研究主题

托马斯·Holsen的 实验室研究五大湖中新出现的污染物的命运和运输. 过去的人类活动导致大量化学物质排放到环境中. Today there are >30,000 chemical substances in wide commercial use that could potentially cause similar problems as legacy chemicals; however, 在大多数情况下，他们没有在环境媒体中寻找. 在本项目中，某些商业化学品在五大湖的浓度, 哪些在当前的测量程序中没有被监控, 将被确定. REU的学生将与Tom和他的实验室小组合作，使用新技术来测量湖水中的这些污染物, 生物群, 和沉积物. 获得的结果将:1)提供有关五大湖中这些新化学物质的信息, 2)阐明污染物循环的过程, 3)为可能需要控制这些化学品使用的监管机构提供信息. 在这个长期项目中工作的本科生已经成为期刊出版物和会议报告的共同作者，并参加了研究巡航.

西尔瓦娜Andreescu的 主要研究方向为生物分析化学, 电化学, 生物传感和环境纳米技术. 工业和农业活动的增加影响了水路, 对自然生态系统的正常运作和供人类消费的清洁水源的可得性产生影响. 磷(P)和氮(N)从农业生态系统输出已成为有害藻华(HABs)的速度和强度增加和富营养化加速的一个主要问题, 会杀死鱼, 污染饮用水, 改变旅游业. 因此，管理和预防富营养化的挑战是双重的:(1)缺乏有效的现场监测工具来识别高磷和高氮污染的区域;(2)缺乏减少环境影响的工程工具和方法. Andreescu的总体研究项目目标是开发一种易于使用的廉价传感器，可以选择性地测量富营养化水域中的磷. 为了实现这一目标, REU学生将设计具有p结合位点的材料，并将其嫁接到具有内置识别和转导能力的高表面积吸附剂上. 学生将测试这些材料在结合时通过改变其性质来响应和感知P的假设, 这种机制可以用来制造廉价的传感器来监测水生环境中的必需营养素. 这项研究的结果将是一种新的技术解决方案，以测量受污染的富含营养的水源中的营养物质，并增加便携性, 低成本和大规模部署的潜力. 这种经历将为REU学生提供获得材料合成和表征知识以及分析技能的机会, 同时开发新的技术解决方案，以当前和新出现的挑战，在环境监测领域.

艾伦Gontz的 实验室使用地球物理系统来调查景观如何以及为什么随着时间的推移而变化. Gontz博士和他的学生已经将这些技术应用于世界各地，目前正在澳大利亚开展工作, 新西兰和西班牙来了解气候社会, 景观-社会和气候-景观的相互作用. 这些调查通常采用探地雷达测绘景观的形式, 电阻率和地震反射结合高分辨率地形和航空摄影. 学生将接触到准备实地研究项目, 进行实地研究, 数据的处理和解释, 利用工业标准和最先进的地球物理技术整合数据源和综合结果, 计算机及软件系统. Examples of current projects include: 1) Understanding river sedimentation changes in an anthropogenically controlled river systems; 2) Using lake level changes to provide a context to climate changes over the past ~12,000 yrs in the Adirondacks and St Lawrence Lowlands; 3) Mapping former lake and wetland 环境s to unravel the flooding history of the St Lawrence Lowlands and the proglacial lake system that existed as ice retreated from the area during the last ice age; and 4) Understanding storm dynamics through changes in lagoon stratigraphy in large lakes.

杰西卡·L. 运动员 补救和修复(R&R) SRMT(或部落)环境部门的项目经理. R&R程序包含与超级基金网站相关的多个项目, 布朗菲尔德网站, 以及圣巴巴拉河/附近水域的自然资源管理和恢复. 劳伦斯河关注区域. 部落与纽约州环境保护部合作，恢复格拉斯河下游的淡水贻贝动物群，这是由于河内超级基金遗址的疏浚和限制栖息地的改变. 贻贝物种繁殖是该系统中用于物种恢复的众多管理工具之一. 参与本项目的学生将经历程序设计方面的培训, 现场和实验室技术, 以及合作机构对淡水贻贝动物群的管理. 研究 projects range from 1) aquaculture laboratory techniques; 2) optimal growth studies; 3) molecular ecology using DNA for freshwater mussel restoration; 4) water 质量 trend monitoring of laboratory, 池塘, and rivers; 5) mussel community structure, 老化, and juvenile recruitment sampling techniques; and 6) fish host studies.

托马斯·Langen的 项目侧重于道路作为水生和半水生动物运动的障碍. 道路死亡率, 运动障碍, 栖息地污染和退化都是道路对湿地动物的潜在影响. 由于人类活动，美国超过95%的湿地已经消失或严重退化, 地球上其他地方的情况也类似. 鉴于现存湿地在生态系统服务和生物多样性保护方面具有很高的价值, 有必要了解和减轻道路对环境的影响. 在这个项目中, 学生将比较生境退化, 道路死亡率, 和道路交叉模式影响脊椎动物在道路上平分湿地, 在一系列这样的十字路口，在道路下是否有潜在的通道和通道类型方面有所不同.g. 管涵、箱涵、桥梁). 研究活动包括景观和站点级别的GIS分析、道路调查和相机捕获. Tom has supervised research for >100 undergraduates; 27 of whom are co-authors with him.

Dr. Masudul Imtiaz 和他的人工智能视觉实验室正在研究开发一种支持人工智能视觉的环境监测传感器，以检测水生环境中的微塑料. 这种基于相机的方法可以克服传统冗长和突兀仪器的局限性. 在实验室设置了循环式明渠水槽, 一个低成本, 水下罗技C270摄像机与便携式电脑接口, 并训练YOLOv5模型来检测微塑料. 最后采用Deep-SORT模型跟踪微塑料并检测其速度. 修改后的设计旨在在嵌入式处理器上进行实时目标检测，以提高数据分析的可移植性和便利性. 该系统将建立在一个电池供电的便携式独立NVIDIA Jetson AGX处理器上，该处理器与一个高分辨率摄像头接口. REU学生将在试错的基础上学习和确定适当的处理器和相机模型. 传感器系统将在esball国际平台客户端先进PCB设计和制造中心的协助下在实验室开发. 传感器固件也将在Linux环境下开发. REU的学生还将通过探索在几个水体位置进行更广泛的实施和测试以及探索系统重新设计的可能性来支持研究.

斯蒂芬·鸟的 REU研究项目是与esball国际平台客户端研究团队合作完成的，专注于可持续的整体规划系统. 这项工作的关键是整合水资源获取, 质量, 并在哈德逊河和圣乔治河的纽约奥林匹克区(NYOR)提供保护. 劳伦斯分水岭. 这包括奥运设施的水管理系统，解决湖泊和河流的抽取问题. 运输管理和对水资源的影响, 特别是在冬季管理道路盐方面, 是一个问题. 其他规划侧重于公共供水系统, 水质管理及监察, 通过水井开发住宅用水系统. 所有用水, 治疗, 开采与阿迪朗达克公园受保护的水源相结合，涉及到不同政策和需求之间的挑战平衡. 该团队的早期研究与美国绿色建筑委员会及其社区规划系统LEED和纽约时报的其他合作伙伴合作, 一个由三个司法管辖区组成的联盟，专注于规划大规模的可持续性成果, 特别是大型体育赛事(40),000多人)，以纽约普莱西德湖为中心. 教授. Bird平均每年与三名本科生(30岁以上)一起完成这个项目，并发表了两篇同行评议的论文, 还有多篇荣誉论文, 报告, 会议材料, 以及其他可交付成果.

Jan脱水 是一名环境工程师，在STEM教育研究所担任联合职位, 可持续环境研究所(ISE), 和库尔特工程学院. 她的研究重点是发展, 交付, 评估效果, 包容性的教学和学习在各种设置. 与她合作的暑期项目将包括在esball国际平台客户端为中学生和/或高中生开设的以stem为重点的暑期课程之一中开发和教授实践课程. 这节课的主题将集中在水和环境上, 但也可以根据研究助理的兴趣有所调整. 所有开发的课程都需要在教授之前进行充分的测试. esball国际app将有机会发展教育/沟通技能, 课程计划制定, 结果评估.

阿布Baki的 生态水力学研究实验室的建立是为了加强我们对生态水力学对健康水解决方案的理解. 沿海流域的河流和溪流受到栖息地破碎化的严重威胁, 用障碍数表示(e.g., 大坝, 涵洞, 路路口), 哪些是恢复许多水生种群和物种的主要障碍. 因为这些障碍, thousands of waterways in the coastal watershed are impassable to fish and other aquatic species; native fish species are unable to reach historic spawning grounds or food sources and thus their populations have rapidly declined. 随着世界范围内栖息地破碎化的发展, 生态水力学研究致力于维持和恢复沿海河流生境生态连通性的保护措施. Abul的研究实验室专注于跨学科研究，在生态水力学领域有许多交叉主题, 液压, 水生连接, 鱼类/贻贝生境适宜性, 河流恢复, 沉积物运移, 海岸线/海岸线侵蚀, 塑料微粒动力学, 等. 解决水生生态系统面临的重大挑战. 他指导了3名NSF REU学生, 10名本科生, 他们中的一些人(3)是获奖出版物和会议报告的合著者.

伊丽莎白J. Podlaha-Murphy的 REU项目旨在利用创新的电解工艺从废水中去除硝酸盐. 硝酸, 〖no〗_3^-, 地下水和一些工业废水中最普遍存在的化学污染物之一, 都是健康和环境问题吗. 众所周知，饮用水中过量的硝酸盐会对健康产生有害影响, 其中许多是由于硝酸盐的部分还原而产生的亚硝酸盐. 由于世界上大约三分之一的人口使用地下水饮用，因此迫切需要确保地下水不含硝酸盐. 采用电化学硝酸盐法去除废水中的硝酸盐. A barrier to the wide adoption of electrolysis is the high energy needs for electrochemical reduction; hence better electrocatalysts are needed, 具有持久的稳定性. 该项目的目标是更好地了解硝酸盐还原到过渡金属催化剂上，目标是广泛的pH范围，覆盖过渡金属容易形成氧化物和不形成氧化物的区域, 探讨不同表面条件对提高硝酸还原成氮活性和选择性的影响. REU学生将电沉积过渡金属合金电催化剂, 包括钴铁，并在模拟硝酸盐废水/废液中用三电极电化学电池进行测试.

杨杨的 集团整合化工, 环境化学, 以及材料科学原理，以应对可再生能源生产中的关键挑战, 水处理, 水的回收. Ongoing projects in his group to enhance water security include the development of: 1) an electrochemical oxidation process for the 治疗 of per- and polyfluoroalkyl substances in 垃圾填埋场渗滤液; 2) a fast electrochemical disinfection process for the inactivation of pathogens and the control of antibiotic-resistant gene; 3) an electrochemical method for the control of harmful algae bloom in aquatic systems. REU学生将学习氧化还原化学原理, 电化学, 以及高级氧化/还原工艺. 学生还将获得以下方面的沉浸式体验:1)电化学反应器的设计和操作;2)分析电化学处理过程中目标污染物的转化. 除了实验室研究, 学生将有操作全尺寸(500立方米/天)船载电化学藻类处理原型的实践经验. 劳伦斯分水岭. 也, 我们希望每年夏天在纽约州的一个湖泊进行实地测试，以评估全尺寸有害藻华终结者产品的性能. REU项目可纳入本研究任务.

Taeyoung金正日的 实验室开发创新的电化学技术，从废水中去除和回收营养物质, 这样既能解决它们对水生系统的有害影响，又能在适当回收用作肥料时保持其价值. 电化学方法可以分离带电的营养物, 如铵(N)和磷酸盐(P), 其浓度因来源不同而有很大差异, 需要不同的营养恢复策略. 学生将学习废水产生和处理过程的整体景观, 并有机会操作几种电化学系统适用于几种不同的来源，包括污水, 垃圾填埋场渗滤液, 和厌氧消化脱水侧流. 采用选择性膜或电极去除污水中低浓度的氨氮. 处理堆填区渗滤液及侧流中高浓度氨氮, 溶液pH升高，通过电化学反应驱动氨氮向氨氮转变. 挥发性氨氮采用膜提法回收. 鸟粪石沉淀法可回收废水中的氮磷，但必须满足溶液化学条件才能有效结晶. 能源消耗将被量化，以评估技术和环境效益以及资源回收效率. 总的来说,博士. Kim的实验室将为本科生提供能源领域的研究经验, 环境, 和电化学, 哪一个本质上是高度跨学科的.

Dr. Siwen王的 实验室开发新的基于核酸的水传播病原体检测方法，提供一系列健康的水解决方案的总体目标. 正确评估水传播病原体在供水系统基础设施决策和选择最佳水处理方法以预防水传播疾病暴发方面发挥着关键作用. 基于聚合酶链反应(PCR)的方法, 尤其是实时定量PCR (qPCR), 自20世纪末发明以来，是否已成为最先进的核酸水平检测病原体的生物分子方法. 然而, 这些方法通常需要昂贵而笨重的仪器, 复杂的准备程序, 经验丰富的人员, 哪些因素阻碍了它们在现场或使用点检测中的应用. 在过去的二十年里, 生物传感技术的许多进步有可能打破这些限制，并为传统的基于pcr的病原体检测方法提供替代或补充. 在这个项目中, 学生将学习基本的微生物实验室技能, 包括微生物培养, DNA提取, 和qPCR分析, 参与开发一种新型核酸荧光生物传感器，用于检测水传播病原体. 学生们还将有机会在夏季到纽约州北部进行湖泊取样的实地考察.