開始日期: 2025-07-12

　　課時安排: 7周在線小組科研學習+5周不限時論文指導學習

　　適合人群

　　適合年級 (Grade): 高中生/大學生

　　適合專業(yè) (Major): 建議學生完成以下學科前置：

　　1. 生態(tài)學或環(huán)境科學：對生態(tài)學原理有基本了解

　　2. 生物學：對細胞、微生物具有基本了解

　　3. 化學：對化學反應、元素和化合物的概念有基本了解

　　針對學科方向：

　　農業(yè)生態(tài)學、土壤學、作物營養(yǎng)學、植物生理與代謝學、有機農業(yè)、農業(yè)氣候變化與環(huán)境管理類專業(yè)或者希望修讀相關專業(yè)的學生

　　建議選修: 化學基礎理論與跨學科應用

　　導師介紹

　　Slav

　　加州大學伯克利分校 (UCB)終身正教授

　　Slav教授是環(huán)境保護領域的杰出學者和研究員，專注于可持續(xù)發(fā)展、水質管理、廢水生物處理和水再利用。他目前是加州大學伯克利分校研究生院的終身正教授，曾擔任維也納自然資源與生命科學大學的杰出教授和慕尼黑工業(yè)大學高級研究所的客座研究員。此外，他還是可持續(xù)發(fā)展研究所歐洲科學與藝術學院 (EASA) 的成員。Hermanowicz 教授對舊金山灣區(qū)水質改善的貢獻，使他榮獲舊金山灣區(qū)加州水環(huán)境協(xié)會頒發(fā)的 2006 年研究成就獎。他還是《水再利用與海水淡化雜志》國際編輯委員會成員。他的專業(yè)知識通過合作項目擴展到全球，例如他擔任清華大學與加州大學伯克利分校聯(lián)合成立的清華-伯克利深圳學院 (TBSI) 的核心首席科學家。此外，他還是中國國家高端外國專家，曾擔任同濟大學名譽客座教授和上海市“千人計劃”專家，從事廢水處理和水再利用項目。Hermanowicz 教授在歐洲各地擁有超過 30 年的工程、技術和教育經(jīng)驗，為可持續(xù)水處理工藝、生物過濾和膜技術在水管理中的應用做出了重大貢獻。他豐富的職業(yè)生涯和持續(xù)的研究繼續(xù)影響著全球環(huán)境可持續(xù)性實踐。

　　任職學校

　　加州大學伯克利分校(UCB)始建于1868年，是美國大學協(xié)會的14個創(chuàng)始成員之一，世界著名公立研究型大學，在學界享有盛譽，泰晤士高等教育一直將UCB列為世界上最具聲望的6所大學之一。2019年UCB計算機本科項目在U.S.News排名位列美國第4。“截止2019年3月，UCB的校友、教授及研究人員中共產生了107位諾貝爾獎得主(世界第三)、14位菲爾茲獎得主(世界第四)、25位圖靈獎得主(世界第三)?！?

　　項目背景

　　氮循環(huán)在地球生態(tài)系統(tǒng)中扮演著至關重要的角色，但其重要性常常被低估。氮是生命必需的元素，參與植物生長、農業(yè)生產和生態(tài)平衡。然而，過量的氮污染源自農業(yè)、工業(yè)和城市化，導致水體富營養(yǎng)化、空氣污染以及生物多樣性喪失。因此，重視氮循環(huán)的研究與管理，對于改善環(huán)境質量、促進可持續(xù)農業(yè)和應對氣候變化具有深遠意義。通過優(yōu)化氮的循環(huán)與利用，不僅能提高全球糧食生產，還能有效緩解生態(tài)環(huán)境壓力，為未來的環(huán)境修復與資源保護提供新的路徑。

　　項目介紹

　　本項目將深入探討全球氮循環(huán)的基本原理與簡化，重點講解氮循環(huán)在自然生態(tài)系統(tǒng)中的及其對全球環(huán)境的必然影響。氮是地球生命所必需的元素，通過氮固定、硝化、反硝化等生物學過程，在生態(tài)系統(tǒng)中維持營養(yǎng)物質的平衡和生物多樣性。課程將詳細闡述硝化循環(huán)的生物學原理，特別是硝化在硝化中的關鍵作用，其在生物中水處理中的前沿應用，展示生物技術如何有效治理氮污染，改善水質。氮循環(huán)不僅對地球科學、生態(tài)學有重要影響，還在農業(yè)生產、作物營養(yǎng)環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著關鍵作用通過本課程，學生將深入理解氮循環(huán)的相互作用及其在全球環(huán)境管理中的關鍵作用，培養(yǎng)應對氣候變化、生態(tài)修復和可持續(xù)農業(yè)等挑戰(zhàn)的解決思維。

　　項目大綱

　　全球氮循環(huán)：全球氮循環(huán)概念和意義;氮循環(huán)在環(huán)境生態(tài)中的作用;人類對氮循環(huán)的影響(工業(yè)固定和農業(yè)實踐);氮轉化基本過程。 Introduction to the Global Nitrogen Cycle

　　固氮：生物固氮：機制、關鍵微生物和共生關系;非生物固氮：工業(yè)過程和自然過程;固氮的環(huán)境和農業(yè)意義;生物固氮的基因工程技術 Nitrogen Fixation

　　硝化作用：硝化作用機制;硝化微生物;硝化對土壤健康和水質的影響;廢水處理中的硝化作用、重要性和挑戰(zhàn)。 Nitrification

　　反硝化作用：反硝化機制;反硝化微生物和酶;利于反硝化的環(huán)境條件;反硝化在減少氮污染和溫室氣體排放中的作用;廢水處理中的反硝化：工藝優(yōu)化和控制 Denitrification

　　氨化和同化作用：氨化過程機制;氨化微生物;植物和微生物的氮同化;氨化和同化在養(yǎng)分循環(huán)和土壤肥力中的重要性;廢水處理中的氨化作用：對氮去除的影響 Ammonification and Assimilation

　　人類影響與管理策略：人類如何影響全球氮循環(huán)：農業(yè)、化石燃料燃燒和廢水處理;氮污染、富營養(yǎng)化和生物多樣性喪失;最佳管理實踐、政策措施和技術創(chuàng)新;氮管理項目案例研究 Human Impacts and Management Strategies

　　污水處理中的先進脫氮技術：厭氧氨氧化工藝及其應用 Advanced nitrogen removal technology in wastewater treatment

　　氮循環(huán)研究的最新進展：新的微生物途徑，生物技術應用和建模方法、氣候變化及其與氮循環(huán)的相互作用、氮管理可持續(xù)發(fā)展及其機遇 Emerging Topics and Future Directions

　　項目收獲

　　7周在線小組科研學習+5周不限時論文指導學習 共125課時

　　項目報告

　　優(yōu)秀學員獲主導師Reference Letter

　　EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表指導(可用于申請)

　　結業(yè)證書

　　成績單

　　LASER Award in Research Skills for Academic Study官方證書并轉換8 UCAS Tariff Points(可選)

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