个人简介
2021级直博生。
教育经历
博士生-环境工程 | 中国科学院生态环境研究中心
本科-环境工程 | 北京大学
代表性论文
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026 Controlling filamentous cyanobacterial blooms requires adaptive, weather-informed strategy
丝状蓝藻的全球扩张对水安全构成威胁，因为它们会产生毒素和异味化合物。作为水下栖息者，丝状蓝藻对传统的营养盐控制和絮凝控制具有抗性，暴露了管理上的空白。我们开发了一种适应性、预测引导的框架，将预测建模与精准沉积物再悬浮（SR）相结合，其中与SR相关的光衰减可能对水华抑制起重要作用。2023-2024年对中国东部40座水库的调查显示，半数系统中丝状蓝藻占生物量的80%以上。XGBoost模型（R2 = 0.57）识别出9-10月为最高风险期，超过80%的水库受到影响。SR的有效性依赖于光照：在低辐照度下抑制生长，但在高光照下如果遮光将辐照度调整到丝状藻类的最适范围，则可能促进其生长。我们通过调节沉积物通量（0.1-5.2 g L-1）优化了SR，以响应实时预报动态衰减光照。现场验证证实，预报引导的SR通过光控制有效限制了假鱼腥藻（Pseudanabaena）。这种基于生态的管理方法为气候变化下可持续的水安全提供了一个可扩展的框架。
Sediment stirred up, / light dims, filaments retreat— / forecasts guide the cure. -
025 Spatiotemporal decoupling of littoral and lacustrine geosmin dynamics: Implications for early warning in drinking water reservoirs
蓝藻的生态位特征与其有害代谢物向饮用水取水口的运输动态之间的关系仍不清楚。本研究将全国范围的调查与为期五年的高频监测计划相结合，以表征这些动态，重点关注强效气味物质土臭素。全国调查显示，14%的监测点位超过了10 ng L-1的气味阈值，表明存在不可忽视的风险。在YQ水库，阿氏浮丝藻（Planktothrix agardhii）被证实是主要的产臭生物。监测揭示了一种明显的时空解耦现象：浅水沿岸带作为生产中心，其阿氏浮丝藻生物量比湖库型取水口提前8天达到峰值。时滞相关分析表明，沿岸带生物量可提前5周预测取水口的土臭素浓度（R2 = 0.41）。铵态氮被确认为关键调控因子，其在沿岸带与土臭素的相关性最强（R2 = 0.37），但这种关联在运输过程中有所减弱。本研究提出的机理传输模型和分层监测框架，将监测重点从被动的取水口采样转变为主动的沿岸带预警站，为依赖水库供水的饮用水系统建立了一个关键的预防性干预预测窗口。
Littoral bloom foreshadows, / a five-week warning, then taste / downstream borne. -
023 Cyanobacterial crowding-out effects on metabolite partitioning: modeling 2-methylisoborneol (MIB) release dynamics and implications
2-甲基异莰醇（MIB）是一种强效蓝藻代谢物，在痕量浓度下即可通过异味问题影响饮用水水质。尽管其影响显著，但MIB的胞内动力学及环境释放机制仍鲜有研究。我们通过对两种产毒菌株的受控实验，建立了一个生长阶段依赖的MIB释放机理模型。该模型揭示，胞外MIB比例（$f = e_{MIB}/t_{MIB}$）遵循一致模式：在对数生长中期降至最低，随后在稳定期上升并稳定在0.4至0.6之间，表明拥挤诱导的细胞裂解驱动了释放动态。将该模型应用于太湖，成功重构了2022-2023年间的两次异味事件，阐明了MIB生产者时空动态，并确定了在中等光照（0.1-0.4 mol m⁻² d⁻¹）下约15°C和>30°C的关键风险阈值——这些模式是常规监测无法发现的。我们的研究结果表明，生理阶段转换而非仅生物量积累控制着异味物的释放。该框架可扩展至其他藻类代谢物（如土臭素、蓝藻毒素），提供更广泛的预测能力。通过将细胞过程与水质风险相关联，我们的方法能够实现对蓝藻污染物的主动管理，为早期预警系统和氧化剂类型优化的运行指导提供信息，以防止藻细胞中有害化合物的大规模释放。
A scent on the water, / Born from a crowded cell's burst, / A warning grows cold. -
022 Effects of Oxygenation Resuspension on DOM Composition and Its Role in Reducing Dissolved Manganese in Drinking Water Reservoirs
水源沉积物厌氧环境是饮用水系统中锰释放的关键驱动因素。增强沉积物氧化可抑制锰释放，但不同氧化条件下锰的形态转化机制尚不明确。本研究通过实验室模拟，考察了沉积物在不同溶解氧水平（0、2、5、7 mg/L）含氧水层中的暴露情况。结果表明，锰释放量与溶解氧呈显著负相关（R²=0.93，p=0.034），氧气促使溶解性有机物（C2、C3组分）发生反应并形成羟基、羧基等功能基团，通过吸附或络合作用去除锰（C2：R²=0.57，p<0.001；C3：R²=0.53，p<0.001）。对六个水库的实地研究确定了沉积物再悬浮调控锰风险的运行阈值（补偿阈值：17.4 μg/L；风险阈值：中国标准95.5 μg/L；WHO标准70.8 μg/L）。这些发现阐明了锰与有机物的相互作用机制，可为水源系统锰与藻类协同去除提供实践指导。
Mud whispers iron, / oxygen sings it silent— / clean water follows. -
021 Green Light Suppresses Cell Growth but Enhances Photosynthetic Rate and MIB Biosynthesis in PE-Containing Pseudanabaena
2-甲基异茨醇（MIB）是饮用水系统中由蓝藻在光合色素生物合成过程中产生的典型霉味物质。本研究通过诱导含藻红蛋白（PE）的产MIB蓝藻——灰色假鱼腥藻（Pseudanabaena cinerea）在不同光色下的趋色适应性，揭示其生理调控机制。结果表明：红光通过激活三羧酸（TCA）循环及相关代谢过程促进藻体生长，而绿光显著提升光合色素含量及电子传递效率；MIB产量与叶绿素a（Chl a）含量呈非线性相关，符合对数-线性模型（R² = 0.74，p < 0.01），该关系在RNA水平通过mic与chlG基因表达量的强相关性（R² = 0.85，p < 0.01）获得验证。模型显示相较于Chl a合成，MIB生物合成的碳通量分配不足2%，表明MIB合成与光合色素生产具有协同性而非竞争性。野外观察发现水体浊度增加导致的光谱红移通过改变光合色素组成降低了MIB水平。本研究深化了对变化光环境下产MIB蓝藻生理机制的理解，为地表水MIB污染防控提供了理论依据。
Red light fuels the growth, / Green deepens the pigments’ hue, / MIB’s quiet rise. -
020 Mitigating harmful cyanobacterial blooms in drinking water reservoirs through in-situ sediment resuspension
控制有害蓝藻水华在全球极具挑战性，尤其对保护水源地至关重要。鉴于现有蓝藻水华控制技术在饮用水水库应用的局限性，我们提出了原位底泥重悬控藻的创新策略。通过实验室模拟实验评估了该技术控制蓝藻水华的有效性及其对水质的潜在影响，并在五个饮用水水库进一步验证了技术工作效果。结果表明，底泥重悬可以显著抑制蓝藻生长。在实验室模拟实验中，相较于对照组的蓝藻生长（生长速率为2.22 × 107 cells L-1 d-1），工作组的蓝藻密度得到有效控制，控制速率为3.82 × 106 cells L-1 d-1。此外，底泥重悬减少了生物可利用磷酸盐的浓度，提升了底泥氧化还原电位，从而抑制了底泥中磷酸盐的释放。底泥重悬操作不会向水源水库中引入外来物质，是一种适用于饮用水水库的经济安全的有害蓝藻控制技术。
Cyanobacterial bloom in source water? / No solution? Try / in-situ Sediment Resuspension
DOI