目前正在主持的主要项目有国家重点研发计划土壤专项课题，国家自然科学基金面上项目。已主持完成的主要项目包括：国家自然科学基金青年基金、面上项目各1项；国家科技部水体污染控制与治理科技重大专项（十三五水专项）子课题任务2项；中国博士后科学基金和上海市科委博士后基金等。作为研究骨干参与了多项国家及省部级重点项目，如国家自然科学基金地区重点项目、国家环保部公益项目、国家科技支撑计划、国家水体污染控制与治理科技重大专项子课题、美国基金“Russell and Helen Dilworth Memorial Fund (USA) ”等。

1.      2020国家重点研发计划项目“场地土壤污染成因与治理技术”，区域场地土壤跨介质污染物多源清单与制定方法，课题一，区域场地污染物多源识别与排放清单，2020YFC1806701，2020/11-2024/10，419万元，在研，主持。

2.      国家自然科学基金面上项目，41877110，生物炭负载微生物在“地下水抽提淋滤土壤共修复”体系中降解有机污染物的机制，2019/1-2022/12，62万元，在研，主持。

3.      国家自然科学基金面上项目，21577087，矿物质对生物炭形成及其碳稳定性的调控机制，2016/1-2019/12，68万元，已结题，主持。

4.      国家水体污染控制与治理科技重大专项，河网区上游滞留河道治理和生态净化关键技术研发与工程示范子课题3，重污染河道底泥生境改善和资源化技术研发和应用，2017ZX07204002-03，2017/06-2020/06，222万元，已结题，子任务主持人（100万）。

5.      国家水体污染控制与治理科技重大专项，污泥与废弃物处置及资源化利用技术集成与综合示范，河道清淤底泥的脱水与分质资源化利用研究与示范，2017ZX07202005-005，2017/06-2020/06，260万元，已结题，子任务主持人（90万）。

6.      湖南省衡阳市生态环境局技术服务项目，衡阳市“十三五”环境保护规划终期评估和“十四五”生态环境保护规划编制，1024645-20210721-58，2021/09-2021/12，69.5万元，在研，主持。

国家自然科学基金面上项目，41877110，生物炭负载微生物在“地下水抽提淋滤土壤共修复”体系中降解有机污染物的机制

可拨经费3万元负担本项目的执行。

1. 研究目的

目前，土壤和地下水的修复技术均发展得较为成熟，然而基本都是单独进行，其在污染修复中的整体性往往被忽视。本研究选取抗生素作为研究对象，以生物炭作为抗生素降解菌的载体，在土壤中构筑活性功能层，通过地下水循环淋滤的方式，实现土壤和地下水中抗生素污染的动态同步修复并探究生物炭在该体系中发挥作用的机制。

2. 研究内容及方法

2.1 生物炭负载微生物活性净化层的制备

2. 研究内容及方法

2.1 生物炭负载微生物活性净化层的制备

选取抗生素作为代表性污染物，以秸秆为原材料制备生物炭，在液相体系中研究不同条件下的生物炭负载微生物对抗生素的吸附和降解效果，以确定最优条件。实验组设置如下：

① 不同热解温度的生物炭

选取不同温度（350、550、750 ℃）下制备的生物炭，以直接吸附菌液的方式，制备生物炭固定化菌剂，按照0.6%（w/v）的添加比例投加至200 mg/L的抗生素污染模拟废水中，得到48 h内的抗生素降解曲线。

② 不同生物炭添加比例

选取550 ℃下制备的生物炭，以直接吸附菌液的方式，制备生物炭固定化菌剂，按照不同添加比例（0.2%、0.4%、0.6%）投加至200 mg/L的抗生素污染模拟废水中，得到48 h内的抗生素降解曲线。

③ 不同的微生物负载方式

选取550 ℃下制备的生物炭，分别制备生物炭固定化菌剂和生物炭-海藻酸钠固定化微生物小球，按照0.4%的添加比例投加至200 mg/L的抗生素污染模拟废水中，得到48 h内的抗生素降解曲线。

2.2 地下水抽提淋滤土壤共修复实验室小试

选取砂质土壤进行土壤染毒。准确称取目标污染物抗生素溶于丙酮溶液中，配置400 mg/L抗生素的母液。称取2 kg风干过筛后的砂质土壤于玻璃容器中，加入1000 mL配置好的母液，浸泡、搅拌均匀后，倒入托盘晾干。将晾干后的土壤再次搅拌均匀，置于通风橱中老化1~2周，使最后土壤样品中的抗生素为200 mg/kg.

构建实验室小试装置。实验装置的主体为一组由无色透明有机板制作而成的管状容器。每个容器的直径为4 cm，分为上下2层，上层用于填装土壤，高10 cm，底部设有1个直径 1 mm的圆孔，用于淋滤水的流出，下层的形状大小与上层一致，用于收集淋滤出水，其底部有一组直径2 mm的圆孔，外接软管，用于淋出液外排。配套设备有塑料桶以及蠕动泵，将模拟的抗生素污染地下水倒入小桶中，通过蠕动泵以一定流速输送进各个装置。

以四种方式在污染土壤中添加修复材料：（1）直接单独添加生物炭；（2）直接单独添加游离微生物菌液；（3）添加负载微生物的生物炭；（4）生物炭和外源降解菌分别单独添加。以无添加物的污染土壤作为空白对照。

模拟抗生素污染地下水中的污染物浓度为200 mg/L，之后进行污染地下水的淋滤。淋滤时，流速保持恒定，通过记录淋出液的体积和采样时间来研究地下水中的抗生素各实验组土壤中的穿透规律，获得其对污染地下水的处理效果。实验过程中定期进行污染土壤的取样，测定污染物浓度。

土壤样品经冷冻干燥24 h后取出，准确称量2.00 g于50 mL离心管中，加入20 mL提取液（丙酮：二氯甲烷＝1:1，v/v）后置于高速振荡仪，剧烈震荡20 min使土壤与提取液充分混合均勾。将振荡后的样品置于超声仪中超声40 min，随后再次以10000 r/min的速度离心5 min，移出上层有机相。共进行3次上述操作，合并3次所得的提取液，旋蒸至剩余1 mL左右。

实验过程中需监视系统pH、氧化还原电位、可溶性有机碳（DOC）等指标的变化情况，分析土壤中微生物活性、酶活性的变化情况，结合分子微生物手段鉴定生物炭颗粒内部和外部的菌落结构、优势菌属等。同时，为了研究地下水循环淋滤对生物炭电子传输和氧化还原反应的影响，截取工艺运行不同时间段的活性净化层，以悬浮液形态加入自行改良的玻碳电极反应器中，添加介导氧化剂或还原剂，测定混合组分的供电子（EDC）和受电子能力（EAC），分析其与菌落结构变化的关系；借助电子自旋共振技术（EPR）等仪器手段，测定体系中的活性氧（H₂O₂、·OH等）和中间代谢产物，探究其中可能存在的化学机理。