长期致力于有色冶金环境工程领域的研究。发明了含砷多金属物料清洁冶金、冶炼废酸资源化治理、重金属废水净化回用等有色冶炼污染控制与资源化技术。研究成果在我国大中型涉重金属企业推广应用200多项工程，推动了我国有色行业产业转型升级与绿色发展。作为第一完成人获国家技术发明二等奖2项、国家科技进步二等奖1项、省部级科技一等奖8项，及何梁何利产业创新奖。发表SCI论文300余篇，授权国家发明专利130项，编制国家标准、政策及规范9项。获“全国先进工作者”、“万人计划领军人才”等荣誉称号。

主要从事土壤物理与农业生态方面研究。曾任中国土壤学会副理事长，现任中国水土保持学会副理事长。获首届中国青年科技奖、中国科学院青年科学家奖等。主持国家自然科学基金中英重大国际合作项目(项目首席)、重点基金、中国科学院战略性先导（A类）科技专项项目、国家重点研发计划课题、国家973课题等。出版专(编)著10部，发表论文400余篇，研究成果获国家自然科学二等奖1项（排名第1），国家科技进步二等奖2项(排名第2和5)，省部/学会科技一等奖4项(排名第1）。

长安大学地质工程与测绘工程学院院长、二级教授、博士生导师，西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室主任，国家政府津贴专家，国家自然科学基金委员会地学部评审组委员、教育部地质工程教学指导委员会委员、国土资源部地质灾害应急防治专家组成员、中国地质学会工程地质专业委员会主任委员 、中国科协滑坡专家委员会委员、陕西省地震学会副理事长、陕西省自然辩证法研究会副理事长、西安市地震学会副理事长、国家注册岩土工程师。 我国工程地质与灾害地质领域主要学科带头人之一。

先后主持973计划、国家自然科学基金重大和重点、国家科技支撑、中科院重点部署、国际合作重点等20余项。主要从事泥石流、山洪、堰塞湖等山地灾害与水土保持研究曾获国家科技进步二等奖1项、省（区）科技进步一等奖4项、以及中国科学院杰出科技成就奖、中国科学院突出贡献团队、全国创新争先奖状、四川杰出创新人才奖、世界水土保持协会(WASWC)杰出研究者奖和欧洲地球科学联合会（EGU）自然灾害领域Sergey Soloviev奖章等。

长期致力于锕系元化学与核燃料后处理工艺研究，推动了中国核燃料后处理工艺技术更新换代与自主发展；解决了锕系多元素分离难题，建成中国唯一核燃料后处理放化实验平台与“热”实验系统，是我国核燃料后处理领域领军科学家，先后发表论文200余篇，授权发明专利59件，获国家科技进步二等奖4项，入选国家百千万人才工程，被授予“有突出贡献的中青年专家”，获钱三强科技奖、奋进中核人等荣誉称号。

长期从事黑色金属矿产资源团矿精加工与短流程冶金研究。获国家级科技奖3项，省部一等奖8项；出版专著、手册8部（2部获国家级图书奖），发表论文370篇（获评爱思唯尔2020矿业工程类中国高被引学者）；授权国家发明专利90件（1件获中国专利优秀奖）；当选为矿物、金属和材料学会火法冶金学术委员会主席，组织国际学术会议12次，主编出版国际会议论文集5部，应邀国际学术报告39次。获湖南省创新团队奖。

长期从事矿物加工工程领域研究，在煤炭干法分选和筛分领域做出了创造性贡献。承担了国家自然科学基金委创新群体项目、国家自然科学基金重点项目、国家“863”项目、“973”课题等科研项目。获国家技术发明二等奖1项、三等奖1项，国家科技进步二等奖1项，省部级科学技术一等奖6项。获国家教学成果二等奖1项。先后获中国青年科技奖、国家有突出贡献的中青年专家、中央联系的高级专家、新世纪百千万人才工程国家级人选、江苏省333高层次人才培养工程第一层次人选。

跨世纪“百千万人才工程”国家级人选、全国高校黄大年式“环境健康与矿山生态修复”教师团队负责人、四川省首批“天府青城计划”创新团队负责人和四川省杰出科学家、省部级有重要贡献的中青年专家和突贡专家、天府万人计划创新领军人才、四川省学术和技术带头人、全球前2％顶尖科学家。在纤维水镁石-石棉代用纤维应用矿物学、世界自然遗产地钙华演化与主景观修复/保育等方面取得系统性原创成果。主持国家自然科学基金重点、国合项目，国家863重点项目，国家973课题、国家支撑计划课题及省部级项目等40余项。科研与教学成果获国家二等奖和省部级一、二、三等奖24项。

针对我国农用地重金属污染治理难题，较系统阐明氧化铁-腐殖质-微生物间相互作用及电子转移机制，揭示铁与碳氮耦合循环驱动重金属迁移转化的生物地球化学机理，创建多介质界面重金属污染控制的理论框架及“三重阻控”技术，获国家科技进步奖二等奖1项，广东省自然科学、技术发明、科技进步一等奖共4项，以及中国土壤学会奖等个人奖励。为我国土壤污染防治与粮食安全发挥较重要的技术引领作用。成果入选2019年度生态环境领域十大科技进展及2020年度“科创中国”先导技术榜单。

主持国家重点研发计划项目1项，国家基金重点项目3项、重点国际合作项目1项，广东省重点领域研发计划项目1项以及其他国家级和省部级项目50余项，取得了一系列重要研究成果。发表中英文学术论文400多篇，被引9000多次；出版专著5部。获得授权国家发明专利40余件，PCT专利3件，美国专利2件。曾获2017年国家科技进步奖二等奖，2011年广东省自然科学奖一等奖（排名第一）、第十六届广东省丁颖科技奖等多项奖励，2022年荣获广东“最美科技工作者”称号。

先后主持国家自然科学基金重点项目、重大项目课题和面上项目6项，主持水利部公益基金、陕西省重大科研专项等科研项目40余项。在地下水循环演化、地下水环境预警、灌区水资源合理配置及调控、水文地球化学等方面取得了大量研究成果。曾获陕西省教学成果奖3项、宁夏回族自治区科技进步奖、霍英东教育基金会青年教师奖、陕西高校优秀青年教师、陕西省师德先进个人等奖励和荣誉称号。

江西省高水平学科“地质资源与地质工程”第一学术带头人、“江西省核资源与环境－科技部省部共建国家重点实验室培育基地”主任、“放射性地质国家级实验教学示范中心”主任和国家国防科技工业局“铀资源勘查与铀矿产品提取技术”国防科技创新团队带头人。主要从事地热学、水文地球化学、金属矿床溶浸开采、矿床地球化学等方面的教学与科研工作。曾先后主持完成了国际合作、国家自然科学基金和国防科工委项目10余项；在研科技部国家合作重点项目1项，国家863课题1项。获省部级科技进步和自然科学二、三等奖5项。

主要从事煤层气地质理论与评价技术方面的研究工作，创新性提出了中-高煤阶煤层气地质与开发一体化新思路，实现了煤层气勘探开发新突破。着重于烃源岩油气生、运、聚及成藏分析，以及储层综合评价，研究油气来源及成藏规律，预测生储盖发育规律和时空展布。近年来，拓展到大气环境有机污染、油田采出污水及焦化废水的深度处理研究。主持完成国家及省部级课题50余项，发表SCI论文130余篇，出版专著6部。荣获国家科技进步二等奖1项，部级科技进步一等奖3项和二等奖2项，北京市高等教育教学成果奖2项。

主要从事金属（非传统）稳定同位素环境地球化学研究。注重开展从方法建立、野外观测到理论发展再到前沿问题解决的系统性研究工作，建立了锌、汞、镓、锑、锡、镉、碳-氯等同位素分析方法，在沉淀、吸附等环境过程金属同位素分馏机制和土壤、河流、湖泊、大气、冰川、古环境、生命科学等应用研究方面取得了一些原创性成果。承担或参与了科技部重点研发计划、基金委重点、国际合作和联合基金项目等10余项。在PNAS、Science advances、Nature Communications、 GCA、Geol、EST、EPSL等国际主流刊物上发表SCI论文多篇。

获中国环境科学学会青年科学家奖（金奖）、中国农学会青年科技奖、中国土壤学会优秀青年学者奖，兼任中国土壤学会理事、Environmental Chemistry Letter等4个国际期刊副主编或编委。以第一完成人获得陕西省自然科学二等奖、中国土壤学会科学技术奖二等奖、陕西高校科学技术研究优秀成果奖一等奖等学术成果。长期从事水土中典型新型污染物的环境行为与去除技术、土壤外源碳（微塑料、生物炭、生物质）生物地球化学过程与效应等。