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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。
浙江省地質礦產(chan)研究所(suo) 鄭(zheng)存(cun)江教授
結緣地質分析
站上領獎(jiang)臺的(de)永遠是(shi)(shi)那些幕前的(de)主角們(men),但是(shi)(shi)沒(mei)有幕后工(gong)作人員,任何(he)一件事都是(shi)(shi)干不成的(de)。“我(wo)們(men)也是(shi)(shi)這樣,在(zai)地(di)質行(xing)業,分析(xi)測試(shi)始終(zhong)是(shi)(shi)一個配角,不過(guo)我(wo)們(men)雖然站不到領獎(jiang)臺上,但我(wo)們(men)也是(shi)(shi)不可或缺的(de)角色。如果我(wo)們(men)的(de)數據(ju)有一點點的(de)誤差,就會給國(guo)家造成大量的(de)浪費(fei)。從前期普查到中(zhong)期勘探…..的(de)現代地(di)質找礦,一步也離不開分析(xi)檢(jian)測,”鄭(zheng)存江說。
“剛(gang)剛(gang)分配(pei)到地(di)(di)質(zhi)(zhi)系統時(shi),正趕上(shang)國(guo)家(jia)地(di)(di)球勘(kan)探(tan)化(hua)學(xue)(xue)分析(xi)(xi)計(ji)劃實(shi)施,整個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)項目進(jin)行(xing)的‘熱氣騰騰’,無形中受(shou)到了感染(ran),覺得地(di)(di)質(zhi)(zhi)分析(xi)(xi)工作有意義(yi)。”當時(shi)中國(guo)開展(zhan)的1:20萬地(di)(di)球勘(kan)探(tan)化(hua)學(xue)(xue)分析(xi)(xi),將整個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)中國(guo)“畫”成一個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)小方格(ge),每個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)格(ge)子采一個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)樣(yang)(yang),樣(yang)(yang)品量(liang)(liang)非(fei)常之大(da);而(er)且,每個(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)樣(yang)(yang)檢測39種(zhong)元(yuan)素(su)(su),使用了10多(duo)(duo)(duo)種(zhong)分析(xi)(xi)方法;后來,國(guo)家(jia)再(zai)次開展(zhan)1:5萬的地(di)(di)球勘(kan)探(tan)化(hua)學(xue)(xue)分析(xi)(xi),樣(yang)(yang)品量(liang)(liang)更(geng)大(da)、檢測元(yuan)素(su)(su)數多(duo)(duo)(duo)達50多(duo)(duo)(duo)種(zhong)。“樣(yang)(yang)品量(liang)(liang)大(da)、情況復雜、干擾(rao)多(duo)(duo)(duo)……,以及當時(shi)的測試手段有限,所以有些元(yuan)素(su)(su)‘做’得不是很好,這(zhe)對我們(men)提(ti)出了挑戰,”鄭存江(jiang)說,“提(ti)高分析(xi)(xi)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)和(he)(he)精度是當時(shi)地(di)(di)質(zhi)(zhi)測試人(ren)的目的和(he)(he)責任。”
“地質分析最(zui)(zui)大的誘惑是其復雜性、高質量要求、寬廣領域(yu)(yu),即使努力也難以達不(bu)到頂(ding)峰(feng),所以值得(de)我(wo)們不(bu)斷去探索(suo)。分析工作中發(fa)現(xian)問題、最(zui)(zui)后能夠(gou)解決(jue)問題,我(wo)們會(hui)非(fei)常自豪。并且檢測技術還可以用到其他領域(yu)(yu),如醫藥、環保(bao)、冶金、農業等(deng),讓我(wo)們覺(jue)得(de)我(wo)們的工作非(fei)常有意義,對國家、對企(qi)業都是有用的。”
受(shou)到(dao)這些大(da)的(de)國(guo)家計劃(hua)影響,并且許(xu)多(duo)像鄭存(cun)江(jiang)一(yi)樣的(de)分析(xi)測試技術人員(yuan)與眾多(duo)前輩一(yi)起為之奮斗,使得地(di)質分析(xi)檢(jian)測技術不斷進步。
倡導“綠色分析”
分析(xi)化學(xue)是化學(xue)的(de)一(yi)(yi)個分支,是用來分析(xi)物(wu)質成(cheng)分、組成(cheng)及其結構的(de)一(yi)(yi)門(men)學(xue)科。樣品中(zhong)有(you)何(he)元素,其毒性、對環境(jing)和人(ren)(ren)類健康(kang)有(you)何(he)危(wei)(wei)害都要(yao)用到(dao)這種(zhong)技術手段(duan)。但(dan)是分析(xi)過程中(zhong)會(hui)用到(dao)大量的(de)酸堿、有(you)機溶劑,廢(fei)液(ye)的(de)處理不但(dan)需要(yao)成(cheng)本,還(huan)會(hui)對環境(jing)和人(ren)(ren)類健康(kang)造成(cheng)各種(zhong)危(wei)(wei)害。
地質(zhi)實驗(yan)室每天(tian)有(you)(you)幾百個樣品的(de)(de)(de)檢測任務,一年(nian)下來就(jiu)有(you)(you)10多(duo)萬(wan)到(dao)20萬(wan)的(de)(de)(de)樣品,或(huo)者更多(duo),相應的(de)(de)(de)會消耗大量的(de)(de)(de)酸堿、有(you)(you)機(ji)溶劑(ji),而這些(xie)對(dui)環境、人(ren)類健(jian)康都有(you)(you)一定影響(xiang)。 “如果我(wo)們一邊(bian)倡(chang)導環保,另(ling)一邊(bian)卻又(you)在(zai)污染(ran)環境,這本身就(jiu)是矛盾的(de)(de)(de),”鄭(zheng)存江(jiang)說(shuo),“所以(yi),減少或(huo)不使用這些(xie)有(you)(you)毒有(you)(you)害的(de)(de)(de)試劑(ji),是我(wo)們這一代(dai)人(ren)應該做的(de)(de)(de)事情。”
經(jing)過(guo)不斷的(de)(de)思考,鄭存(cun)江(jiang)認為,分(fen)析(xi)檢(jian)測(ce)技術應該向著“綠色分(fen)析(xi)”方向發展。剛開始,鄭存(cun)江(jiang)倡導的(de)(de)是(shi)“低污染分(fen)析(xi)過(guo)程”,這個(ge)理念一(yi)直實施下來,以酸的(de)(de)使用(yong)量(liang)來比較,現在鄭存(cun)江(jiang)實驗室的(de)(de)用(yong)量(liang)只是(shi)過(guo)去的(de)(de)十分(fen)之一(yi),一(yi)年(nian)下來不僅節約了(le)成本,更(geng)重要的(de)(de)是(shi)減少(shao)了(le)對環境的(de)(de)污染。
對(dui)于發展(zhan)能(neng)(neng)(neng)夠(gou)不使用那些酸堿、有(you)機溶劑的(de)(de)分(fen)析(xi)(xi)技(ji)術(shu),鄭(zheng)存(cun)江主(zhu)要進(jin)(jin)行(xing)了(le)固體(ti)直接進(jin)(jin)樣(yang)分(fen)析(xi)(xi)技(ji)術(shu)的(de)(de)研究。說到(dao)這個,鄭(zheng)存(cun)江說到(dao)了(le)他和儀(yi)器公司——聚(ju)光科(ke)技(ji)的(de)(de)合作。3年(nian)(nian)前(qian)鄭(zheng)存(cun)江向聚(ju)光科(ke)技(ji)提(ti)出了(le)合作研制(zhi)電弧發射(she)光譜儀(yi)器的(de)(de)邀請,以解決地(di)(di)質分(fen)析(xi)(xi)中(zhong)復雜的(de)(de)前(qian)處理帶來的(de)(de)樣(yang)品(pin)(pin)損失(shi)和對(dui)操作人員身體(ti)的(de)(de)傷害以及(ji)對(dui)環境的(de)(de)二次污染等問題。今年(nian)(nian)初(chu),合作成(cheng)果E5000電弧發射(she)直讀光譜儀(yi)樣(yang)機研制(zhi)成(cheng)功(gong),對(dui)于這款新產(chan)品(pin)(pin),鄭(zheng)存(cun)江說,“E5000能(neng)(neng)(neng)夠(gou)進(jin)(jin)行(xing)地(di)(di)質分(fen)析(xi)(xi)中(zhong)難以分(fen)解的(de)(de)Ag、B、Sn三種元素的(de)(de)分(fen)析(xi)(xi);如果加入惰性氣(qi)體(ti),原來不能(neng)(neng)(neng)測定(ding)的(de)(de)氰帶干擾的(de)(de)元素,現(xian)在可以檢測了(le);進(jin)(jin)一步實(shi)現(xian)自動(dong)化以應對(dui)龐大的(de)(de)樣(yang)品(pin)(pin)量;金屬、非金屬的(de)(de)粉末樣(yang)品(pin)(pin)都(dou)能(neng)(neng)(neng)檢測。并且半年(nian)(nian)來的(de)(de)實(shi)際應用也證明(ming)了(le),新儀(yi)器能(neng)(neng)(neng)夠(gou)滿(man)足地(di)(di)質行(xing)業的(de)(de)許多(duo)需求。”
關注國產儀器發展
“要將分析儀(yi)(yi)(yi)器(qi)研發和制造水平放到(dao)代表國家(jia)科(ke)技水平的高度,如果中(zhong)國研究(jiu)單位的實驗室里90%以上都是進(jin)口(kou)儀(yi)(yi)(yi)器(qi),科(ke)技創(chuang)新從(cong)(cong)何(he)談起?與國外競爭從(cong)(cong)何(he)談起?”鄭存江激(ji)動的說道(dao),“我們行業(ye)研制了很多(duo)分析儀(yi)(yi)(yi)器(qi),但是產(chan)業(ye)化(hua)的很少,以至于后來地(di)質系統被進(jin)口(kou)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)占領了市場(chang)。”
國(guo)產(chan)儀器(qi)研(yan)發一定(ding)要(yao)踏實(shi),一定(ding)要(yao)重視關鍵器(qi)件研(yan)發,核心技術一定(ding)要(yao)有所突(tu)破,鄭存江用三(san)個“一定(ding)要(yao)”表達了對(dui)國(guo)產(chan)儀器(qi)研(yan)發的(de)期待。“什么時候,像我們這(zhe)樣的(de)實(shi)驗室(shi)里80%的(de)儀器(qi)國(guo)產(chan)化(hua)了,我們的(de)國(guo)產(chan)分(fen)析儀器(qi)就(jiu)有希望了。”
鄭存江最早參與的(de)(de)儀(yi)器(qi)研制項目是(shi)(shi)組裝并應用(yong)(yong)ICP-AES,后來(lai)從事激光(guang)剝蝕-ICP-AES技術研究,當時國(guo)內(nei)的(de)(de)許多(duo)關(guan)鍵部件穩定(ding)性(xing)(xing)不(bu)(bu)夠(gou),如射頻發生器(qi)性(xing)(xing)能(neng)非(fei)常不(bu)(bu)穩定(ding),沒有一家國(guo)產(chan)企業能(neng)夠(gou)解決。80、90年代(dai)地礦行業還研制過(guo)XRF,不(bu)(bu)過(guo)國(guo)產(chan)的(de)(de)X光(guang)管只(zhi)能(neng)使(shi)用(yong)(yong)1-2年,而進(jin)(jin)口的(de)(de)則能(neng)使(shi)用(yong)(yong)10多(duo)年。但是(shi)(shi)對于聚光(guang)科技推出的(de)(de)ICP-5000國(guo)內(nei)首(shou)款(kuan)全譜直讀(du)的(de)(de)ICP-AES,他這樣描述(shu)實際(ji)使(shi)用(yong)(yong)該儀(yi)器(qi)的(de)(de)感受:“對于光(guang)譜儀(yi)器(qi)來(lai)說,分(fen)辨率(lv)、波長范圍等指標較容(rong)易做到,但精密度和(he)穩定(ding)性(xing)(xing)是(shi)(shi)最難(nan)做的(de)(de)。我們(men)用(yong)(yong)過(guo)一段時間后發現,ICP-5000的(de)(de)精密度和(he)穩定(ding)性(xing)(xing)做的(de)(de)不(bu)(bu)錯,在國(guo)內(nei)可(ke)以取代(dai)進(jin)(jin)口常規的(de)(de)ICP-AES。如果它的(de)(de)分(fen)辨率(lv)進(jin)(jin)一步提(ti)高,還可(ke)以進(jin)(jin)一步拓展應用(yong)(yong)。”
“前些年我對(dui)國(guo)產(chan)分析儀(yi)器(qi)(qi)很是失(shi)望(wang)(wang),其最大(da)的問題是使用壽命和(he)穩定性達不到(dao)要(yao)求。現在,雖然(ran)還有(you)(you)很長(chang)的路要(yao)走,但是我們國(guo)產(chan)儀(yi)器(qi)(qi)已(yi)經大(da)有(you)(you)希望(wang)(wang)了(le),”鄭存江說,“國(guo)家(jia)基礎(chu)科技水平(ping)(ping)不斷提高,包括基礎(chu)工業、元(yuan)器(qi)(qi)件(jian)水平(ping)(ping)都有(you)(you)所提高。并且(qie),近年來國(guo)家(jia)對(dui)國(guo)產(chan)儀(yi)器(qi)(qi)研制的支持力度非常大(da),相關的單位(wei)和(he)人也要(yao)有(you)(you)發展國(guo)產(chan)儀(yi)器(qi)(qi)的使命感(gan)。這種(zhong)情(qing)況下(xia),只需要(yao)加一(yi)把火(huo)、推一(yi)下(xia),研究單位(wei)與(yu)企業共(gong)同扶植(zhi),國(guo)產(chan)儀(yi)器(qi)(qi)就會快速發展起來。” (撰稿(gao)人:劉豐秋(qiu)) 來源于:儀(yi)器(qi)(qi)信息網(wang)