^(-2)分别增加40.2%、31.7%、30.5%。因此,在陇中旱农区应用全膜双垄沟播技术种植粮饲兼用玉米,覆膜前深松耕或免耕,施氮200kg·hm^(-2)左右比较适宜,既有利于粮饲兼用玉米籽粒产量、饲料产量的提高,也可以提高水氮利用效率,促进玉米生产的可持续发展。

关键词：耕作措施施氮量光合特性产量水分利用效率

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