Air pollutants from residential solid fuel combustion are attracting growing public concern. Field measured emission factors (EFs) of various air pollutants for solid fuels are close to the reality and urgently needed for better emission estimations. In this study, emission factors of particulate matter (PM), organic carbon (OC), elemental carbon (EC), and various polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) from residential combustions of coal briquette, coal cake, and wood were measured in rural Heshun County, China. The measured EFs of PM, OC, and EC were 8.1-8.5, 2.2-3.6, 0.91-1.6 g/kg for the wood burnt in a simple metal stove, 0.54-0.64, 0.13-0.14, 0.040-0.0041 g/kg for the briquette burned in an improved stove with a chimney, and 3.2-8.5, 0.38-0.58, 0.022-0.052 g/kg for the homemade coal cake combusted in a brick stove with a flue, respectively. EFs of 28 parent PAHs, 4 oxygenated PAHs, and 9 nitro-PAHs were 182-297, 7.8-10, 0.14-0.55 mg/kg for the wood, 14-16, 1.7-2.6, 0.64-0.83 mg/kg for the briquette, and 168-223, 4.7-9.5, 0.16-2.4 mg/kg for the coal cake, respectively. Emissions from the wood and coal cake combustions were much higher than those for the coal briquette, especially true for high molecular weight PAHs. Most EFs measured in the field were higher than those measured in stove combustions under laboratory conditions.

Abstract Grasslands absorb and release carbon dioxide (CO 2 ), emit methane (CH 4 ) from grazing livestock, and emit nitrous oxide (N 2 O) from soils. Little is known about how the fluxes of these three greenhouse gases, from managed and natural grasslands worldwide, have contributed to past climate change, or the roles of managed pastures versus natural grasslands. Here, global trends and regional patterns of the full greenhouse gas balance of grasslands are estimated for the period 1750 to 2012. A new spatially explicit land surface model is applied, to separate the direct effects of human activities from land management and the indirect effects from climate change, increasing CO 2 and regional changes in nitrogen deposition. Direct human management activities are simulated to have caused grasslands to switch from a sink to a source of greenhouse gas, because of increased livestock numbers and accelerated conversion of natural lands to pasture. However, climate change drivers contributed a net carbon sink in soil organic matter, mainly from the increased productivity of grasslands due to increased CO 2 and nitrogen deposition. The net radiative forcing of all grasslands is currently close to neutral, but has been increasing since the 1960s. Here, we show that the net global climate warming caused by managed grassland cancels the net climate cooling from carbon sinks in sparsely grazed and natural grasslands. In the face of future climate change and increased demand for livestock products, these findings highlight the need to use sustainable management to preserve and enhance soil carbon storage in grasslands and to reduce greenhouse gas emissions from managed grasslands.

Establishing artificial sand-fixing shrubs is a key measure to curb dune flow and drive changes in the soil stocks and cycling of carbon and nitrogen. But our understanding of these dynamics across years of sand-fixing afforestation and the factors influencing them remains inadequate, making it hard to accurately assess its capacity to sequester carbon. To fill that knowledge gap, this study investigated soil organic carbon (SOC) and soil total nitrogen (STN) stocks in Mu Us Desert under artificial sand-fixing shrub stands of different ages (10, 30, 50, and 70 years old) vis-à-vis a mobile sand dune, to determine whether Caragana korshinskii afforestation improved stock characteristics and whether SOC and STN stocks were correlated during the restoration processes. The results showed that the pattern observed is consistent with an increase over time in the stocks of both SOC and STN. At 10, 30, 50, and 70 years, these stocks were found to be 1.8, 2.3, 3.2, and 5.5 times higher for SOC, and 1.3, 1.6, 2.1, and 2.7 times higher for STN, respectively, than those of the control (mobile sand) dune. Stocks of SOC and STN mainly increased significantly in the 0–10 cm soil layer. The SOC stock was correlated positively with the STN stock as well as the C:N ratio. The slope of the regression for the C:N ratio against stand age was positive, increasing slightly faster with afforestation age. Additionally, our findings suggest that during the establishment of artificial stands of shrubs, the size of the STN stock did not expand as fast as the SOC stock, resulting in an asynchronous N supply and demand that likely limits the accumulation of soil organic matter. This research provides important evidence for the sustainable development of desertified ecosystems.

Abstract Very limited research has been conducted on structural load effect analysis and design checks of large semi-submersible floating wind turbines (FWTs). Determining the combined static, dynamic, global, and local load effects in FWT is essential for the ultimate limit state (ULS) assessment of the floaters. This paper deals with the complex structural load effects for ULS analysis of column structures of a 10-MW semi-submersible FWT. First, a multi-body numerical modeling approach is employed to develop the floater model in a fully coupled FWT system to capture the time domain internal loads of column cross-sections under wind and wave conditions. Then, a high-fidelity approach and a simplified approach are developed to estimate lateral pressures on columns. With the obtained global cross-sectional loads and the corresponding lateral pressure, the ULS design check considering buckling for hull panels are performed for representative load cases. Detailed analysis results are presented and discussed, including perspectives of permanent and environmental load effects, as well as global and local lateral pressure load effects for buckling analysis of column structures. Moreover, comparisons of lateral pressures estimated by the high-fidelity and simplified approaches for buckling assessment of the outer column are made. Finally, the main conclusions are summarized. This study shed light on the importance of different structural load effects on ULS design checks. In addition, the simplified approach for lateral pressure estimate can be well used in the preliminary design stage of floaters to save large computational costs while obtaining acceptable results.