发现了第一种砷超富集植物(hyperaccumulator),率先建立了砷污染土壤的植物修复基地;揭示了超富集植物中砷的微观分布特点、价态转化过程;首次发现蜈蚣草的毛状体是富集砷能力最强的部位;建立了可以直接测定活体植物中化学元素分布和配位信息的高分辨率(微米级)测试技术,样品不需经过切片、干燥等任何预处理,可以对一个生长中的活体细胞直接进行元素的无损、原位测定;系统揭示了北京市土壤重金属的区域分异规律,建立了土壤重
在污染土地的植物修复方面,通过高能物理学手段和砷吸收动力学实验,揭示了蜈蚣草中砷的形态、价态、转运过程,初步探明了超富集植物对砷富集机理和砷解毒的区隔化机理;发现蜈蚣草提取液和钙对不同形态砷的生物解毒功能;围绕植物焚烧研发了超富集植物收获物安全处置中砷的形态转化与调控;在国际上建立了第一个砷污染土地的植物修复示范工程,并取得高达10%-15%的砷去除效率,为植物修复技术发展及其产业化打下了良好的基础。在区域土壤环境质量与健康风险评估方面,建立了基于空间变异性理论的误差控制分层抽样方法和区域土壤污染的监测评价方法;揭示了典型地区(北京市、湖南郴州市、甘肃金川市、广西河池市、云南个旧市和湘江流域)土壤重金属空间分布特征,较系统地阐明了典型区域土壤和农产品重金属的区域分异规律和健康风险;研制了北京市土壤和蔬菜重金属分布与污染风险评价系列图集,建立"土壤重金属污染与环境风险评估系统"。在废弃物资源化利用方面,提出污泥和粪便堆肥处理可以钝化重金属的新观点,并明确其钝化机理;开发出堆肥氧气和水分实时在线监测设备,在国际上建立了第一套年处理10万吨污泥的自动化控制堆肥技术示范工程。