有机质（碳）是生物圈物质与能量循环的主要载体，决定河流、湖泊、海洋等水体生态环境健康。针对真实环境水体中有机质的成分复杂、浓度低，缺乏精准-便捷的分析方法与手段的难题，课题组致力于水体有机质的紫外-可见光量子信息识别与应用研究。建立了识别水体有机质光谱蕴含的量子信息的理论与方法；开发基于光量子信息的水体有机质总量、组分、活性感知新方法、新技术与新仪器；应用于从分子到全球尺度水体有机质环境行为效应观测与调控。

学术目标