蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地净化水中Cr(Ⅵ)的性能和机制研究的开题报告.docx

蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地净化水中Cr(Ⅵ)的性能和机制研究的开题报告
一、选题背景及意义
随着经济和人口的飞速增长，工业化、城市化和农业化加速发展，水污染和土壤污染日益严重，对人类的生存环境造成了巨大的威胁。其中，重金属是一种常见的水污染物，特别是六价铬（Cr(Ⅵ)），是一种有毒有害的重金属，在工业生产、矿产冶炼、废水处理等方面广泛使用，其释放和污染危害人体健康，严重威胁生态环境。因此，寻找新的环保技术来治理Cr(Ⅵ)污染已成为当前生态环境保护的重要任务之一。
湿地作为一种自然的净化系统，在环境治理中可发挥着显著的生态净化功能，被广泛应用于水环境的治理。而蔗渣生物质炭作为一种新型的、环保的废弃物资源，以其富含的氧化钙、氧化镁、氧化钠等矿物质元素和大量亲水基团、官能团而被广泛应用于重金属污染物的吸附去除。因此，将蔗渣生物质炭作为湿地填料，用于Cr(Ⅵ)的生物吸附和降解，不失为一种新型的水环境治理技术。
本文旨在研究蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地净化水中Cr(Ⅵ)的性能和机制，分析影响其吸附Cr(Ⅵ)的因素，探究其在湿地净化Cr(Ⅵ)污染水中的应用前景，有益于推广湿地脱除某些水污染物的应用，为水环境的治理提供一种新的绿色、低碳、高效的方案。
二、研究内容及方法
（一）研究内容
1.制备蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地填料；
2.优化蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地环境因素（如底质厚度、流速等）；
3.研究蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地对Cr(Ⅵ)的吸附能力及其影响因素；
4.研究蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地对Cr(Ⅵ)的生物还原降解能力及其影响因素；
5.探讨蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地净化Cr(Ⅵ)污染水的机制。
（二）研究方法
1.实验室制备蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地填料；
2.环境因素优化采用正交试验法；
3.吸附及还原降解实验采用人工模拟Cr(Ⅵ)污染水体而进行；
4.动态实验与静态实验相结合，利用ICP-OES法、UV-Vis分光光度计、表面波动位积技术（EIS）、热重分析仪（TGA）等技术手段综合分析吸附、还原降解机制。
三、预期结果及创新点
本次研究将对Cr(Ⅵ)污染水的治理中的湿地技术进行了深入探讨，在填料的优化、环境因素控制和机制解析等方面做出了新的突破和贡献。具体预期结果如下：
1.成功制备出蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地填料；
2.优化出蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地吸附与还原降解Cr(Ⅵ)污染水的最佳流速和底质厚度；
3.深入探究蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地吸附Cr(Ⅵ)的机理，以及还原降解Cr(Ⅵ)的机制，并建立相关动力学模型；
4.阐明蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地填料中功能性基团与Cr(Ⅵ)进行络合反应的机理，以及其对Cr(Ⅵ)表面还原降解的促进作用；
5.开发蔗渣生物质炭混合基质李氏禾湿地与其它湿地填料进行比较，证明其对Cr(Ⅵ)污染水的吸附与还原降解效果更佳。
本研究将对Cr(Ⅵ)污染水的湿地治理技术的发展、环境保护等做出有力的贡献和推动作用，对蔗渣生物质炭的综合利用及其在环保领域的应用拓展具有重要的意义和价值。