以科技创新与信息化开创实验测试新局面

发布时间:2020-06-02 浏览人次:2386 来源:中国矿业报
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自然资源部中国地质调查局国家地质实验测试中心2019年度成果交流推介会于5月29日举行。根据安排,会议展示一批野外现场分析技术、生态修复技术、科技平台建设等方面的优秀成果。

据悉,会议采取现场交流和视频直播相结合的方式进行,多位院士及来自自然资源部、中国地质调查局的领导、专家应邀参加。相关工作人员通过视频、图文、现场展示等方式,对德兴铜矿酸性废水修复治理工程、车载页岩气现场综合分析系统、研制国家标准物质等2019年度十大成果进行详细介绍。

据了解,2019年是该中心转型升级的关键之年,广大职工深入贯彻落实部局党组决策部署,立足“大地质”工作,积极适应地质调查工作服务方向、指导理论、发展动力三个根本性转变,以科技创新与信息化两大引擎,开创了实验测试工作新局面。下一步,该中心将进入转型升级攻坚克难的实干阶段,更加紧密对接地质调查工作的需求,以抓铁有痕的精神书写新的辉煌。


国家地质实验测试中心2019年度十大成果介绍

一、江西德兴铜矿酸性矿山废水修复示范工程实现源头治理

国家地质实验测试中心生态修复团队深入江西德兴铜矿源头,以杨桃坞废水库酸性矿山废水为修复对象,建成对酸性矿山废水重金属进行污染治理的工艺流程装置。测试结果显示,出水中铁、铜、锰、铝、镍的平均去除率均大于99%,锌的平均去除率大于95%,酸碱度升高至偏中性,出水指标达到国家《生活饮用水卫生标准》,满足国家《污水综合排放标准》中一级排放标准。利用该套技术每处理一吨废水最高成本仅6.40元,具有廉价、高效、管理简单、无二次污染的特点。

该套技术摸索出一套以生物修复技术为主矿物吸附为辅、以“地方政府主导、国家科研单位技术支撑、企业与农民受益”的酸性矿山废水修复工程模式,并建立了产学研示范基地,为其他类型矿山的源头修复提供了技术思路。


二、车载页岩气综合分析系统平台野外成功应用


针对页岩油气资源地质调查及评价需求,研发了车载页岩气综合分析系统平台,用于野外现场测试。该平台测试能力基本涵盖了页岩气评价的关键参数,建立了页岩气地质调查关键参数现场测试技术方法体系,实现了页岩含气量、气体组分、总有机碳含量、岩石热解参数等页岩气资源评价关键参数野外现场在线准确测定,避免了样品采集、包装、运输过程中的时效差、成本高及数据失真等问题,填补了中国地质调查局系统在该领域的空白。


2019年,该系统先后赴鄂秭页1井、陕南页1井等页岩气勘查井场开展测试服务,累计测试1059样次、节省测试经费198万元,为现场勘查提供了实时可靠的地球化学和含气性等评价关键数据,对主力层段的页岩气调查突破起到支撑作用。

三、研制土壤成分分析等标准物质填补相关领域空白


在我国典型的江苏溧水爱景山天青石矿区采集样品,研制了4种锶矿石国家标准物质,填补了国内外锶矿石标准物质研制领域空白,为锶矿石分析提供了量值溯源基础。

在我国华北、东北、西北、西南、华东等地区,采集具有典型代表性的样品,研制30种农用地土壤成分分析和22种农用地土壤重金属可提取态国家一级标准物质。该系列标准物质填补了国内相关领域的空白,其中土壤重金属元素氯化钙提取态标准物质填补了国际空白。

为解决天然气水合物关键测试技术问题,在充分调研我国天然气水合物结构类型基础上,采用气体配制的方式,研制模拟天然气水合物气体成分国家二级标准物质6种,迈出天然气水合物计量科学研究的第一步。


四、自主研发高端波谱-能谱复合型X射线荧光光谱仪


波谱-能谱复合型X射线荧光光谱仪是国内首款达到量产能力的集波谱、能谱和元素分布分析于一体的多功能高端X射线分析仪器。整体性能达到当前国际同类型仪器的先进水平,实现了高端X射线仪器国产化“零”的突破,并拥有相应的自主知识产权。

该中心自主研发了高精度测角仪、大功率高压发生器、高性能探测器部件等一系列仪器核心关键部件,逐步走出了“关键核心技术等不来,买不来”的困境,搭建了样品总体分析以及从厘米到毫米级别分布分析的桥梁,为地球科学、材料科学等领域提供了多维研究手段。

目前,已开展岩石、矿物及生态环境中的土壤、植物、空气滤膜、钟乳石、沉积岩等样品的分析方法学研究和应用研究;与合作单位建立了X射线光谱仪研发和产业化基地。


五、锂、钾、稀土等关键金属矿产现场测试分析仪器研发与实践应用成效显著


自主研发的便携式锂-钾分析仪是一种基于常压下的液体阴极辉光放电发射光谱仪,拥有半封闭式一体化原子化器、电动注射进样系统、改装的CCD光谱仪等三大关键核心部件,开发了相应的数据采集与处理系统,具有完全自主知识产权。该仪器具有体积小、重量轻、功耗低、无需燃气和助燃气等特点,可搭载无人机取样。

离子吸附型稀土分量野外现场快速定性定量测试技术的创新性是将样品浸泡分离、标准薄膜样制备技术和便携式X射线荧光光谱仪测试相结合,在野外现场1个工作日可完成100件样品的测试工作,解决了X射线荧光光谱仪不能同时测定稀土元素的难题。该技术的特点是快速、简便、准确,无需采大样,环境效益显著。


六、制作《健康地质》科普视频,出版《爱恨交织的化学元素》科普专著


《健康地质》科普视频以硒、砷两种元素为例,生动形象地介绍了有益和有害元素在地球生态系统中的来源、分布、迁移转化、进入食物链的方式与对人体健康的影响。视频以公众易于理解和参与的形式,传播了地球系统科学知识。

《爱恨交织的化学元素》科普专著以中国地质调查局1∶25万土地质量地球化学调查为基础,选取51项元素及指标,通过生动的元素发现史、精美的矿物图片、生活中“隐藏”的各种元素及其对人体健康的效应,展现了各种元素的特性。本书可作为工具书供各年龄段的学生查阅,也可为专业人士提供参考,更可为社会大众提供科普知识。

七、出版《生态修复理论与实践》


编写了《生态修复理论与实践》,填补了相关领域工具用书空白。

该书对稀土矿山及周边土壤、酸性矿山废水、农田污染等实用有效的修复技术进行了归纳、分类与总结,对当前生态修复领域的理论方法体系进行了盘点、凝练与提升,对未来生态修复工作提出了规划和设想。该书旨在让源于应用实际的理论与方法回归并服务于生产实践,发挥切实作用,为生态修复工作提供有力的技术支撑。

八、出版《中国地质实验测试辉煌70年》


《中国地质实验测试辉煌70年》全面收集梳理了我国地质实验测试历史资料,呈现了自然资源部中国地质调查局直属单位实验室、省(区、市)自然资源厅(地勘局)属实验室、其他行业地质(核工业、煤炭、冶金、石化、建材、高校等)实验室的发展历史和宝贵经验。

该书分为发展历程、重要纪事和建设发展三部分,共计100余万字,是对地质实验测试历史资料整理的一次重大贡献。对推动中国地质实验测试领域在新时代的发展具有重要意义。

九、支撑服务地质实验测试行业转型升级,编制《国家地质实验测试整体规划》


围绕基本实验测试能力、特色技术能力、业务发展方向以及工程任务等主要内容,编制《国家地质实验测试整体规划》。

该规划明确了2019~2035年的主要发展思路、目标任务、工程建设以及保障措施实施,形成了地质实验测试技术体系、装备体系、标准体系、质量体系等四大建设方案,实现了全局性、高站位的顶层设计。

十、色谱中心建设取得显著效果


色谱中心拥有全二维气相色谱-飞行时间质谱等60多台套先进的色谱-质谱分析设备及环境、油气地球化学研究创新团队,构建了地下水、土壤有机污染物分析体系和标准体系、油气地球化学分析技术体系、生态地球化学有机污染调查评价方法,为全国地下水污染调查评价、国家地下水监测工程、全国土壤污染详查、南方页岩气地质调查工程、雄安新区综合地质调查等国家、行业重大工程提供了有力支撑。