生物炭对人工湿地基质硝化与反硝化能力的影响开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

氮素是水体富营养化的关键因子，过量的氮素输入会导致水体生态环境恶化。

人工湿地作为一种高效、经济的污水处理技术，在去除污水中氮素方面具有良好应用前景。

然而，传统人工湿地普遍存在脱氮效率低，尤其是总氮去除率低的问题，限制了其进一步推广应用。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，生物炭作为一种新型的环保材料，在水处理领域的应用研究备受关注。

国内外学者围绕生物炭材料的制备、改性、表征及其在污水处理中的应用等方面开展了大量研究工作。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将构建人工模拟湿地系统，通过添加不同比例的生物炭，研究生物炭对人工湿地基质硝化与反硝化能力的影响。

1. 主要内容

1.分析生物炭添加对人工湿地基质理化性质（ph、氧化还原电位、碳氮含量、酶活性等）的影响；2.探究生物炭添加对人工湿地硝化作用的影响，包括氨氮去除效果、硝化菌群落结构变化以及硝化功能基因丰度的影响；3.研究生物炭添加对人工湿地反硝化作用的影响，包括总氮去除效果、反硝化菌群落结构变化以及反硝化功能基因丰度的影响；4.分析生物炭添加对人工湿地硝化与反硝化过程耦合的影响，评估生物炭对硝化-反硝化耦合效率的影响，并探讨其可能的氮素转化途径。

4. 研究的方法与步骤

1.实验材料准备：制备或购买不同类型生物炭，并进行预处理；采集人工湿地基质，测定其基本理化性质。

2.人工湿地模拟系统构建：根据研究需要，设计并构建人工湿地模拟系统，控制水力负荷、进水水质等关键参数。

3.生物炭添加实验：将不同比例的生物炭添加到人工湿地基质中，构建不同处理组，并设置空白对照组。

5. 研究的创新点

1.采用高通量测序和实时荧光定量PCR等分子生物学技术，从微生物群落结构和功能基因水平，深入解析生物炭影响人工湿地硝化与反硝化过程的机制。

2.结合人工湿地模拟系统，构建生物炭-人工湿地耦合体系，系统探究生物炭对人工湿地基质理化性质、硝化与反硝化过程以及氮素转化途径的影响，为生物炭优化人工湿地脱氮性能提供理论依据。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 张荣,王春雷,张秀娟,等.生物炭对水体中氮磷去除的影响研究进展[j].环境污染与防治,2020,42(03):360-366.

[2] 许文静,陈迪,李怀恩,等.生物炭基人工湿地去除污水中氮磷的研究进展[j].环境工程,2022,40(03):178-186.

[3] 孙迎雪,马静,张盼月,等.生物炭对人工湿地净化效果影响研究进展[j].环境工程,2020,38(06):182-188 195.