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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(kuang)產研究所 鄭存江(jiang)教授
結緣地質分析
站(zhan)上領獎臺(tai)的(de)(de)永(yong)遠(yuan)是(shi)那些幕前的(de)(de)主角(jiao)們(men)(men),但(dan)是(shi)沒有幕后工作人(ren)員,任何一件事都是(shi)干不(bu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)。“我(wo)們(men)(men)也(ye)是(shi)這樣(yang),在地(di)質行業,分析測(ce)試始終是(shi)一個配角(jiao),不(bu)過我(wo)們(men)(men)雖然站(zhan)不(bu)到領獎臺(tai)上,但(dan)我(wo)們(men)(men)也(ye)是(shi)不(bu)可或缺的(de)(de)角(jiao)色。如果我(wo)們(men)(men)的(de)(de)數據有一點點的(de)(de)誤差,就會給(gei)國家(jia)造成(cheng)(cheng)大量的(de)(de)浪費(fei)。從(cong)前期普查到中(zhong)期勘探(tan)…..的(de)(de)現代地(di)質找礦,一步也(ye)離不(bu)開(kai)分析檢(jian)測(ce),”鄭存江說(shuo)。
“剛剛分配到地(di)質(zhi)系統時,正(zheng)趕上國(guo)(guo)家地(di)球(qiu)勘(kan)探化(hua)學分析(xi)計劃實(shi)施,整個(ge)(ge)項目進行的(de)‘熱(re)氣騰騰’,無形中(zhong)受到了感染,覺得(de)(de)地(di)質(zhi)分析(xi)工(gong)作有意義。”當時中(zhong)國(guo)(guo)開(kai)展(zhan)的(de)1:20萬(wan)地(di)球(qiu)勘(kan)探化(hua)學分析(xi),將整個(ge)(ge)中(zhong)國(guo)(guo)“畫(hua)”成一(yi)個(ge)(ge)個(ge)(ge)小方(fang)格,每個(ge)(ge)格子采一(yi)個(ge)(ge)樣,樣品(pin)量非常之(zhi)大(da);而(er)且,每個(ge)(ge)樣檢測39種(zhong)元素(su),使用了10多(duo)種(zhong)分析(xi)方(fang)法;后來,國(guo)(guo)家再次開(kai)展(zhan)1:5萬(wan)的(de)地(di)球(qiu)勘(kan)探化(hua)學分析(xi),樣品(pin)量更大(da)、檢測元素(su)數(shu)多(duo)達50多(duo)種(zhong)。“樣品(pin)量大(da)、情況(kuang)復雜、干擾多(duo)……,以(yi)及當時的(de)測試(shi)手(shou)段(duan)有限,所以(yi)有些元素(su)‘做’得(de)(de)不是很(hen)好,這對我們(men)提出了挑戰,”鄭存江說(shuo),“提高(gao)分析(xi)質(zhi)量和(he)精度(du)是當時地(di)質(zhi)測試(shi)人的(de)目的(de)和(he)責任。”
“地質分(fen)(fen)析最大的(de)(de)(de)誘惑是其復雜性、高質量要求、寬廣領(ling)域,即使努力也難(nan)以(yi)達不(bu)(bu)到頂峰,所以(yi)值(zhi)得我們不(bu)(bu)斷去探索。分(fen)(fen)析工(gong)作(zuo)中(zhong)發現問(wen)(wen)題、最后(hou)能夠解決問(wen)(wen)題,我們會非常(chang)自豪(hao)。并且檢測技術還可以(yi)用到其他領(ling)域,如醫藥、環(huan)保、冶(ye)金、農業(ye)等(deng),讓我們覺得我們的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)非常(chang)有意義(yi),對國家、對企業(ye)都是有用的(de)(de)(de)。”
受到(dao)這些大的(de)國家計劃(hua)影響,并且許多像鄭(zheng)存江一樣的(de)分析測(ce)試技術人員(yuan)與眾多前輩一起(qi)為之奮斗,使得地(di)質分析檢(jian)測(ce)技術不斷(duan)進步。
倡導“綠色分析”
分(fen)(fen)析化學是(shi)化學的(de)一(yi)個分(fen)(fen)支,是(shi)用來(lai)分(fen)(fen)析物(wu)質成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)、組成(cheng)(cheng)(cheng)及(ji)其結構(gou)的(de)一(yi)門學科。樣品中有(you)(you)(you)何元素,其毒性(xing)、對環(huan)境和(he)人(ren)類(lei)健(jian)(jian)康有(you)(you)(you)何危害都要用到(dao)這種技(ji)術(shu)手段。但(dan)是(shi)分(fen)(fen)析過(guo)程(cheng)中會用到(dao)大(da)量的(de)酸堿、有(you)(you)(you)機(ji)溶(rong)劑,廢液的(de)處(chu)理不但(dan)需要成(cheng)(cheng)(cheng)本,還會對環(huan)境和(he)人(ren)類(lei)健(jian)(jian)康造成(cheng)(cheng)(cheng)各種危害。
地質實驗(yan)室每(mei)天有(you)幾(ji)百個樣(yang)品(pin)的檢測任務,一年下來就(jiu)(jiu)有(you)10多(duo)萬到20萬的樣(yang)品(pin),或(huo)者更多(duo),相(xiang)應的會消耗大(da)量(liang)的酸(suan)堿(jian)、有(you)機(ji)溶劑(ji),而這(zhe)些對環(huan)境(jing)、人類健康都(dou)有(you)一定影響。 “如果(guo)我(wo)們(men)一邊(bian)倡導(dao)環(huan)保,另一邊(bian)卻(que)又在污染環(huan)境(jing),這(zhe)本身就(jiu)(jiu)是矛盾的,”鄭存江說,“所以,減少(shao)或(huo)不使用這(zhe)些有(you)毒有(you)害的試劑(ji),是我(wo)們(men)這(zhe)一代人應該(gai)做的事(shi)情。”
經過不(bu)斷(duan)的(de)思考,鄭(zheng)存江(jiang)認為,分(fen)析檢(jian)測技術應該(gai)向(xiang)著“綠色分(fen)析”方向(xiang)發展(zhan)。剛開始,鄭(zheng)存江(jiang)倡導的(de)是“低(di)污(wu)染分(fen)析過程(cheng)”,這個理念(nian)一直實施下(xia)來,以酸的(de)使用量來比較,現在鄭(zheng)存江(jiang)實驗室的(de)用量只是過去的(de)十分(fen)之一,一年下(xia)來不(bu)僅(jin)節約(yue)了成本,更重(zhong)要的(de)是減少了對環境的(de)污(wu)染。
對于發(fa)展(zhan)能夠不使用(yong)那些酸堿、有機(ji)溶劑的(de)(de)(de)分析(xi)技(ji)(ji)術,鄭(zheng)存(cun)江(jiang)主要進(jin)行(xing)了固體直(zhi)接進(jin)樣(yang)(yang)分析(xi)技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)。說(shuo)到這個(ge),鄭(zheng)存(cun)江(jiang)說(shuo)到了他和(he)儀(yi)(yi)器公司(si)——聚(ju)光(guang)(guang)(guang)科(ke)技(ji)(ji)的(de)(de)(de)合(he)作。3年(nian)前鄭(zheng)存(cun)江(jiang)向聚(ju)光(guang)(guang)(guang)科(ke)技(ji)(ji)提出了合(he)作研(yan)(yan)制電弧發(fa)射光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)器的(de)(de)(de)邀請,以解(jie)決地質分析(xi)中(zhong)復(fu)雜的(de)(de)(de)前處理帶(dai)來(lai)的(de)(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)損(sun)失和(he)對操作人(ren)員身(shen)體的(de)(de)(de)傷(shang)害以及對環境的(de)(de)(de)二次(ci)污染等(deng)問題(ti)。今年(nian)初,合(he)作成果E5000電弧發(fa)射直(zhi)讀(du)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)(yi)樣(yang)(yang)機(ji)研(yan)(yan)制成功(gong),對于這款新產品(pin)(pin),鄭(zheng)存(cun)江(jiang)說(shuo),“E5000能夠進(jin)行(xing)地質分析(xi)中(zhong)難以分解(jie)的(de)(de)(de)Ag、B、Sn三種(zhong)元素的(de)(de)(de)分析(xi);如果加入惰性氣體,原來(lai)不能測(ce)(ce)定的(de)(de)(de)氰帶(dai)干擾的(de)(de)(de)元素,現在可(ke)以檢(jian)測(ce)(ce)了;進(jin)一(yi)步實現自(zi)動化以應(ying)對龐大的(de)(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)量;金屬、非金屬的(de)(de)(de)粉(fen)末(mo)樣(yang)(yang)品(pin)(pin)都(dou)能檢(jian)測(ce)(ce)。并且半(ban)年(nian)來(lai)的(de)(de)(de)實際應(ying)用(yong)也(ye)證(zheng)明了,新儀(yi)(yi)器能夠滿足地質行(xing)業的(de)(de)(de)許(xu)多需求。”
關注國產儀器發展
“要將分(fen)析(xi)儀(yi)(yi)器(qi)研發和制造水平放到代表國(guo)家(jia)科技水平的高度(du),如果(guo)中國(guo)研究單位的實驗室里90%以上(shang)都(dou)是(shi)進口儀(yi)(yi)器(qi),科技創新從何談(tan)起?與國(guo)外競爭從何談(tan)起?”鄭存江(jiang)激動的說(shuo)道,“我們行業研制了(le)很多分(fen)析(xi)儀(yi)(yi)器(qi),但(dan)是(shi)產業化的很少,以至于后來地質(zhi)系(xi)統(tong)被進口儀(yi)(yi)器(qi)占(zhan)領了(le)市場。”
國產儀(yi)器研(yan)發一(yi)定(ding)要(yao)踏實,一(yi)定(ding)要(yao)重(zhong)視(shi)關鍵器件研(yan)發,核心技術(shu)一(yi)定(ding)要(yao)有所(suo)突破(po),鄭存江用三個“一(yi)定(ding)要(yao)”表達了(le)對國產儀(yi)器研(yan)發的期待。“什么(me)時候,像(xiang)我們(men)這樣(yang)的實驗(yan)室里(li)80%的儀(yi)器國產化了(le),我們(men)的國產分析儀(yi)器就有希望了(le)。”
鄭存江最(zui)早(zao)參(can)與(yu)的(de)(de)(de)儀(yi)器研(yan)制項目是(shi)組裝(zhuang)并應(ying)(ying)用ICP-AES,后(hou)來(lai)從事激光(guang)(guang)剝蝕(shi)-ICP-AES技術(shu)研(yan)究,當時國(guo)內的(de)(de)(de)許多關鍵部件穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)不(bu)(bu)夠(gou),如射頻發(fa)生器性(xing)(xing)(xing)能(neng)非(fei)常(chang)不(bu)(bu)穩(wen)定,沒有一(yi)(yi)家國(guo)產企業能(neng)夠(gou)解決(jue)。80、90年代地礦(kuang)行業還研(yan)制過XRF,不(bu)(bu)過國(guo)產的(de)(de)(de)X光(guang)(guang)管只(zhi)能(neng)使用1-2年,而(er)進(jin)口(kou)(kou)的(de)(de)(de)則能(neng)使用10多年。但是(shi)對于(yu)聚光(guang)(guang)科技推出(chu)的(de)(de)(de)ICP-5000國(guo)內首(shou)款全譜(pu)直讀的(de)(de)(de)ICP-AES,他這樣描述實際(ji)使用該儀(yi)器的(de)(de)(de)感受(shou):“對于(yu)光(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)器來(lai)說,分辨率、波長范圍等指標較容易(yi)做(zuo)(zuo)到,但精(jing)密度和穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)是(shi)最(zui)難做(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)。我(wo)們用過一(yi)(yi)段(duan)時間后(hou)發(fa)現(xian),ICP-5000的(de)(de)(de)精(jing)密度和穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)做(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)錯,在國(guo)內可以取代進(jin)口(kou)(kou)常(chang)規的(de)(de)(de)ICP-AES。如果它的(de)(de)(de)分辨率進(jin)一(yi)(yi)步提高,還可以進(jin)一(yi)(yi)步拓展應(ying)(ying)用。”
“前些年(nian)我(wo)對(dui)國(guo)產分析(xi)儀器(qi)很是(shi)(shi)失(shi)望,其最(zui)大的(de)(de)(de)問題是(shi)(shi)使用壽(shou)命和穩定性達不(bu)到要(yao)求。現在,雖然還有很長的(de)(de)(de)路(lu)要(yao)走,但(dan)是(shi)(shi)我(wo)們國(guo)產儀器(qi)已經大有希(xi)望了,”鄭(zheng)存江說,“國(guo)家(jia)基(ji)礎(chu)科(ke)技水(shui)平(ping)不(bu)斷提高,包括基(ji)礎(chu)工業(ye)(ye)、元器(qi)件水(shui)平(ping)都有所提高。并且(qie),近年(nian)來國(guo)家(jia)對(dui)國(guo)產儀器(qi)研制的(de)(de)(de)支持力度非常大,相(xiang)關的(de)(de)(de)單位和人(ren)也要(yao)有發展(zhan)國(guo)產儀器(qi)的(de)(de)(de)使命感。這(zhe)種情況下,只(zhi)需要(yao)加一把火、推一下,研究單位與(yu)企業(ye)(ye)共同(tong)扶植,國(guo)產儀器(qi)就會快速(su)發展(zhan)起來。” (撰稿人(ren):劉(liu)豐秋(qiu)) 來源于:儀器(qi)信息網