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30多年來,在地質分析檢測技術發展的道路上,鄭存江不斷前進著。期間,不但開發了很多分析方法、研制了很多標準物質,解決了很多地質研究中的難題。近年來,鄭存江更是大力倡導“綠色分析”理念,節約成本、減少了分析檢測對環境和人類的危害;并且,積極進行相關分析儀器的研發,促進了國產分析儀器的發展。
浙江(jiang)省(sheng)地質礦產研(yan)究所 鄭存江(jiang)教授
結緣地質分析
站上領獎(jiang)臺(tai)(tai)的(de)永(yong)遠是(shi)那(nei)些幕前(qian)的(de)主角們(men)(men),但是(shi)沒(mei)有(you)幕后工作人員,任何一件事(shi)都是(shi)干不(bu)(bu)成(cheng)的(de)。“我們(men)(men)也是(shi)這(zhe)樣,在地質行(xing)業(ye),分(fen)析測(ce)試始終是(shi)一個配角,不(bu)(bu)過我們(men)(men)雖(sui)然站不(bu)(bu)到領獎(jiang)臺(tai)(tai)上,但我們(men)(men)也是(shi)不(bu)(bu)可或缺(que)的(de)角色。如(ru)果我們(men)(men)的(de)數據有(you)一點(dian)點(dian)的(de)誤差,就會給國家造成(cheng)大量的(de)浪(lang)費(fei)。從前(qian)期普(pu)查到中(zhong)期勘探(tan)…..的(de)現代地質找礦,一步(bu)也離不(bu)(bu)開分(fen)析檢測(ce),”鄭存江(jiang)說。
“剛(gang)剛(gang)分(fen)配到(dao)地(di)(di)質(zhi)系統時(shi)(shi),正趕上國(guo)家地(di)(di)球勘探化學分(fen)析(xi)(xi)(xi)計劃實施(shi),整個項目(mu)進行的(de)‘熱(re)氣騰騰’,無形中(zhong)受到(dao)了感染,覺得地(di)(di)質(zhi)分(fen)析(xi)(xi)(xi)工作(zuo)有意義。”當(dang)時(shi)(shi)中(zhong)國(guo)開展(zhan)的(de)1:20萬地(di)(di)球勘探化學分(fen)析(xi)(xi)(xi),將(jiang)整個中(zhong)國(guo)“畫”成一個個小方格,每(mei)個格子采一個樣,樣品量非常之大;而且,每(mei)個樣檢(jian)測(ce)39種(zhong)元素,使用(yong)了10多種(zhong)分(fen)析(xi)(xi)(xi)方法;后(hou)來(lai),國(guo)家再(zai)次開展(zhan)1:5萬的(de)地(di)(di)球勘探化學分(fen)析(xi)(xi)(xi),樣品量更大、檢(jian)測(ce)元素數(shu)多達50多種(zhong)。“樣品量大、情況復(fu)雜、干擾多……,以及當(dang)時(shi)(shi)的(de)測(ce)試手段有限,所以有些元素‘做(zuo)’得不(bu)是(shi)很好,這對我們提(ti)出(chu)了挑戰,”鄭存江(jiang)說(shuo),“提(ti)高(gao)分(fen)析(xi)(xi)(xi)質(zhi)量和精(jing)度是(shi)當(dang)時(shi)(shi)地(di)(di)質(zhi)測(ce)試人的(de)目(mu)的(de)和責任。”
“地(di)質分(fen)(fen)析最大的誘惑(huo)是(shi)其復雜性(xing)、高質量(liang)要求(qiu)、寬廣(guang)領(ling)域(yu),即(ji)使努(nu)力也難(nan)以(yi)(yi)達不(bu)到頂峰,所以(yi)(yi)值得我(wo)(wo)們(men)不(bu)斷去探索。分(fen)(fen)析工作中發(fa)現問題、最后能夠解決(jue)問題,我(wo)(wo)們(men)會非常自豪。并且(qie)檢測技術還可(ke)以(yi)(yi)用到其他領(ling)域(yu),如醫藥、環保、冶金、農業等,讓我(wo)(wo)們(men)覺得我(wo)(wo)們(men)的工作非常有意義,對(dui)國家(jia)、對(dui)企業都是(shi)有用的。”
受(shou)到這些(xie)大的國家計(ji)劃影響,并且許多像鄭存江一(yi)樣的分析測(ce)試(shi)技術(shu)人員(yuan)與眾多前輩一(yi)起為之(zhi)奮斗(dou),使得(de)地質分析檢測(ce)技術(shu)不斷進步。
倡導“綠色分析”
分(fen)(fen)析化學是化學的(de)一個分(fen)(fen)支,是用來分(fen)(fen)析物(wu)質成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)、組成(cheng)(cheng)及其結構(gou)的(de)一門學科。樣品中(zhong)有(you)何(he)元素,其毒性、對環境和人類(lei)健(jian)康有(you)何(he)危害都要用到(dao)(dao)這種(zhong)技術手段。但是分(fen)(fen)析過程中(zhong)會用到(dao)(dao)大量(liang)的(de)酸堿、有(you)機溶劑(ji),廢液的(de)處理(li)不但需要成(cheng)(cheng)本,還(huan)會對環境和人類(lei)健(jian)康造(zao)成(cheng)(cheng)各種(zhong)危害。
地質實驗室每天(tian)有幾百個樣品(pin)的(de)檢測任務,一(yi)年下來(lai)就有10多萬到20萬的(de)樣品(pin),或者更多,相應的(de)會(hui)消耗大(da)量的(de)酸(suan)堿、有機溶劑(ji),而這(zhe)些(xie)對(dui)環境、人(ren)類健康都有一(yi)定(ding)影響。 “如(ru)果我們(men)一(yi)邊倡導環保,另一(yi)邊卻又在(zai)污染(ran)環境,這(zhe)本(ben)身(shen)就是矛盾的(de),”鄭存江說,“所以,減少或不使用這(zhe)些(xie)有毒有害(hai)的(de)試(shi)劑(ji),是我們(men)這(zhe)一(yi)代人(ren)應該做的(de)事(shi)情(qing)。”
經過(guo)不斷的(de)(de)思考,鄭(zheng)存(cun)江(jiang)(jiang)認為,分(fen)析(xi)檢(jian)測技術應(ying)該向著“綠色分(fen)析(xi)”方(fang)向發展。剛(gang)開(kai)始,鄭(zheng)存(cun)江(jiang)(jiang)倡導的(de)(de)是(shi)“低污染分(fen)析(xi)過(guo)程(cheng)”,這個理念一直實施下來,以(yi)酸的(de)(de)使(shi)用量來比較(jiao),現在(zai)鄭(zheng)存(cun)江(jiang)(jiang)實驗(yan)室的(de)(de)用量只是(shi)過(guo)去的(de)(de)十分(fen)之一,一年下來不僅節(jie)約了成本,更重要(yao)的(de)(de)是(shi)減少了對環境(jing)的(de)(de)污染。
對于(yu)發(fa)展能夠不(bu)使用那些酸堿、有機(ji)溶劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析技術,鄭(zheng)存江主要進行了(le)(le)固體(ti)直接進樣分(fen)(fen)(fen)析技術的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)。說(shuo)到(dao)這(zhe)個,鄭(zheng)存江說(shuo)到(dao)了(le)(le)他(ta)和儀(yi)器(qi)公司——聚(ju)光(guang)(guang)科(ke)技的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)作(zuo)。3年(nian)前鄭(zheng)存江向聚(ju)光(guang)(guang)科(ke)技提出了(le)(le)合(he)作(zuo)研(yan)制電弧發(fa)射(she)光(guang)(guang)譜儀(yi)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)邀(yao)請,以(yi)(yi)解(jie)決地質分(fen)(fen)(fen)析中復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前處(chu)理帶(dai)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)樣品(pin)損失和對操作(zuo)人員身(shen)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傷害以(yi)(yi)及對環境的(de)(de)(de)(de)(de)(de)二次(ci)污染等問題。今年(nian)初,合(he)作(zuo)成果(guo)(guo)E5000電弧發(fa)射(she)直讀(du)光(guang)(guang)譜儀(yi)樣機(ji)研(yan)制成功,對于(yu)這(zhe)款新產品(pin),鄭(zheng)存江說(shuo),“E5000能夠進行地質分(fen)(fen)(fen)析中難以(yi)(yi)分(fen)(fen)(fen)解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Ag、B、Sn三(san)種元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析;如果(guo)(guo)加入惰(duo)性氣體(ti),原來(lai)(lai)不(bu)能測定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氰帶(dai)干擾(rao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素,現在可以(yi)(yi)檢測了(le)(le);進一步實現自動(dong)化以(yi)(yi)應對龐大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)樣品(pin)量;金屬、非金屬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)粉末樣品(pin)都能檢測。并(bing)且半(ban)年(nian)來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際應用也證明了(le)(le),新儀(yi)器(qi)能夠滿足地質行業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許多需(xu)求(qiu)。”
關注國產儀器發展
“要將(jiang)分析儀器研(yan)發和制(zhi)造水平放到代表國(guo)家科(ke)技(ji)(ji)水平的(de)高(gao)度,如果中國(guo)研(yan)究單(dan)位的(de)實驗(yan)室里90%以上都是進(jin)口儀器,科(ke)技(ji)(ji)創(chuang)新從(cong)何(he)談起(qi)?與國(guo)外(wai)競爭(zheng)從(cong)何(he)談起(qi)?”鄭存江激(ji)動的(de)說道,“我們行業研(yan)制(zhi)了很(hen)(hen)多分析儀器,但是產(chan)業化的(de)很(hen)(hen)少,以至(zhi)于后來地質(zhi)系(xi)統被進(jin)口儀器占領(ling)了市場(chang)。”
國(guo)產(chan)儀(yi)器(qi)研(yan)發(fa)(fa)一定(ding)要踏實(shi),一定(ding)要重視關鍵(jian)器(qi)件研(yan)發(fa)(fa),核(he)心(xin)技術一定(ding)要有所(suo)突(tu)破(po),鄭存江用三個“一定(ding)要”表達了對國(guo)產(chan)儀(yi)器(qi)研(yan)發(fa)(fa)的期待。“什么時(shi)候(hou),像我(wo)們這樣的實(shi)驗室(shi)里80%的儀(yi)器(qi)國(guo)產(chan)化了,我(wo)們的國(guo)產(chan)分析儀(yi)器(qi)就有希望了。”
鄭存江最早參(can)與的(de)儀器(qi)研(yan)制項(xiang)目是組裝(zhuang)并應用(yong)(yong)ICP-AES,后來從事激光剝蝕(shi)-ICP-AES技術研(yan)究,當時國(guo)(guo)內(nei)(nei)的(de)許多(duo)關鍵部(bu)件穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)不(bu)(bu)夠,如(ru)射頻發生器(qi)性(xing)能(neng)非常(chang)不(bu)(bu)穩(wen)(wen)定(ding),沒(mei)有(you)一家(jia)國(guo)(guo)產企業(ye)能(neng)夠解決。80、90年代(dai)地礦行業(ye)還(huan)研(yan)制過XRF,不(bu)(bu)過國(guo)(guo)產的(de)X光管只能(neng)使(shi)用(yong)(yong)1-2年,而進(jin)口(kou)(kou)的(de)則能(neng)使(shi)用(yong)(yong)10多(duo)年。但是對(dui)于聚光科技推出的(de)ICP-5000國(guo)(guo)內(nei)(nei)首款全譜直(zhi)讀的(de)ICP-AES,他這樣描述實際使(shi)用(yong)(yong)該(gai)儀器(qi)的(de)感受:“對(dui)于光譜儀器(qi)來說(shuo),分辨率、波長范圍等(deng)指(zhi)標較容易做到,但精(jing)密(mi)(mi)度(du)和穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)是最難做的(de)。我們(men)用(yong)(yong)過一段(duan)時間(jian)后發現,ICP-5000的(de)精(jing)密(mi)(mi)度(du)和穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)做的(de)不(bu)(bu)錯,在國(guo)(guo)內(nei)(nei)可(ke)以(yi)取代(dai)進(jin)口(kou)(kou)常(chang)規(gui)的(de)ICP-AES。如(ru)果它的(de)分辨率進(jin)一步提高,還(huan)可(ke)以(yi)進(jin)一步拓展應用(yong)(yong)。”
“前(qian)些年我(wo)對國(guo)產(chan)分析儀(yi)器(qi)(qi)很是失望(wang),其最大的問題是使用(yong)壽(shou)命和(he)穩定性達不到(dao)要求。現在,雖然還有很長的路要走,但是我(wo)們(men)國(guo)產(chan)儀(yi)器(qi)(qi)已(yi)經(jing)大有希望(wang)了(le),”鄭存江說,“國(guo)家(jia)基礎科技水(shui)平不斷提高,包括基礎工(gong)業(ye)、元(yuan)器(qi)(qi)件水(shui)平都有所提高。并且,近(jin)年來(lai)國(guo)家(jia)對國(guo)產(chan)儀(yi)器(qi)(qi)研(yan)制的支持力度非常大,相關的單(dan)(dan)位(wei)和(he)人(ren)也要有發(fa)展國(guo)產(chan)儀(yi)器(qi)(qi)的使命感(gan)。這(zhe)種情況(kuang)下,只需要加一把(ba)火、推一下,研(yan)究單(dan)(dan)位(wei)與企業(ye)共同扶植,國(guo)產(chan)儀(yi)器(qi)(qi)就(jiu)會(hui)快速發(fa)展起來(lai)。” (撰稿人(ren):劉豐秋) 來(lai)源于:儀(yi)器(qi)(qi)信息網