蔡冬清研究員

環(huán)科系主任、中科院盧嘉錫青年人才獎(jiǎng)獲得者、全國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工程實(shí)驗(yàn)室副主任、東華大學(xué)土壤修復(fù)與固廢資源化研究所所長(zhǎng)、中科院青促會(huì)會(huì)員、教育部鄉(xiāng)村振興專家、上海市海聚英才、上海高校高峰高原學(xué)科建設(shè)人才、科技部三區(qū)人才。培養(yǎng)研究生20余名，主講研究生及本科生《環(huán)境科學(xué)前沿》課程。發(fā)明了化肥控失技術(shù)、農(nóng)藥控失技術(shù)、鹽堿地修復(fù)技術(shù)、重金屬修復(fù)技術(shù)及快速腐熟技術(shù)并全部實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，累計(jì)推廣3億畝，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益300億元以上。累計(jì)主持國(guó)家自然科學(xué)基金、安徽省科技攻關(guān)、中科院STS等項(xiàng)目10余項(xiàng)。以第一或通訊作者在ACS Nano等國(guó)際主流期刊上發(fā)表SCI文章40余篇；獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利56項(xiàng)（第一發(fā)明人20項(xiàng)），轉(zhuǎn)化5項(xiàng)；參與制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。

研究方向：

1. 固廢資源化與土壤修復(fù)

2. 緩釋肥料/農(nóng)藥

榮譽(yù)及獲獎(jiǎng)情況：

2015年中科院盧嘉錫青年人才獎(jiǎng)；

2015年入選為中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)會(huì)員；

2019年中國(guó)科學(xué)院科技促進(jìn)發(fā)展一等獎(jiǎng)（第2完成人）；

2014年中國(guó)科學(xué)院科技促進(jìn)發(fā)展獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（第2完成人）；

2016年安徽省省院共建獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（第2完成人）；

2022年第八屆中國(guó)大學(xué)生互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽上海賽區(qū)銀獎(jiǎng)，有機(jī)固廢1小時(shí)腐熟制備酸土修復(fù)型有機(jī)肥，指導(dǎo)教師 (1/4)；

2022年全國(guó)顛覆性技術(shù)總決賽優(yōu)秀獎(jiǎng)，有機(jī)固廢1小時(shí)納米腐熟技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用（1/4）

2022年濰坊市國(guó)際創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎(jiǎng)，有機(jī)固廢1小時(shí)腐熟制備酸土修復(fù)型有機(jī)肥（1/4）

2018年寧夏科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)（第3完成人）；

2018年全國(guó)納米之星創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽3等獎(jiǎng)；

2018年中科院青促會(huì)學(xué)科交叉與創(chuàng)新獎(jiǎng)；

2016年被評(píng)為安徽省青年崗位能手；

2015年安徽省省院共建獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)；

近年來(lái)承擔(dān)的主要科研項(xiàng)目：

1）主持，國(guó)家自然科學(xué)青年基金，輻照引發(fā)的凹凸棒土納米網(wǎng)絡(luò)控制吡啶類農(nóng)藥分子遷移的作用機(jī)理研究（21407151），25萬(wàn)，20150101-20171231。

2）主持，中科院STS項(xiàng)目，廣西甘蔗先進(jìn)種植和監(jiān)管技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用(KFJ-STS-QYZD-199)，100萬(wàn)元，2020.1-2022.12。

3) 主持, 廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，農(nóng)藥控失與病蟲害綠色防控技術(shù)研發(fā)升級(jí)(2020B0202010005—3) ，140萬(wàn)元，2020.04—2023.12。

4）主持，中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)，2015385，60萬(wàn)，201501-201812。

5）主持，寧夏重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，新型納米控失農(nóng)藥創(chuàng)制及病蟲害綠色防控技術(shù)研究與示范（課題），110萬(wàn)元，2018.7.1-2020.12.30。

6) 主持，中科院STS項(xiàng)目（重大突破）（KFJ-STS-ZDTP-054），砂姜黑土區(qū)糧食生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與示范，60萬(wàn)，2019.1.1-2020.6.30。

7) 主持，中科院STS項(xiàng)目課題，黃淮南片中低產(chǎn)田改良與產(chǎn)能提升科技示范(KFJ-STS-ZDTP-002)，50萬(wàn)元，20170101-201806030。

8) 主持，中科院重點(diǎn)部署項(xiàng)目，皖北高效秸稈還田技術(shù)示范（KFZD-SW-105），90萬(wàn)元，20160101-20161231.

9) 主持，中科院STS項(xiàng)目課題，新型生物農(nóng)藥與增效肥料研制及應(yīng)用(KFJ-SW-STS-143) ，110萬(wàn)，20160101-20171230。

10) 主持，安徽省科技攻關(guān)項(xiàng)目，同位素示蹤控失尿素氮流失特性及代謝過(guò)程研究（1206c0805014），30萬(wàn)，2012.1-2014.12。

近年來(lái)發(fā)表的代表性論著、專利：

論文

1）Dongqing Cai, Xia Yao, Qingchuan Wu, Jinghong Ye, Jing Zhang, Minxue Guo, He Xu, Dongfang Wang, Gel-based nanocomposite using persulfate-activated bread crumbs for fulvic acid release and Pb(II) removal, Chemical Engineering Journal, 2022, 46, 137002. (中科院1區(qū), JCR1區(qū), IF 16.744)

2）Pengqi Yang, Chaowen Chen, Dongfang Wang, Huan Ma, Yue Du, Dongqing Cai*, Xin Zhang,*, Zhengyan Wu,* Kinetics, reaction pathways, and mechanism investigation for improved environmental remediation by 0D/3D CdTe/Bi2WO6 Z-scheme catalyst, Applied Catalysis B: Environmental, 2021, 285, 119877. (*Co-corresponding author) (中科院1區(qū), IF 24.319)

3）Xiao Sun, Ruohong Du, Li Zhang, Guilong Zhang, Xiaojia Zheng, Junchao Qian, Xiaohe Tian, Jiewen Zhou, Jiacai He, Yuanyin Wang, Yiqun Wu, Kai Zhong, Dongqing Cai*, Duohong Zou*, Zhengyan Wu*, A pH-responsive yolk-like nanoplatform for tumor targeted dual-mode magnetic resonance imaging and chemotherapy, ACS Nano, 2017, 11, 7049−7059. (*Co-corresponding author) (中科院1區(qū), JCR1區(qū), IF18.027, 總引38次, 他引29次)

4）Chaowen Chen, Guilong Zhang, Zhangyu Dai, Yubin Xiang, Bin Liu, Po Bian, Kang Zheng*, Zhengyan Wu*, Dongqing Cai*, Fabrication of light-responsively controlled-release herbicide using a nanocomposite, Chemical Engineering Journal, 2018, 349, 101-110. (*Co-corresponding author) (中科院1區(qū), JCR1區(qū), IF 16.744)

5）Yubin Xiang, Guilong Zhang, Yu Chi, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Fabrication of a controllable nanopesticide system with magnetic collectability, Chemical Engineering Journal, 2017, 328, 320–330. (*Co-corresponding author) (中科院1區(qū), JCR1區(qū), IF 16.744)

6）Linglin Zhou, Rongrong Li, Guilong Zhang, Dongfang Wang, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Zero-valent iron nanoparticles supported by functionalized waste rock wool for efficient removal of hexavalent chromium, Chemical Engineering Journal, 2018, 339, 85-96. (*Co-corresponding author) (中科院1區(qū), JCR1區(qū), IF 16.744, 總引14次, 他引13次)

7）Linglin Zhou, Guilong Zhang, Min Wang, Dongfang Wang, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Efficient removal of hexavalent chromium from water and soil using magnetic ceramsite coated by functionalized nano carbon spheres, Chemical Engineering Journal, 2018, 334, 400-409.(*Co-corresponding author) (中科院1區(qū), JCR1區(qū), IF 16.744, 總引21次, 他引19次)

8）Lulu He, Min Wang, Guilong Zhang, Guannan Qiu, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Xin Zhang*, Remediation of Cr(VI) contaminated soil using long-duration sodium thiosulfate supported by micro-nano networks, Journal of Hazardous Materials, 2015, 294, 64–69. (*Co-corresponding author) (中科院1區(qū), JCR1區(qū), IF 14.224)

9）Jing Zhang, Guilong Zhang, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Immediate remediation of heavy metal (Cr(VI)) contaminated soil by high energy electron beam irradiation, Journal of Hazardous Materials, 2015, 285, 208-211. (*Co-corresponding author) (中科院1區(qū), JCR1區(qū), IF 14.224)

10) Jing Zhang, Guilong Zhang, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Immediate remediation of heavy metal (Cr(VI)) contaminated soil by high energy electron beam irradiation, Journal of Hazardous Materials, 2015, 285, 208-211. (*Co-corresponding author) (中科院1區(qū), JCR1區(qū), IF 14.224)

11) Guilong Zhang, Linglin Zhou, Dongqing Cai*, Zhengyan Wu*, Anion-responsive carbon nanosystem for controlling selenium fertilizer release and improving selenium utilization efficiency in vegetables, Carbon, 2018, 129, 711-719. (中科院1區(qū), JCR1區(qū), IF 11.307)

專利

1、蔡冬清、王冬芳、吳正巖、宋新山，一種酸性土壤修復(fù)劑及其制備和應(yīng)用，CN 110819357 B（公布號(hào)），ZL 2019 1 1086731.1（專利號(hào)），20191108（申請(qǐng)日），20210105（授權(quán)日）。

2、蔡冬清、吳正巖、高玉潔，一種酸性土壤修復(fù)劑及其制備方法和應(yīng)用，ZL201910634378.X（專利號(hào)），20190715（申請(qǐng)日），20210625（授權(quán)日），CN110257080B（公告號(hào)）。

3、蔡冬清、王冬芳、吳正巖、仲乃琴、宗志強(qiáng)、葉靜宏、張小江，一種磁性農(nóng)藥控失劑、制備方法及應(yīng)用，ZL202010093994.1（專利號(hào)），20200214（申請(qǐng)日），20210504（授權(quán)日），CN111165486B（公告號(hào)）。

4、王冬芳, 蔡冬清, 吳正巖, 仲乃琴, 吳慶川, 宗志強(qiáng), 葉靜宏, 張小江，一種農(nóng)藥保持劑及其制備方法，ZL201911347115.7，CN201911347115.7（受理號(hào)），20191224（申請(qǐng)日），2021.6.3（授權(quán)日）。

5、蔡冬清、王冬芳、張小江、宗志強(qiáng)、葉靜宏，一種緩釋型有機(jī)無(wú)機(jī)包膜復(fù)混肥及其制備方法，20200109（申請(qǐng)日）,20210820（授權(quán)日）,ZL202010020815.1（專利號(hào)），CN111187111B（公告號(hào)）。

6. 蔡冬清，王冬芳，張小江，葉靜宏，宗志強(qiáng)，一種緩釋炭基小分子肥及其制備方法，ZL201911344154.1（專利號(hào)），20191224（申請(qǐng)日），20210820（授權(quán)日），CN111072424B（公告號(hào)）。

7. 蔡冬清、王冬芳、李若晗、吳慶川、田登峰、許賀，一種污泥快速轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)土的制備方法，ZL202111194236.X（專利號(hào)），20211013（申請(qǐng)日），20220927（授權(quán)日），CN113880637B（公告號(hào)）。

主要學(xué)術(shù)兼職：

全國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工程實(shí)驗(yàn)室副主任、東華大學(xué)土壤修復(fù)與固廢資源化研究所所長(zhǎng)、中科院青促會(huì)會(huì)員、教育部鄉(xiāng)村振興專家、上海市海聚英才、上海高校高峰高原學(xué)科建設(shè)人才、科技部三區(qū)人才。

國(guó)際交流與合作：

主要產(chǎn)業(yè)化成果：深耕土壤修復(fù)與固廢資源化研究方向，原創(chuàng)研發(fā)出快速腐熟劑、化肥控失劑、農(nóng)藥控失劑、土壤重金屬修復(fù)劑和鹽堿地修復(fù)劑5項(xiàng)技術(shù)，并全部實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，累計(jì)推廣3億畝以上，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益300億元以上。

1）快速腐熟技術(shù)：我國(guó)每年產(chǎn)生約40億噸畜禽糞污和1.2億噸餐廚垃圾，其堆肥存在周期長(zhǎng)（30-60天）、四大害（細(xì)菌、激素、抗生素、重金屬）、肥效低、碳排高、占地大、起熱難六大問(wèn)題，成為制約我國(guó)雙碳計(jì)劃和鄉(xiāng)村振興兩大戰(zhàn)略的卡脖子問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題，蔡冬清團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東/廣西/內(nèi)蒙/安徽/寧夏重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院STS等項(xiàng)目支持下，經(jīng)過(guò)3年科技攻關(guān)，從0到1原創(chuàng)研發(fā)出1小時(shí)納米腐熟劑，提出獨(dú)特的分子剪切效應(yīng)和快速腐熟理論，可在1小時(shí)內(nèi)將畜禽糞污、餐廚垃圾等有機(jī)固廢腐熟成高活性有機(jī)肥。與傳統(tǒng)堆肥相比，該技術(shù)的顛覆性在于：1）將腐熟周期從30天縮至1小時(shí)（效率提高720倍）；2）幾乎100%無(wú)害化，有效消除四大害；3）肥效顯著高于傳統(tǒng)有機(jī)肥：該產(chǎn)品符合有機(jī)肥最新行標(biāo)NY525-2021，黃腐酸含量高達(dá)3-6%（傳統(tǒng)有機(jī)肥約1%），較傳統(tǒng)有機(jī)肥增產(chǎn)15-50%。同時(shí)可節(jié)約場(chǎng)地和用工70%，減碳30%以上。該技術(shù)已獲4項(xiàng)發(fā)明專利，授權(quán)安徽豐原集團(tuán)（上市企業(yè)）、濰坊助農(nóng)旺生物科技有限公司、浙江嘉力生物技術(shù)開發(fā)有限公司3家公司使用，已建成20萬(wàn)噸級(jí)有機(jī)肥生產(chǎn)線，推廣10萬(wàn)余畝。該成果獲2022年全國(guó)顛覆性技術(shù)總決賽優(yōu)秀獎(jiǎng)、2022年第八屆中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽上海賽區(qū)銀獎(jiǎng)并入圍國(guó)賽、獲2022年濰坊國(guó)際創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎(jiǎng)、入圍2022年上海市“海聚英才”全球創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽總決賽。本技術(shù)有望將有機(jī)肥工藝從“慢臭粗”引向“快好細(xì)”，為解決我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)引發(fā)的農(nóng)業(yè)面源污染提供顛覆性解決方案，有效支撐鄉(xiāng)村振興和雙碳戰(zhàn)略。

2）化肥控失技術(shù)：針對(duì)化肥流失引發(fā)的面源污染問(wèn)題，建立養(yǎng)分納米網(wǎng)捕理論，研發(fā)出網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的化肥控失劑，轉(zhuǎn)化中鹽安徽紅四方股份有限公司（央企控股）、河南心連心化肥有限公司（上市企業(yè)）、安徽六國(guó)化工股份有限公司（上市企業(yè)）、安徽帝元生物科技有限公司4家企業(yè)，技術(shù)產(chǎn)品被50余家肥料企業(yè)采用，累計(jì)推廣3億畝以上，占緩控釋肥市場(chǎng)的30%左右，可提高肥料利用率20%以上，降低化肥用量20%，共節(jié)約化肥用量250萬(wàn)噸，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益300億元以上。化肥控失劑榮獲“國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品”，獲中科院科技促進(jìn)發(fā)展二等獎(jiǎng)（第2完成人）、2018年度寧夏科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)（第3完成人）、2018年度“孟加拉國(guó)農(nóng)業(yè)獎(jiǎng)”（國(guó)家級(jí)）。該工作為提高肥料利用率、緩解農(nóng)業(yè)面源污染提供了有效技術(shù)支撐。

3）農(nóng)藥控失技術(shù)：針對(duì)農(nóng)藥流失引發(fā)的面源污染問(wèn)題，利用輻照技術(shù)構(gòu)筑了具有適合孔徑的納米網(wǎng)并通過(guò)有機(jī)修飾為其安裝特異性功能基團(tuán)，制備出低成本、高效網(wǎng)捕截慮農(nóng)藥分子的納米材料，研發(fā)了農(nóng)藥控失技術(shù)并孵化成立青島中科禾輝生物技術(shù)有限公司實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)品已進(jìn)入德國(guó)巴斯夫等大型公司農(nóng)藥配方，在我國(guó)和孟加拉國(guó)等地累計(jì)推廣5000余萬(wàn)畝，可降低農(nóng)藥用量20%，節(jié)約農(nóng)藥5000噸，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益5億元，有效緩解了農(nóng)藥引起的農(nóng)業(yè)面源污染。該技術(shù)榮獲2018年度寧夏科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)（第3完成人）、2018年度“孟加拉國(guó)農(nóng)業(yè)獎(jiǎng)”（國(guó)家級(jí)）及2016年度中國(guó)農(nóng)藥協(xié)會(huì)頒發(fā)的“減施增效植物健康產(chǎn)品貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。該工作為實(shí)施農(nóng)藥減施增效戰(zhàn)略提供技術(shù)支撐。

4）土壤重金屬修復(fù)劑：針對(duì)土壤重金屬污染問(wèn)題，以凹凸棒土為基礎(chǔ)材料，經(jīng)過(guò)系列物化改性、孔徑調(diào)控和基團(tuán)修飾，研制出低成本、高效網(wǎng)捕截慮重金屬離子的納米復(fù)合材料，研發(fā)出土壤重金屬修復(fù)劑，它可以在作物根系附近形成一層納米防護(hù)網(wǎng)，阻止重金屬離子與根系接觸，從而降低作物對(duì)重金屬的富集。該技術(shù)于2017年以900萬(wàn)元現(xiàn)金轉(zhuǎn)讓給重慶博恩集團(tuán)公司。該技術(shù)可有效降低作物對(duì)重金屬富集50%以上，且具有成本低、環(huán)境友好、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景，受到CCTV科技之光專題報(bào)道、安徽衛(wèi)視新聞聯(lián)播、新華社等主流媒體跟蹤報(bào)道。該技術(shù)已在安徽阜陽(yáng)、杭州蕭山、四川德陽(yáng)等地示范5000余畝，取得顯著效果，為我國(guó)土壤重金屬生態(tài)修復(fù)、保障糧食安全提供了切實(shí)可行的新技術(shù)。

5）鹽堿地修復(fù)劑：針對(duì)土壤鹽漬化問(wèn)題，以凹凸棒土為基礎(chǔ)材料，經(jīng)過(guò)系列物化改性和功能化修飾，研制出低成本、高效網(wǎng)捕截慮鹽堿的納米復(fù)合材料，研發(fā)出鹽堿地修復(fù)劑，它可以在作物根系附近形成一層納米防護(hù)網(wǎng)，阻止鹽堿與根系接觸，從而促進(jìn)作物發(fā)芽和生長(zhǎng)。該技術(shù)于2017年以900萬(wàn)元現(xiàn)金轉(zhuǎn)讓給重慶博恩集團(tuán)公司。該技術(shù)可有效修復(fù)鹽堿地，提高出苗率30%以上，增產(chǎn)20%以上，且具有成本低、環(huán)境友好、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景。該工作為我國(guó)開發(fā)利用鹽堿地、保障糧食安全提供了新希望。

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