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数智环境健康创新团队(环境+)
2026-10-21 16:59  

数智环境健康创新团队以“环境与健康”领域应用需求为导向,创新融合分子识别技术、功能微生物理论、新型材料设计、污染迁移转化机理、现场精准检测、智能动态风险管控技术,构建“健康诊断—绿色修复—数智管控”一体化研究与技术应用体系。项目紧密对接绿色低碳修复装备、智慧环境管理平台、环保技术服务等战略性新兴产业,通过产教融合培养环境健康诊断、污染修复工程、数智环境运维等复合型技术人才,推动实验室成果快速落地为可产业化的成套应用方案。

创新团队重点面向矿区污染、农田土壤污染、场地地下水污染、地表水体污染等典型生态环境场景,聚焦环境健康数智检测与诊断、环境健康数智治理与修复、环境健康数智管理与决策三大研究方向。各方向以统一研究场景与数据体系为纽带,形成诊断结果支撑修复方案优化、修复过程反哺监测数据积累、智能管控反向优化检测布局与技术体系的闭环创新模式。为区域环境污染精准防控、生态环境治理与环境健康精细化管理提供核心技术支撑与理论依据。

科研任务

为了响应国家“健康中国2030”与美丽中国建设战略需求,聚焦典型场景环境健康风险识别、绿色低碳治理修复与智能化管控核心问题,依托环境地学、化学、分子生物学、材料科学、信息资源管理、人工智能等多学科交叉优势,开展环境健康领域系统性创新研究,构建“健康诊断—绿色修复—数智管控”一体化研究与技术应用体系。

1.环境健康数智诊断研究

本方向聚焦复杂污染场景下污染物精准识别与风险快速评估,破解复杂基质干扰、现场检测与实验室分析脱节、检测指标难转化为风险结论等行业痛点。依托现有研究基础,开展矿区重金属耐受型功能微生物的分子识别与功能表征,构建专属微生物指纹图谱,阐明微生物响应特征与污染物组分、赋存形态、环境因子的耦合关系,明确其污染监测与风险预警的应用价值。针对农田土壤、场地地下水等复杂场景,迭代优化光电协同原位便携式检测设备,融合功能材料设计、传感界面精准构建与实景样品验证技术,攻克高背景多组分干扰下重金属与新污染物精准检测难题,系统验证技术的灵敏度、选择性、稳定性及野外适配性。依托病原体快速传感技术积累,探索环境生物风险因子快速识别方法,搭建社区尺度监测体系,建立检测数据与环境暴露、健康风险预警的对应机制。通过多维度交叉验证构建“分子机理—器件研发—场景应用”全链条体系,融合多学科优势,为污染溯源、风险分区与修复方案精准制定提供核心支撑。

2.环境数智治理修复研究

本方向立足区域特色污染场景,深度耦合污染物迁移转化机理与绿色修复技术研发,重点解决复杂地质背景下污染物活性调控、修复效果长效稳定、现场工程适配性不足等关键问题。围绕喀斯特矿区典型污染区域,深化硒-重金属互作调控机制研究,解析功能微生物的环境适应机理及污染物转化调控效应,明确微生物-硒协同修复的作用路径、适用边界与生态安全风险。结合区域污染管控与工程示范经验,优化金属农艺调控、生物炭协同钝化等绿色低碳修复技术,根据污染物特征、水土环境条件及土地利用规划定制差异化技术组合方案,量化评估污染削减效率、长期稳定性、工程成本及二次污染防控效果。将原位重金属检测设备应用于修复全过程动态监测,打通“风险诊断—修复施策—效果评价”数据链路,依托重大项目基础推动实验室机理研究、小试工艺优化与野外工程示范一体化衔接,形成适配不同场景的标准化成套修复方案,为高背景值污染农田安全利用、矿区生态修复提供核心技术支撑。

3.数智环境健康管理研究

本方向围绕“感知—分析—决策—反馈”全链条智能化管控,重点破解多源环境数据质量参差不齐、监测数据难以表征污染动态过程、模型预测与管理实际脱节等行业痛点。依托自主研发的光电协同原位检测与快速传感技术,整合野外检测、实验分析、区域调查、修复全过程监测数据,建立标准化数据质控、关联整合、动态更新体系,明确各类数据的时空尺度、误差范围与适用场景,构建典型污染场景专属动态数据库。融合人工智能算法与环境过程机理模型,研发复杂地貌下污染溯源、风险动态识别、管控方案智能评价技术,系统验证模型在不同区域、污染类型、监测条件下的精准度、可解释性与适用边界,避免未经验证的模型直接用于环境管理决策。面向社区环境健康预警、区域新污染物管控等场景开发数智环境管理平台,通过实景应用持续迭代算法与决策规则,实现监测数据精准支撑监测布点优化、修复过程管控与治理成效评价,全面提升区域环境风险预判与动态智能化管控水平。

研究团队

1.首席专家

张华,天津师范大学继之讲席教授(兼职)、二级研究员,入选国家级人才计划、国家重点研发计划仪器项目首席科学家,连续入选斯坦福大学环境与地学领域“全球顶尖科学家”榜单、科睿唯安交叉学科“全球高被引科学家”。长期深耕“环境健康快速诊断与绿色修复”跨学科交叉领域,近年来牵头承担国家重点研发计划仪器专项、国家自然科学基金重点项目、中科院STS重点部署项目、中挪政府间国际合作项目等国家级、省部级科研课题30余项。累计发表高水平学术论文100余篇,受邀于Springer出版社出版个人学术专著1部,合作出版中文学术著作6部。先后斩获Springer Nature自然科学领域杰出博士论文奖、侯德封矿物岩石地球化学奖等10余项科技荣誉。

2.核心科研团队

核心科研团队由首席专家、各方向负责人、专职及兼职教授及青年教师组成,团队成员包括:英国克伦菲尔德大学杨竹根教授、南开大学林岩教授、湖南大学刘承斌教授、兰州大学汪宝堆教授、天津师范大学王曰芬、莫祖英、王义东、罗庇荣、毛康等教授或研究员。

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