国家地质实验测试中心的介绍

2024-05-18

1. 国家地质实验测试中心的介绍

国家地质实验测试中心,原称为地质矿产部岩矿测试技术研究所,成立于1978年。其前身是1952年建立的地质部北京实验室。

国家地质实验测试中心的介绍

2. 国家地质实验测试中心的概念

国家地质实验测试中心现有职工105人,其中科技人员94人,研究员19人,副研究员和高级工程师23人,并拥有一支由13名具有博士学位、22名硕士学位的中青年科技骨干组成的科研团队,是国家分析化学硕士学位授予点。中心是国家科技部所属的十三个国家级行业分析测试中心之一,是中国地质调查局命名的地质实验测试基地,也是中国地质科学院生态地球化学重点开放实验室的挂靠单位。1990年首批通过国家技术监督局计量认证,2002年在国土资源部系统率先通过国家实验室认可,2004年获得国土资源部产品质量监督检验中心资质。

3. 中国地质环境监测院

全国地质环境监测能力建设


全国地质环境监测能力建设

中国地质环境监测院是中国地质调查局直属的国家级地质环境监测机构,主要承担全国地质环境监测网的建设、运行和管理,承担地质灾害的监测、预报、预警以及相关调查研究工作,开展水文地质、工程地质、环境地质信息化建设与服务。
一、单位沿革及职责任务
1974年,根据周恩来总理的指示,国务院、中央军委发布命令,由沈阳军区工程兵第307团、兰州空军工程兵第12团、第二炮兵工程兵114团改编、扩建并抽调各省地质局部分技术骨干组成“基建工程兵水文地质普查部队”,建制为3个支队、12个团,共16700多人。

从左至右:总工程师李文鹏、党委书记康战、院长兼党委副书记侯金武、副院长田廷山、党委副书记兼纪委书记徐万忠

1978年,经中央军委批准,基建工程兵成立“基建工程兵水文地质指挥部”(军级编制,院本部的前身),集中指挥水文地质普查部队,直接领导3个支队及所属15个团。业务技术归口于原地质部水文地质工程地质局。主要承担全国高原、森林覆盖区、沙漠腹地和边远地区198万km2的水文地质普查任务。
1983年,根据中央军委撤销铁道兵和基建工程兵的命令,水文地质普查部队被撤销,组建为“地质矿产部水文地质工程地质指挥部”,直属于原地质矿产部,下辖3个水文地质工程地质中心(呼和浩特中心、兰州中心和成都中心)及5个水文地质工程地质大队(904大队、906大队、908大队、909大队和915大队)。主要任务是继续完成边远地区的水文地质工程地质普查任务,承担部分跨省区、跨流域的水文地质工程地质勘查工作及干旱缺水地区的找水打井任务。
1988年11月,经原地质矿产部研究决定并报请中央机构编制委员会办公室批准,成立“中国水文地质工程地质勘查院”,同时加挂“全国地质环境监测总站”牌子,直属于原地质矿产部,管理原有的3个水文地质工程地质中心、5个水文地质工程地质大队、部水文地质工程地质技术方法研究所和部环境地质研究所。主要从事水文地质、工程地质、环境地质勘查评价工作,承担环境地质研究和技术方法研究任务。
1999年12月,国土资源部决定由中国水文地质工程地质勘查院机关、全国地质环境监测总站办公室和部环境地质研究所合并,组建“全国地质环境监测总站”,直属于国土资源部。2000年8月,更名为“中国地质环境监测院”。2003年3月,经国土资源部批准,加挂“中国地下水信息中心”和“中国国际地下水模型中心”两块牌子。
2005年1月,国土资源部印发了《关于进一步明确中国地质调查局有关职责的决定》,中国地质环境监测院由国土资源部直属的事业单位变成中国地质调查局直属的事业单位;2007年1月,中国地质调查局印发了《中国地质环境监测院“三定”方案》,明确了中国地质环境监测院九个方面的主要职责和任务:
1.承担全国地质环境监测网的建设、运行与管理;
2.承担地质灾害的调查评价、监测和综合研究,开展全国地质灾害预警预报,提供地质灾害应急响应技术支持和服务;
3.开展全国地下水监测,承担地下水资源与环境、矿山环境、地热等调查评价和综合研究;
4.开展水文地质、工程地质、环境地质信息化建设与服务,承担全国地质环境监测数据的接收、汇总、分析、处理和综合研究;
5.开展相关地质科学技术研究和国际交流与合作;
6.开展地质环境调查评价与监测的新技术、新方法的推广应用;
7.开展科技开发、技术服务和经营工作;
8.受局委托,对省级地质环境监测工作进行业务指导;
9.承担国土资源部和中国地质调查局交办的其他工作。
二、内设机构及人员情况
(一)内设机构
中国地质环境监测院共有内设机构21个,其中综合管理部门6个,技术业务部门12个,其他部门3个。综合管理部门有办公室、财务资产处、地质调查与科技外事处、技术装备处、人事教育处、党委办公室(纪检监察审计室);技术业务部门有综合研究室、地质灾害调查监测室、地质灾害预警预报室、地下水调查监测室、矿山环境与国土整治室、环境地质调查评价室、信息网络室、期刊编辑室、科技情报资料室、三峡地质灾害监测室、地质灾害防治室、地质环境咨询评估室;其他部门有离退休管理处、后勤服务中心(物业管理部、门诊部)、西峰寺培训中心。
(二)人员情况
截至2008年底,中国地质环境监测院共有在职职工179人。具有中专以上学历的有164人,其中,博士26人,硕士39人,大学本科69人。具有各类专业技术职务任职资格的有168人,其中,教授级高级工程师40人,高级工程师46人。有4名专家享受国务院政府特殊津贴待遇。

中国地质环境监测院机构设置

三、主要成果和服务
30多年来,中国地质环境监测院共承担完成了近千项水工环地质工作领域的调查(勘查)监测任务和50多项国家和部级科技攻关项目,取得了一大批重要成果,其中有200多项成果获得国家、原地质矿产部和国土资源部科技成果奖,为经济社会可持续发展和政府决策发挥了重要作用。
在“七五”至“九五”期间,组织完成了国土近1/3陆地面积的区域水文地质普查,牵头完成了“我国重点地区与重要城市的地下水资源保证程度与环境地质论证”,承担完成了数十个大型地下水集中供水水源地勘查和多项国家重大工程的选址论证与地质灾害危险性评估,研究编制了我国第一代《中国环境地质图系》和“分省地质灾害图集”,承担了“长江链子崖危岩体和黄腊石滑坡的综合勘查与治理”,开创了我国重大地质灾害防治的先河。
1999年国土资源大调查实施以来,组织开展了“全国1:50万环境地质调查与综合研究”、“全国矿山地质环境调查与评估”、“县(市)地质灾害调查与区划”、“华北地面沉降调查监测与综合研究”、新一轮“全国地下水资源评价”等重大项目;组织实施了国家级地质环境监测与预报项目,率先启动了全国地质灾害气象预警预报,开展了国家级地下水监测示范区和国家级地质灾害监测预警示范区建设;完成了以“1:20万全国水文地质图空间数据库建设”为代表的信息化项目,取得了一批有影响力的成果。1999年以来取得的成果与服务主要包括以下几个方面:
(一)地质灾害调查与监测预警
组织完成了全国1:50万以地质灾害为主的环境地质调查与综合研究,基本查清了全国陆域区域地质环境状况,为国家宏观决策提供了重要依据。

全国1:50万环境地质调查成果

组织开展了全国1640个县(市)的地质灾害调查与区划及综合研究,系统总结了我国地质灾害分布特征及区域分布规律,全面展示了我国地质灾害现状和发展趋势。协助地方政府建立了县、乡、村三级负责的地质灾害群测群防网络体系,为各级政府防灾减灾决策提供了重要的基础支撑。
开展了地质灾害气象预警技术方法研究,2003年率先启动了全国地质灾害气象预警预报工作,并在全国有山区丘陵的30个省(自治区、直辖市)及部分地级市和县(区、市)得到推广,提高了地方政府和广大人民群众的防灾减灾意识,极大地推动了我国的地质灾害防治工作,取得了明显的防灾减灾效果。

2003年4月7日国土资源部与中国气象局签署《联合开展地质灾害气象预报预警工作协议》


中央电视台发布地质灾害预报预警信息

在地质灾害详细调查的基础上,开展了四川雅安、云南哀牢山等质灾害监测预警示范区建设,在我国南方典型低山丘陵区和陕北黄土地区开展了地质灾害遥感监测示范,为地质灾害实时监测与预警提供了技术支撑和示范。

基于北斗通信卫星系统的四川雅安峡口滑坡多参数实时监测


哀牢山地质灾害监测预警示范区位移监测


地质灾害监测点标示牌

在开展三峡库区19个县(区)地质灾害调查与区划的基础上,建立了基于MapGIS的三峡库区地质灾害空间评价预警模型,构建了三峡库区地质灾害监测预警网络,为库区地质灾害防治提供了重要依据,取得了明显的防灾减灾效果。

三峡库区地质灾害监测预警网络

每年汛前、汛期和汛后,委托各省级地质环境监测总站(院、中心)对全国重大地质灾害隐患点进行日常巡查巡测,为政府部门有针对性的部署地质灾害防治工作提供参考依据。及时采集地质灾害动态数据,定期对地质灾害灾情进行分析总结,撰写季度报告、半年报告、年度报告和重大地质灾害快报,通过网络发布全国地质灾害通报,及时反映地质灾害状况。
组织开展了华北平原地面沉降调查与监测,建立了以地下水动态监测孔、孔隙水压力孔、基岩标、分层标、GPS基准站和GPS观测墩为主体的监测网络,初步实现了对华北平原地区地面沉降的有效监测。

年度地质灾害灾情分析图件

完成了西气东输管道工程等数十项国家重大工程的地质灾害危险性评估、地质灾害防治工程勘查与设计等工作,评估油气管线总长度约4.2万km。开展了重大油气管线工程重点地段地质灾害监测预警研究,为国家重大油气管线工程防灾减灾提供了强有力的技术支撑。
(二)地下水调查与监测
协助国土资源部地质环境司,与中国地质科学院水文地质环境地质研究所共同组织完成了新一轮全国地下水资源评价,查明了全国地下水资源环境状况,为国家水资源宏观规划、管理和合理开发利用,以及生态环境建设提供了重要依据。
在中国-荷兰合作项目“中国地下水信息中心能力建设”项目的支持下,开展了北京平原区、新疆乌鲁木齐河流域、山东济南岩溶泉域三个国家级地下水监测示范区的建设,取得了良好效果。在水位和水质监测网优化设计、监测设施保护、监测数据自动采集与传输、监测信息管理与实时发布等方面形成了一套适合我国国情的技术方法,为我国相似地区地下水动态监测提供了示范,为推进全国地下水监测、信息管理与发布的现代化奠定了技术基础。
开展了华北平原地下水动态调查评价,正在组织开展北方主要平原(盆地)地下水动态调查评价工作。

研究区边界条件概化图


华北平原地下水数值模型剖分图(第一层)


浅层含水层渗透系数分区图


深层含水层释水率分区图

常年委托各省级地质环境监测总站(院、中心)完成国家级地下水监测点的长期(常规)监测任务,保持了监测数据的连续性。根据国家级地下水监测数据,并结合各省(自治区、直辖市)地下水监测资料,每年对全国地下水状况进行分析,按年度逐年编制了我国主要城市和地区地下水水情通报,比较全面地反映了我国地下水水位、水质的总体变化情况,为国家实施地下水的宏观管理提供了技术支撑。

地下水监测示范区监测孔保护装置


地下水监测示范区自动化监测与传输设备


全国地质环境监测能力建设


年度地下水动态分析成果

(三)矿山地质环境调查与监测
组织完成了全国以省(自治区、直辖市)为单元的矿山地质环境调查与评估,共调查矿山117291个,面积581.9万hm2,基本摸清了我国矿山地质环境的现状,查明了我国主要的矿山地质环境问题及其危害,为我国矿山地质环境保护和恢复治理提供了基础资料和重要依据。

矿山地质环境野外调查

完成了吉林省辽源市矿山地质环境调查,启动了全国矿山地质环境动态评估与监测示范,为逐步实现对矿山地质环境静态管理向动态监控转变奠定了基础。

矿山地质环境调查与评估成果

(四)地质环境信息化建设
组织完成了全国1:20万区域水文地质图数字化1017个图幅,建成全国性区域水文地质图空间数据库。该数据库的建成是我国水文地质事业和地质调查信息化建设中具有里程碑意义的重要成果,将在我国国土开发、生态环境建设与保护,以及社会主义新农村建设中发挥重要作用。
建立了全国地下水监测数据库,开发了完善的地下水动态监测管理信息系统和网络发布系统,通过互联网向社会公开发布地下水监测信息,基本实现了地下水监测数据资源的社会共享,取得了良好的社会效益。
建立了全国地质灾害监测预报数据库,开发了地质灾害监测预报数据库管理与网络发布系统,初步实现了日常数据的录入、编辑、查询、统计分析与发布。
建立了全国1:50万区域环境地质调查数据库、全国矿山地质环境调查数据库、县(市)地质灾害调查数据库、1:5万重点城市和经济区水工环地质空间数据库等专业数据库和信息系统。开发了地质灾害气象预警预报系统、区域地质环境评价系统、地质灾害和地下水资源调查野外数据采集系统、地下水资源调查数据处理与综合分析系统、地下水监测信息采集与处理服务系统、地质灾害远程会商系统、地质灾害群测群防信息系统等应用系统。其中地下水资源调查数据处理与综合分析系统研究成果取得了三项国家专利。

1:20万区域水文地质图空间数据库及管理系统


地质灾害监测预报数据库管理与网络发布系统界面


野外数据采集设备


地质灾害远程会商实况

建立了中国地质环境信息网,发布地质环境监测预报信息,取得了良好效果。目前,日均浏览量超过2000人次。
(五)战略规划研究及决策支持与服务
近年来,先后承担完成了“我国地质灾害的预测预警与科学防治对策研究”、“中国可持续发展西北地下水资源与生态环境战略研究”、“中国可续发展水工环地质工作战略研究”、“中国地下水保护战略研究”、“全国地质灾害防治规划研究”、“水工环地质调查部署战略研究”等战略规划研究课题;积极撰写有关我国地下水环境状况和对策建议的材料,参与了《国务院关于加强地质工作的决定》的起草、专题研究和论证材料的编写工作,承担了《全国地质勘查规划》、《国土资源“十一五”规划纲要》、《国土资源部中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》、《国土资源大调查“十一五”规划》等水工环地质领域的专题研究和编写工作,起草了《全国地质灾害防治规划》和《矿山环境保护与综合治理方案编制规范》等规划和规程规范;参与了国土资源部组织的“地质灾害防治知识万村培训行动”;组织编制了《新农村建设中的地质安全保障》、《地质灾害群测群防指南》、《地质灾害群测群防成功实例汇编》、《地质灾害防治科普知识》等;从2001年开始,每年代国土资源部编制中国地质环境公报,并在人民日报和中国地质信息网上发布。上述工作在为国家、国土资源部和中国地质调查局在水工环地质调查评价、地质环境监测和地质灾害防治领域的宏观决策提供了及时的技术支持。
(六)地质环境调查领域拓展
在浙江杭嘉湖平原和华北平原开展了水土地质环境监测示范。开展了全国重点地区地质遗迹区划及重要古生物化石产地调查。

全国地质环境监测能力建设

中国地质环境监测院

4. 中国地质科学院京区地质科研实验基地

2013年1月31日,中国地质科学院京区科研实验基地建设项目进入北京市扩大内需重大项目绿色审批通道(优先办理),可极大缩短项目审批时间。
完成小三角绿地一级开发、征地、环评、交评、稳评、规划、土地预审等系列工作,可研报告通过发改委投资中心评审。

京区地质科研实验基地效果图


京区地质科研实验基地效果图

5. 中国地质科学院的重点实验室

国土资源部同位素地质重点实验室学科(领域):实验室所从事的研究属于基础研究领域。同位素地质学是地球化学的重要组成部分,是跨地质学、化学和技术科学的一门新的边沿科学。它在太阳系与地球演化、资源、环境、生物等研究领域有着广泛的应用。依托单位:地质研究所矿产资源研究所研究方向:实验室主要从事同位素同位素地质学(包含同位素地质年代学与同位素地球化学)基础理论、测试技术和在解决重大地质问题和资源、环境、生态问题方面的应用研究。国土资源部岩溶动力学重点实验室学科(领域):岩溶动力学、土地资源、地质环境和地质灾害。依托单位:岩溶地质研究所研究方向:岩溶动力系统的运行机制和运行规律;岩溶动力系统的类型和区域分布规律;岩溶动力学与全球变化;岩溶动力学与岩溶土地资源的规划、管理、保护和可持续利用;岩溶动力学与全球水循环;岩溶动力学与生态环境;岩溶塌陷成因机制、预测预报及防治;岩溶动力学与矿床、油气形成;岩溶动力学与旅游资源的规划、管理、保护和可持续利用。

中国地质科学院的重点实验室

6. 国家地质实验测试中心

国家地质实验测试中心主要围绕地球科学的发展,结合我国地球科学研究、资源环境调查、评价的需要,开展实验测试新技术新方法研究与推广应用,开展地质实验测试标准化研究,开展生态环境地球化学调查与评价技术研究,推动地质行业实验测试技术的不断进步,为国家基础性、公益性地质工作提供技术支撑,为国民经济发展和社会进步服务。
截至到2008年底,共有在职职工98人,其中专业技术人员85人,包括正高级职称11人、副高级职称23人,中级职称41人,有博士学位研究人员12人,硕士学历研究人员25人,本科32人。现有3个职能处室、4个专业研究室、2个其他业务机构,有1个院级重点实验室、1个公开出版学术期刊《岩矿测试》、3个专业委员会挂靠在中心。2008年度获国土资源科学技术奖二等奖2项,获准国家一级标准物质2项(其中1项合作),参加起草2个标准方法,公开发表科技论文共计44篇,其中SCI检索刊物论文8篇。

副主任吴淑琪研究员


副主任、党委副书记、纪委书记宋其敏高级政工师


副主任罗立强研究员


主任、党委书记尹明研究员

2008年中心实现货币工作总量4132万元,固定资产达到3931万元。2008年,中心共承担(参加)各类科研、地调项目73项,项目经费总计1779万元。其中:国家级项目(课题)24项,经费509万元;地质调查项目12项,经费982万元;省部级项目7项,经费29万元;基本科研业务费项目25项,经费245万元;其他项目5项,经费14万元。
中心集科学研究与对外测试服务于一体,主要开展实验测试新技术、新方法研发(包括实验测试仪器设备的研发与升级改造);生态环境地球化学研究;地质实验测试标准化研究;地矿部门权威的分析测试、应用推广与培训。
中心是国家科技部所属的13个国家级行业分析测试中心之一,是中国地质调查局命名的地质实验测试基地,通过了国家技术监督局计量认证、国家实验室认可,并获得国土资源部产品质量监督检验中心资质。
2008年度重要研究成果

科学仪器支撑装置

科学仪器支撑装置和系统的研制与开发:属国家十五科技攻关计划重大项目《科学仪器研制与开发》第六课题,主要研究人员包括:江林、邓赛文、詹秀春、尹明、刘明钟、关亚风、王建清、王安邦、牛刚、成红龙等。课题研制了9类装置12种产品,取得专利15项(发明3项、实用新型10项、发明申请2项),在国内外核心期刊上发表论文20余篇,这些装置突出了在技术上的先进性、实用性,并且有较广泛的用户需求和较好的市场前景,通过这些成果的推广和应用,可以提高目前我国此类装置的技术含量,缩短与国外先进水平的差距,改善分析样品前处理工作的条件,大大提高目前我国分析科学仪器的应用水平和效率,这些装置分别是:①功率连续可调微波消解装置采用微波功率连续可调技术,具有防爆膜及多重安全保护机构。结合计算机控制技术实现样品消解过程中的智能、连续、低耗、低污染。输出功率:200~1200W 连续可调;最高温度:230°C;最大压力:5MPa。②通用型自动进样装置分为三维方式(带通用模块)和极坐标方式两类,通过计算机编程控制和精密机械结合对样品的进样进行准确、定量、自动采集和控制。③X荧光光谱分析熔样机采用电热和高频感应加热技术,设计结构框架、摇动机构和计算机参数条件控制程序。最大升温:1250℃。④固相微萃取器配合GC使用,有3种以上的不同类型的萃取头(PDMS、PA、碳涂层);使用寿命在50次以上。⑤1700℃陶瓷纤维马弗炉比普通装置节电60%以上,升温速度快约1倍。其关键技术是设计及承受1700℃的陶瓷纤维板炉芯设计。⑥变频致冷水循环器采用变频原理,制冷功率/系统发热功率低于定速式同类设备的1.5~2.0,可连续工作,温度波动半径约1℃。⑦微型固态吸附棒萃取器和热解吸装置微型搅拌棒耐温250℃以上;对农残有可逆吸附特性;对常用的有机氯(六六六类)、氮、磷和菊酯类农药富集倍数不小于104;使用寿命30次以上。⑧室内装修主要有害气体检测试剂盒大气甲醛最低检测浓度0.05mg/m3、氨最低检测浓度0.1mg/m3;自动气体采样装置可无动力精确取样10mL、20mL或50mL。⑨全自动磨样机磨样速度≤30s/深度0.5mm;磨样深度达2mm/次;磨样平面度0.01mm;样品夹持力:磨样时样品上面施加力应大于30kg;样品温度可达800℃。该项成果获得2008年度国土资源科学技术奖二等奖。

科学仪器支撑装置


课题组成员在研发的设备前

地质调查多形态元素测试技术方法研究:属国土资源地质大调查工作项目,主要完成人员包括:李冰、詹秀春、江林、王晓红、饶竹、汪双清、孙青、王烨、周康民、周剑雄、杜谷、徐金沙、方金东、李刚。项目取得的主要成果如下:
(1)建立了HPLC-ICP-MS测定天然水、土壤样品中碘形态分析方法;建立了碱消解HPLC-ICP-MS测定生物样品中的甲基汞与乙基汞形态分析方法。
(2)完成了锆石、硅酸盐矿物和玻璃等进行了多元素微区原位的LA-ICP-MS定量分析方法研究,获得较佳的结果;建立了基体归一校正法;开展了锆石中U/Pb同位素定年方法的研究,初步建立了锆石U/Pb的LA-ICP-MS方法。
(3)采用了经改进的封闭熔矿溶解装置进行铂钯样品的分解,提高了样品分解效率,减少了试剂用量及环境污染;制定了模拟野外驻地现场铂钯快速分析方法。
(4)利用优化处理后的带消解、蒸馏和萃取的四种功能模块,建立了总磷、挥发酚、氰化物及阴离子表面活性剂的在线分析方法,达到了对不同的样品进行快速、简便的分析目的。
(5)研制出地下水除氟滤料产品,其吸氟率达到1.1g/kg。解决了滤料吸氟饱和再生难题。研制出多功能除氟配套装置,制定了简单、合理的除氟工艺流程;进行了小、试及现场应用试验,除氟效果达到国家生活饮用水标准。
(6)根据我国地质实验室从事地质物料痕量元素分析工作的特点,提出了检出限的确定方式和计算模式。确定了允许误差的确定模式,提出了测试方法检出限与地球化学图色阶划分的关系。
(7)完成了超细加工技术与设备以及地质样品粒度检测技术与设备的调研。采用超细地质样品的XRF分析结果表明,精度好于200目原样压样法,与熔融法相当。超细样品用于高灵敏度的ICP-MS/AES样品量可降至2mg,减少了试剂消耗和样品处理时间。
(8)建立了电子探针测定U、Th、Pb和稀土的分析方法。建立了电子探针测定独居石年龄的分析方法和编程工作。制备与测试了二个磷酸盐稀土标样。完成了独居石电子探针应用实例。

典型矿物激光剥蚀坑的SEM照片

A—橄榄石;B—锆石;C—石榴子石

自动在线水分析处理装置:总磷预处理功能模块

(9)初步建立了三个地区不同类型的油气地质样品微量元素分析的电子探针分析测试方法。初步建立了针对不同类型油气地质样品的能谱分析方法。
(10)将固相萃取、圆盘萃取、加速溶剂和微波萃取等先进的样品预处理技术用于不同的环境样品分析,提高了分析效率和准确性。提出了电子轰击和负化学电离源联合测定多氯联苯的新方法,使检测的灵敏度和准确性明显提高。首次采用国产502树脂制备可重复使用的固相萃取小柱,在满足分析要求的前提下性价比较目前的商品小柱明显提高。
(11)建立了采用加速溶剂萃取技术测定烃源岩可溶有机质萃取和氯仿沥青质含量的方法,并形成了烃源岩样品可溶有机质萃取的ASE操作规范。建立了石油族组分分离制备(中压液相色谱)方法,并提出了中压液相色谱技术分离制备石油族组分的操作规范。
(12)完成了8个配套方法,建立了湖泊水体生态环境调查样品中30项化学组分的分析方法。
(13)建立了一套合理的农业地质植物样品的制备方法;建立了适合于植物样品中痕量和超痕量元素的分析方法系列。
(14)研制了一个尿素有机碳同位素实验室工作标准,建立了EA-IRMS测量碳同位素测量方法和GBⅡ-IRMS测量水中氧同位素和氢同位素分析方法。

甲基汞和乙基汞混合标准HPLC-ICPMS色谱图

地质调查实验测试标准方法研究与标准物质研制:属国土资源地质大调查工作项目,主要完成人员:罗代洪、郑存江、董高翔、宋业文、顾铁新、程志中、冯静、姜莹、夏宁、甘露、孙德忠、屈文俊等。项目研制完成了13个金地球化学标准物质、5个高含量铜钼及银钒多金属系列标准物质、9个铁矿石标准物质、4个铬铁矿石标准物质、7个重晶石标准物质、12个稀有稀土精矿成分分析标准物质、1个地下水标准物质;还完成了4个硫化物多金属矿石标准物质、5个油页岩标准物质、3个珠江三角洲沉积物地球化学标准物质的样品采集和样品制备工作。该项目研制的标准物质定值元素多、覆盖元素广,每个元素所采用的定值方法均系该元素最适用的方法,主要为依据基准物质的湿法分析(滴定法、电感耦合等离子体原子发射光谱、原子吸收光谱、等离子质谱法、分光光度法)或绝对法(重量法),绝大多数均采用了两种以上不同原理的方法,从而保证了定值的溯源性,标准研制过程溯源链完整。所研制的标准物质均采自我国具有典型意义的多金属矿床,覆盖了不同矿源、补充扩展了我国重要的多金属矿石标准物质系列和地下水、金、油页岩、三角洲沉积物等标准物质。开展了生态环境地球化学调查评价中生物样品分析标准方法研究。
项目开发了地质实验测试标准研究技术合作与管理平台,制订了标准物质技术合作平台元数据标准和数据规范,设计了数据库,完成了数据处理和平台系统的功能模块开发的软件设计、编程、调试、应用等工作,并采集了标准物质原始数据。采用开发的标准研究技术合作与管理平台,实现了项目管理工作的创新。

标准物质


标准物质信息管理平台

7. 国家地质实验测试中心

截至2014年底,在职职工133人,具有博士学位的33人、硕士学位的45人,大学本科38人,大专及以下17人。在职专业技术人员中,具有正高级职称的21人、副高级职称的34人、中级职称的52人,初级及以下人员23人,工人3人。入选国土资源杰出青年科技人才培养计划1人,中国地质调查局“青年地质英才”培养计划1人。内设6个职能处室、6个专业研究室;有1个部级重点实验室、2个局级和院级重点实验室、1个局级业务中心。中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、中国计量测试学会地质矿产实验测试专业委员会、全国国土资源标准化技术委员会地质矿产实验测试分技术委员会等学术组织挂靠在中心。
在研项目102项,其中科技部项目9项(含国际合作2项),国家自然科学基金项目22项,公益性行业科研专项课题24项,地调计划项目2项、工作项目20项、工作内容10项,基本科研业务费项目15项,横向项目1项。以第一单位研制国家一级标准物质19个,行业标准方法4项,中国地质调查局标准1项,获得发明专利3项,实用新型专利1项。以第一单位共发表论文39篇,其中国际SCI/EI检索论文10篇,中文SCI/EI检索论文5篇,中文核心期刊论文21篇,出版专著2部。
领导班子由4人组成:主任、党委书记庄育勋,副主任吴淑琪、罗立强,副主任、纪委书记沈建明。

主任、党委书记庄育勋(右二),副主任吴淑琪(左二),副主任罗立强(右一),副主任、纪委书记沈建明(左一)

年度重要科研成果
波谱—能谱复合型X射线荧光光谱仪的研发与产业化。结合目标仪器的特点,制定了一整套独具特色并行之有效的研发技术路线,克服了复杂结构件的精密加工、异型真空腔体(分析室)的精密铸造及其表面处理等一系列技术难题。完成了仪器核心部件——组合型高纯冷却水系统、分光室、限光器、过滤片、准直器、晶体切换、样品交换、真空保持及调试工装的设计制作;利用DSP输出PWM波形,分别设计了恒温和真空系统的控制电路和变频器电压调节电路,完成了精度最佳在±0.05ºC以内的智能恒温控制系统制作;完成了系统的数据结构设计,为波谱和能谱复合测量的数据处理、元素分布分析的数据处理等设计,建立了相应的模型,建立了X射线荧光光谱分析的数据库构架;完成了大功率高压发生器和高精度测角仪的样机加工,达到设计要求。基本完成了整机中主要部件和配套组件以及系统结构装置的设计和制作,即将进行样机的组装和调试工作。项目在研发过程中申请发明专利1项,实用新型专利2项,发表相关论文10篇,培养硕士研究生2名。

仪器搭建现场


分光室实物图


测角仪调试现场


高压发生器实物图

重要金属单矿物及同位素关键技术实验测试方法研究。该项目共由6个专题,32个课题组成,项目总经费2381万元。2014年5月完成验收。在重要金属单矿物和黑色岩系等实验测试新技术、同位素地质分析测试关键技术、元素形态与有机污染物分析、海洋与陆地油气勘察急需实验技术、矿产勘察现场快速分析与仪器研发、地矿分析方法和标准物质研制技术规范几方面取得了一系列的创新性成果,具有先进性和实用性,在地质、资源与环境领域得到了广泛应用。共发表论文71篇,取得发明专利1项、实用新型专利6项、外观专利1项、软件著作权1项。培养博士生11名、硕士生9名。
技术标准研发取得重要成果。研制国家一级标准物质16种,分别为:三江源土壤成分分析标准物质5种(编号:GBW07476~GBW07480)、北极海洋沉积物成分分析标准物质1种(编号:GBW07481)、矽线石成分分析标准物质3种(编号:GBW07843~GBW07485)、土壤中有机氯农药和多氯联苯成分分析标准物质6种(编号:GBW07469~GBW07474);制定地质矿产行业标准4项,为生态地球化学评价动植物样品分析方法第1部分至第4部分(编号:DZ/T0253.1-2014~DZ/T0253.4-2014);制定中国地质调查局标准1项,名称为地下水污染调查评价样品分析质量控制技术要求(编号:DD 2014-15)。这些技术标准有力地促进了地质实验测试技术发展,有效地指导和规范了地质实验测试技术工作,对促进地质矿产资源勘查和管理起到积极作用。其中青藏高原三江源土壤成分分析系列国家标准物质,定值成分多达73项,量值准确可靠,可满足三江源地区生态地球化学调查评价对样品测试结果的有效性、可比性及可溯源性的要求,同时还可作为三江源环境地球化学基线标准使用,为青藏高原世界屋脊、三江源中国水塔等生态脆弱区矿产资源勘查和开发、生态环境研究提供了有效的技术支撑。青藏高原三江源土壤成分分析标准物质、北极海洋沉积物成分分析标准物质,与项目组之前研制的南极海洋沉积物成分分析标准物质(编号GBW07357)相联合,标志着我国初步形成极地地球化学标准物质体系。
重金属离子识别光学传感器研究成果显著。能选择性识别重金属和过渡金属离子的光学传感器由于简便适用、灵敏度高等特点在环境科学和生命科学领域广泛的需求与应用。性能优良的光学传感器是构建重金属离子光学检测技术的基础。因此,光学传感器的发展一直受到国内外学者的广泛关注。国家地质实验测试中心王晓春副研究员在国家自然科学基金项目支持下,长期致力于化学传感器领域的研究,并取得了显著的成果。该研究团队以罗丹明B作为荧光母体,肼基作为桥联剂,间二硝基苯作为响应基团设计合成了一种能长波长、高选择性、高灵敏度的检测Cu2+的光学传感器N-(2,4-二硝基苯基)-罗丹明B酰肼。该传感器本身无颜色和荧光,但可以选择性地与Cu2+离子发生显色和荧光打开反应,体系由无色变为粉红色,且产生明显的荧光信号。2倍当量的其他共存离子并不能引起体系的紫外和荧光信号改变。吸光检测和荧光检测的灵敏度分别为7.3×10-9m 和1.1×10-9m,大大提高了对Cu2+离子的检测灵敏度和选择性,达到国际同行先进水平。该成果申请国家发明专利“N-(2,4-二硝基苯基)-罗丹明B酰肼及其制备方法与应用”于2014年获得国家知识产权局授权(专利号ZL 201210323481.0)。

光学传感器DNPRH的化学结构

目前,已报道的大部分传感器分子的发射波长较短(紫外可见光区),不能有效避免基体效应和自发荧光的干扰,尤其在应用于重金属离子的细胞成像时极易受到光致漂白效应影响,荧光寿命很短。针对上述问题,该课题组又发展了一种Si-罗丹明B类光学传感器—Si-罗丹明B内硫酯(简称为Si-RBS)。Si-RBS的发射波长处于近红外区域(687nm),有效避免了背景荧光的干扰和光致漂白效应影响。Si-RBS能选择性识别Hg2+离子,其他共存离子对Hg2+的识别几乎无干扰。利用Si-RBS对Hg2+进行荧光检测的检出限达到2.48×10-10m。该研究成果申请国家发明专利1项(专利申请号201410424312.5)。

光学传感器DNPRH对Cu2+的紫外吸收(A)和荧光(B)检测的灵敏度


光学传感器DNPRH对Cu2+的紫外吸收(A)和荧光(B)选择性


光学传感器Si-罗丹明B内硫酯的化学结构

国家地质实验测试中心

8. 国家地质实验测试中心

国家地质实验测试中心主要围绕地球科学的发展,结合我国地球科学研究、资源环境调查及评价的需要,开展实验测试新技术新方法研究与推广应用,开展地质实验测试标准化研究,开展生态环境地球化学调查与评价技术研究,推动地质行业实验测试技术的不断进步,为国家基础性、公益性地质工作提供技术支撑,为国民经济发展和社会进步服务。
2009年获国土资源科学技术奖二等奖1项,获实用新型专利2项,参加国家计量技术规范编写1项。2009年承担科技项目74项。其中,国家级项目24项、省部级项目5项、国土资源大调查工作项目9项、合作参加国土资源大调查课题2项、基本科研业务费项目30项、横向合作开发课题3项、技术培训计划1项。实际到位科研经费总计1691.2万元。其中,国家级项目经费419.6万元、国土资源大调查经费797万元、国土部公益性行业科研专项167万元、部级其他项目29万元、基本科研业务费项目经费242.2万元、横向合作及开发课题经费30.48万元、技术培训经费5.958万元。2009年公开发表论文共计119篇,其中SCI文章34篇。合著英文专著2部,合著中文专著1部。

主任兼党委书记尹明(中),副主任吴淑琪(右二),副主任、党委副书记、纪委书记宋其敏(左二),副主任罗立强(右一),副主任沈建明(左一)

2009年度重要研究成果
地下水污染测试技术研究:属地质调查工作项目,主要研究人员包括王苏明、刘菲、甘露、饶竹、黄业茹、李红梅、张兰英、温宏利、刘玉龙。项目围绕全国地下水污染调查评价工作的要求,研究制定了地下水有机污染组分分析技术和方法,研究制定了地下水污染调查评价样品分析质量控制方法,对地下水污染样品分析测试工作中野外样品采集方法和质量控制方法、实验室日常分析质量监控方法及地下水样品测试质量远程实时监控系统等共性和关键技术问题进行研究并实施应用,取得了显著成果。经过我中心短短的3年的努力,通过交流培训、现场指导、仪器设备购置等工作,使地质实验室从无到有,形成了有机污染物样品分析技术能力。13个经认定具备资格的实验室近三年间累计完成了2万余组样品,得110万余项有机污染物分析,满足了全国地下水污染调查评价工作的要求,有效培育和提升了承担地下水污染样品测试任务的实验室有机污染物样品分析的技术能力,为全国地下水污染调查评价样品测试工作的顺利进行,为取得数据的可比性和有效性提供了有效的技术支持。项目组率先提出的地下水远程实时监控的质量控制方法和野外加标控制方法具有创新性。

地下水样品测试质量实时监控管理系统


在江苏野外进行采样

地球化学调查土壤样品有机分析技术研究及其应用:属国土资源地质大调查工作项目之内容,主要研究人员包括吴淑琪、张玲金、佟玲、黄园英、王苏明、许俊玉、杨佳佳。项目采取实验室和野外紧密结合,积极探索野外采样与实验室测定结果的关系,打破传统的实验室工作模式,有效延伸了实验室工作链。取得的主要成果:①建立了土壤和沉积物样品中25种持久性有机污染物的系列分析方法和分析质量控制方案。该方法分析速度快、效率高,技术指标远好于地质调查规范要求,达到国际先进水平。系列方法具有技术互补性和应用配套性,通过不同类型土壤200多个样品应用考察,证明其适用于不同基质土壤有机分析,已在地调系统有机实验室推广。②首次开展了区域性有机地球化学调查,获得100km21∶5万区域有机污染物地球化学分布图,为开展面积性农业生态地球化学调查在野外样品采集、制备、保存以及分离测定等方面进行了积极的探索,其中野外样品采集与保存技术已为区域调查工作部署所采用。③面向行业26个单位培训学员50多人,技术研讨两次,60多人次参加;全国有机分析比对两次,发表论文3篇。
不同景观城市的生态地球化学环境调查与风险评估方法技术研究:属国土资源地质大调查工作项目,主要研究人员包括刘晓端、杨永亮、罗立强、徐清、张玲金、许俊玉、黄园英、焦杏春、汤奇峰、李奇、罗松光、田中平、王淑贤、唐力君和李迎春。项目强调城市环境地球化学调查技术方法是生态地球化学系统研究的一部分,主要环境要素包括地质背景、水文地质、地理环境、土壤母质、社会环境等条件,多介质(土壤、水、大气)全方位(土壤垂向剖面、土壤元素全量和形态)地规范部署地下水和地表水样品的采集和分析,开展大气和大气悬浮物化学组分的研究,有助于全面反映生态系统元素的迁移转化规律,完整、综合地开展生态环境风险评价。项目利用大气主动、被动采样技术以及源解析技术对POPs的大气传输通量、污染物的来源开展了研究;利用时间序列分析方法以及逸度模型进行OCPs和PCBs预测预警分析,得出生态或健康风险值,进行了综合生态风险评价;利用遥感生态地球化学技术对工业城市大气环境进行监测,圈定了城市大气沉降异常区域,开发了《土壤地球化学环境重金属污染动态监测及预测/预警系统》。通过研究证明上海崇明岛表层土壤目前是清洁的。土壤垂向剖面显示,重金属元素含量逐年增长,易于进入生态链的离子交换态,碳酸盐结合态也在逐年增长,主要受长江上游水体环境和污染物排放的影响。南京市栖霞山铅锌多金属矿区土壤和地下水中重金属元素存在较严重的污染,蔬菜中的重金属超过国家标准,生态环境中的重金属污染来自矿山排污,并已经对周边环境和人体健康造成威胁。

野外采集土壤剖面


探地雷达测量土壤含水层


大气被动采样技术应用及土壤中化合物变化趋势预测


包头研究区表层土壤Hg元素地球化学图显示人为活动密集区Hg的异常较强烈

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