土壤检测：分析检测仪器带我们了解土壤现状
土壤，是我们赖以生存必不可少的一种物质。大家都知道，土壤是地球表层的岩石经过风化作用，逐渐破坏成疏松的、大小不等的矿物颗粒。而土壤是在母质、气候、生物、地形、时间等多种成土因素综合作用下形成和演变而成的。土壤组成很复杂，总体来说是由矿物质、动植物残体腐解产生的有机质、水分和空气等固、液、气三项组成的。 在社会发展进步的同时，人们对自身健康情况的关注度也在相应增加，近年来由于土壤逐渐被废水、工业废气、废渣所污染，造成土壤耕作层内的镉、铜、砷、铬、汞等重金属大量富积，特别是城市郊区现象更为严重。土壤是构成生态系统的基本环境要素，是人类赖以生存和发展的物质基础，土壤重金属这种污染类型会对人体健康产生不利影响。 据悉，为了对重金属土壤污染进行有效态含量检测，在重金属测定方法测定速度慢、步骤繁琐且仪器昂贵的情况下，针对这一现状我国开发出了重金属快速测定方法，同时推出了PJ-TJS-B型土壤重金属含量速测仪器和配套成品药剂，可对土壤、有机肥等样品中的铅、砷等进行快速联合测定。此外，土壤样品经消化后，所有形态的重金属都转化为离子型态，加入相关检测试剂后显色，在一定浓度范围内溶液颜色的深浅与重金属的含量呈比例关系，通过仪器进行测定得出含量值。检测土壤状态，保障大家的安全。 众所周知，有机农业相对于传统农业，避免了过量施肥的不良现象，根据测土结果来制定施肥配方，确保施肥作业的科学性和合理性。而土壤养分检测仪在有机栽培中的应用对于促进农业发展具有重要的意义，土壤诊断本身也是施肥计划的必要环节，检测土壤养分状况，可以让生产者对于土壤状况有细致的了解,还可以根据测得的详细数据结果来设计施肥配方，保证所施肥料精准合理、全面有效，避免过量施肥。同时，有机栽培中广泛采用土壤养分测定仪等科学仪器来帮助合理的开展生产作业，以一种安全有效的方式来发展现代农业，实现有机农业的科学有序发展。 为了进一步增强紧迫感、责任感和使命感，把土壤污染防治工作摆上更加重要和突出的位置，统筹土壤污染防治工作，切实解决突出的土壤环境问题，国家领导指出加强土壤污染防治是深入贯彻落实科学发展观的重要举措，是构建国家生态安全体系的重要部分，是实现农产品质量安全的重要保障，是新时期环保工作的重要内容。各级环保部门要从全局和战略的高度。 在我们日常生活食用品中，有些食品的出现是离不开土壤。不同的土质状况，所种出的食品也是不一样的，污染过的土壤所结出的产品是会有不健康的因素在里面的。为了我们的身体健康，保障土壤质量，土壤检测分析仪器助力我们检测土壤现状，结出健康绿色食品。
建筑福祉 我国TPO防水卷材已批量化生产
据科技日报报道，近日我国热塑性聚丙烯(TPO)防水卷材在武汉成功研发并获得批量生产。据悉，新型防水卷材具有无污染、寿命长、可回收、反射节能等多项优势，可以用于建筑、交通、水利、环境等多个领域的防水工程建设。相关实验证明，TPO防水卷材的主要性能已达到进口产品标准。 防水卷材是能够起到抵御外界雨水、地下水渗漏作用的柔性建材产品，常用于建筑物、隧道、公路、交通等工程建设，是建设物防水的基础屏障，对整个工程起着至关重要的作用。尤其在建筑工程领域，渗漏现象一直都是令人非常头疼的一个问题，不仅严重影响了居民的正常生活，引起各种邻里纠纷，而且工业建筑的渗漏还会影响正常的商业运营，造成一定的经济损失。 在我国防水材料的应用领域，新型防水材料仍是以沥青基防水材料为主，占全部防水材料的很大一部分，而高分子防水卷材与其他防水材料的占比并不高。虽然目前我国防水材料就门类品种而言完全能满足各类建设工程的需要，但总体技术水平与国外仍存在差距，主要表现为产品的质量水平和施工技术水平低、企业规模小、设备自动化程度低、原料仍需进口、产品标准仍不完善等多个方面。而且由于技术复杂，我国TPO防水卷材的原料长期依赖进口，卷材使用量也较低。随着经济的快速发展，我国建筑、桥梁、隧道、农业、水利和交通运输等多个领域都对防水材料提出更高的要求。 21世纪以来，国外快速发展的TPO、喷涂聚脲、喷涂硬泡聚氨酯、以及氟树脂涂料等在国内也相继问世。高分子防水卷材作为典型的新型建筑防水材料，具有质量轻、强度高、低能耗、多功能、可用于单层防水、环保等多项优势，符合建材革新的新要求，加上轻钢结构建筑的兴起，得到了快速发展。 防水卷材根据主要组成材料不同，分为沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材。根据胎体的不同分为无胎体卷材、纸胎卷材、玻璃纤维胎卷材、玻璃布胎卷材和聚乙烯胎卷材。但无论是哪一种，都必须具有良好的耐水性、温度稳定性、机械强度、延伸性和抗断裂性、柔韧性以及抗老化性，才能保证工程的质量。因此，对于防水卷材各项性能的检测环节就变得至关重要了。 环境模拟试验设备能按各种标准或用户要求进行高低温、温度循环、高低气压、恒定湿热、气体腐蚀、淋雨、辐射及光老化等多项试验，由此而生的各类环境试验设备如环境试验箱、气体老化试验箱、恒温恒湿试验箱、淋雨试验箱、紫外线试验箱等均可用于各类器材的物性检测。能快速准确地检测出材料各项指标，供使用人员选择。 通过对新技术、新工艺的应用，对传统材料进行改进，提升其整体水平是材料发展的必然性，新型防水卷材的研发只是其中之一。随着我国经济水平和制造水平的快速提升，对新型材料的研发已势在必行。
海洋微塑料难以发觉？ 检测仪器应对有方
塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。自塑料诞生以来，人类使用塑料的历史已有百余年，小到生活购物，大到工业生产，塑料可谓是无处不在。然而，在享受塑料给我们的生产、生活带来诸多便利的同时，大量废弃塑料引发的“白色污染”给环境造成了不小的压力。 在生活中，处理那些肉眼可见的垃圾一般都是采用焚烧、填埋、微生物降解的方式。但是，据不完全统计，除去这些被处理的垃圾，每年还有超过800万吨的塑料被丢弃在海洋中。而这些进入海洋中的垃圾经过大自然的分解后会分散成为无数的塑料微粒。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)将塑料微粒定义为直径小于5毫米的塑料块。这些肉眼难以发觉的塑料微粒在海水中不断积累，并随着生态圈漂流循环进入生物体内，影响生态系统的稳定。此外，这些微塑料还会通过食物链传播流入人类的餐桌，给人体造成潜在的威胁。因此，对海洋微塑料进行及时管控迫在眉睫。 事实上，全球海洋环境领域的科学家们早就对微塑料进行了深入的研究并在不断探索中积累了丰富的经验。目前，常规的海洋微塑料的检测分析一般是在实验室内借助于先进的仪器设备进行的。例如，近日美国加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所生物海洋学家詹妮弗·布兰登研究团队在研究海水中的微塑料时，采用了孔径只有5微米的聚碳酸酯过滤器过滤海水，并使用特殊的荧光显微镜来观察。检测分析得知，每立方米海水中的塑料微粒数量高达830万颗，是之前测量数据的几万倍甚至上百万倍，结果令人瞠目结舌。 除了聚碳酸酯过滤器和荧光显微镜可以“捕捉”海水中的微塑料，珀金埃尔默公司生产的红外显微镜成像系统也可以对微塑料进行检测和鉴别。检测流程为：采集的海水样品经过一系列前处理去除有机质，再用过滤膜过滤并在空气中进行干燥得到待测样品，然后利用红外显微镜成像系统选取样品区域并进行扫描，再对扫描得到的红外成像数据进行红外谱图分析，并对照塑料成分的标准谱图，即可得出海水样品中含有的微塑料情况。 上述检测流程是海水样品检测的常规操作方式。为了缩短检测周期，节省人力物力，安捷伦公司研发生产出了焦平面红外成像系统，该项技术可以将一周时间才能完成的检测任务缩短至一小时，提高了实验操作效率。此外，传统的微塑料检测多集中于定性、定量的研究，操作过程繁杂，统计量大。为解决这些问题，安捷伦与丹麦奥尔堡大学JesVollertsen团队合作研发了一款MPhunter软件。该款软件可以对微塑料进行全自动的定性定量的分析，得到每个颗粒物的尺寸、体积等信息，方便快捷。 得益于科学技术的进步，塑料垃圾的治理工作正在紧锣密鼓地进行中。然而，不可否认的是，科技是把“双刃剑”。一百多年以前，人们利用科学技术从煤焦油中提炼并合成了塑料，从此塑料被广泛运用在各行各业。时至今日，当初的“香饽饽”——塑料，却成为了环保领域的“敌人”，人们对塑料的口诛笔伐也从未间断。那么，塑料本身真的“有罪”吗？其实，合理利用并处理废气塑料并不会造成“白色污染”以及海洋微塑料污染等问题，这些问题产生的本质还在于人类的滥用乱丢。再来反观科技本身，它对于经济发展，社会进步的意义不言而喻，没有科技的存在，或许我们人类还处于蒙昧无知的状态。而对于科技的不合理使用造成的危害，我们人类得负全责。 综上，只有利用好科技的有利面，规避科技的负面，我们人类才能够真正体会到科技创造的美好生活。
搭乘“时光穿梭机” 共探中国分析仪器行业历史
2019年是个特殊的年份，对于中国人民来说意义深远，因为这一年恰逢中华人民共和国成立七十周年。在全体国人为祖国母亲庆生的同时，中国仪器仪表学会分析仪器分会也已经在风雨飘摇中走过了四十载春秋。借助于“双喜临门”的热闹氛围，今年的八月份ACAIC暨分析仪器分会成立四十周年纪念活动在沪隆重召开。在纪念活动上，分析仪器分会的理事们精彩地回顾了分会的发展历史。 谈到分析仪器分会的发展历史，自然与整个分析仪器行业的发展密不可分。在2019年即将接近尾声的当下，小编就带领大家乘坐“时光穿梭机”，共同回顾我国分析仪器行业的发展脉络，以此领略分析仪器行业的精彩风貌。 事实上，从上个世纪初开始，国内就有不少专家学者开始研究和制造仪器仪表。例如，龚祖同先生建设军用光学仪器厂，叶新谱等人合资成立新伟科学用品行，荣仁本创建上海电化学研究室等，他们为我国的分析仪器产品的研发打下了坚实的基础。 五十年代初，在上海、南京等地区，我国的分析仪器私营企业逐渐萌发，这些仪器小厂主要生产比浊计、检流计、照度计等产品，生产规模不大，产品线有待完善。直至1955年国家制定《12年科学技术发展规划》，该项规划中没有提及仪器仪表的发展计划，因此，在王大珩等科学家的呼吁之下，国家科委于1956年成立“仪器仪表规划组”，机械工业部成立仪表局，并着手研究制定中国的《仪器仪表发展远景规划》。至此，国内仪器仪表行业包括分析仪器行业就此得到重视。 1956年，在没收官僚资本的过程中实施对私人资本主义改造政策，部分私营企业转变为公私合营企业。在国家政策和地方政府的支持下，科伟仪器厂、倍速仪器厂、沪江仪器厂相继宣告成立。1958年，国家开始重视原子弹的研制，为了配合国内核工业的发展，1963年朱良漪先生参与并主持了我国第一台同位素质谱仪的研发。 1966年，文化大革命初期，国内企业几乎处于停产状态，科技人员大多被下放到生产车间劳动进行再教育。1968年，企业实行军管，成立革委会并逐步恢复生产经营活动。当时国家科研、军工以及石油化工等行业对分析仪器需求迫切，为了满足市场需求，分析仪器产品的开发开始焕发新的活力。 七十年代末期，经过了上述的对私改造以及文化大革命的洗礼，国内分析仪器行业进入了由仿制到自力更生的创业阶段，我国实现了创建阶段分析仪器行业布局。当时国内实行的是计划经济，各大仪器厂都有不同的专业分工，大体如下所示： 此外，中科院、各部署研究院所及大专院校相继在本单位的分析化学专业组建相关的分析仪器研究室。全国各地区在机械部仪器仪表局的统一部署下也先后创建了具有各自产品特色的分析仪厂。由此看来，我国分析仪器的产业布局基本是在七十年代的基础之上发展起来的。 1978年12月十一届三中全会召开，中国开始实行对内改革、对外开放的政策，确立了将全党全国工作的重点转移到社会主义现代化建设上来，四个现代化的发展战略对仪器仪表的发展提出了紧迫的任务。多年来，我国的仪器仪表行业形成了许多条块分割，生产技术工作重复，浪费了大量的人力和物力。再加之六十年代后期正是国际上分析仪器发展变革的重要时期，我国的分析仪器行业发展却受到了严重的干扰，与世界先进的技术水平差距拉大。 有鉴于此，1979年3月，中国仪器仪表学会成立，同年11月，中国仪器仪表学会分析仪器学会成立。学会积极开展学术交流和科学普及活动，为加速分析仪器科学技术的发展，壮大科技队伍，缩小与国际上的技术差距做出了重要的贡献。 九十年代中后期，国内掀起外资在华建立独资企业热潮，外资企业在国内逐渐站稳脚跟的同时，原有的国产分析仪器市场开始萎缩，经营举步维艰，企业生存面临严峻挑战。在这种情况之下，国内分析仪器行业出现了剧烈的变革。 进入到二十一世纪，我国分析仪器行业迎来了春天，开始迅速发展。在其他行业蓬勃发展的同时，分析仪器应用领域得到相应的拓展，食品、医药、环境、生命科学、石油、化工等领域都有分析仪器的身影。 时至今日，分析仪器行业仍在如火如荼地发展之中。在当下互联网及人工智能浪潮的席卷之下，未来分析仪器将逐渐朝着智能化、信息化的方向稳步前进。
沼气行业重获生机 分析仪器大有可为
在11月下旬召开的“2019年中国沼气学会学术年会暨中德沼气合作论坛”上，中国沼气学会秘书长王凯军发表主题演讲，指出沼气具有巨大的市场潜力，在当前政府出台多条利好政策的前提下，我国沼气行业的前景广阔。 在煤气和天然气大规模应用之前，沼气曾经是我国农村地区的常用能源。人畜粪便、秸秆、杂草等有机物在厌氧环境下经过微生物发酵分解就可以产生可燃的甲烷混合气体——沼气。因为原料易获得和从前农村生活燃料短缺，沼气出现过好几次发展高潮。即使现在沼气已经淡出了人们的视线，但实际上它仍然牢牢扎根在农村。据统计，2016年我国农村沼气用户达4300多万户，年总产气量150多亿立方米，惠及1亿以上人口。随着技术的发展，除了家庭式的户用沼气，处理农业、工业废弃物的大中型沼气工程已经成为沼气应用的主力，沼气行业也随之兴起。 作为一种清洁能源，能就地取材的沼气可以补足天然气供应的缺口，同时也可以解决农村废弃物处理和有机肥生产问题。规模化农村沼气，推行综合生产利用可再生能源的特大型沼气工程已经成为沼气行业的发展方向并得到了政府的大力支持。王凯军教授提到，目前全国畜禽粪便和垃圾分类后的厨余垃圾每年可生产的沼气以千亿方计，对比污水处理行业，发展沼气带来的利润将非常可观。 在巨大的机遇背后是艰难的挑战。首先是沼气行业的核心——厌氧发酵技术发展停滞。虽然在材料处理技术、沼气池建设等方面有所进步，但厌氧发酵所用的CSTR反应器在近百年的时间里几乎毫无改进。其次是原材料收集处理问题。无论是秸秆还是畜禽粪便分布都很分散，大规模沼气生产的原料收集、存储、运输等环节带来的是巨大的成本。 与这些问题相比，沼气本身的成分问题现在已经有了很好的解决方法。沼气是气体混合物，其成分取决于生产原料，原料不同，厌氧发酵产生的气体也会有区别。沼气在应用时也需要根据不同的用途对其中的一些成分作出处理。一般来说，沼气的主要成分是甲烷和二氧化碳，此外还有水蒸气、硫化氢、氮气、氢气和氧气等痕量气体。硫化氢是一种具有腐蚀性的有毒气体，因此去除硫化氢是使用沼气的常规操作。而为了增加沼气的热值，则需要去除一部分二氧化碳或者将沼气与其他烃类气体混合。因此检测沼气的成分是沼气应用不可缺少的环节。 目前沼气成分分析检测技术已经较为成熟。检测沼气成分的主要方法有气相色谱GC分析方法、奥氏气体分析方法、红外检测方法和热催化元件检测方法。气相色谱GC分析方法利用色谱柱分离沼气的各种成分，然后采用FID、TCD传感器分别分析检测甲烷、二氧化碳和氧气的体积浓度，是实验室分析的常用方法。现场分析则主要使用红外检测方法，利用甲烷和二氧化碳红外吸收率的不同得到CH4、CO2浓度。 沼气行业的发展必然带动沼气分析仪器的发展。当沼气行业打碎挡在路上的巨石，迎来广阔的市场，分析仪器也将拥有更大的发展空间。
办公室空气污染严重 仪器助力保护人体健康
在“保卫蓝天”行动取得初步成效，室外的大气污染得到控制时，人们似乎也在逐渐放下对室内空气质量的担忧。前几年室内空气甲醛超标的新闻常见报端，甲醛对人体的危害让很多人闻甲醛色变。随着舆论对甲醛超标事件的发酵，人们对甲醛等室内挥发性有机化合物(VOCs)污染已经打起了十二分的警惕。然而逃开了甲醛，我们就安全了吗？ 很多人将室内当做躲避大气污染的“避难所”，虽然相对封闭的房间可以有效隔绝室外的空气污染，但室内的空气却没有人们想象中那么安全。很多研究指出家庭与办公室内的空气中也存在很多的有害物质。除了我们熟悉的来自家具与其他装修材料的甲醛外，还有臭氧、悬浮颗粒以及比具有刺激性的甲醛隐秘得多的VOCs。这些VOCs的来源包括建筑材料、复印打印等办公活动和化妆品洗发水等个人洗护产品。 近，美国普渡大学针对办公室环境中VOCs的情况进行了研究，并在美国气溶胶协会(AAAR)上公布了研究结果。研究人员在实验室中模拟了一件开放式办公室的环境，并利用具有复杂传感器系统的高灵敏度检测仪器追踪实验室内的挥发性有机物、臭氧、二氧化碳和气溶胶的变化情况。检测结果显示实验室中VOCs的来源主要是扮演成办公人员的研究生。只需要简单活动就有接近2000种的VOCs通过呼吸、汗液等途径释放到空气中。 研究发现，VOCs的主要成分是异戊二烯和D5(环状甲基硅氧烷类)，其中异戊二烯的来源是人类的呼吸，而D5存在于数千种洗护用品中。除了人类生理活动与洗护用品产生的VOCs外，通过通风系统进入办公室以及打印机、电脑等设备产生的的臭氧也会与人皮肤的油脂反应生成新的VOCs，并与洗护产品中的单萜类化合物反应形成一种纳米级的细小微粒。 不过我们也不用太过担忧，目前并没有明确的研究成果表明这些VOCs会对人体健康造成威胁。虽然有些动物研究显示办公室VOCs中与D5相似的化合物D4和D5会引起大鼠荷尔蒙系统的改变，使大鼠患上子宫癌，但动物实验的环境特殊，对于人类的借鉴意义并不大。这些实验结果促使欧盟开始对这些化合物进行规范化管理，从明年起限制洗护产品中D4和D5的浓度。 虽然暂时不用对自己以及同事身上的化妆品和洗发水进行处理，但这不代表我们可以忽视办公室的空气质量问题。简单也有效的方法就是保持通风。我们已经在很多场景中看到过保持室内空气流通的建议，在应对室内VOCs问题中塔同样有效。如果对室外的空气质量有所担忧，可以安装空气净化器或空气过滤系统。此外空气质量监测也同样重要。目前便携式的空气分析仪器已经发展得较为成熟，市场上也有环境检测机构提供专业的空气质量检测。室内空气质量监测系统不仅可以保护我们的健康，也为应对空气污染提供数据支持。 我们一天中的大部分时间都在室内度过，室内空气污染状况比起室外的大气污染更需要我们的关注。在环境污染的治理已经进入轨道的时候，我们也应该将目光放回到我们日常的生活中，注意那些与我们的身体健康关系更密切的污染。
