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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)江省地(di)質(zhi)礦產(chan)研究所 鄭存江教授
結緣地質分析
站上領獎臺的(de)永遠(yuan)是(shi)(shi)(shi)那些(xie)幕前(qian)的(de)主角(jiao)們,但(dan)是(shi)(shi)(shi)沒有幕后工作人員,任何一(yi)件事都是(shi)(shi)(shi)干不(bu)成的(de)。“我們也是(shi)(shi)(shi)這(zhe)樣,在(zai)地(di)(di)質行業,分(fen)析(xi)(xi)測(ce)試始終(zhong)是(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)配(pei)角(jiao),不(bu)過(guo)我們雖(sui)然(ran)站不(bu)到領獎臺上,但(dan)我們也是(shi)(shi)(shi)不(bu)可或缺的(de)角(jiao)色。如果我們的(de)數據有一(yi)點(dian)點(dian)的(de)誤差,就(jiu)會給國家造成大量的(de)浪費。從(cong)前(qian)期普(pu)查到中期勘探…..的(de)現(xian)代(dai)地(di)(di)質找礦,一(yi)步也離不(bu)開分(fen)析(xi)(xi)檢(jian)測(ce),”鄭存(cun)江(jiang)說。
“剛(gang)剛(gang)分(fen)(fen)配到地(di)(di)質系統時(shi)(shi),正趕上國(guo)(guo)家地(di)(di)球勘探(tan)化(hua)學(xue)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)計劃實施,整(zheng)個(ge)項目進行的‘熱(re)氣騰(teng)騰(teng)’,無(wu)形中受(shou)到了(le)感染,覺(jue)得地(di)(di)質分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)工(gong)作有(you)意義。”當時(shi)(shi)中國(guo)(guo)開展的1:20萬(wan)(wan)地(di)(di)球勘探(tan)化(hua)學(xue)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi),將整(zheng)個(ge)中國(guo)(guo)“畫”成一個(ge)個(ge)小方(fang)格,每(mei)(mei)個(ge)格子采(cai)一個(ge)樣,樣品(pin)量(liang)非常之(zhi)大;而(er)且,每(mei)(mei)個(ge)樣檢(jian)測(ce)39種(zhong)(zhong)元素(su),使用了(le)10多種(zhong)(zhong)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)方(fang)法;后來,國(guo)(guo)家再(zai)次開展1:5萬(wan)(wan)的地(di)(di)球勘探(tan)化(hua)學(xue)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi),樣品(pin)量(liang)更大、檢(jian)測(ce)元素(su)數多達(da)50多種(zhong)(zhong)。“樣品(pin)量(liang)大、情(qing)況復雜(za)、干(gan)擾(rao)多……,以及當時(shi)(shi)的測(ce)試手段有(you)限(xian),所以有(you)些元素(su)‘做(zuo)’得不是很好,這對我們(men)提出了(le)挑(tiao)戰(zhan),”鄭存江(jiang)說,“提高分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)質量(liang)和精(jing)度是當時(shi)(shi)地(di)(di)質測(ce)試人(ren)的目的和責(ze)任(ren)。”
“地(di)質(zhi)分(fen)析最大的(de)(de)誘惑是(shi)其復雜性、高質(zhi)量要求、寬廣(guang)領(ling)域,即使(shi)努力也(ye)難以達不(bu)到頂峰,所以值得我們(men)不(bu)斷去(qu)探索。分(fen)析工作中(zhong)發現問題、最后能夠解決問題,我們(men)會非(fei)常(chang)自豪。并且檢測技(ji)術(shu)還可以用(yong)(yong)到其他領(ling)域,如醫藥、環保、冶金、農業等(deng),讓我們(men)覺得我們(men)的(de)(de)工作非(fei)常(chang)有意義,對(dui)國家、對(dui)企(qi)業都是(shi)有用(yong)(yong)的(de)(de)。”
受到(dao)這些大的國家計劃(hua)影響,并且許(xu)多像鄭(zheng)存江一樣的分(fen)析(xi)測試技術(shu)(shu)人員與眾多前輩(bei)一起為之奮(fen)斗,使(shi)得地質分(fen)析(xi)檢(jian)測技術(shu)(shu)不斷進(jin)步。
倡導“綠色分析”
分(fen)析(xi)(xi)化學(xue)是(shi)(shi)化學(xue)的(de)一個分(fen)支(zhi),是(shi)(shi)用(yong)來分(fen)析(xi)(xi)物質成(cheng)分(fen)、組成(cheng)及其(qi)結構的(de)一門學(xue)科。樣品中有何(he)元(yuan)素,其(qi)毒性、對(dui)(dui)環(huan)(huan)境和人(ren)類健康有何(he)危(wei)害(hai)都(dou)要用(yong)到這種技術手(shou)段(duan)。但(dan)是(shi)(shi)分(fen)析(xi)(xi)過(guo)程中會用(yong)到大量的(de)酸(suan)堿、有機溶劑,廢液的(de)處理不但(dan)需要成(cheng)本,還會對(dui)(dui)環(huan)(huan)境和人(ren)類健康造成(cheng)各種危(wei)害(hai)。
地質實驗室每(mei)天有(you)幾(ji)百個(ge)樣品(pin)的(de)(de)檢(jian)測任(ren)務(wu),一(yi)(yi)年下來(lai)就有(you)10多萬(wan)到20萬(wan)的(de)(de)樣品(pin),或者更多,相(xiang)應(ying)(ying)的(de)(de)會消耗(hao)大量(liang)的(de)(de)酸堿(jian)、有(you)機溶劑,而(er)這些對環境、人類健(jian)康(kang)都有(you)一(yi)(yi)定(ding)影響。 “如果我們一(yi)(yi)邊倡導環保,另一(yi)(yi)邊卻又在(zai)污染(ran)環境,這本身就是(shi)矛盾的(de)(de),”鄭存江說,“所以,減(jian)少(shao)或不使用這些有(you)毒有(you)害的(de)(de)試劑,是(shi)我們這一(yi)(yi)代(dai)人應(ying)(ying)該(gai)做的(de)(de)事情。”
經過不(bu)斷的(de)(de)思考,鄭(zheng)存(cun)江認為,分析(xi)檢測技術應(ying)該向著“綠色分析(xi)”方向發展。剛開始,鄭(zheng)存(cun)江倡(chang)導的(de)(de)是“低(di)污染分析(xi)過程”,這個理念一(yi)直(zhi)實(shi)施下(xia)來,以酸的(de)(de)使用量來比較,現(xian)在鄭(zheng)存(cun)江實(shi)驗(yan)室的(de)(de)用量只是過去的(de)(de)十(shi)分之一(yi),一(yi)年下(xia)來不(bu)僅節約了成本,更重要的(de)(de)是減(jian)少了對(dui)環境的(de)(de)污染。
對(dui)于(yu)(yu)發展能夠不使用那(nei)些酸(suan)堿、有機溶劑(ji)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析技術,鄭(zheng)存(cun)(cun)江主要進行了(le)固體(ti)直(zhi)(zhi)接(jie)進樣(yang)分(fen)(fen)(fen)析技術的(de)(de)(de)(de)研(yan)究。說到(dao)這個,鄭(zheng)存(cun)(cun)江說到(dao)了(le)他(ta)和(he)儀(yi)器(qi)公司(si)——聚光(guang)(guang)科技的(de)(de)(de)(de)合(he)作。3年前鄭(zheng)存(cun)(cun)江向聚光(guang)(guang)科技提出(chu)了(le)合(he)作研(yan)制(zhi)電弧發射光(guang)(guang)譜儀(yi)器(qi)的(de)(de)(de)(de)邀(yao)請,以解(jie)決(jue)地質(zhi)(zhi)分(fen)(fen)(fen)析中復雜的(de)(de)(de)(de)前處理(li)帶(dai)來的(de)(de)(de)(de)樣(yang)品損失和(he)對(dui)操作人員(yuan)身體(ti)的(de)(de)(de)(de)傷(shang)害以及對(dui)環境的(de)(de)(de)(de)二次污染等問題。今年初,合(he)作成果(guo)E5000電弧發射直(zhi)(zhi)讀光(guang)(guang)譜儀(yi)樣(yang)機研(yan)制(zhi)成功,對(dui)于(yu)(yu)這款(kuan)新(xin)產品,鄭(zheng)存(cun)(cun)江說,“E5000能夠進行地質(zhi)(zhi)分(fen)(fen)(fen)析中難(nan)以分(fen)(fen)(fen)解(jie)的(de)(de)(de)(de)Ag、B、Sn三(san)種(zhong)元素(su)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析;如果(guo)加(jia)入(ru)惰(duo)性(xing)氣體(ti),原來不能測定的(de)(de)(de)(de)氰帶(dai)干擾(rao)的(de)(de)(de)(de)元素(su),現(xian)在可(ke)以檢(jian)(jian)測了(le);進一步實(shi)現(xian)自動化以應對(dui)龐大(da)的(de)(de)(de)(de)樣(yang)品量(liang);金屬、非金屬的(de)(de)(de)(de)粉末樣(yang)品都能檢(jian)(jian)測。并(bing)且半(ban)年來的(de)(de)(de)(de)實(shi)際(ji)應用也證明了(le),新(xin)儀(yi)器(qi)能夠滿足地質(zhi)(zhi)行業(ye)的(de)(de)(de)(de)許多需(xu)求(qiu)。”
關注國產儀器發展
“要將(jiang)分析(xi)儀器研(yan)發和(he)制(zhi)造水平(ping)放到(dao)代表(biao)國家科技水平(ping)的(de)高度,如果中國研(yan)究單(dan)位的(de)實驗(yan)室里(li)90%以上都是進口儀器,科技創(chuang)新從何談起?與國外競爭從何談起?”鄭(zheng)存江激動的(de)說道,“我們(men)行業(ye)研(yan)制(zhi)了(le)很多(duo)分析(xi)儀器,但(dan)是產(chan)業(ye)化的(de)很少(shao),以至于后(hou)來地(di)質系統被進口儀器占領(ling)了(le)市場。”
國(guo)產(chan)儀器(qi)研(yan)發一(yi)定(ding)(ding)要(yao)(yao)(yao)踏實,一(yi)定(ding)(ding)要(yao)(yao)(yao)重視關鍵器(qi)件研(yan)發,核心技(ji)術一(yi)定(ding)(ding)要(yao)(yao)(yao)有(you)所突(tu)破,鄭存江用三個“一(yi)定(ding)(ding)要(yao)(yao)(yao)”表(biao)達了(le)對國(guo)產(chan)儀器(qi)研(yan)發的(de)期待。“什么(me)時候,像我們(men)這(zhe)樣的(de)實驗室里80%的(de)儀器(qi)國(guo)產(chan)化了(le),我們(men)的(de)國(guo)產(chan)分(fen)析儀器(qi)就有(you)希望了(le)。”
鄭存江最早參與的(de)儀(yi)器研制項目是組(zu)裝并(bing)應用(yong)(yong)(yong)ICP-AES,后來從事激光(guang)剝蝕-ICP-AES技(ji)術研究,當時國(guo)(guo)內(nei)(nei)的(de)許多(duo)關鍵(jian)部件穩(wen)定性不(bu)夠,如射頻發(fa)生器性能非常不(bu)穩(wen)定,沒有一(yi)家國(guo)(guo)產企業能夠解決。80、90年(nian)代地礦行(xing)業還研制過(guo)XRF,不(bu)過(guo)國(guo)(guo)產的(de)X光(guang)管(guan)只能使(shi)用(yong)(yong)(yong)1-2年(nian),而進(jin)口的(de)則能使(shi)用(yong)(yong)(yong)10多(duo)年(nian)。但是對于(yu)聚光(guang)科技(ji)推出的(de)ICP-5000國(guo)(guo)內(nei)(nei)首款全譜直讀的(de)ICP-AES,他這樣描述實際使(shi)用(yong)(yong)(yong)該(gai)儀(yi)器的(de)感(gan)受:“對于(yu)光(guang)譜儀(yi)器來說(shuo),分辨(bian)率、波長范圍等指標較容易(yi)做(zuo)到(dao),但精密度和穩(wen)定性是最難做(zuo)的(de)。我(wo)們用(yong)(yong)(yong)過(guo)一(yi)段時間后發(fa)現,ICP-5000的(de)精密度和穩(wen)定性做(zuo)的(de)不(bu)錯,在國(guo)(guo)內(nei)(nei)可以取代進(jin)口常規(gui)的(de)ICP-AES。如果(guo)它的(de)分辨(bian)率進(jin)一(yi)步提(ti)高,還可以進(jin)一(yi)步拓展應用(yong)(yong)(yong)。”
“前(qian)些年我對國(guo)(guo)產(chan)(chan)分析儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)很是失(shi)望,其最(zui)大的(de)(de)問題是使(shi)用壽命和(he)穩定性(xing)達不(bu)到要(yao)(yao)求。現(xian)在,雖(sui)然還(huan)有(you)很長的(de)(de)路(lu)要(yao)(yao)走,但(dan)是我們(men)國(guo)(guo)產(chan)(chan)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)已經大有(you)希望了,”鄭(zheng)存(cun)江(jiang)說,“國(guo)(guo)家基礎科技(ji)水(shui)平(ping)不(bu)斷提高,包括基礎工業(ye)、元器(qi)(qi)件水(shui)平(ping)都有(you)所提高。并且(qie),近年來(lai)國(guo)(guo)家對國(guo)(guo)產(chan)(chan)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)研(yan)制的(de)(de)支持力(li)度非常大,相關(guan)的(de)(de)單位和(he)人也要(yao)(yao)有(you)發(fa)展國(guo)(guo)產(chan)(chan)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)的(de)(de)使(shi)命感。這(zhe)種情況下,只需要(yao)(yao)加一把火(huo)、推(tui)一下,研(yan)究單位與(yu)企業(ye)共同扶植,國(guo)(guo)產(chan)(chan)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)就會快速發(fa)展起(qi)來(lai)。” (撰稿人:劉豐秋) 來(lai)源于(yu):儀(yi)(yi)(yi)器(qi)(qi)信息網(wang)