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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。
浙江省地質礦產研(yan)究所 鄭(zheng)存江教授
結緣地質分析
站上領獎(jiang)臺(tai)的(de)(de)永遠(yuan)是(shi)(shi)那些幕(mu)前(qian)的(de)(de)主角們(men)(men),但是(shi)(shi)沒(mei)有幕(mu)后工作(zuo)人員,任何(he)一件事都是(shi)(shi)干不成的(de)(de)。“我(wo)們(men)(men)也是(shi)(shi)這樣,在地(di)質行業,分(fen)析(xi)測(ce)試始終是(shi)(shi)一個配角,不過我(wo)們(men)(men)雖然站不到領獎(jiang)臺(tai)上,但我(wo)們(men)(men)也是(shi)(shi)不可或缺的(de)(de)角色。如果我(wo)們(men)(men)的(de)(de)數據有一點點的(de)(de)誤差,就會給國家造成大量的(de)(de)浪費。從(cong)前(qian)期普(pu)查到中期勘探…..的(de)(de)現代地(di)質找礦,一步也離(li)不開分(fen)析(xi)檢測(ce),”鄭存江(jiang)說。
“剛(gang)剛(gang)分(fen)配到(dao)地(di)質(zhi)系統時,正(zheng)趕上(shang)國(guo)家地(di)球(qiu)勘(kan)探(tan)化學分(fen)析(xi)計劃實施(shi),整(zheng)個項目(mu)(mu)進行的(de)‘熱氣騰(teng)騰(teng)’,無形中受到(dao)了感(gan)染,覺得(de)地(di)質(zhi)分(fen)析(xi)工作有意(yi)義(yi)。”當(dang)(dang)時中國(guo)開展的(de)1:20萬(wan)地(di)球(qiu)勘(kan)探(tan)化學分(fen)析(xi),將(jiang)整(zheng)個中國(guo)“畫”成一(yi)(yi)個個小(xiao)方(fang)格,每個格子采一(yi)(yi)個樣(yang)(yang)(yang),樣(yang)(yang)(yang)品(pin)量(liang)非常(chang)之大(da);而且,每個樣(yang)(yang)(yang)檢測39種元(yuan)素(su),使用了10多(duo)(duo)(duo)種分(fen)析(xi)方(fang)法;后來,國(guo)家再次開展1:5萬(wan)的(de)地(di)球(qiu)勘(kan)探(tan)化學分(fen)析(xi),樣(yang)(yang)(yang)品(pin)量(liang)更大(da)、檢測元(yuan)素(su)數(shu)多(duo)(duo)(duo)達50多(duo)(duo)(duo)種。“樣(yang)(yang)(yang)品(pin)量(liang)大(da)、情況復(fu)雜、干擾(rao)多(duo)(duo)(duo)……,以(yi)及當(dang)(dang)時的(de)測試手(shou)段(duan)有限,所以(yi)有些元(yuan)素(su)‘做’得(de)不是很(hen)好,這對我們提(ti)出(chu)了挑(tiao)戰,”鄭存江說,“提(ti)高分(fen)析(xi)質(zhi)量(liang)和(he)精度是當(dang)(dang)時地(di)質(zhi)測試人的(de)目(mu)(mu)的(de)和(he)責(ze)任(ren)。”
“地質分(fen)(fen)析(xi)(xi)最大的誘惑是其復(fu)雜性、高質量要求、寬廣領(ling)域,即(ji)使努力(li)也難(nan)以達不到(dao)頂峰(feng),所以值得我們(men)不斷(duan)去探索。分(fen)(fen)析(xi)(xi)工作中發現問題、最后能夠(gou)解(jie)決問題,我們(men)會非常自豪。并且檢測(ce)技術還可以用(yong)到(dao)其他領(ling)域,如醫(yi)藥、環保(bao)、冶金、農業等(deng),讓我們(men)覺得我們(men)的工作非常有(you)意義(yi),對(dui)(dui)國家(jia)、對(dui)(dui)企業都(dou)是有(you)用(yong)的。”
受到(dao)這些大的國家計劃影響,并且許(xu)多(duo)像鄭存江一樣的分(fen)析測(ce)試技術(shu)人員與眾(zhong)多(duo)前輩(bei)一起為之(zhi)奮斗(dou),使得地質分(fen)析檢測(ce)技術(shu)不斷進步。
倡導“綠色分析”
分析化(hua)學是化(hua)學的一(yi)(yi)個分支,是用(yong)來分析物質成(cheng)分、組(zu)成(cheng)及其(qi)(qi)結構的一(yi)(yi)門學科。樣品中有何(he)元素,其(qi)(qi)毒性、對環境和人類(lei)(lei)健康(kang)(kang)有何(he)危(wei)害都要用(yong)到這種技術手段。但是分析過(guo)程中會用(yong)到大量的酸堿(jian)、有機(ji)溶劑(ji),廢(fei)液的處理不但需要成(cheng)本,還會對環境和人類(lei)(lei)健康(kang)(kang)造成(cheng)各種危(wei)害。
地質實驗室每天有(you)(you)幾百(bai)個樣品(pin)的檢測任務,一(yi)年(nian)下(xia)來就(jiu)有(you)(you)10多(duo)萬(wan)到20萬(wan)的樣品(pin),或(huo)者更多(duo),相應的會(hui)消耗(hao)大量的酸堿、有(you)(you)機溶(rong)劑(ji),而這些對環(huan)境、人類健康都有(you)(you)一(yi)定(ding)影響。 “如(ru)果我們(men)(men)一(yi)邊倡導(dao)環(huan)保,另一(yi)邊卻又在(zai)污染環(huan)境,這本身就(jiu)是(shi)矛盾(dun)的,”鄭存江(jiang)說,“所以,減(jian)少或(huo)不(bu)使用這些有(you)(you)毒(du)有(you)(you)害的試劑(ji),是(shi)我們(men)(men)這一(yi)代人應該(gai)做的事情。”
經過不斷的(de)思考,鄭(zheng)(zheng)存(cun)江認為,分(fen)析(xi)檢測技(ji)術應該向著“綠色(se)分(fen)析(xi)”方向發展。剛開始,鄭(zheng)(zheng)存(cun)江倡導的(de)是“低污(wu)(wu)染分(fen)析(xi)過程”,這個(ge)理念(nian)一直(zhi)實施下來(lai),以酸的(de)使用(yong)(yong)量來(lai)比(bi)較(jiao),現(xian)在(zai)鄭(zheng)(zheng)存(cun)江實驗室的(de)用(yong)(yong)量只(zhi)是過去的(de)十分(fen)之一,一年下來(lai)不僅節約了成本,更重(zhong)要的(de)是減少了對環境(jing)的(de)污(wu)(wu)染。
對(dui)(dui)(dui)于發展能(neng)(neng)夠不使(shi)用(yong)那些酸(suan)堿、有(you)機溶劑的(de)(de)(de)分(fen)析技術(shu),鄭(zheng)存(cun)(cun)(cun)江(jiang)(jiang)主要進(jin)(jin)行(xing)了(le)(le)固(gu)體直(zhi)接進(jin)(jin)樣(yang)分(fen)析技術(shu)的(de)(de)(de)研究(jiu)。說到這個(ge),鄭(zheng)存(cun)(cun)(cun)江(jiang)(jiang)說到了(le)(le)他和儀器公司——聚(ju)光(guang)科技的(de)(de)(de)合作。3年前鄭(zheng)存(cun)(cun)(cun)江(jiang)(jiang)向(xiang)聚(ju)光(guang)科技提出了(le)(le)合作研制電弧(hu)發射光(guang)譜儀器的(de)(de)(de)邀請,以解決地質(zhi)分(fen)析中復雜的(de)(de)(de)前處理(li)帶來的(de)(de)(de)樣(yang)品(pin)損失和對(dui)(dui)(dui)操作人員身(shen)體的(de)(de)(de)傷害以及對(dui)(dui)(dui)環境(jing)的(de)(de)(de)二次污染等問題。今(jin)年初,合作成(cheng)果(guo)E5000電弧(hu)發射直(zhi)讀(du)光(guang)譜儀樣(yang)機研制成(cheng)功,對(dui)(dui)(dui)于這款新產(chan)品(pin),鄭(zheng)存(cun)(cun)(cun)江(jiang)(jiang)說,“E5000能(neng)(neng)夠進(jin)(jin)行(xing)地質(zhi)分(fen)析中難以分(fen)解的(de)(de)(de)Ag、B、Sn三種(zhong)元素的(de)(de)(de)分(fen)析;如果(guo)加入(ru)惰(duo)性氣體,原來不能(neng)(neng)測(ce)定的(de)(de)(de)氰(qing)帶干擾(rao)的(de)(de)(de)元素,現(xian)在可以檢測(ce)了(le)(le);進(jin)(jin)一步實現(xian)自動化(hua)以應(ying)對(dui)(dui)(dui)龐大(da)的(de)(de)(de)樣(yang)品(pin)量;金(jin)屬、非金(jin)屬的(de)(de)(de)粉末(mo)樣(yang)品(pin)都能(neng)(neng)檢測(ce)。并且(qie)半年來的(de)(de)(de)實際(ji)應(ying)用(yong)也證明了(le)(le),新儀器能(neng)(neng)夠滿(man)足地質(zhi)行(xing)業的(de)(de)(de)許多需(xu)求。”
關注國產儀器發展
“要(yao)將(jiang)分析(xi)儀(yi)器(qi)研發和制(zhi)造水平(ping)放(fang)到(dao)代表(biao)國(guo)家科(ke)技(ji)水平(ping)的(de)(de)高度,如果中(zhong)國(guo)研究(jiu)單(dan)位的(de)(de)實驗室里90%以(yi)(yi)上都是(shi)(shi)進口儀(yi)器(qi),科(ke)技(ji)創(chuang)新從何(he)談起?與(yu)國(guo)外競爭從何(he)談起?”鄭存(cun)江激動的(de)(de)說道(dao),“我們(men)行業(ye)(ye)研制(zhi)了很多分析(xi)儀(yi)器(qi),但是(shi)(shi)產(chan)業(ye)(ye)化(hua)的(de)(de)很少,以(yi)(yi)至于后(hou)來地(di)質系統被進口儀(yi)器(qi)占領了市場。”
國產儀器(qi)(qi)(qi)研(yan)發一(yi)定(ding)(ding)要(yao)踏(ta)實,一(yi)定(ding)(ding)要(yao)重視關鍵(jian)器(qi)(qi)(qi)件研(yan)發,核心技術一(yi)定(ding)(ding)要(yao)有(you)所突破,鄭存江用三個“一(yi)定(ding)(ding)要(yao)”表達了(le)(le)對國產儀器(qi)(qi)(qi)研(yan)發的期待。“什么時候,像(xiang)我們這樣(yang)的實驗(yan)室里80%的儀器(qi)(qi)(qi)國產化了(le)(le),我們的國產分析儀器(qi)(qi)(qi)就有(you)希(xi)望了(le)(le)。”
鄭存江最早參與的(de)(de)儀器(qi)研(yan)(yan)制項目(mu)是組裝(zhuang)并應用(yong)(yong)(yong)ICP-AES,后(hou)來從事激光(guang)剝(bo)蝕-ICP-AES技術研(yan)(yan)究,當時國內的(de)(de)許多關(guan)鍵部件(jian)穩定性(xing)不(bu)夠,如(ru)射頻(pin)發(fa)生(sheng)器(qi)性(xing)能(neng)非常不(bu)穩定,沒有一家國產企業(ye)能(neng)夠解決。80、90年代地礦行業(ye)還研(yan)(yan)制過(guo)XRF,不(bu)過(guo)國產的(de)(de)X光(guang)管只能(neng)使用(yong)(yong)(yong)1-2年,而進(jin)口(kou)的(de)(de)則(ze)能(neng)使用(yong)(yong)(yong)10多年。但是對(dui)于聚光(guang)科技推出的(de)(de)ICP-5000國內首款全譜直讀的(de)(de)ICP-AES,他這樣描(miao)述(shu)實際使用(yong)(yong)(yong)該(gai)儀器(qi)的(de)(de)感受:“對(dui)于光(guang)譜儀器(qi)來說(shuo),分(fen)辨率、波長范圍等指(zhi)標較容(rong)易做(zuo)到,但精密(mi)度(du)和穩定性(xing)是最難做(zuo)的(de)(de)。我(wo)們用(yong)(yong)(yong)過(guo)一段時間后(hou)發(fa)現,ICP-5000的(de)(de)精密(mi)度(du)和穩定性(xing)做(zuo)的(de)(de)不(bu)錯(cuo),在國內可以(yi)取代進(jin)口(kou)常規(gui)的(de)(de)ICP-AES。如(ru)果它(ta)的(de)(de)分(fen)辨率進(jin)一步提高,還可以(yi)進(jin)一步拓展應用(yong)(yong)(yong)。”
“前些年我對國(guo)產(chan)分析(xi)儀器(qi)(qi)很(hen)是失望,其最大(da)的問題是使用(yong)壽(shou)命(ming)和穩(wen)定性(xing)達不到要(yao)求。現在,雖然(ran)還(huan)有(you)(you)很(hen)長的路(lu)要(yao)走(zou),但是我們國(guo)產(chan)儀器(qi)(qi)已經大(da)有(you)(you)希(xi)望了,”鄭存江說,“國(guo)家基礎科技水(shui)(shui)平不斷提高,包括基礎工業、元器(qi)(qi)件水(shui)(shui)平都有(you)(you)所提高。并且,近年來(lai)國(guo)家對國(guo)產(chan)儀器(qi)(qi)研制的支持力度非常大(da),相(xiang)關的單位(wei)和人也要(yao)有(you)(you)發展(zhan)國(guo)產(chan)儀器(qi)(qi)的使命(ming)感。這種情況(kuang)下,只(zhi)需(xu)要(yao)加一把火、推一下,研究單位(wei)與(yu)企(qi)業共同扶植,國(guo)產(chan)儀器(qi)(qi)就會(hui)快(kuai)速發展(zhan)起(qi)來(lai)。” (撰稿(gao)人:劉豐(feng)秋) 來(lai)源(yuan)于:儀器(qi)(qi)信息網