擦亮地球化学研究的“眼睛”

“读大学的时候，老师告诉我，分析是地球化学研究的眼睛。自1983年8月从成都地质学院岩矿分析专业毕业后，我一直在物化探研究所中心实验室从事地质分析实验测试技术的研究工作。在超过30年的时间里，我努力将地球化学研究这双‘眼睛’擦得更亮。”在采访中，张勤这样介绍自己。

看起来年轻，语速快，活力四射，这是1962年出生的张勤留给人的印象。

张勤，国土资源部地球化学勘查监督检测中心主任、技术二级岗，凭借对学科发展方向的把握和突出的科研成果，在地质分析尤其是地球化学样品分析领域名气不小。

在他的带领下，实验室学术科研成就硕果累累。尤其是在分析仪器研发、标准物质研制、分析方法技术研究及推广等方面，其成就堪当国际先进水平。

从第一台到世界领先

“可以说，30多年来，我见过、用过地球化学分析的各种仪器。从调试、维修到改造，我都想亲自参与。”

说到分析仪器研发，原子荧光光谱仪算是张勤团队标志性的科研成果。

从1983年第一台气体发生-双通道无色散原子荧光光谱仪的安装调试，到2016年世界领先水平的全自动双通道原子荧光光谱仪的问世，张勤经历与见证了国产原子荧光光谱仪30多年的发展历程，在原子荧光光谱仪（法）的研究领域具有较大影响力。

1983年，物化探所与西北冶金地质研究所合作，成功研制了世界上第一台气体发生-双通道无色散原子荧光光谱仪。张勤负责XDY-1型和WYD-1型仪器生产样机的总调试和XDY-1型双道原子荧光仪第一台样机的性能测试。后来，该仪器由北京地质仪器厂和江苏省宝应无线电厂批量生产，在全国销售约400台，产生了巨大的社会经济效益。

1985年，张勤带领团队研制了应用低压汞灯新光源测定超痕量汞的新方法。该方法具有检出限低、干扰少、设备简单、经济和便于普及推广等优点，技术和装置售出近200套。1986年起，该方法成为物化探所中心实验室测定痕量汞的常规分析方法，已分析样品十几万件，并被国内100多家实验室广泛应用于科研生产中。

1993年，张锦茂（张勤进入中心实验室后的老师）、张勤等创新提出了“氩氢火焰低温自动点燃分析技术和装置”国家实用新型专利技术，彻底改变了氢化物的原子化机理，提高了分析灵敏度，降低了测定检出限，为仪器最终取得突破性进展奠定了基础；成功研发了气体发生-单通道原子荧光光谱仪，性能指标达到国际领先水平。该仪器由仪器研制中心产品化，形成了XGY系列气体发生-原子荧光光谱仪，现已生产销售400多台套，在各大分析实验室得到了广泛应用。

2016年，新一代全自动气体发生-原子荧光光谱仪诞生。该仪器拥有20多项专利技术，具有独立知识产权，有望成为世界领先的新一代原子荧光分析仪器。

据张勤介绍，目前，由原子荧光光谱研发团队研究建立的地球化学样品中痕量As、Sb、Bi、Hg、Se、Ge等元素的分析方法，已成为1∶50000地球化学普查、1∶250000地球化学勘查和1∶250000多目标地球化学调查等地质样品多元素配套分析方法必采用的重要方法技术。

谈及仪器研发，他淡淡一笑。“1996年，我34岁，当实验室副主任，搞仪器研发是被‘逼’出来的。”“其实，最初坚持搞仪器研发，最实际的是为了解决分析应用方面的问题。当时设备落后，能够分析的元素种类并不是很多——努力研发仪器就是为了完成更多元素的分析检测，以争取更多的市场工作量，增加整体收益。”

“但是30多年来，原子荧光光谱（AFS）研发团队一直保持4~6人，至今已研发成功原子荧光系列仪器多套，获得国家实用新型专利20多项。”张勤介绍说。

为样品分析质量监控保驾护航

富硒土地资源是当下农业开发利用的热点，其分布由地质背景和土壤性质决定。

1999年，在中央财政支持下，中国地质调查局开始组织实施全国多目标区域地球化学调查，并陆续为我国东、中部平原盆地的主要农业产区给出答案。截至2014年底，该项工作完成调查面积188万平方千米，基本覆盖了我国东、中部平原盆地等主要农业产区，获得了我国长期以来最为系统、精度最高的土壤各项元素指标数据3000余万个。

在调查基础上，工作人员从地质地球化学角度系统研究了土壤中有益和有害元素的迁移、转化、富集规律，弄清了这些元素从哪里来又到哪里去，并对生态环境的变化趋势进行了预警预测研究。截至目前，全国多目标区域地球化学调查已系统分析土壤有益、有害元素等各项指标54种。

在实施全国多目标区域地球化学调查过程中，张勤承担完成了地质大调查项目“多目标地球化学调查系列标准物质研制”。该项目研制完成的15个水系沉积物标准物质、12个土壤标准物质、10个生物标准物质，已被批准为国家一级标准物质，在全国地质、环境和食品检测等领域得到广泛应用。

另外，作为原子荧光光谱仪研发的资深专家，张勤还参加制定了国家标准《GB/T21191-2007原子荧光光谱仪》，行业标准《DZ/T 0130-2006地质矿产实验室测试质量管理规范》中的《DZ/T 0130.4-2006区域地球化学调查(1∶50000和1∶200000)样品化学成分分析》、《DZ/T 0130.5-2006多目标地球化学调查(1∶250000)土壤样品化学成分分析》等，为地质样品分析质量监控保驾护航。

方法研究连结硕果

在分析方法技术研究方面，张勤提出了溶出计时电位法的新定义、新分类及新校正公式，首次研发了COSC法测定痕量元素新的分析方法；提出了测定痕量铊元素新的吸附-解脱体系；提出了测定痕量硒和锗的新分析方法，使常规VG-AFS法测定元素数由4个增加到6个。

1998年，他在国内首先引进“将ICP-OES/MS用于地球化学样品中多元素常规分析”，对ICP-OES/MS在地质实验室的引进推广应用起到了关键性的推动作用，为地质与地球化学研究提供了重要的技术支撑。

他承担完成的地质大调查项目优秀级成果“勘查地球化学样品中测试方法技术和质量监控系统的研究”，以现代大型分析仪器ICP-MS、XRF和ICP-OES为主体，结合其它多种专用仪器与技术，创新提出了地球化学样品76种元素配套方法及分析质量监控系统。该成果已在1∶20万区域化探扫面39元素分析、多目标地球化学调查54元素分析及76元素地球化学填图计划中得到具体应用，多种分析方法已被全国地质实验室推广采用，取得了巨大的社会经济效益。该项目成果获2011年度国土资源科学技术奖一等奖。

目前，我国在地球化学样品分析方面开展了大量的工作，但相应的标准制订严重滞后。

据悉，公益性行业科研专项《地球化学调查元素配套分析方法标准化研究》已经在张勤主持下有序开展，将制定地球化学调查样品中76种元素配套分析方法。“该项目研究成果将会申报成为地质行业标准，为地球化学样品的分析测试提供技术和标准支持。该系列标准的制定将推动地球化学调查样品分析工作的快速发展。”张勤表示。

独一无二的技术服务

张勤说，中心实验室最大的特点是研究开发的新分析方法和技术全面应用于科研生产中。“我们的实验室面向社会开放，我们最优质高效的地质分析技术服务向社会开放。这恐怕在世界范围内都是独一无二的。”

张勤曾应邀两次在国际会议上做专题发言，在全国地矿行业（地质、冶金、有色等实验室）做专场技术讲座和技术推广也超过上百场次，接待来实验室短期参观、无偿学习的实验室上百家，达上千人次。这些都为“勘查地球化学样品中76元素测试方法技术和质量监控系统的研究”等研究成果及ICP-MS、XRF和ICP-OES等新方法新技术在地矿行业的推广应用，以及推动现代分析技术在国土资源领域的广泛采用做出了贡献。

据张勤介绍，中心实验室除了承担物化探所勘查地球化学专业的各类样品分析外，还大量承担了国家级地质研究所、地质院校所的973、863、行业基金、国家专项等科研项目中各类样品的分析任务；同时，为巴西、哥伦比亚、蒙古、欧盟等完成76元素国际地球化学填图样品分析任务，提供了巨量的优质分析数据，为地质科研做出了显著贡献。

“我是妻子眼中的‘路人甲’。我的时间全部用来做好‘器械销售’、‘技术推广’、‘售后服务’这些角色了。”说到自己的时间分配，张勤有些无奈。

经过53年的发展，如今的中国地质调查局物化探所已建立了具有国际一流水平的化学分析实验室，拥有许多现代分析设备，如HR-ICP-MS、ICP-MS、ICP-AES、XRF、GC-MS、AAS、AES等；具用76种元素的分析能力；研制了一系列高质量的标准地球化学物质，如土壤、水系沉积物、岩石、植物等，这些标准物质均可用于地球化学填图的分析质量监控工作。

队伍建设与人才培养是一个部门能够持续发展并保持专业领域领先地位的核心动力。中心实验室现有专业技术及管理人员共29人，其中研究员1人、教授级高级工程师5人、高级工程师7人、工程师8人、初级职称4人、技术工人4人。

今日之实力已远非张勤初任负责人时能比。

而他本人先后承担“863计划”、部重点科技公关项目、公益性行业科研专项项目和地质大调查项目等10多项，发表论文100余篇，参加编写出版专著4部，参与制定国家标准1项、行业标准2项，获国家专利30多项。

他还入选了“国土资源高层次创新型科技人才培养工程——科技领军人才”培养计划；获中国地质科学院新华联突出贡献奖。这一切来之不易。在以地质研究和找矿工作为重点的国土资源系统，分析测试专业常被人当作就是为地质和找矿工作提供分析数据的“服务性”专业，因此，在分析测试领域能获得这两个荣誉的比例极低。

“其实，很多引进的仪器，在国内国际的同类实验室中都有。关键在于怎么用创新的思路去用。”张勤说，中心实验室的仪器设备等硬件设施在国内地质分析实验室算不上是最好的，但是中心实验室却做出了许多“第一次”；多种方法技术不仅在地质实验室得到了推广应用，也引领了有色、冶金、石油等其他相关分析实验室的技术发展。原因就在于，中心实验室是立足实际样品的分析需要，创造性地进行新方法新技术的开发，科研与实际生产完美结合——这是中心实验室最显著的特色，也是建设国内领先、国际一流的地球化学分析测试研究中心所必须具备的。

张勤在实验室