垂直流人工湿地对污水中氨氮具有较强的硝化能力，但反硝化能力较弱，总氮的去除率不高。为了提高其对总氮的去除效果，探讨氮的去除作用机理和湿地土壤中氮素的实时迁移转化规律，本申请拟采用室内和室外实验相结合的研究方法，探明人工基质吸附氨氮能力与其土壤物理和化学性质的关系，获得一种基于土壤理化性质指标的基质吸附氨氮潜力的评估方法；弄清人工基质土壤的物理、化学和微生物作用在其氮去除中的贡献大小，揭示氮的去除与基质的土壤理化性质和细菌之间的关系，获得一种基于基质的土壤理化性质和细菌的除氮潜力评估方法；探讨垂直流人工湿地氮的去除过程机理，估计氮的各种去除作用的速率大小，探明垂直流湿地基质土壤中氮素的迁移转化规律，并建立起氮素迁移转化的数学模型；探索应用动态数据驱动系统（DDDAS）探讨垂直流人工湿地中各形态氮的实时迁移转化规律，实时调控优化其硝化与反硝化作用，为提高垂直流湿地氮的去除效果提供理论依据。