第一,氣相分子吸收光譜的起源和發(fā)展。
氣體分子吸收光譜(Gas-PhaseMolecularAbsorptionSpectrometry)是以光吸收定律為原則,根據(jù)被測(cè)組分分解成的氣體對(duì)光的吸收強(qiáng)度與被測(cè)組分濃度之間的關(guān)系來定量測(cè)定樣品的。從1976年Cresser等人首次提出GMPAS方法到現(xiàn)在40多年來,GMPAS在水質(zhì)分析中已經(jīng)研究了許多測(cè)定項(xiàng)目,如Br-、I-、NO2-、NH3-N、Cl-、硫化物和SO23-的測(cè)定。雷奇科夫和其他人首先用這種方法測(cè)定了SO2,然后用來與惰性氣體混合的氫化物氣體測(cè)定了B、N、P、As、Sb、Si、Ge、Sn的氫化物,關(guān)于這種方法的研究幾乎每年都有報(bào)道。但由于這些方法都是與各個(gè)研究課題相適應(yīng)的,所以在國外該技術(shù)還沒有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
圖1國外發(fā)表的論文。
張寒奇等學(xué)者從80年代開始對(duì)這種分析方法進(jìn)行研究,其氯離子測(cè)定法在我國具有實(shí)用價(jià)值,原上海寶山鋼鐵總廠環(huán)境監(jiān)測(cè)站的臧平安(現(xiàn)任上海安杰環(huán)??萍加邢薰究偣こ處?在1987年對(duì)GMPAS進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)了一種瞬時(shí)快速分解亞硝酸鹽的催化劑,也就是一種能快速將硝酸鹽分解成一氧化氮?dú)獾倪€原劑,并與原子吸收分光光度計(jì)相結(jié)合,在1990、1992年先后發(fā)明了亞硝酸根離子和硝酸鹽氮的專利方法,專利號(hào)ZL90102835.5和ZL92108475.7,其中亞硝酸根離子的專利方法在1991年第六屆全國發(fā)明展覽會(huì)上獲得銅獎(jiǎng)。
圖2“亞硝酸根離子測(cè)定法”發(fā)明專利證書。
圖3“硝酸鹽氮測(cè)定法”發(fā)明專利證書。
第四屆全國發(fā)明專利銅獎(jiǎng)。
經(jīng)臧平安先生不斷摸索,最終將亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的測(cè)定限降低到0.6μg/L,將測(cè)定水樣的兩項(xiàng)檢測(cè)時(shí)間縮短到2min內(nèi)出結(jié)果,1995年國家環(huán)境保護(hù)局(原環(huán)境保護(hù)部)委托中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站組織研究和驗(yàn)證,并發(fā)「環(huán)檢〔1995〕079號(hào)」頒布試行,1996年獲中國分析測(cè)試協(xié)會(huì)頒發(fā)科技二等獎(jiǎng)。
圖5國家環(huán)境保護(hù)總局司發(fā)文環(huán)檢[1995]079號(hào)
圖6中國分析測(cè)試學(xué)會(huì)二等獎(jiǎng)。
臧平安先生在上述兩種方法的基礎(chǔ)上,先后發(fā)現(xiàn)了氨氮、凱氏氮、總氮的測(cè)定方法,并在前人工作的基礎(chǔ)上,研究出了一種測(cè)定水中及廢水硫化物的方法,并于1998年被國家環(huán)境監(jiān)測(cè)總站列為國標(biāo)方法進(jìn)行申報(bào),同年因這一方法獲得業(yè)界的廣泛認(rèn)可,他被列入《科學(xué)中國人·中國專家人才庫》。
圖片8“科學(xué)中國人·中國專家”榮譽(yù)證書。
氣相分子吸收光譜儀器的研制與進(jìn)一步開發(fā)。
在氣相分子吸收分光光度計(jì)研究初期,氣相分子吸收分光光度計(jì)在化學(xué)反應(yīng)過程中采用人工操作,再用原子吸收分光光度計(jì)檢測(cè),操作人員的操作技術(shù)要求較高,臧平安先生1998年在10年的使用經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,成功研制出國內(nèi)外第一臺(tái)氣相分子吸收分光光度計(jì)樣機(jī),此后,通過對(duì)儀器的不斷改進(jìn)和完善,于2000年與上海分析儀器總廠下屬的上海自立儀器廠合作,研制生產(chǎn)出三臺(tái)GMA-2000型氣相分子吸收分光光度計(jì)樣機(jī),并在當(dāng)年的全國光譜儀器與分析監(jiān)測(cè)學(xué)術(shù)討論會(huì)上發(fā)表了研究成果。
GMA2000型氣相分子吸收分子量分子量計(jì)專利產(chǎn)品。
為更好地推廣這一方法,臧平安先生于2001年成立了上海安杰環(huán)保科技有限公司,進(jìn)行公司化經(jīng)營,并于2002年在GMA-2000型樣機(jī)的基礎(chǔ)上推出了第一臺(tái)商品化專用氣相分子吸收分子量分析儀AJ-2100,之后又起草、編寫了氨氮等六個(gè)項(xiàng)目的環(huán)監(jiān)方法標(biāo)準(zhǔn)草案,經(jīng)國家環(huán)監(jiān)總站審查,2005年7月由國家環(huán)境保護(hù)總局科技標(biāo)準(zhǔn)司組織全國省級(jí)以上監(jiān)測(cè)站鑒定,并組織相關(guān)專家共8人審定通過這一標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。隨后,國家環(huán)??偩挚萍紭?biāo)準(zhǔn)司于2005年11月批準(zhǔn)發(fā)布HJ/T195~200(2005)號(hào)《環(huán)保行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》,并于2006年1月正式實(shí)施。作為方法驗(yàn)證系統(tǒng),AJ-2100參與標(biāo)準(zhǔn)方法驗(yàn)證的全過程。
圖12HJ/T195~200(2005)所示的評(píng)審專家標(biāo)準(zhǔn)。
目前已有38個(gè)國家和地方標(biāo)準(zhǔn)被廣泛采用,包括:
表格1:GPMAS應(yīng)用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)目錄。
從技術(shù)水平看,經(jīng)過16年的發(fā)展,臧平安先生領(lǐng)導(dǎo)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)先后推出了AJ-2500、AJ-3000、AJ-3000plus等多種型號(hào)的第二代和第三代氣相分子吸收分子量分析儀,在保證分析準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上,逐步確立和完善了儀器的研發(fā)方向、技術(shù)思路、技術(shù)框架、技術(shù)路線、要突破的關(guān)鍵技術(shù)等,在保證分析準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上,滿足了水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的需要,滿足了氣相分子吸收分子量分析儀全自動(dòng)檢測(cè)樣品的需要,并制定了符合水環(huán)境監(jiān)測(cè)工作實(shí)際需要的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
20171107142210.jpgQQ截圖。
按下大圖。
表格2氣相分子吸收光譜設(shè)備系列。
由臧平安先生領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)的AJ-3000plus第三代氣相分子吸收分子量分析儀,先后獲得了“2015年科學(xué)儀器行業(yè)優(yōu)秀新產(chǎn)品獎(jiǎng)”、“2017CISILE自主創(chuàng)新金獎(jiǎng)”、“2017BCEIA金獎(jiǎng)”,該方法和儀器已得到分析行業(yè)和用戶的廣泛認(rèn)可。與此同時(shí),由于科學(xué)儀器的自主研發(fā)和創(chuàng)新,及其對(duì)水質(zhì)檢測(cè)分析的影響,國家水利部欲將其列為水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在水利部門得到廣泛應(yīng)用。到2015年底,中國水利學(xué)會(huì)作為國標(biāo)委辦公室的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)試點(diǎn)單位,首次把“氣相分子吸收光譜”作為團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng),安杰科技作為該系列標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位,參與了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)從立項(xiàng)到成稿的工作。截至2017年6月29日,《水質(zhì)氨氮測(cè)定氣相分子吸收光譜(T/CHES12-16-2007)》等5項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)頒布,并于2017年9月1日起正式實(shí)施。
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圖13公布水利標(biāo)準(zhǔn)的公告。
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得到了行業(yè)內(nèi)眾多的榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)。
隨著技術(shù)的突破和創(chuàng)新,氣相分子吸收光譜儀已經(jīng)能夠覆蓋低濃度范圍,能夠?qū)Νh(huán)境中較為復(fù)雜的水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)也突破了高原地區(qū)使用的困境。“AJ-3000PLUS氣相分子吸收分子量分析儀”于2017年10月25日在海拔3700米左右的西藏拉薩完成調(diào)試并成功驗(yàn)收,標(biāo)志著該儀器作為適合于高原地區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)的分析儀器通過了實(shí)用檢驗(yàn)。
氣相分子吸收光譜技術(shù)在環(huán)境,水利,海洋,農(nóng)業(yè),化工,石油等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,由于它具有方便,高效,快捷的優(yōu)點(diǎn),已逐漸成為市場(chǎng)上一支潛力巨大的大軍,受到各行業(yè)的重視,突顯出來。