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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(zhe)江(jiang)省地質礦產研(yan)究(jiu)所 鄭存江(jiang)教授
結緣地質分析
站(zhan)上領(ling)獎臺的(de)(de)(de)永遠是(shi)那些幕前的(de)(de)(de)主角們,但是(shi)沒有幕后工作人員,任何一(yi)件事都是(shi)干不成的(de)(de)(de)。“我們也是(shi)這樣,在地質行(xing)業,分析測試始終(zhong)是(shi)一(yi)個配(pei)角,不過我們雖然站(zhan)不到(dao)領(ling)獎臺上,但我們也是(shi)不可(ke)或缺的(de)(de)(de)角色。如果我們的(de)(de)(de)數據有一(yi)點點的(de)(de)(de)誤(wu)差,就會給國(guo)家造成大量的(de)(de)(de)浪費(fei)。從前期普查到(dao)中(zhong)期勘探…..的(de)(de)(de)現代地質找礦(kuang),一(yi)步也離不開分析檢測,”鄭存江說。
“剛剛分(fen)配到地(di)(di)質(zhi)系統(tong)時(shi),正趕(gan)上(shang)國家地(di)(di)球勘探化(hua)學(xue)分(fen)析(xi)計劃實施(shi),整(zheng)個(ge)(ge)(ge)項目進行的‘熱氣(qi)騰(teng)騰(teng)’,無形中受到了(le)(le)感染,覺(jue)得(de)地(di)(di)質(zhi)分(fen)析(xi)工(gong)作有意義(yi)。”當(dang)時(shi)中國開展的1:20萬(wan)地(di)(di)球勘探化(hua)學(xue)分(fen)析(xi),將(jiang)整(zheng)個(ge)(ge)(ge)中國“畫”成(cheng)一(yi)個(ge)(ge)(ge)個(ge)(ge)(ge)小方(fang)格,每個(ge)(ge)(ge)格子采(cai)一(yi)個(ge)(ge)(ge)樣(yang)(yang),樣(yang)(yang)品(pin)量(liang)非(fei)常之(zhi)大(da);而且,每個(ge)(ge)(ge)樣(yang)(yang)檢(jian)測39種(zhong)元(yuan)素,使(shi)用了(le)(le)10多種(zhong)分(fen)析(xi)方(fang)法;后來,國家再次開展1:5萬(wan)的地(di)(di)球勘探化(hua)學(xue)分(fen)析(xi),樣(yang)(yang)品(pin)量(liang)更大(da)、檢(jian)測元(yuan)素數多達50多種(zhong)。“樣(yang)(yang)品(pin)量(liang)大(da)、情(qing)況復雜、干(gan)擾多……,以及當(dang)時(shi)的測試手段有限,所以有些元(yuan)素‘做’得(de)不是很好,這對我(wo)們提(ti)出了(le)(le)挑戰,”鄭存江(jiang)說(shuo),“提(ti)高分(fen)析(xi)質(zhi)量(liang)和精度是當(dang)時(shi)地(di)(di)質(zhi)測試人的目的和責任。”
“地質分(fen)析最大的(de)誘惑是(shi)其復雜性、高質量要求、寬廣領域,即使(shi)努力也難以(yi)達(da)不到(dao)頂峰,所(suo)以(yi)值得我(wo)(wo)們(men)不斷去探索。分(fen)析工作中發現問題(ti)、最后能夠解決(jue)問題(ti),我(wo)(wo)們(men)會非常(chang)自豪。并且檢測技(ji)術還可(ke)以(yi)用(yong)到(dao)其他領域,如醫藥、環保、冶金、農業等(deng),讓(rang)我(wo)(wo)們(men)覺得我(wo)(wo)們(men)的(de)工作非常(chang)有意義(yi),對國家、對企業都(dou)是(shi)有用(yong)的(de)。”
受(shou)到這些(xie)大的(de)國家計劃影(ying)響,并且(qie)許多像鄭存(cun)江一(yi)樣的(de)分析測試技術人(ren)員與眾多前(qian)輩一(yi)起為之(zhi)奮斗,使得地質(zhi)分析檢(jian)測技術不(bu)斷進步。
倡導“綠色分析”
分(fen)(fen)析(xi)化學是(shi)化學的(de)一(yi)個分(fen)(fen)支,是(shi)用來(lai)分(fen)(fen)析(xi)物(wu)質成分(fen)(fen)、組成及其結(jie)構(gou)的(de)一(yi)門學科。樣品中有何(he)元素,其毒性、對環境和(he)人(ren)類健康(kang)有何(he)危害(hai)(hai)都要用到(dao)這種技術手段。但是(shi)分(fen)(fen)析(xi)過(guo)程中會(hui)用到(dao)大量的(de)酸堿、有機溶劑(ji),廢液的(de)處理不但需要成本,還會(hui)對環境和(he)人(ren)類健康(kang)造成各種危害(hai)(hai)。
地質實驗室(shi)每天有(you)幾(ji)百個樣品的(de)(de)檢測任(ren)務,一(yi)(yi)年下來就(jiu)有(you)10多(duo)萬到20萬的(de)(de)樣品,或(huo)者更多(duo),相(xiang)應(ying)的(de)(de)會消(xiao)耗大(da)量的(de)(de)酸(suan)堿、有(you)機溶(rong)劑(ji),而這(zhe)(zhe)些對環境、人類健康都(dou)有(you)一(yi)(yi)定影響。 “如(ru)果我們一(yi)(yi)邊(bian)倡導環保,另一(yi)(yi)邊(bian)卻又在污染環境,這(zhe)(zhe)本身就(jiu)是(shi)矛盾(dun)的(de)(de),”鄭(zheng)存江說,“所(suo)以,減少或(huo)不使用這(zhe)(zhe)些有(you)毒有(you)害的(de)(de)試劑(ji),是(shi)我們這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)代(dai)人應(ying)該(gai)做的(de)(de)事情(qing)。”
經過不(bu)(bu)斷的(de)思考,鄭(zheng)(zheng)存(cun)(cun)江(jiang)(jiang)認為,分(fen)(fen)析(xi)檢測(ce)技術應(ying)該(gai)向著“綠色分(fen)(fen)析(xi)”方向發展(zhan)。剛開始,鄭(zheng)(zheng)存(cun)(cun)江(jiang)(jiang)倡導的(de)是“低污染(ran)分(fen)(fen)析(xi)過程”,這個理念一直實施下(xia)來(lai)(lai),以酸的(de)使用(yong)量(liang)來(lai)(lai)比較(jiao),現在鄭(zheng)(zheng)存(cun)(cun)江(jiang)(jiang)實驗(yan)室的(de)用(yong)量(liang)只是過去的(de)十分(fen)(fen)之一,一年下(xia)來(lai)(lai)不(bu)(bu)僅節約了成本,更重要的(de)是減少(shao)了對環(huan)境(jing)的(de)污染(ran)。
對(dui)(dui)于(yu)發展能(neng)夠不(bu)使用(yong)那些酸堿、有機(ji)溶劑的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析技術,鄭(zheng)存(cun)江(jiang)(jiang)主要進(jin)行(xing)了(le)固體直(zhi)接進(jin)樣分(fen)(fen)(fen)析技術的(de)(de)(de)研(yan)究。說(shuo)到(dao)這個(ge),鄭(zheng)存(cun)江(jiang)(jiang)說(shuo)到(dao)了(le)他和儀器公司——聚光科技的(de)(de)(de)合作(zuo)(zuo)(zuo)。3年前鄭(zheng)存(cun)江(jiang)(jiang)向聚光科技提出了(le)合作(zuo)(zuo)(zuo)研(yan)制電弧發射(she)光譜儀器的(de)(de)(de)邀請,以(yi)解決地質(zhi)分(fen)(fen)(fen)析中復雜的(de)(de)(de)前處(chu)理(li)帶(dai)來(lai)(lai)(lai)的(de)(de)(de)樣品損(sun)失和對(dui)(dui)操作(zuo)(zuo)(zuo)人員身體的(de)(de)(de)傷害以(yi)及對(dui)(dui)環境的(de)(de)(de)二(er)次污染等問題(ti)。今年初,合作(zuo)(zuo)(zuo)成果E5000電弧發射(she)直(zhi)讀(du)光譜儀樣機(ji)研(yan)制成功,對(dui)(dui)于(yu)這款新(xin)產品,鄭(zheng)存(cun)江(jiang)(jiang)說(shuo),“E5000能(neng)夠進(jin)行(xing)地質(zhi)分(fen)(fen)(fen)析中難以(yi)分(fen)(fen)(fen)解的(de)(de)(de)Ag、B、Sn三種元(yuan)素的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析;如果加入惰性氣體,原(yuan)來(lai)(lai)(lai)不(bu)能(neng)測(ce)定的(de)(de)(de)氰帶(dai)干(gan)擾的(de)(de)(de)元(yuan)素,現在可(ke)以(yi)檢測(ce)了(le);進(jin)一(yi)步(bu)實現自動化(hua)以(yi)應對(dui)(dui)龐大的(de)(de)(de)樣品量;金屬(shu)、非金屬(shu)的(de)(de)(de)粉末樣品都能(neng)檢測(ce)。并(bing)且半年來(lai)(lai)(lai)的(de)(de)(de)實際(ji)應用(yong)也證(zheng)明了(le),新(xin)儀器能(neng)夠滿足地質(zhi)行(xing)業的(de)(de)(de)許多需求。”
關注國產儀器發展
“要將分析(xi)儀器研(yan)發和制造(zao)水平放(fang)到代(dai)表國家科技(ji)(ji)水平的(de)高度,如(ru)果中(zhong)國研(yan)究單位的(de)實驗室里90%以(yi)上都是進口(kou)儀器,科技(ji)(ji)創新從何談起(qi)?與(yu)國外競爭(zheng)從何談起(qi)?”鄭(zheng)存江激動的(de)說道,“我(wo)們行業(ye)研(yan)制了(le)很多分析(xi)儀器,但(dan)是產業(ye)化的(de)很少,以(yi)至于后來地質系統被進口(kou)儀器占領(ling)了(le)市場。”
國(guo)(guo)(guo)產(chan)儀(yi)(yi)器研(yan)發(fa)一定(ding)(ding)要(yao)踏實,一定(ding)(ding)要(yao)重視關鍵器件研(yan)發(fa),核心技術一定(ding)(ding)要(yao)有所突(tu)破,鄭(zheng)存江用三個“一定(ding)(ding)要(yao)”表(biao)達了對國(guo)(guo)(guo)產(chan)儀(yi)(yi)器研(yan)發(fa)的(de)期待。“什么時(shi)候,像我們這樣(yang)的(de)實驗室(shi)里80%的(de)儀(yi)(yi)器國(guo)(guo)(guo)產(chan)化了,我們的(de)國(guo)(guo)(guo)產(chan)分析儀(yi)(yi)器就有希望了。”
鄭存江最早參與(yu)的(de)(de)(de)(de)儀(yi)器(qi)研(yan)制項目是組裝(zhuang)并應(ying)(ying)用(yong)ICP-AES,后(hou)來從事激光(guang)剝(bo)蝕-ICP-AES技(ji)術研(yan)究,當時國內的(de)(de)(de)(de)許多(duo)關鍵(jian)部件穩(wen)定(ding)性(xing)不夠(gou),如(ru)射頻發生器(qi)性(xing)能非常不穩(wen)定(ding),沒有一(yi)家國產企業能夠(gou)解決。80、90年(nian)代地礦行業還(huan)研(yan)制過(guo)XRF,不過(guo)國產的(de)(de)(de)(de)X光(guang)管只(zhi)能使用(yong)1-2年(nian),而進(jin)(jin)口的(de)(de)(de)(de)則能使用(yong)10多(duo)年(nian)。但是對(dui)于聚光(guang)科技(ji)推(tui)出的(de)(de)(de)(de)ICP-5000國內首(shou)款(kuan)全譜(pu)直讀的(de)(de)(de)(de)ICP-AES,他這樣描述實際使用(yong)該儀(yi)器(qi)的(de)(de)(de)(de)感(gan)受:“對(dui)于光(guang)譜(pu)儀(yi)器(qi)來說,分辨(bian)率(lv)、波長范(fan)圍等指標較(jiao)容易做到,但精密(mi)度和穩(wen)定(ding)性(xing)是最難做的(de)(de)(de)(de)。我們用(yong)過(guo)一(yi)段(duan)時間后(hou)發現(xian),ICP-5000的(de)(de)(de)(de)精密(mi)度和穩(wen)定(ding)性(xing)做的(de)(de)(de)(de)不錯(cuo),在(zai)國內可(ke)以取代進(jin)(jin)口常規(gui)的(de)(de)(de)(de)ICP-AES。如(ru)果它的(de)(de)(de)(de)分辨(bian)率(lv)進(jin)(jin)一(yi)步(bu)提高,還(huan)可(ke)以進(jin)(jin)一(yi)步(bu)拓(tuo)展(zhan)應(ying)(ying)用(yong)。”
“前些年我對國(guo)(guo)產分析儀器(qi)(qi)(qi)(qi)很是(shi)失(shi)望,其最大的問題是(shi)使(shi)用(yong)壽命(ming)和穩定性達不到(dao)要(yao)(yao)求。現(xian)在,雖然(ran)還(huan)有很長的路(lu)要(yao)(yao)走,但是(shi)我們國(guo)(guo)產儀器(qi)(qi)(qi)(qi)已經大有希望了,”鄭存江說,“國(guo)(guo)家基(ji)礎科(ke)技水(shui)平(ping)不斷(duan)提高,包括基(ji)礎工業、元器(qi)(qi)(qi)(qi)件水(shui)平(ping)都有所提高。并且,近年來國(guo)(guo)家對國(guo)(guo)產儀器(qi)(qi)(qi)(qi)研制的支持力(li)度非常(chang)大,相關的單位(wei)和人也要(yao)(yao)有發展國(guo)(guo)產儀器(qi)(qi)(qi)(qi)的使(shi)命(ming)感。這種(zhong)情(qing)況下,只需要(yao)(yao)加一把火(huo)、推(tui)一下,研究單位(wei)與企(qi)業共同扶植,國(guo)(guo)產儀器(qi)(qi)(qi)(qi)就會(hui)快速發展起來。” (撰稿人:劉豐(feng)秋(qiu)) 來源于:儀器(qi)(qi)(qi)(qi)信息網(wang)