实验室简介

安徽省元素形态测试与应用技术研究重点实验室

 

一、  实验室名称及依托单位情况

1、 实验室名称

安徽省元素形态测试与应用技术研究重点实验室

2、 研究领域和研究方向

本实验室的研究领域应属国土资源领域的地面和深部勘测技术的开发和应用。

主要研究方向为：

①元素价态、生物有效态、有机金属化合物等测试技术方法研究；

②岩石、矿物鉴定技术方法研究；

③矿物化学物相测试技术方法研究；

④矿区矿物赋存状态综合研究；

⑤矿产综合利用方法技术研究

⑥检测方法技术标准研究制定和标准物质研制等。

3、 依托单位基本情况

本实验室的依托单位为安徽省地质试验研究所（国土资源部合肥矿产资源监督检测中心）。

安徽省地质实验研究所成立于1958年。随着50多年的发展，目前无论在技术能力上还是基础研究条件上已成为全国知名的岩矿测试技术、岩矿鉴定技术和矿产资源综合利用研究的科研生产单位。综合实力多年来稳居全国国土资源系统前列，元素形态的测试与应用研究是地质实验所的重要特色。承担多项的国家、部、中国地调局以及厅、局科研和生产项目，并取得丰硕成果。

二、建设实验室的目的和意义

按照国家、部、省有关重点实验室运行和管理的相关文件，作为国土资源系统申报的重点实验室“是依托国土资源系统和地质勘查单位、科研院所、相关高等院校和其他具有科技创新能力的法人单位（即依托单位）所建设的科研实体，是国土资源科技创新体系的重要组成部分，是国土资源领域高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科技人才、开展高水平学术交流、科研装备先进的创新平台”。

通俗地理解，元素的形态即为在自然界元素以不同形式的存在状态。根据研究的对象和目的的不同，元素形态的定义和分类千差万别。就单个元素而言，其存在状态可能为单质、离子态或化合态等，再细分，就有价态、与不同物质的结合态、与性质和用途有关的有效态、溶解态等。在地学领域，因不同元素的结合就可能形成矿物（也就是元素的结合态），矿物就有物理相态和化学相态之分。通过对各元素形态（矿物）的分析研究，可对成矿机理进行探讨，确定矿物类型，建立矿床模型、进而为采矿和矿产综合利用提供基础资料。作为国土资源领域的研究机构，开展元素形态的研究是地球化学和地质找矿、矿产综合利用、土地集约合理利用等研究的基础。与此同时，元素形态的测试与应用成果还广泛应用于农业生产、环境保护、医学医药、气候变化、新能源开发等方面。

所以，“安徽省元素形态测试与应用技术研究重点实验室”即是依托安徽省地质实验研究所，吸收和聚集国内外相关优秀科技人才建立科研团队，开展元素形态测试技术与应用研究，进行学术交流，培养科技人才的创新平台。

建设安徽省元素形态测试技术与应用研究重点实验室。对保护和合理利用国土资源、加强地质找矿和成矿理论研究、防治地质灾害以及节约、集约、高效、持续利用矿产资源、促进人才培养、促进经济发展方式转变，贯彻落实科学发展观，推广新成果、新技术，提升国土资源管理现代化水平，提升国土资源事业的社会认知度，实现经济社会全面协调可持续发展具有重要意义。

三、国内外该领域发展趋势和实验室已取得成果

1、             国内外研究现状和发展趋势

从宏观上说，对作为组成物质的基本单位的元素的研究，是发现和合成新物质并加以利用的重要途径,而对元素的形态的研究则是这项研究的基础。各学者根据自身的研究对象和研究目的分别就元素的形态划分和定义进行了不同的解读，如农业部门进行了元素生物有效性研究，定义了元素有效态；环保部门根据元素毒性，重点研究元素金属化合物；地质部门根据元素的结合状态，建立了矿物的概念等等。同时开展了更大范围应用研究。因其成果影响到社会生活的方方面面，此项研究的事例不胜枚举，层出不穷。

在国土资源领域的地面和深部勘测技术方面，第一，针对土壤样品中元素相态（形态或活动态）分析方法研究,首先应用于农业和土壤中元素有效态的提取和测定。随着科技及社会的发展，该项技术越来越受到地球化学、环境化学及农业科学等领域的工作者的高度重视。近年来，以谢学锦院士为首的研究小组已将金属活动态（相态）测量方法在不同的景观和不同的矿床进行了广泛的试验，取得了很好的效果；南京土壤研究所陈怀满教授等人对土壤中元素相态与植物的吸收作了很深的研究，评估重金属在土壤和植物中污染的迁移性及生物的有效性,并作有全面的总结；李家熙、Cezay Kabala将该技术应用于地方病、矿山、金属冶炼厂的环境质量评估上。我所开发的以超声提取技术的水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化态、强有机结合态、残渣等7态顺序提取检测技术，应用于生态地球化学评价样品中，把原来单一分析元素总量的评价指标变成为元素各相态的分析量，从而提高了评价质量。第二，针对岩石矿物样品，根据元素的赋存状态，进行单质元素、单矿物、吸附态等形式的分离测定研究；根据其变化形式，进行矿物的原生、次生、蚀变等形式的矿物的分离、测试研究；根据元素间的结合状态，进行同一矿物的不同元素的测定，以区别类质同象与杂质；针对矿物晶体，则进行成像、晶格参数、大小等测试研究等等。这些研究对地质变化、成矿原因和规律、矿床类型划分、矿产利用、环境保护等方面的研究起到了重要作用。

开展元素形态的研究其测试技术是关键。其发展过程伴随着地学研究的历史进程。随着技术的进步，各类元素形态和矿物的提取技术、分离技术、检测技术进步较大。特种偏提取试剂的研发，超声提取技术、离心分离技术、色谱分离技术等到了广泛应用，等离子光谱仪、等离子质谱仪、红外光谱仪、X荧光光谱仪、X衍射仪、电子探针、扫描电子显微镜、拉曼光谱仪等现代检测技术正逐步得到应用。微区和原位测试技术的应用研究亦可以对研究对象进行无损的研究测试。

2、             现有研究基础和已有研究成果

元素形态的测试与应用研究是我所的重要特色，实验研究条件和技术水平均居于行业领先水平。

主研究成果有：

（1）2003-2004年承担了中国地质调查局研究项目《土壤重金属有机结合态测试技术研究》的成果“土壤重金属形态分析方法”在全国范围内推广，并列入DD2005-03《生态地球化学调查评价技术要求》的行业规范中；

（2）参于并定值的《土壤形态分析标准物质（国家一级标准物质）研制》的研究项目获2008年国土资源部科技成果二等奖；

（3）中国地质调查局研究项目《土壤重金属形态（有效态）分析方法研究》、《生态地球化学评价持久性有机地球化学指标分析方法及质量控制研究》取得了较好的成果，并应用于生态地球化学评价项目、土地质量评估项目、土壤环境污染调查项目、长江和淮河流域水环境污染调查等项目的测试工作中；

（4）2010 承担的安徽省地勘局科研项目《金寨县沙坪沟钼矿物质组分及赋存状态研究》成果直接应用于金寨县沙坪沟特大型钼矿的勘查工作中，起到了较好的效果；

（5）2009年、2011承担的安徽省公益性地质科研项目《大别山地区石英质玉石地方标准制定》、《马鞍山绿松石品质研究及标准制定》、《安徽省地球化学调查样品分析方法地方标准制定》的研究成果-安徽省地方标准《大别山玉》（标准号：DB34/T1852-2013）、《绿松石鉴定与分级》（标准号：DB34/T2041-2014）、《区域地球化学调查样品分析方法》（标准号：DB34/T2127.1～12-2014）已通过标准审定并颁布实施。同时还参与了十余项国家标准、行业标准的测试工作；

（6）2009年承担的国土资源公益性行业科研专项《石英岩国家标准物质研制》的研究成果3个石英岩标准物质已获批为国家一级标准物质（标准物质编号：GBW07835、07836、07837。这也是我省的第一批国家一级标准物质）填补了我国相关标准物质的空白。同时还参与了六十余个国家一级、二级标准物质定值测试工作；

（7）安徽省公益性地质科研项目《岩矿鉴定新技术-X射线荧光光谱微区分析在有色金属矿物鉴定上的应用研究》的研究成果被鉴定达到了国内领先水平。

（8）《安徽省主要金属矿尾矿资源调查和循环利用研究》、《安徽省低品位、难选冶金属矿产综合利用技术研究》和安徽省地勘局科研项目《金寨县沙坪沟钼矿区铌钽元素赋存状态研究》等应用研究工作成果都得到了较好的应用。

（9）目前我所正在开展国土资源部公益性行业科研专项项目《有色金属（铋、汞）矿石物相分析测试技术研究》、《电气石、金红石等六类标准物质的研制》等项目的研究工作均为元素形态测试技术和应用研究。

3、             重点实验室依托单位在同类实验室的比较优势

安徽省专门从事地质实验测试的实验室约有20余家，另有以教学为主、为科研提供测试技术服务的高校实验室10家，以及个体实验室若干（不成规模）。比较个实验室，本重点实验室的依托单位安徽省地质实验研究所有以下优势：

（1） 人员优势。安徽省地质实验研究所目前拥有专业技术人员160余人，其中地质实验测试专业人员110余人，为安徽省第1，在国内类似实验室中也名列前茅。人员结构合理。

（2） 装备优势。安徽省地质实验研究所非常注重研究手段的进步，在上级管理部门的支持下加强研究设备的投入。拥有各类实验设备249台套，无论是数量还是质量、技术水平都居国内同类实验室领先水平。

（3）实验条件优势。科研生产基地建筑面积达26000平方米，包含主楼（22层）、附楼（5层），其工作环境、配套设施达到国际先进水平，规模为全国同类实验室第一名。

（4） 研究基础优势。建设重点实验室的目的是搭建研究平台。安徽省地质实验研究所非常注重地质实验测试技术及其应用技术的研究，如前所述，承担了大量科研项目，研究成果有些达到了国内以上水平，元素形态的测试与应用研究是地质实验所的重要特色。研究基础较好。而我省相关实验室基本上为提供检测技术服务为主，相关研究工作开展较少。

（5）有开放经验。地实所长期坚持开放政策，接受高校毕业生实习，提供平台和指导老师联合培养研究生，开展多实验室的技术交流和培训。参加“安徽省大型分析仪器协作网”，大型仪器设备长期开放运行。

四、主要工作规划、预期目标和水平

1、工作规划

本事实验的筹建工作计划2年完成。依照“边建设、边开放、边运行”的原则开展工作。分两个阶段进行。

第一阶段，建设阶段。主要开展：

（1）资料收集

1.1、广泛收集有关国内外重点实验室建设信息资料，结合我省的特点进行分析研究，争取主管厅局和省科学技术厅支持。

1.2、对收集到信息资料进行梳理，编写重点实验室建设方案。

（2）构架组织机构、建立规章制度

2.1、推荐实验室主任、聘请副主任，根据建设需要建立相关组织机构。

2.2、建立学术委员会，聘任学术委员会成员。

2.3、根据《安徽省重点实验室建设与运行管理办法》的要求，逐项落实有关技术条件和设施条件，建立有关规章制度，明确内设部门建制及职责。

2.4、明确学术带头人和管理团队人员、人才引进与培养和创新团队人员。

（3）硬件建设

3.1、开展科研实验基地的配套设施建设，采购、安装、调试相关研究设备。

3.2、补充完善研究设备。

3.3、建立重点实验室网站，建立宣传、推广、交流平台。

在此阶段内，根据建设进度，适时向安徽省、国土资源部主管部门申请建立重点实验室。

第二阶段，试运行阶段。主要进行：

（4）落实项目和研究资金

4.1编制实验室长期科研规划和年度科研计划。

4.2 积极向国土资源部、安徽省主管部门申报科研项目，落实研究资金。

4.3 利用自有资金，安排内部科研项目2项。

4.4 筹集资金设立公共研究基金，我所安排自有资金20～30万元/年，安排开放式科研课题2～3项。

（5）学术研究和交流

5.1 按照管理制度，对在研项目进行实施情况监督管理和资金管理。

5.2 为客座研究人员提供研究条件，做好后勤工作。

5.3 召开1～2次以上学术交流会、研讨会，与高等院校、科研院所开展学术交流。

在此阶段内，根据运行情况，适时向安徽省、国土资源部主管部门提请重点实验室挂牌、验收。

2、预期目标

经过2年的努力，建成拥有国内一流的研究条件和研究团队，具有国内领先研究成果的安徽元素形态测试技术与应用研究省重点实验室。

五、已具备的实验条件

1、科研用房条件

新建的科研生产基地建筑面积达26000平方米，包含主楼（22层）、附楼（5层），其工作环境、配套设施达到国际先进水平，规模为全国同类实验室第一名，其中1层约1000平方米作为重点实验室办公专用房，其余实验室用房和相关设施均对重点实验室开放。于今年年底前正式投入使用，届时必将大大改善地质实验研究所地质实验和岩矿分析测试工作和科研工作条件。

2、研究仪器、设备

安徽省地质实验研究所非常注重研究手段的进步，在上级管理部门的支持下加强研究设备的投入。拥有各类实验设备249台套，无论是数量还是质量、技术水平都居国内同类实验室领先水平。自2002年以来，先后引进了一大批国内外先进仪器设备，如电感耦合等离子体全谱直读光谱仪3台、电感耦合等离子体质谱仪2台、波长色散X射线荧光光谱仪2台、红外光谱仪2台、气相色谱-质谱联用仪1台、气相色谱仪3台、液相色谱仪2台、离子色谱仪1台、电子探针1台、扫描电子显微镜1台、X衍射光谱仪1台、多功能显微镜4台、原子吸收分光光度计2台、全自动矿相制样机1套、可变磁场磁选机2台、多功能摇床3台、浮选机4台等大型仪器设备，以及原子荧光光度计、发射光谱仪、极谱仪、离子计、微波消解仪、超声波仪、离心机、红外碳硫仪、元素分析仪等小型新式仪器设备。

早在1987年就加入了安徽省科技厅、财政厅、教育厅组织的“安徽省大型分析仪器协作网”，为该网领导小组副组长单位，有多年仪器设备开放运行经验。

六、科研队伍状况及培养科技人才的能力

1、           技术人员现状

目前，安徽省地质实验研究所共有各类技术人员160余人，其中，高级工程师56人（教授级高级工程师8人），工程师46人。学历结构基本上在大学本科以上，有博士研究生2人（1人在读），硕士研究生38人（2人在读）。

2、           研究团队构成

本所针对重点实验室建设将抽取与元素形态测试技术和应用研究相关的专业技术人员（其中教授级高级工程师6人、高级工程师15人、工程师26人）组成强大的研究团队。

重点实验室主任、学术带头人基本情况如下：

⑴ 刘文长（重点实验室主任、元素形态检测技术学术带头人）

现任安徽省地质实验研究所所长，1985年毕业于安徽大学化学系分析化学专业，教授级高级工程师，主持和参与多项中国地质调查局科技项目和安徽省国土资源科技项目，有丰富的研究经验。参与研制的土壤形态成分分析国家一级标准物质（GBW07441～07445,5个系列标准物质）和《多目标地球化学调查样品分析方法和质量控制》获国土资源部科技成果2等奖2次，主持的《土壤重金属有机结合态测试技术研究》获安徽省国土资源科技奖1等奖1次。

⑵ 刘瑱（元素形态分析方法标准制定、标准物质研制学术带头人）

现任安徽省地质实验研究所总工程师，1983年毕业于武汉地质学院岩矿分析系岩矿分析专业，教授级高级工程师。主持和参与多项国土资源部、中国地质调查局科技项目和安徽省国土资源科技项目，有丰富的研究经验。作为硕士研究生导师2人次。参与的《土壤重金属有机结合态测试技术研究》获安徽省国土资源科技奖1等奖1次。主持的国土资源公益性行业科研专项《石英岩国家标准物质研制》的研究成果3个石英岩标准物质已获批为国家一级标准物质。主持的安徽省公益性地质科研项目《大别山地区石英质玉石地方标准制定》、《安徽省地球化学调查样品分析方法地方标准制定》的研究成果-安徽省地方标准《大别山玉》（标准号：DB34/T1852-2013）、《区域地球化学调查样品分析方法》（标准号：DB34/T2127.1～12-2014）已通过标准审定并颁布实施。

⑶ 马玲（元素形态分析方法标准制定、标准物质研制学术带头人）

现任安徽省地质实验研究所副总工程师，1985年毕业于长春地质学院岩矿分析系岩矿分析专业，教授高级工程师。主持和参与多项国土资源部、中国地质调查局科技项目和安徽省国土资源科技项目，有丰富的研究经验。作为硕士研究生导师1人次。参与的《土壤重金属有机结合态测试技术研究》获安徽省国土资源科技奖1等奖1次。主持的国土资源公益性行业科研专项《石英岩国家标准物质研制》的研究成果3个石英岩标准物质已获批为国家一级标准物质。

⑷ 梁述廷（元素形态检测技术学术带头人）

现任安徽省地质实验研究所副总工程师，1985年毕业于成都地质学院岩矿分析系岩矿分析专业，教授高级工程师。国内知名X荧光光谱分析专家。主持和参与多项国土资源部、中国地质调查局科技项目和安徽省国土资源科技项目，有丰富的研究经验。作为硕士研究生导师1人次。主持的《岩矿鉴定新技术-X射线荧光光谱微区分析在有色金属矿物鉴定上的应用研究》的研究成果被鉴定达到了国内领先水平。

⑸ 戴慧（岩矿鉴定及应用技术学术带头人）

现任安徽省地质实验研究所副总工程师，1987年毕业于武汉地质学院地质系岩石矿物学专业，教授高级工程师。省内知名宝玉石鉴定专家。主持和参与多项安徽省国土资源科技项目，有丰富的研究经验。作为硕士研究生导师1人次。主持的安徽省公益性地质科研项目《大别山地区石英质玉石地方标准制定》、《马鞍山绿松石品质研究及标准制定》的研究成果-安徽省地方标准《大别山玉》（标准号：DB34/T1852-2013）、《绿松石鉴定与分级》（标准号：DB34/T2041-2014）已通过标准审定并颁布实施。其中《绿松石鉴定与分级》被鉴定为国际领先水平。

⑹ 阳珊（岩矿鉴定及应用技术学术带头人）

现任安徽省地质实验研究所岩矿鉴定室主任工程师，1988年毕业于成都地质学院地质系岩石矿物学专业，教授高级工程师。省内知名岩矿鉴定专家。主持和参与多项安徽省国土资源科技项目，有丰富的研究经验。《岩矿鉴定新技术-X射线荧光光谱微区分析在有色金属矿物鉴定上的应用研究》的研究成果被鉴定达到了国内领先水平。主持的安徽省地勘局科研项目《金寨县沙坪沟钼矿物质组分及赋存状态研究》及接受委托承担的《姚家岭多金属矿物质组分及赋存状态研究》等矿产勘查项目的物质组分研究成果直接应用于勘查工作中，受到业内极高评价。

3、           人才培养情况

我所长期接受高等院校的学生来所实习。是中国地质大学（武汉）、安徽农业大学、合肥工业大学、安徽大学的实习基地。近年来依靠我所为平台先后为我所和高校培养博士生2名、硕士生16名。

七、管理和开放运行设想

1、           管理和运行机制

安徽省元素形态测试技术与应用研究重点实验室实行“开放、流动、联合、竞争”的运行机制，实行安徽省地质实验研究所领导下的主任负责制。所有信息通过重点实验室网站向社会发布，鼓励有能力的实验室积极参与我室建设。

“开放”：实验室全面向社会开放。即：引入人员参与管理、引进外部研究资金、吸引客座研究人员参加研究项目、仪器设备开放运行。

“流动” 即：管理人员流动、研究人员流动。

“联合” 即：与高等院校和其他科研单位联合培养人才、联合科技攻关。

“竞争” 即：建立实验室内部的竞争制度，竞争上岗。于其他科研单位竞争，争占技术最高点。

2、           建立的管理制度

2.1 《重点实验室章程》。为实验室各项规章制度总纲。其重要内容为：

（1）明确实验室研究方向；

（2）构建组织机构，明确各部门职责；

（3）明确关键岗位人员职责；

（4）规定研究项目的设立、实施、管理等方面的要求；

（5）规定运行资金管理的要求；

（6）规定人事管理的要求等。

2.2 《人事管理制度》。其重要内容为：

（1）该制度建立的目的；

（2）明确人事管理的责任部门；

（3）规定实验室常设机构的人员的资格要求；

（4）规定实验室流动人员的资格要求、待遇；

（5）规定实验室各岗位的职责；

（6）规定流动人员的聘任方法、流程等。

2.3 《财务管理制度》其重要内容为：

（1）该制度建立的目的；

（2）明确财物管理的责任部门；

（3）明示财务管理的各项政策依据；

（4）规定实验室运行经费管理办法；

（5）规定项目经费管理办法等。

2.4 《技术委员会议事规则》其重要内容为：

（1）该制度建立的目的；

（2）明确技术委员会的权力、职责；

（3）明确技术委员会成员的资格要求及其权力、职责；

（4）规定技术委员会议事事项；

（5）规定技术委员会议事流程等。

2.5 《项目、课题管理制度》其重要内容为：

（1）该制度建立的目的；

（2）明确项目、课题管理的责任部门；

（3）规定立项流程，项目/课题责任人的权力、义务；

（4）规定研究团队的产生办法；

（5）规定项目/课题实施过程中的监督管理办法；

（6）规定项目/课题验收程序；

（7）规定项目/课题奖励、惩处事项等。

2.6 《客座研究人员管理办法》其重要内容为：

（1）该制度建立的目的；

（2）明确客座研究人员管理的责任部门；

（3）规定客座研究人员资格条件要求；

（4）规定客座研究人员聘任流程；

（5）规定客座研究人员权力、职责；

（6）规定客座研究人员待遇；

（7）规定客座研究人员奖励、惩处事项等。

2.7 《后勤管理制度》其重要内容为：

（1）该制度建立的目的；

（2）明确后勤管理的责任部门；

（3）明示后勤管理的各项政策依据；

（4）规定后勤服务的流程等。

2.8 《学术交流管理办法》其重要内容为：

（1）该制度建立的目的；

（2）明确学术交流管理的责任部门；

（3）明确学术交流的方式、时间安排；

（4）规定学术交流的审批、组织流程；

（5）规定学术交流的经费筹集、使用注意事项等。

2.9 《实验室网站管理办法》其重要内容为：

（1）该制度建立的目的；

（2）明确实验室网站管理的责任部门；

（3）明确实验室网站管理者、使用者权限；

（4）规定实验室网站信息发布注意事项；

（5）规定实验室网站维护注意事项等。

2.10 《公共研究基金和开放课题管理办法》其重要内容为：

（1）该制度建立的目的；

（2）明确公共研究基金和开放课题管理责任部门；

（3）明确公共研究基金筹集方式；

（4）规定开放课题确立、发布、研究团队确定流程；

（5）规定开放课题实施监督管理方法；

（6）规定开放课题成果归属、奖惩等事项。

……等等。

3、           学术委员会的建立

学术委员会是实验室的学术指导机构，其主要任务是：审议实验室的研究方向、目标和任务以及实验室的重大学术活动、年度工作，审批开放课题。

重点实验室聘任学术委员会成员7人，其中外单位5人，见表2。

表2    重点实验室学术委员会委员

 

学术委员会主任由非本实验室的国内外著名科学家担任，由学术委员会委员选举产生。委员由安徽省地质实验研究所聘任，任期5年，年龄不超过70岁，每次换届应更换三分之一以上成员。

4、           学术交流

学术交流采用3种形式：

4.1 制定计划，外派人员参加国内外举办的相关学术讨论会、研讨会。

4.2 邀请知名专家来实验室开办学术讲座，1～2次/年。

4.3 每年举办一次学术讨论会。

5、           设立公共研究基金

从运行经费中设立公共研究基金，采用招标的方式开展开放课题的研究。

 

八、实验室依托单位为实验室建设提供的条件

安徽省地质实验研究所承诺将为重点实验室提供以下条件：

1、办公场地。提供1000平方米作为重点实验室办公专用房。

2、安徽省地质实验室的所有研究场所和研究设备均对重点实验室开放。

3、每年从自有经费中以研究经费的名义提供不低于20万元的运行费用。

4、本所主管部门安徽省地质矿产勘查局已承诺一研究项目经费的名义每年提供约80万元左右的运行费用。

5、积极争取财政专项资金以补充运行资金的不足。