研究方向·Research Directions
1. 矿山生态风险评价与修复方向
Mine Ecological Risk Evaluation and Restoration
Ø 基于地统计学方法模拟煤矿沉陷区土壤质量演变；
Ø 采煤沉陷区地表生态系统演变与质量评价；
Ø 采煤沉陷区微地形地貌整塑技术；
Ø 采煤沉陷区多要素一体化修复技术。
2. 土壤与地下水修复方向
Soil and Groundwater Remediation
Ø 采煤沉陷区土壤水养迁移与分布规律解析；
Ø 西北地区土壤重构与表层土壤改良；
Ø 土壤水盐迁移与汇聚机理解析；
Ø 土壤中污染物迁移与分布模拟；
Ø 基于三维荧光等方法的煤矿地下水库水-岩作用规律解析。
3. 煤基固废生态处置方向
Eco-disposal of Coal-based Solid Waste
Ø 煤基固废生态环境风险评估；
Ø 煤基仿生土制备技术。
4. 咨询方向
Consultation
Ø 能源企业碳减排核算及低碳路径设计；
Ø 能源企业生态环境风险隐患排查。
招生·Recruitment
课题组致力于矿山生态修复、煤基固废生态利用、土壤与地下水环境修复等领域研究，通过在煤基固废综合利用技术、污染土壤的综合生物毒性精准表征方法、研究矿井水污染物成因机制、采煤沉陷地表生态环境损害机制等方面的探索，为生态环境监测及污染治理提供理论支撑和技术手段。
The group is committed to research in the fields of mine ecological restoration, coal-based solid waste ecological utilization, soil and groundwater environmental restoration, etc. Through research on comprehensive utilization technology of coal-based solid waste, comprehensive biological toxicity accurate characterization method of contaminated soil, research on the causal mechanism of mine water pollutants and damage mechanism of coal mining subsidence surface ecological environment, etc., to provide theoretical support and technical means for ecological environment monitoring and pollution management.
热烈欢迎对我们小组感兴趣的志同道合者加入!
We warmly welcome like-minded people who are interested in our group to join!
E-mail：zhangkai@cumtb.edu.cn
Tel/Fax：010-62339810
PS:联系时请附上个人简历！！！
Please attach your resume when contacting！！！
课题组简介·Introduction to the Scientific Research Group
张凯·Kai Zhang
获中国煤炭学会煤炭青年科技奖（2022）、中国能源研究会能源创新奖优秀青年能源科技工作者（2022）、新疆自治区天池百人计划学者（2020）、澳门新葡萄8883官（北京）越崎青年学者（2019）。
学习经历：
2014/09-2018/01，澳门新葡萄8883官（北京），环境工程，博士学位
2007/09-2009/07, 澳门新葡萄8883官（北京），环境工程，硕士学位
2003/09-2007/07，澳门新葡萄8883官（北京），环境工程，学士学位
工作经历：
2023/07-今，澳门新葡萄8883官（北京），教授/博导
2019/07-2023/07，澳门新葡萄8883官（北京），副教授/博导
2018/07-2019/07，澳门新葡萄8883官（北京），副教授/硕导
2011/07-2018/07，澳门新葡萄8883官（北京），讲师
2009/07-2011/07，澳门新葡萄8883官（北京），助教
其中，2016/07-2017/07，神华集团（现国家能源集团）环保部，任副处级业务经理（挂职）
学术兼职：
Ø 生态环境保护部长江生态环境保护修复驻点专家
Ø 科技部国家重点研发计划重点专项绩效评估专家
Ø 北京市土壤污染防治专家库专家
Ø 中国环境科学学会消费与生产专业委员会委员
Ø 自然资源部生态地球化学重点实验室学术委员会委员（国家地质实验测试中心）
Ø 《煤炭学报》、《Chinese Chemical Letters》、《洁净煤技术》、《煤质技术》、《水文地质工程地质》青年编委
科研组：
1.煤基固废生态处置组·Coal-based Solid Waste Ecological Disposal Group
在煤基固废浆体仿生土材料的研究是以煤基大宗固废为材料制备的浆体仿生土功能材料，探索具备良好力学性能、阻燃性能、重金属固化性能的煤矸石处置技术并应用于采煤沉陷区复垦。在生态回填防渗材料的研究是以高分子聚合物及煤基固废作为改性材料，制备防渗材料和环境友好型土壤基质，开发具有保水保肥和结构重构的排矸场表土复垦技术。
2.土壤重构组·Soil Reconstruction Group
依托国家重点研发计划和新疆自治区柔性人才引进开展研究，主要内容包括西部干旱区煤基固废资源化生态利用，研发煤基固废材料综合利用与煤炭基地土壤生态修复协同处置利用技术，开展煤基固废资源化利用经济效益评价和标准体系构建。依托国家自然科学基金（面上项目）和新疆自治区重点研发计划开展研究，主要内容包括污染土壤毒性检测，精准表征复合污染土壤的生物毒性；研究矿井水污染物成因机制，揭示多场耦合下污染物成因机制。
3.生态监测组·Ecological Monitoring Group
主要从事生态环境监测与治理方面的研究工作，包括采煤沉陷区生态环境质量时空演变特征分析、采煤沉陷地表生态环境损害机制研究、微地形土壤水养空间变异特征及重塑技术研究、矿井水长期灌溉下环境效应研究等，主要研究方法包括三维克里格空间插值模拟、CT扫描与土壤孔隙结构三维重建技术等。
课题·PROJECT
在研纵向课题：
1.2022-2025/磁性纳米细菌传感器研制及其与复合污染土壤作用机理研究/国家自然科学基金（面上项目）/56万元
2.2022-2026/西部干旱区煤能源基地煤基固废与伴生矿物资源化利用技术/国家重点研发计划专项/60万元
3.2022-2026/典型矿区矿井水形成、特征及污染成因机制研究/自治区重点研发计划项目/40万元
4.2021-2024/2020年新疆自治区高层次人才引进工程（天池百人柔性人才）/新疆资质区人社厅/30万元
在研横向课题（200万以上）：
1.2021-2024/神东煤炭西部典型生态脆弱区煤矿山水林田湖草一体化生态系统修复研究与工程示范/企业委托/1907.51万元
2.2022-2025/煤基大宗固废生态综合利用技术研发与示范/企业委托/1848.04万元
3.2022-2025/基于无害化的煤矸石土地整治与复垦技术研究与工程示范/企业委托/1754.76万元
4.2022-2024/新疆化工煤制聚烯烃气化渣标准创建及处置利用/企业委托/474.57万元
5.2021-2023/矿井水生态灌溉技术及应用标准研究/企业委托/247.7万元
6.2019-2023/矿井水废水零排放技术研发/企业委托/232万元
7.2019-2023/煤化工废水零排放技术研发/企业委托/220万元
已结课题40余项（省部级及40万以上）：
1.2019-2021/长江支流岷沱江片区生态环境保护技术与方案/中华人民共和国生态环境部
2.2019-2021/内江市长江生态环境保护修护综合解决方案研究/中华人民共和国生态环境部
3.2018-2021/煤矿水文-地质-环境-生态智能监测技术/国家重点研发计划
4.2019-2020/具有输出潜力的能源化工成套技术清单编制/中国工程院重大咨询项目
5.2014-2018/煤中有害元素环境影响综合评价和预警指标体系/国家“973”课题
6.2015-2017/燃煤区域土壤中氟、砷的积累及其环境特征研究/贵州省科学技术厅和贵州工程应用技术学院科学技术联合基金项目
7.2017-2019/基于长期水岩作用的矿井水净化过程中溶解性有机物变化特征及其与金属离子相互作用/煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室开放基金
8.2020-2022/干旱生态脆弱区煤炭基地生态修复与保护研究-露天排土场生态重构技术/国家能源集团2030重大项目先导项目/100万元
9.2018-2019/神华新疆能源公司露天煤矿绿色矿山建设规划（含生态恢复治理规划）/企业委托/65万元
10.2019-2021/环保企业高新技术支持与服务/企业委托/51.2万元
11.2020.05-2020.08/“露天矿土地复垦监测技术规程”和“采矿沉陷区生态修复技术规范”行业标准编制与发布/企业委托/47.6万元
12.2021-2022/煤矿沉陷土壤质量评价与提升/企业委托/47万元
13.2020-2021/典型煤化工与煤炭企业固废处置现状研究技术调研/企业委托/46万元
14.2020.05-2020.08/“矿山环境风险预控管理工程”和“煤化工企业土壤污染隐患排查技术规程”行业标准编制与发布/企业委托/45.6万元
15.2020-2021/《采矿沉陷区生态修复技术规程》国家标准编制与发布/企业委托/43.8万元
科研成果·SCIENTIFIC RESEARCH ACHIEVEMENTS
代表性学术论文·Academic Papers（First&Corresponding Author）
1.Kai Zhang※, Ju Gao,Dongpo Men, et al. Insight into the heavy metal binding properties of dissolved organic matter in mine water affected by water-rock interaction of coal seam goaf[J]. Chemosphere, 2021, 265, 129134.
2.Xingtong Wu, Kai Zhang※, Qibao Wang, et al. Analysis of carbon emission drivers of secondary industries in Energy “Golden Triangle” area based on LMDI and two‑dimensional decoupling model[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2022.
3.Kai Zhang※, Shuhao Liu, Sidi Wang, Mingyue Zhao, Jianli Jia. Health risk assessment and distribution of VOCs during excavation processes for the remediation of contaminated sites[J]. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal, 2019, 25(8) : 2073-2088.
4. Kai Zhang,* Xu Deng, Ju Gao, Shuyu Liu, et al. Insight into the process and mechanism of water −rock interaction in underground coal mine reservoirs based on indoor static simulation experiments[J]. ACS Omega, 2022, 7, 36387−36402.
5.Kai Zhang※, Kang Yang, Xingtong Wu, et al. Effects of underground coal mining on soil spatial water content distribution and plant growth type in northwest China[J]. ACS Omega, 2022, 7(22), 18688-18698.
6.LiuShuyu, Zhang Kai*, Gao Ju, et al.Research on temporal patterns of water-rock interaction in the coal mine underground reservoir based on the dynamic simulation tests[J/OL]. ACS omega, 2023.
7.Kai Zhang※, Shunjie Wang, Shuyu Liu, et al. Water environment quality evaluation and pollutant source analysis in Tuojiang river basin, China[J]. Sustainability, 2022, 14(15), 9219.
8.Zhang K, Liu M, Song X, Wang D. Application of Luminescent Bacteria Bioassay in the Detection of Pollutants in Soil. Sustainability. 2023; 15(9):7351.
9.Kai Zhang, Huifang Li, Zhiguo Cao, Ziyue shi, Jing Liu※. Human health risk assessment and risk source analysis of arsenic in soil from a coal chemical plant in Northwest China[J]." Journal of Soils and Sediments, 2019, 19(6) : 2785-2794.
10.Kai Zhang, Changdi Qiang, Jing Liu※. Spatial distribution characteristics of heavy metals in the soil of coal chemical industrial areas[J]. Journal of Soils and Sediments,2018, 18(5) : 2044-2052.
11.Kai Zhang※, Xinhui Zheng, Huifang Li, et al. Human health risk assessment and early warning of heavy metal pollution in soil of a coal chemical plant in northwest China[J]. Soil & sediment contamination, 2020, 29(5): 481-502.
12.Kai Zhang※, Xiaonan Li, Xinhui Zheng, et al. Human health risk assessment and spatial distribution of fluoride from shallow groundwater in a region of southwest China[J]. Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua, 2020, 69(7): 733-747.
13.Kai Zhang※, XiaoNan Li, ZhenYu Song, et al.Human health risk distribution and safety threshold of cadmium in soil of coal chemical industry area[J].Minerals, 2021, 11(7) : 678-678.
14.Kai Zhang, Jiajun Yang,Yiying Wang,Yu Xia※,Shuhao Liu,Rixin Zhang. All-Region human health risk assessment of Cr(VI) in a coal chemical plant based on kriging[J]. Polish Journal of Environmental Studies, 2020, 29(1), 429-439.
15.Kai Zhang※, Lu Bai, et al. Field Measurement and numerical modelling study on mining-induced subsidence in a typical underground mining area of northwestern China[J]. Advances in Civil Engineering, 2021. 2021.
16.Kai Zhang※, Wei Yang, Zong Shuang, et al. Synthesis of single crystalline spinel LiMn2O4 nanorods for a lithium ion battery[J]. International Journal of Electrochemical Science, 2014, 9(9): 5280-5288.
17.Kai Zhang, Maoguan Hu, Yuhua Li, Jiajun Yang, Jianli Jia※. Effects of abiotic factors on microbial characteristics of petroleum contaminated soils in northern China[J]. Journal of Residuals Science & Technology, 2016, 13(4) : 317-324.
18.Lu Bai, Yajing Wang, Kai Zhang※, et al. Spatial variability of soil moisture in a mining subsidence area of northwest China[J]. International Journal of Coal Science & Technology, 2022, 9(1).
19.张凯,刘舒予,曹志国等.煤矿地下水库水岩作用时间规律模拟试验研究[J].煤田地质与勘探,2023,51(03):54-64.
20.张凯※,王雅静,赵茜阳,等.我国典型煤化工技术潜在出口能力评价[J].煤炭科学技术, 2022, 50(06) : 313-320.
21.Kai Zhang※,Huifang Li, Jiaming Han, et al. Understanding of mineral change mechanisms in coal mine groundwater reservoir and their influences on effluent water quality: a experimental study[J]. International Journal of Coal Science & Technology, 2021, 8(1) : 14, 154-167.
22.张凯※, 高举, 蒋斌斌,等. 煤矿地下水库水-岩相互作用机理实验研究[J]. 煤炭学报, 2019, 44(12) : 3760-3772.
23.Kai Zhang, Jiajun Yang, Yuning Ji, Yu Xia※. Spatiotemporal simulation and predication of heavy metal(loid) concentrations in coal chemical industrial areas with a soil environmental capacity model[J]. International Journal of Coal Science and Technology, 2018, 5(4) : 508-518.
24.张凯※, 强长棣, 刘舒豪,等. 我国西北某煤化工区土壤Pb健康风险评价及其风险空间分布[J]. 矿业科学学报, 2018, 3(03) : 299-306.
25.张凯※, 杨佳俊, 白璐,等. 中国西北某煤化工区土壤中重金属污染特征及其源解析[J]. 矿业科学学报, 2017, 2(02) : 191-198.
26.张凯※,王顺洁,高霞等. 煤炭开采下神东矿区土壤含水率的空间变异特征及其与土质和植被的响应关系[J], 天津师范大学学报(自然科学版), 2022,42(06):53-61.
27.张凯※,暴凯凯,熊珍玉等. 磁性纳米细菌传感器表征污染土壤生物毒性的教学实验设计[J].实验技术与管理, 2022, 39(03) : 209-213.
28.张凯※, 郑新辉,李晓楠,等.我国西南某区域地下水污染评价及其污染源解析[J].河南师范大学学报(自然科学版), 2020, 48(05) : 64-73.
29.张凯※, 刘舒予,向杉,等.现代煤化工企业VOCs排放源项解析及排放量核算[J].洁净煤技术, 2019, 25(06), 10-18.
30.张凯※,陈健,贾建丽. 生物传感细胞ADP1＿pWHlux表征水中污染物急性毒性的实验设计[J]. 实验技术与管理, 2019, 36(02) : 85-88.
31.张凯※,刘舒豪,张日新,等.免烧法煤气化粗渣制备陶粒工艺及其性能研究[J].煤炭科学技术, 2018, 46(10) : 222-227.
编制标准·Standards
1.《采矿沉陷区生态修复技术规程》GB/T 42251-2022，排名：2
2.《煤化工企业土壤污染隐患排查管理规程》NB/T 10749-2021，排名：1
3.《露天煤矿土地复垦质量监测技术规程》NB/T 10532-2021，排名：2
4.《采煤沉陷区治理技术规范》NB/T 10533-2021，排名：4
5.《煤矿环境隐患排查与风险预控管理规程》NB/T 10748-2021，排名：2
6.《井工煤矿采动土地损毁监测技术规程》NB/T 11256—2023，排名：3
7.《井工煤矿土地复垦质量监测技术规程》NB/T 11259—2023，排名：3
专利·Patents
1. 用于土壤的齿辊式破碎机，ZL 2022 1 0626837.1
2.非均相Fenton反应器，ZL 2021 2 0519518.1
3.用于含酚污水处理的转盘萃取塔，ZL 2020 1 0477569.2
4.一种可提高挂膜量的生物转盘盘片，ZL 2020 2 0626520.4
5.转盘萃取塔，ZL 2020 2 0952652.6
6.一种矿井水提标治理系统，ZL 2019 2 0832719.X
7.一种可计量式磁种自动投加控制系统，ZL 2018 2 0328920.X
8.一种煤气化粗渣免烧材料的生产系统，ZL 2017 2 0637459.1
9.一种煤气化粗渣免烧材料及其制备方法，201710406455.7
10.一种无动力净水冲厕装置，201320383397.8
专著及教材·Book &Book Chapters
1.《煤炭清洁低碳转型导论》，中国科学技术出版社，2022.
2.《能源革命推动能源富集地区绿色发展》，科学出版社，2021.
3.《煤制油废水处理技术及工程实例》，化学工业出版社，2019.
4.《气体分析》，化学工业出版社，2016.
5.《环境影响评价》，煤炭工业出版社，2015.
6.《环境土壤学》（第二版），化学工业出版，2014.
成果获奖·Awards
1.中国煤炭工业协会，“安全绿色智能三位一体大型储煤系统技术研究与工程应用”，中国煤炭工业协会科学技术奖三等奖，2021
2.中华环保联合会，“可持续煤矿矿井水空间联动处理关键技术与装备”，中华环保联合会科学技术奖二等奖，2021
3.中国循环经济协会，“矿山废水绿色处理与资源化关键技术及产业化应用”，中国循环经济协会科学技术奖一等奖，2020
4.煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室，“基于长期水岩作用的矿井水净化过程中溶解性有机物变化特征及其与金属离子相互作用”，2016年重点实验室开放基金优秀课题奖，2020
5.中国能源研究会，“安全绿色智能三位一体大型储煤系统技术研究与工程应用”，中国能源研究会能源创新奖三等奖，2020
教学·TEACHING
课程·Courses
本科生教学·For Undergraduate
Ø 地下水污染控制·Groundwater pollution control
Ø 环境工程CAD·Environmental Engineering CAD
研究生教学·For Graduate
Ø 污染土壤修复原理与技术·Principles and Technologies of Contaminated Soil Remediation
Ø 环境科学与工程研究进展·Advances in Environmental Science and Engineering Research
导师荣誉·Honors for Mentors
1.“生物传感细胞ADP1＿pWHlux表征水中污染物急性毒性的教学实验设计”，全国煤炭行业教学成果奖二等奖，中国煤炭教育协会，2020.
2.优秀教学质量奖一等奖，澳门新葡萄8883官（北京），2022.
3.优秀本科生全程导师奖，澳门新葡萄8883官（北京），2018.
4.优秀教学质量奖二等奖，澳门新葡萄8883官（北京），2017.
5.全国高校环境类专业本科生优秀毕业设计指导教师，中国环境科学学会，2019.
6.第十届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛指导教师，全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛委员会，2017.
7.第二届北京大学生节能节水低碳减排社会实践与科技竞赛优秀指导教师，北京市教育委员会，2020.
8.北京市普通高校优秀本科毕业设计（论文）优秀指导教师，北京市教育委员会，2019.
9.北京高等学校高水平人才交叉培养“实培计划”成果认定指导教师，北京市教育委员会，2019.
10.第九届“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛优秀指导教师，北京市教育委员会，2017.
11.北京高校青年教师社会调研一等奖，中共北京市委教育工作委员会，2016.
12.优秀“大学生创新训练项目”优秀指导教师奖，澳门新葡萄8883官（北京），2019.
13.优秀本科毕业论文指导教师、芬雷基金优秀教师、优秀指导员、优秀共产党员、优秀辅导员、就业工作先进个人.
成员荣誉·Honors for Members
课题组研究生近三年共获国家奖学金3项，本科生共获得国家励志奖学金2项，一等奖学金2项，二等奖学金4项，三等奖学金10项。课题组指导本科生毕业设计获得全国高校环境类专业本科生优秀毕业设计1项，北京市优秀本科毕业设计2项，校级优秀毕业设计8项；指导大学生创新创业国家级（规划项目）1项，省部级（重点项目）2项；指导学生参加社会实践，获得大学生暑期社会实践优秀团队及大学生暑期社会实践优秀报告奖励6项（省部级6项，校级8项）。所带的35位本科毕业生中，获得保研资格 6人，考取研究生18人，在煤炭环保主体行业就业10人，2人获得国家励志奖学金，2人获得北京市优秀毕业生，4人获得校级优秀毕业生。课题组指导本科生在全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛中获得二等奖1项（2017年），三等奖2项（2021年、2022年），北京市大学生节能节水低碳减排社会实践与科技竞赛特等奖1项（2020年），三等奖1项（2021 年），在北京市“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛一等奖1项（2021年），在北京市大学生创新创业大赛获得三等奖1项（2021年）。