团队目前主要针对以土壤为核心、界面为特征的地球关键带开展系统科学研究，以物理化学基本原理（如热力学和化学动力学）为手段，借助先进的研究仪器平台，为理解全球变化背景下的关键带科学、生物地球化学循环及生态系统功能和服务的可持续利用策略提供基础科学支撑。具体分为以下几个模块：

1. 低温矿物界面地球化学的研究

基于先进的AFM成像和光谱学技术、结合物理化学基本原理（如热力学和化学动力学），主要开展 1）矿物溶解和风化及晶体生长的热力学和动力学；2）生物矿化作用和矿物/有机分子表面络合机制；3）地质微生物和生物-矿物界面反应机理的研究。研究结果为理解全球变化背景下矿物的溶解/再生及生物地球化学循环提供科学理论支撑，同时也为地球关键带科学的可持续利用提供策略指导。

代表文章：

1) Zhu, X.; Nordstrom, D. K.; McCleskey, R. B.; Wang, R.; Lu, X.; Li, S.; Teng, H. H., On the thermodynamics and kinetics of scorodite dissolution. Geochimica et Cosmochimica Acta 2019, 265, 468-477.

2) Xian, H.; Zhu, J.; Tan, W.; Tang, H.; Liu, P.; Zhu, R.; Liang, X.; Wei, J.; He, H.; Teng, H. H., The mechanism of defect induced hydroxylation on pyrite surfaces and implications for hydroxyl radical generation in prebiotic chemistry. Geochimica et Cosmochimica Acta 2019, 244, 163-172.

3) Zhu, J.; Xian, H.; Lin, X.; Tang, H.; Du, R.; Yang, Y.; Zhu, R.; Liang, X.; Wei, J.; Teng, H. H.; He, H., Surface structure-dependent pyrite oxidation in relatively dry and moist air: Implications for the reaction mechanism and sulfur evolution. Geochimica et Cosmochimica Acta 2018, 228, 259-274.

4) Bao, R.; Sheng, X.; Teng, H. H.; Ji, J., Reliability of shell carbon isotope composition of different land snail species as a climate proxy: A case study in the monsoon region of China. Geochimica et Cosmochimica Acta 2018, 228, 42-61.

5) Zhang JC, McKenna AM, Zhu MQ*. 2021. Macromolecular Characterization of Compound Selectivity for Oxidation and Oxidative Alterations of Dissolved Organic Matter by Manganese Oxide. Environmental Science & Technology. 55, 11, 7741-7751

2. 土壤有机质与环境效应研究

借助丰富的同步辐射经验及微尺度原位成像（如 µ-XRF、NanoSIMS、STXM及Nano-CT等）技术，对土壤碳储存、土壤矿物-微生物互作与界面过程、土壤微界面污染物耦合降解机制开展系统科学的研究，为理解全球变化背景下土壤碳循环及其对生态宜居环境的影响提供技术和理论服务。

代表文章

3. 地球关键带土壤界面反应过程研究

利用先进的环境地球化学研究手段 (如同步辐射、穆斯堡尔以及稳定同位素技术），系统研究土壤铁矿产生、环境化学行为 (如吸附解吸、催化、沉淀溶解和氧化还原等）、转化规律及其耦合有机质和重金属地球化学循环的过程，为准确评估和预测关键带功能演变和可持续性提供理论支撑。

代表文章

1) Chen, C. M.; Hall, S. J.; Coward, E.; Thompson, A. R, Iron-mediated organic matter decomposition in humid soils can counteract protection. Nature Communications 2020, 11, 2255.

2) Chen, C. M.*; Thompson A. The influence of native soil organic matter and minerals on ferrous iron oxidation.

Geochimica et Cosmochimica Acta 2021, 292, 254-270.

3) Hua Ma, Pinya Wang, Aaron Thompson, Qiaorong Xie, Mengqiang Zhu, Henry H. Teng, Pingqing Fu, Congqiang Liu, ChunmeiChen*. Secondary Mineral Formation and Carbon Dynamics during FeS Oxidation in the Presence of Dissolved Organic Matter. Environmental Science & Technology 2022, 56, 19, 14120–14132.

4) Chunmei Chen*, Yanjun Dong, Aaron Thompson.Electron Transfer, Atom Exchange, and Transformation of Iron Minerals in Soils: The Influence of Soil Organic Matter. Environmental Science & Technology 2023, 57, 29, 10696–10707

在研科研项目

1. 国家自然科学基金重点项目：矿物及地球化学条件对矿物界面的微生物行为及土壤胞外酶稳定性影响研究，2019.01~2023.12

2. 国家自然科学基金联合基金重点项目：红壤农田微生物固氮过程及其调控机制，2023.01–2026.12.

3. 国家重点研发计划项目课题：土壤微界面有机污染物与活性组分过程模拟芯片与原位成像技术，2022.12–2026.11.

4. 国家重点研发计划子课题：重点行业场地土壤复合污染过程及生态效应，2019.01~2023.12.

5. 国家自然科学基金面上项目：无定形MgCO3作为前驱体介导无水碳酸镁矿物矿化的实验研究，2020.01~2023.12.

6. 国家自然科学基金面上项目：天然纳米矿物（纳米酶）促进潮间带产甲烷菌的抗氧化机制研究，2022.01-2025.12

7. 国家自然科学基金青年科学基金项目：土壤矿物表面催化 Fe(II) 氧化的动力学过程与成矿产物特征，2020.01~2022.12. 

代表性论文

滕辉(Hui Henry TENG) 教授 博导

1) Zhu, X.; Nordstrom, D. K.; McCleskey, R. B.; Wang, R.; Lu, X.; Li, S.; Teng, H. H., On the thermodynamics and kinetics of scorodite dissolution. Geochimica et Cosmochimica Acta 2019, 265, 468-477.

3) Zhu, J.; Xian, H.; Lin, X.; Tang, H.; Du, R.; Yang, Y.; Zhu, R.; Liang, X.; Wei, J.; Teng, H. H.; He, H., Surface structure-dependent pyrite oxidation in relatively dry and moist air: Implications for the reaction mechanism and sulfur evolution. Geochimica et Cosmochimica Acta 2018, 228, 259-274.

5) Xu, H.; Zhou, M.; Fang, Y.; Teng, H. H., Effect of mica and hematite (001) surfaces on the precipitation of calcite. Minerals 2018, 8, 17.

余光辉 教授 博导

1) Yu, G. H. (余光辉); Chi, Z. L.; Kappler, A.; Sun, F. S.; Liu, C. Q.; Teng, H.H.; Gadd, G. M., Fungal nanophase particles catalyze iron transformation for oxidative stress removal and iron acquisition. Current Biology, 2020, 30, 1-8.

2）Yu, G.H.(余光辉)*, Y. Kuzyakov*, 2021, Fenton chemistry and reactive oxygen species in soil: Abiotic mechanisms of biotic processes, controls and consequences for carbon and nutrient cycling, Earth-Science Reviews, 214: 103525. (ESI 高被引论文)

3) Yu, G. H.(余光辉); Chi, Z. L.; Teng, H. H.; Dong, H. L.; Kappler, A.; Gillings, M. R.; Polizzotto, M. L.; Liu, C. Q.; Zhu, Y. G., Fungus-initiated catalytic reactions at hyphal-mineral interfaces drive iron redox cycling and biomineralization. Geochimica et Cosmochimica Acta 2019, 260, 192-203.

4）Chi, Z.L., G.H. Yu(余光辉)*, H.H. Teng, H.G. Liu, J. Wang, C.Q. Liu, Q.R. Shen, G.M. Gadd, 2022, Molecular trade-offs between lattice oxygen and oxygen vacancy drive organic pollutant degradation in fungal biomineralized exoskeletons, Environmental Science & Technology, 56(12): 8132–8141.

5）常乐, 余光辉*, 刘丛强, 2023. 白腐真菌-磁铁矿协同降解二氯联苯的界面过程与机制. 中国科学:地球科学, 2023, 53: 10.1360/SSTe-2023-0058.

陈春梅 副教授 博导

1) Chen, C. M.; Hall, S. J.; Coward, E.; Thompson, A. R, Iron-mediated organic matter decomposition in humid soils can counteract protection. Nature Communications 2020, 11, 2255.

Geochimica et Cosmochimica Acta 2021, 292, 254-270.

3) Hua Ma, Pinya Wang, Aaron Thompson, Qiaorong Xie, Mengqiang Zhu, Henry H. Teng, Pingqing Fu, Congqiang Liu, ChunmeiChen*. Secondary Mineral Formation and Carbon Dynamics during FeS Oxidation in the Presence of Dissolved Organic Matter.Environmental Science & Technology 2022, 56, 19, 14120–14132.

4) Chunmei Chen*, Yanjun Dong, Aaron Thompson.Electron Transfer, Atom Exchange, and Transformation of Iron Minerals in Soils: The Influence of Soil Organic Matter. Environmental Science & Technology 2023, 57, 29, 10696–10707

1.    Li C., He P., Hao L.*(共同通讯作者), Lü F., Shao L.,Zhang H.*. Diverse acetate-oxidizing syntrophs contributing to biogasproduction from food waste in full-scale anaerobic digesters in China. RenewableEnergy, 2022, 193, 240-250.

2.    Hao L.* (共同通讯作者), Fan L., Chapleur O.,Guenne A., Bize A., Bureau C., Lü F., He P.*, Bouchez T.*, Mazéas L.*. Gradualdevelopment of ammonia-induced syntrophic acetate-oxidizing activities undermesophilic and thermophilic conditions quantitatively tracked using multipleisotopicapproaches. WaterResearch, 2021, 204, 117586.

3.    Hao L., Michaelsen T.Y., Singleton C.M.,Dottorini G.,Kirkegaard R.H.,Albertsen M., Nielsen P.H.,  Dueholm M.S.. Novel syntrophic bacteria in full-scale anaerobicdigesters revealed by genome-centric metatranscriptomics. The ISME Journal,2020, 14, 906–918.

4.    Hao L., Michaelsen T.Y., Singleton C.M.,Dottorini G.,Kirkegaard R.H.,Albertsen M., Nielsen P.H., Dueholm M.S.. Novel prosthecatebacteria from the candidate phylum Acetothermia. The ISME Journal,2018, 12(9), 2225–2237.

5.    Hao L., Bize A., Conteau D., Chapleur O., Courtois S., Kroff P., Quéméner E.D., Bouchez T., Mazéas L.. New insights into the keymicrobial phylotypes of anaerobic sludge digesters under different operationalconditions. Water Research. 2016, 102, 158–169. (IF 11.236, cited 69 times).

朱翔宇  副教授  硕导

[1] Zhu，Xiangyu.，Nordstrom, Kirk.， McCleskey，Blaine.，Wang, Rucheng.，Lu, XiancaiLu.，Li, Siliang.，Teng, H.，2019，On thethermodynamics and kinetics of scorodite dissolution，Geochimicaet Cosmochimica Acta，265：468-477.

[2] Zhu, Xiangyu., Nordstrom, Kirk.,McCleskey, Blaine., Wang, Rucheng and Lu, Xiancai.，2017，Thermodynamic properties in the Fe(II)-Fe(III)-As(V)-HClO4–H2O andFe(II)-Fe(III)-As(V)-HCl–H2O systems from 5 to 90 °C，Chemical Geology，460, 37-45.

[3] Zhu, Xiangyu., Nordstrom, KirK.,McCleskey, Blaine. and Wang, Rucheng.，2016，Ionic molal conductivities, activity coefficients, and dissociationconstants of HAsO42- and H2AsO4-from 5 to 90 °C and ionic strengths from 0.001 up to 3 mol/kg and applicationsin natural systems，Chemical Geology，441, 177-190.

张坚超  副教授  硕导

1) Zhang JC, SuJ, Ma C, Hu XY, Teng HH*. 2021. Periphytic Microbial Response to EnvironmentalPhosphate (P) Bioavailability and Its Relevance to P Management in PaddyFields. Applied and Environmental Microbiology. 87(20): e01201-21

2) Zhang JC,McKenna AM, Zhu MQ*. 2021. Macromolecular Characterization of CompoundSelectivity for Oxidation and Oxidative Alterations of Dissolved Organic Matterby Manganese Oxide. Environmental Science & Technology. 55, 11, 7741-7751

3) Zhang JC, HuA, Wang BR, Wei R，2019，Al(III)-bindingproperties at the molecular level of soil DOM subjected to long-term manuring，Journalof Soils and Sediments，19(3) 1099-11108.

4) Zhang JC, LuYH，2016，Conductive Fe3O4nanoparticles accelerate syntrophic methane production from butyrate oxidationin two different lake sediments，Frontiers inMicrobiology，7:1316.

5) 张坚超、徐镱钦、陆雅海，2015，陆地生态系统甲烷产生和氧化过程的微生物机理，生态学报，35 (20）: 6592-6603.

滕辉(Hui Henry TENG) 教授 博导

滕辉教授，本科毕业于南京大学，硕士毕业于美国天普大学，博士毕业于美国亚特兰大乔治亚理工学院。在全职回国工作之前，在美国乔治·华盛顿大学化学系担任终身教授、环境资源政策项目主任、绿色环境化学项目主任；是中国海外杰出青年学者研究基金（杰青B）获得者，美国国家科学基金会低温和地球生物项目主任。滕辉教授主要从事低温矿物界面地球化学的研究，研究方向主要包括：1）矿物溶解和风化及晶体生长的热力学和动力学；2）生物矿化作用和矿物/有机分子表面络合机制；3）地质微生物和生物-矿物界面反应机理。滕辉教授在包括Science、Nature、Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States ofAmerica (PNAS)、Geology、Geochimica et Cosmochimica Acta (GCA)等在内的国际知名学术期刊发表多篇文章，曾获美国矿物学家杂志年度最佳论文奖，文章总引用率达3000余次。此外，滕辉教授曾多次获得美国能源部（US DOE）、美国国家科学基金会（US NSF）、中国国家自然科学基金委、美国国家航空和宇宙航行局（NASA）和美国化学学会（American Chemical Society）的项目资助；作为会议召集人组织了多次国际学术会议；担任了多个国际学会会员，是Science和Nature等多个国际期刊的审稿人。

余光辉 教授 博导

余光辉教授，博导。主要从事土壤碳储存、矿物-微生物互作与界面过程、微界面污染物耦合降解机制等研究。获全国优秀博士学位论文提名，入选天津大学北洋学者长聘教授，先后赴美国北卡州立大学和俄勒冈州立大学访问。在Current Biology、Geochimica Et Cosmochimica Acta、Environmental Science & Technology、Earth-Science Reviews、Soil Biology & Biochemistry、中国科学：地球科学 等国内外期刊发表论文150余篇。论文被SCI总引用6000余次，H指数42，入选2021-2023年全球前2%顶尖科学家榜单。主持国家重点研发计划课题和国家自然科学联合基金重点等项目20余项。授权国家发明专利7项。主编专著2部，参编3部。担任Waste Management、Soil Use & Management、Journalof the Science of Food & Agriculture、农业环境科学学报、环境科学研究 等期刊副主编/编委。

陈春梅 副教授 博导

陈春梅副教授，国家优秀青年基金获得者。博士毕业于美国特拉华大学，之后在美国佐治亚大学从事博士后研究。研究领域为土壤生物地球化学，利用同步辐射、穆斯堡尔谱、高分辨质谱、稳定性同位素示踪、分子生物学技术等，联合控制实验及野外调查与监测， 研究气候变化与人为活动影响下土壤矿物、有机质以及污染物的交互作用机制、铁矿物的结构/演变及其生态环境效应、土壤碳生物地球化学循环等。主持国家自然科学基金优秀青年科学基金等、作为骨干参与国家自然科学基金重大研究计划、重大项目。在Nature communications, Environmental Science and Technology, Geochimica et Cosmochimica Acta等高影响力期刊发表论文30余篇。担任国际土壤学期刊Geoderma和Soil Science Society of America Journal副主编。

郝丽萍 副教授 硕导

郝丽萍副教授于同济大学环境科学与工程学院获得学士与博士学位，之后在丹麦奥尔堡大学微生物种群研究中心和法国国家农业与环境研究所进行了5年研究工作，师从环境微生物领域国际知名专家Per Halkjaer Nielsen教授。获评 “北洋学者英才计划” 长聘副教授后加入天津大学地球系统科学学院。主要研究方向包括：湿地等自然环境和厌氧消化反应器等人工生态系统中，细菌、古菌和病毒等微生物驱动的碳元素生物地球化学循环；甲烷等温室气体的形成与降解；微生物与环境因子的互作关系；有机废弃物的厌氧生物转化技术。擅长运用宏组学、分子探针和显微镜、同位素标记等技术，识别关键未培养物种和分析其生理生态特征。曾作为核心骨干参与三项欧洲重大基础研究项目，参与过防控新冠病毒的国家科技部、工程院应急攻关项目；目前主持国家自然科学基金、科技部国际合作交流项目、应用微生物国家重点实验室开放基金课题等多个项目。已在 The ISME Journal、EnvironmentalScience & Technology、Water Research 等国际知名期刊发表论文30篇，著有学术专著1部，获授权中国专利6项。长期担任 Environmental Science & Technology、WaterResearch 和Frontiers in Microbiology 等主流国际期刊的审稿人，为宏基因组与环境科学领域国际期刊iMeta青年编委。

朱翔宇  副教授  硕导

朱翔宇副教授，入选天津大学“北洋学者-青年骨干教师”。本硕博均毕业于南京大学，2014-2016年国家公派美国地质调查局访学交流。研究主要围绕砷污染展开，利用原子力显微镜AFM及同步辐射相关技术（XAFS，μ-XRF，SAXS等），从热力学和动力学角度定量研究矿物-微生物-水相互作用及相关表界面过程。目前的研究主要聚焦在铁砷酸盐矿物及钙砷酸盐矿物系统热力学及动力学参数测量及评估和砷矿物-微生物相互作用。以第一或通讯作者在Geochimica et Cosmochimica Acta和ChemicalGeogy等国内外著名期刊上发表论文多篇。

主持科技部基础资源调查专项子课题、国家自然科学基金、天津市自然科学基金项目等6项，作为主要骨干参与国家自然科学基金重点项目、国际（地区）合作与交流项目等。

张坚超  副教授  硕导

张坚超副教授，入选天津大学“北洋学者-青年骨干教师”。2014年于南京农业大学取得博士学位，在北京大学从事博士后研究，先后赴奥地利维也纳大学和美国怀俄明大学开展访问学者工作。利用细胞可视化成像及高分辨质谱等分析技术在矿物-有机碳耦合及微生物-矿物相互作用方向进行系统研究，已在Environmental Science & Technology和Appliedand Environmental Microbiology等国内外期刊上发表论文十余篇，并参编专著一部。国家重点研发计划项目子课题负责人，主持国家自然基金面上项目及青年项目，并参与多项国家自然基金重点项目。

旨在培养具有系统科学思维的地理学、环境学、生态学和土壤学等研究领域的优秀科研人才及新一代学科带头人，为理解表层地球系统、关键带科学及区域生态环境保护和可持续发展贡献力量。研究生培养以学习掌握科学思路和方法为导向，通过发现问题和解决问题的具体过程及实际动手操作，使学生在学习中成长，逐步走向科学前沿。导师团汇聚了一支国际化的、高水平的研究队伍，形成了以土壤圈矿物界面过程和物质循环为研究目标的研究团队，与英国、美国、澳大利亚等多个研究团队建立了良好的交流合作关系，为学生交流访问提供广阔的国际空间。