1. 在宁波奇帅电器有限公司做销售文员好不好
文员没什么发展前途,你可以先做做。女孩子能做到管理最好了。
2. 10月21日上海浦东大型招聘会有哪些单位有没有相关介绍的网址
部分招聘单位及参会单位(请以现场招聘单位及招聘岗位为准)
A区 IT、电子类
A-01 上海国际机场股份有限公司
一、主机数据库;二、集成;三、网络与安全;四、离港;五、航显;六、Call Center;七、机械工艺;八、PLC控制;九、供电保障技术支持;十、候机楼技术支持;十一、能源中心技术支持;十二、场务保障技术支持;十三、能源中心生产运行管理、十四、场务机械设备员
A-02 上海瑞麟投资咨询有限公司
一、软件开发工程师
A-03 德芮电子产品(上海)有限公司
一、销售主管:1名,男女不限,大专以上学历;有丰富的市场推广,区域开拓等业务能力;具有较强的责任心及团队管理能力,以及良好的协调管理能力,具有高度的合作精神及敬业精神;熟悉行业市场,有基本客户群者优先。
二、销售人员:数名,男女不限,大专以上学历;具备独立开拓市场能力,工作认真负责,有团队合作精神,有较强的口头表达能力,善于与人沟通;积极主动,性格开朗,讲效率,乐于接受挑战。
三、销售助理:数名,男女不限,大专以上学历,工作认真负责,有团队合作精神,有较强的口头表达能力,善于与人沟通,能熟练操作电脑及办公室软件。
A-03+ 上海扑学网络科技有限公司
A-05 上海网库互通信息技术有限公司
一、商务主管;二、商务代表;三、核算会计;四、前台;五、网页设计师
A-06 上海帅佳电子科技有限公司
一、VI高级管理人员:1-2人,要求,35岁以上,男女不限,本科学历,具有5年以上外资或合资企业电子工业企业VI工作经验。
二、OEM研发及工作流程管理人员:1-2人,要求大专以上学历,5年以上OEM工作经验,精通OEM全过程管理,年龄要求35岁以上。
三、区域业务经理:2-3人,年龄要求23岁以上,市场营销专业毕业,应届毕业生均可。
四、人力资源管理专员:1-2人,要求年龄在30岁以上,男女不限,熟练掌握国家人事政策,国有企业、私企多年工作经验,精通人力资源工作流程。有较强的微机操作能力。
A-07 华安基金管理有限公司
A-08 上海凯路微电子有限公司
A-09 上海泰屹科技有限公司
一、电话销售业务人员:3名,男女不限,户口不限,大专及以上学历;
二、销售工程师:2名,男女不限,户口不限,大专及以上学历;
三、技术员:1名,男女不限,户口不限,大专及以上学历;
A-10 上海道莫电子材料有限公司
A-11 宁波畅想软件开发有限公司上海分公司
A-12 中国科学院上海应用物理研究所
一、供配电系统
二、工艺冷却水系统
三、衍射线站实验站负责人
四、衍射线站助理
五、XAFS光束线负责人
六、XAFS和微聚焦线站助理
七、成像实验站负责
八、软X线站光束线负责人
九、光束线控制
十、光束线测试系统和安装
十一、线站真空系统
B区 贸易、物流类
B-01 上海宇灿国际贸易有限公司
一、销售代表
B-02 上海正侗达商贸有限公司
一、网络直销担当;二、网络营销主管
B-03 上海雅阊广告传媒有限公司
一、业务总监;二、业务助理;三、客户服务经理;四、媒介经理;五、文员接待
B-03+ 上海颢天房地产经纪有限公司
一、房地产物业顾问;二、高级房产物业顾问;三、分行客户经理
B-05 上海梦卡迪国际贸易有限公司
一、外贸业务员:3名,男女不限,本科及以上学历,国际贸易专业毕业。有从事过相关外贸出口二年以上工作者优先,同时也欢迎优秀本科毕业生的参加。本公司历年都有出国参加国际展览会的机会,要求对公司忠诚,人品优秀,有爱岗敬业的精神。工资及业务奖金面议。
二、国内业务销售业务员:2名,男女不限,中专以上文化,从事过相关光学方面的国内业务,有较强的开拓和创新精神,敢于挑战自我,有爱岗敬业精神者优先,工资待遇面议。
B-06 上海赞瑞实业有限公司
一、国内市场销售:2名,男女不限,月薪面议;
二、外贸服装销售人员:2名,男女不限,月薪面议;
三、工厂生产储备管理干部:2名,男女不限,月薪面议;
B-07 上海宝亚安全装备有限公司
一、销售代表;二、出口业务专员兼市场专员;三、机械绘图
B-08 上海迪尔威国际物流有限公司
一、海运销售主管:3名,男女不限,大专以上学历,2年以上工作经验,月薪面议;
二、空运销售主管:3名 男女不限,大专以上学历,2年以上工作经验,月薪面议;
三、物流部销售经理:1名,男女不限,大专以上学历,2年以上工作经验,月薪面议;
四、物流部助理:2名,男女不限,大专以上学历,1年以上工作经验,月薪面议;
五、海运操作:2名,男女不限,大专以上学历,2年以上工作经验,月薪面议;
六、空运操作:2名,男女不限,大专以上学历,1年以上工作经验,月薪面议;
七、报关员:1名,男女不限,大专以上学历,2年以上工作经验,月薪面议;
B-09 上海明丰国际物流有限公司
一、总经理秘书:1名,30岁以下,2年以上工作经验,航运管理或工商管理专业,良好的沟通能力,英语6级以上。
二、行政助理:1名,30岁以下,2年以上行政工作经验,大专以上学历,熟悉公司制度建设和人事行政方向的工作,法律或工商管理专业。
三、操作助理:2名,高中以上学历,有3年以上驾驶,能吃苦耐劳。
四、主办会计:1名,大专以上学历,财经类专业,熟悉国际货代行业,3年以上工作经验,可独立做帐。
五、市场部秘书:1名,计算机信息管理或市场营销方面知识,熟悉网站维护,有实际工作优先考虑。
六、商务:1名,1年以上工作经验,有会计上岗证,中专以上学历。
七、内贸集装箱销售:若干,中专以上学历,有货运市场开拓经验优先考虑。
八、海运操作:2名,3年以上国际货代或散杂货船操作经历,大专以上。
九、车辆调度人员:2名,高中以上学历,熟悉车辆调度,至少3年以上工作经验。
B-10 上海澳宸新材料科技有限公司
一、销售工程师: 2-5人,化工或高分子等专业大专以上,男女不限,良好的人际沟通能力和销售技巧,外表端庄,吃苦耐劳,工作责任感强,有工业涂料原材料销售背景优先考虑;
二、技术工程师:化工或高分子等专业本科以上;熟悉环氧化工产品;两年以上产品研发或客户服务的经验,工作塌实,细致,有责任感。
B-11 上海你和我阶梯数码教育产品有限公司
一、语言教育顾问
二、储备管理干部
(应聘条件:年龄21周岁以上;学历大专以上;户籍不限.)
三、英语教师:5名
专业英语四级及以上,懂舞蹈者优先。
B-12 上海麦特格瑞国际贸易有限公司
B-13 深圳市华测检测技术有限公司上海分公司
一、总监助理;
二、大客户专员;
三、检测分析员;
四、仓管;
五、验货员;
六、客服专员。
B-13+ 上海涉奇网络有限公司
一、销售代表:4名,男女不限,大专以上学历,1年以上工作经验,月薪面议;
二、外贸人员:3名,男女不限,大专以上学历,1年以上工作经验,月薪面议;
三、助理:2名 男女不限,大专以上学历,1年以上工作经验,月薪面议;
四、平面设计:3名,男女不限,大专以上学历,1年以上工作经验,月薪面议;
B-15 上海冠镭贸易有限公司
一、销售人员:4名(中专以上学历),年龄30岁以下。具1年以上销售经验;具有装饰工程、暖通设备、空调销售经验者优先;善于吃苦、富有活力、勤奋,有进取心及良好的沟通能力能在逆境中生存;
二、销售经理:1名,大专以上学历,有建筑暖通行业、家装行业5年以上销售经验,年龄30-45岁间,善于开发市场,管理客户(代理商);有对销售团队的建设与管理经验;良好的职业道德。
三、销售助理:2名(女性,中专以上学历),建筑、装潢、家电行业经验,年龄25岁以下,具有较好的综合素质,能够迅速掌握与公司业务有关的各种知识;熟练使用办公软件,熟悉销售管理流程;有较强的协调、沟通能力;良好的团队精神,为人诚实可靠、具有亲和力及独立工作能力,会使用AUTOCAD优先录取。
四、会计人员:(女性,1名,大专以上学历),财务或会计专业,年龄30-50岁之间,已婚已育。五年以上中小型企业相关工作经验,家装和机电工程行业优先;熟悉税务、财务知识,具有实际的报税、年检、帐务、成本管理经验;熟练操作OFFICE系列软件及相关税务软件及会计电算化;人品可靠、具有良好的敬业精神,有团队合作精神;
五、设计人员:2名 (大专以上学历),暖通及制冷专业,年龄35岁以下,负责工程项目管理、协调;熟练使用AUTOCAD相关设计软件;具有暖通行业工作经验;熟悉施工现场及施工图的绘制,具有一定的手绘能力;良好的团队精神,为人诚实可靠、较强的独立工作能力;
六、施工监理:1名(男性,中专以上学历),3年以上建筑、家装、机电工程安装工作经验,年龄30-45岁之间,懂水电、熟悉各种工程安装现场;具有工程预算能力,熟悉工程施工动运作流程;看懂设计图纸,有沟通能力和现场指挥,解决问题的实际能力;
七、施工人员:4名(男性,初中以上学历)具有水电安装经验,从事过中央空调,地暖机电设备优先。
八、驾驶员:1名(男性,高中以上学历),25-40岁,退伍军人优先,有5年以上开车经验,熟悉上海市及周边道路,具备C照即可,居住地在浦东新区;沪籍,熟悉车辆保养、维护,熟悉交通法规和政策,为人踏实认真,无不良嗜好,服从工作安排。
B-16 上海瀚融投资信息咨询有限公司
一、经济研究员;二、产业分析员;三、信息分析员;四、电话咨询专员;五、市场营销人员
C区 机械、模具类
……
后面还有很多,贴不下了,具体参见http://www.pdhr.com/information/article_display.aspx?articleid=16569
3. 金属铬在自然界中的存在形式
近些年来铬化合物的营养价值和致病机理一直是学术界
争论的焦点.三价铬Cr(III)化合物被认为是毒性最小的化合
物,同时它对糖尿病起到一定的治疗作用,因此被用作营养补
充剂.六价铬化合物Cr(VI)在上世纪就被认为是一类致癌物
之一.由于铬有很多重要的化学性质,它在工业上用途极
广.流行病调查显示职业铬暴露与呼吸系统癌症密切相关,
因此由铬导致的癌症引起人们的极大关注.究竟是铬化合物
以何种形式引起疾病,它的致病机理如何目前一直是学术界
争论的焦点.目前这方面的工作国内开展的不多.本文总结
了铬在自然界的存在形式,工业用途,对健康的影响,探讨了
铬化合物损伤DNA的机理,为今后进一步认识铬化合物在人
体内的作用打下基础.
1铬在自然界的存在形式,工业用途以及职业接触
情况
1.1铬在自然界的存在形式
元素铬在地壳中的储量排在第10位,并且以多种氧化态
形式存在(从一1价至+6价).三价铬[Cr(111)WHO〕及六价铬[Cr
(III)]是自然界水中主要的存在形式,但由于它们的浓度很
低,故很难测定.水中的铬来源于矿物冶炼过程,泥土及沉淀
的淤泥中可溶性的有机铬,自然沉降等.美国规定水中铬允
许浓度定为0.05m创L.土壤中铬的含量与形成这些土壤的母
石的组成有关,一般说来,土壤中铬的浓度范围从0.005
1.5mg/L,空气中的铬主要以三价形式存在,并且其浓度随着
地域的不同而不同,主要来源于工业污染.唯一的市售的铬
金属是铬铁矿.其组成一般是铁与氧化铬的混合物FeO
CTZ 03.第一个生产铬金属的方法是光热处理,最终产物是铬
及氧化铬的混合物,另一个普遍采用的生产铬金属的方法是
硅热处理.
1.2工业用途以及职业接触情况
铬主要用于制造工业.含铬的合金可以增加金属的机械
性能,如增加抗拉及坚硬度等,还可以改善金属的化学特性如
耐磨及耐腐蚀性等.六价铬常用于印染,木材防腐保存,有机
合成及某些催化剂的制造,铬还用于皮革染色等.
随着人们对铬元素的化学性质的认识,铬化学近来发展
很快,许多从事冶炼,印染,制革等职业的工人,通过吸呼及皮
肤直接接触铬的机会大大增加.据报道共有104种职业存在
着潜在接触铬的机会.由于铬的应用非常广泛,因此很难确
定铬的职业接触量到底有多少,但是,职业接触铬肯定是引发
呼吸系统癌症的主要因素〔'〕.据流行病调查显示,在斯堪地
那维亚(Scandinavian)钢铁厂废气中排出的Cr(VI)的浓度范围
在0.5一2mg/耐,这与1982年美国推荐的空气中铬含量为
50ng/时高出许多倍.
基金项目:Australia Research Council, the University of Sydney Cancer
Research Fund
作者简介:史黎薇,女,硕士,副研究员
2铬对健康的影响
由于铬的毒性及营养价值的双重作用,它对人体的健康
第4期史黎薇.铬化合物对健康影响的研究进展411
影响一直是学术界争论的焦点.在生理pH范围内,Cr(VI)比
Cr(III)更容易穿透细胞膜而进人细胞中.由于Cr(III)在动物
实验中观察到参与葡萄糖代谢而被认为是人体的必须元素,
至少被认为是有益的元素[:,,〕.另一方面Cr(VI)一直被认为
是有害健康的,并被列为一级有毒物质之一[[41.虽然Cr(VI)
在生理pH值范围内不与DNA反应,它的主要毒性在于Cr
(VI)被还原成Cr(III)时,由于细胞内存在其它还原性物质,使
这个还原过程中产生很多中间产物,如Cr(IV)及Cr ( V)等化
合物,而这些中间产物可以和DNA反应而造成DNA解旋或
断裂. 铬通过三种方式如皮肤接触,食物摄人及呼吸进人人体.
由于Cr(VI)具有很强的氧化性,它可氧化皮肤表面蛋白,自身
被还原成Cr(III ).通过消化道吸收Cr(VI)的含量很低,这是
由于胃酸很快将其还原成Cr(III),通过消化道吸收的Cr(III)
一般在0.5% - 3%. 2001年美国食物与营养委员会推荐的
铬的摄人量是:婴儿0.2一5.5ttg/d,成人20一40pg/do
通过呼吸道吸人Cr(VI)越来越引起人们的重视,因为职
业接触Cr(VI)的癌症患者基本上是呼吸系统病变.职业接触
Cr(VI)与呼吸道癌症的关系早在20年前流行病调查中已得
到确认[[4sl o Cr(VI)颗粒的吸收是由粒子的可溶性及大小决
定,铬化合物可溶性越大,越容易通过呼吸道吸收.不溶性的
颗粒物的吸收由颗粒的大小决定,小颗粒(0.5pm)的吸收一般
是吸附并保持在肺泡中,直到被巨噬细胞吸收为止.长期接
触Cr(VI)的临床症状包括皮肤溃疡,鼻粘膜穿孔,肝炎及喉
炎,哮喘及呼吸道癌症(主要是鼻癌及肺癌).1990年芬兰职
业卫生部的调查数据表明与铬有关的癌症患病率占25%,其
次是Ni(20% ),石棉(15%)及苯(4%)0
实验表明,在生理pH范围内,当反应体系无任何还原剂
存在时,Cr(VI)并不与DNA反应,当有还原剂存在时,如葡萄
糖,抗坏血酸,谷胧甘肤等,大部分Cr(VI)化合物被还原成Cr
(111 )化合物,只有小部分Cr(VI)化合物在被还原过程中产生
Cr(V/IV)中间产物,而这两种化合物对DNA有明显的解旋作
用.上述还原性物质是人体内普遍存在的还原剂,故Cr(VI)
化合物对人体的毒性是因为其在还原过程中形成的中间产物
损伤DNA.还原剂在反应中起2种作用:(1)参与Cr(VI)化合
物的氧化还原反应;(2)稳定反应产物Cr(V)化合物.CI(IV )
化合物目前研究的很少,这是因为:它在水溶液中不稳定及没
有适当的检测手段.室温条件下顺磁共振波谱仪(EPR)对Cr
(V)化合物检测比较灵敏,而对Cr(IV)化合物的检测响应不
大,因而造成研究困难.与之相反,对Cr(V)化合物的研究相
对比较多,某些Cr(V)化合物的结构根据EPR及X光衍射谱
图已经确定,因此对研究Cr(V)化合物在生理pH范围内造成
DNA损伤机理探讨起了重要作用.
与Cr(VI)不同,Cr(III)化合物相对稳定且不易穿透细胞
膜,但Cr(VI)化合物可在细胞内被还原成Cr(III),因此Cr(III)
可能在细胞内也有生物作用.Cr(III)的营养价值表现为动物
实验中发现Cr(III)参与了葡萄糖的代谢,因而用于治疗II型
糖尿病,肥胖症及心血管疾病.Cr(III)化合物的毒性表现为
当Cr(V)在细胞内解旋DNA时,从反应机理可看出经过解旋
的(即使被修复的)DNA,它的链上始终含有Cr(III)基团,与未
参与过反应的DNA存在明显不同.此结论间接的被实验所
证实.如Crcl,,在水介质中可以和DNA结合,最新研究结果
显示Cr(III)可以与DNA的磷酸骨架及鸟嗦吟的N-7原子缓
慢结合[[6],因此,Cr(III)离子也可能有毒性.另外,最新细胞
培养实验结果也表明Cr(III)化合物在细胞内可被氧化成Cr
(VI)化合物[[7. 81,对职业接触Cr (III)的工人可能会有长期的
健康效应.至于DNA链上的Cr(III)在细胞内的毒性到底如
何,目前研究的还不是很多,有待于进一步探讨.到目前为止
还没有发现有职业接触Cr(III)引起的癌症,但皮肤过敏相对
普遍.
3铬化合物致癌的反应机理
3.1铬在细胞内的代谢
了解Cr(VI)在细胞中的代谢对理解由铬导致致瘤机理是
非常重要的.Connett和Wetterhahnl983年第一次提出铬进人
细胞内的模型,随后由其他研究者进行了修改[[9]
由于Cro;一与SO,一 /HPO,一离子结构相似,核电核数相
同,因此它很容易通过S叹一/HPO;一离子通道进人细胞中.
一但Cr(VI)化合物进人细胞中,它很容易被细胞内存在的各
种还原性物质所还原,这些还原物质可分为:含氨基酸的硫化
物,梭酸,小分子肤,维生素,多糖,核昔酸等.Cr(VI)的氧化
还原反应可引起多种DNA损伤,产生Cr-DNA加合物,DNA-
DNA交联,DNA一蛋白质交联,去碱基化及氧化反应等.最有
可能损伤DNA的化合物是Cr(V)化合物,Cr(IV)化合物及自
由基,致于究竞是自由基还是Cr ( V)及CI(IV)化合物损伤
DNA目前还在争论之中,有关实验证明Cr(V)或Cr(IV)化合
物是引起DNA损伤的主要化合物〔'.〕,但自由基在其中的作用
也不可忽视.由于Cr(V/IV)化合物可引起DNA多种损伤,因
此反应机理不一定局限与一种.下面介绍一个大多数研究者
普遍认同的反应机理.
3.2铬引起DNA损伤的可能反应机理
综上所述,最有可能损伤DNA的铬化合物是Cr(V/IV)化
合物.由于Cr(IV)化合物迄今为止研究的不多,故在这里不
进行详细的讨论.本文重点讨论Cr(V)化合物造成DNA损伤
的反应机理.与Cr(VI)化合物相似,Cr(V)化合物同样有很高
的穿透哺乳动物肺细胞膜的能力〔n],这就使得除了Cr(VI)在
细胞内被还原时产生Cr(V)中间产物外,体外产生的Cr(V)化
合物也可以进人细胞内并在细胞内引起DNA损伤.研究最
多的Cr(V)化合物是Na[ CrO( ehba), ],这种化合物易于合成与
提纯,在避光情况下可以保存很长的时间,同时配体2一乙基2-
轻基丁酮(ehba)是体内存在的如柠檬酸及乳酸盐等含经基的
典型分子,另外,Na[CrO(ehba),」的结构已经单晶X光衍射及
液相X光吸收光谱(XAFS)确定〔121
自从第一次观察到体外Na [ CrO ( ehba) 2〕在微酸状态下
(pH3. 8 - 4.8)可以解旋DNA后,其它研究者发现在生理声
值范围内Cr (V)化合物也可以解旋DNA及核昔酸
(nucleotides). Cr(V)化合物的寿命随着Cr(V)浓度的不同而
不同,并且与反应体系的配体种类,pH值及反应介质有关.
反应机理主要有两种路径(反应介质是丙酮或磷酸缓冲
液pH5.5一7.5),(1)有氧参与的在脱氧核糖环的C-4'位置形
成氢键而脱氢;(2)无氧参与的碱基释放机理.通过测定反应
产物,认为脱氧核糖环的C-4'上的氢易于与Cr(V)化合物结
合形成氢键,进而夺取氢原子或氢离子而分别产生DNA自由
412卫生研究第犯卷
基或DNA正离子.DNA自由基在有氧或无氧参与情况下被
氧化而断裂.另一方面,有机分子如乙醇,草酸,二甲亚讽
(DMSO )及常用的缓冲液如三经甲基氨基甲烷(Tris)等,在
pH7时还可以修复DNA自由基.另外DNA阳离子还可通过
无氧参与路径释放碱基使DNA的脱氧核糖环断裂.最新研
究成果对上述机理又进行了进一步修改,认为当Cr(V)化合
物与C-4'上的氢结合形成Cr(V)-DNA后,发生分子内一个
电子转移而形成Cr(IV)-DNA 中间产物,然后进一步解旋
DNA.这个结论是否正确还需进一步验证反应中间产物Cr
(IV)-DNA的存在.直接证明Cr(IV)-DNA的存在比较困
难,因为它的存在非常短暂.目前对这个中间产物的认识还
不清楚,还需进一步证实.
从以上机理可看出Cr(III)-DNA无论在哪种情况下,即使
是在有抑制剂如有机分子的存在状况下也可产生.目前这种
加合物的毒性还不清楚,也可能在体内的毒性比Cr(IV/V)的
还大,这是因为:(1)后者很容易被细胞内存在的还原剂所还
原;(2) Cr(III)-DNA加合物从动力学角度讲比较惰性,与氧化
的DNA相比,不易被酶所修复与重组;(3)个体在暴露Cr(VI)
后形成的Cr(III)可以在细胞内蓄积,并在体内存在相当长的
时间[,].
另外学术界还提出了另一种铬化合物引起DNA损伤的
反应路径〔'们.它认为无机高价金属化合物是强氧化剂,与还
原性物质作用可产生 OH,而 OH是主要的使DNA损伤的毒
性物质,这是因为在细菌细胞中由铬引起的突变有02的参
与,且在旋转捕捉实验(DMPO)中发现有DMPO-OH加合物,并
认为它是DMPO与 OH的反应产物〔14,151,但他们没有考虑到
强氧化剂如Cr(V/IV)也可以生成同样的产物〔161,其它体外实
验结果也对 OH的作用提出疑问〔17 1,这些实验包括用Cr(VI)
处理的细胞及Cr(VI)氧化DNA.反应结果证明 OH的扩散
是非常有限的,因此不是主要的引起DNA断裂的物质,但是
活性氧化自由基(ROS)的作用并不能忽视,这是因为这些反
应还会产生ROSS 181.当有高价过度金属中间产物存在时,
ROS在氧化DNA机理方面的作用目前有一些报道,但还不能
完全解释实验结果.有关ROS的作用还需有关工作者继续
进行深人探讨.
(III)的营养作用提出了疑问,因此Cr(III)在人体内的作用还
需进一步探讨,尤其是它与胰岛素的反应机理还需进一步认
识.
5参考文献
1 Burrows D. Chromium:
叭〕石c. Boca Raton
metabolism and toxicity, in chromium. Meta
CRC Press, 1983, 14-15
4小结 本文总结了目前铬化合物在无机生物化学方面的研究进
展.了解铬化合物的生物活性比较困难,因为它的化学价态
比较多,因而它的氧化一还原反应及配体的交换能力差别很
大.有两大方面的工作是今后发展的方向.(1)根据现有的
实验结果证明Cr(VI)的毒性只有当体系中存在还原剂时才能
表现出来,故体外实验体系Cr(VI)+还原剂+氧气十DNA是
今后Cr(VI)化合物毒性的研究方向;同时,目前的机理研究还
仅限于DNA链上的解旋,其对基因表达的影响将是未来的发
展方向;(2) Cr(III)化合物通常指Cra,和W N仇),,而未考
虑其在水溶液中易水解而改变其原有的化学性质.目前对
Cr(III)的生物作用认识还不是很清楚,有些实验结果还对Cr
http://202.96.31.71:85/~kjqk/wsyj/wsyj2003/0304pdf/030439.pdf
http://www.c3h3.com/Article/Print.asp?ArticleID=1035&Page=1
污水综合排放标准得总铬最高容许排放浓度为1.5mg/L。
4. 复合材料的界面定义是什么,包括哪些部分
复合材料界面是指复合材料的基体与增强材料之间化学成分有显著变化的、构成彼此结合的、能起载荷等传递作用的微小区域。目前的研究尚处于半定量和半经验的水平上。 最早复合材料界面曾被想像成是一层没有厚度的面(或称单分子层的面)。而事实上复合材料界面是一层具有一定厚度(纳米以上)、结构随基体和增强体而异、与基体有明显差别的新相——界面相(或称界面层)。因为增强体和基体互相接触时, 在一定条件的影响下,可能发生化学反应或物理化学作用,如两相间元素的互相扩散、溶解,从而产生不同于原来两相的新相;即使不发生反应、扩散、溶解,也会由于基体的固化、凝固所产生的内应力,或者由于组织结构的诱导效应,导致接近增强体的基体发生结构上的变化或堆砌密度上的变化,从而导致这个局部基体的性能不同于基体的本体性能,形成界面相。界面相也包括在增强体表面上预先涂覆的表面处理剂层和增强体经表面处理工艺而发生反应的表面层。因此,必须建立复合材料界面存在独立相的新概念。复合材料界面相的结构与性能对复合材料整体的性能影响大。为改善复合材料性能,必须考虑界面设计和控制。结构复合材料界面相存在的残应力,是由于基体的固化或凝固收缩和两相间热膨胀系数的失配而造成的。无论应力大小和方向,都会影响到复合材料受载时的行为,如造成复合材料拉伸和压缩性能的明显差异等。结构复合材料界面的作用,是在复合材料受到载荷时把基体上的应力传递到增强体上。这就需要界面相有 足够的粘接强度,而两相表面能够互相浸润是先决条件。但是界面层并不是粘接得越强越好,而是要有适当的粘接强度,因为界面相还有另一个作用是在一定应力条件下能够脱粘,同时使增强体在基体中拔出并互相发生摩擦。这种由脱粘而增大表面能所做的功、拔出功和摩擦功都提高了破坏功,有助于改善复合材料的破坏行为,即提高它的强度。至于功能复合材料界面相的作用,目前尚很少研究,但已有实验证实,界面相在功能复合材料中的作用也是重要的。 表征为了认识界面的作用,了解界面结构对材料整体性能的影响,必须先表征界面相的化学、物理结构,厚度和形貌,粘接强度和残余应力等,从而可以寻找它们与复合材料性能之间的关系。 界面相化学结构包括组成元素、价态及其分布。其表征可以借助许多固体物理用的先进仪器,如俄歇电子 谱(AES,SAM)、电子探针(EP)、X光电子能谱仪 (X PS)、扫描二次离子质谱仪(S SIMS)、电子能量损失谱仪(EELS,PEELS)、傅里叶红外光谱(FTIR)、显微 拉曼光谱(MRS)、扩展X射线吸收细微结构谱 (E XAFS)等。由于界面相有时仅为纳米级的微区,而且有的组成非常复杂(尤其是金属和陶瓷基复合材料), 因此迄今还不能说哪一种方法可以满意地给出有关复合材料界面相全部化学信息。这是因为这些方法有的束斑太大,远远超过界面微区的尺寸;有的仅能提供元素的信息而不能知道元素的价态;有的会对某些观察物造成 表面损伤等,存在着各式各样的局限性。所以仍需研究 合适的新方法,或几种方法的配合使用。 界面相形貌和厚度的表征也有不少方法,如透射电 镜(TEM)、扫描电镜(S EM)。新方法有角扫描X射线反射谱(GAXP),可以测定金属基和陶瓷基复合材料界 面相的厚度。但这些方法在测量上也有难度。 界面相粘接强度的表征基本上有5种方法,即单丝拔出法、埋入基体的单丝裂断长度法、微(单丝)压出 法、球形(或锥形)压头压痕法、常规三点弯剪法等。前两种方法只能表征单丝复合材料的行为;后3种虽是表 征复合材料,但又各有不足之处。而且各种方法测出 的数据相差甚远,以球形压痕法和三点弯剪法数值较高。目前尚难以决定何种方法是最为合适的。此外,还有用 动态力学法测定内耗值以表征界面结合状态的方法。界面湘残余应力的表征也很困难。对透明基体和不 透明基体都分别有其相应的方法,但是均不理想,同时 在计算处理上也较复杂。复合材料界面理论过去对于复合材料界面理论的 研究是试图提出一个能够适用于各种复合材料的理论,诸如化学反应理论、浸润理论、可形变层理论、约束层 理论、静电作用理论以及把一些理论结合起来的理论。但它们都有许多矛盾,常不能自圆其说。由于对界面认识的逐步深化,了解到界面相的复杂性与多重性是和原组成材料、加工工艺和使用环境密切有关。因此,理论研究转向针对某一具体体系,探讨界面微结构与宏观性能的关系,界面浸润过程和界面反应的热力学与动力学 关系,建立某种体系的界面相模型并作理论处理等。
5. 请问光子晶体中带隙宽度的定义是什么
光子频率禁带,即频率被禁止的区间
6. 煤中砷的赋存状态
摘 要 砷是煤中常见的有害微量元素,由于其丰度较低,定量研究其赋存状态一直很困难。近年来,采用逐级化学提取实验方法对煤中不同赋存状态的砷进行了定量研究,综合分析这些研究可得出以下结论: ①煤中砷的赋存状态包括硫化物态砷、有机态砷、砷酸盐态砷、硅酸盐态砷、水溶态和可交换态砷。总体上,硫化物态砷 > 有机态砷 > 砷酸盐态砷 > 硅酸盐态砷 >水溶态和可交换态砷,但在不同的煤样品中,也表现出较大的差异性。②一般而言,煤中大部分砷存在于含砷黄铁矿中,含砷黄铁矿中的砷含量与黄铁矿的成因或类型有关。煤中的砷酸盐态砷主要与铁氧化物和氢氧化物共生; 硅酸盐态砷主要进入黏土矿物晶格。③在砷含量较低的煤样品中,有机态砷含量较高,其中在褐煤和低煤级烟煤中,可提取出与腐殖酸和富里酸结合的砷。当前还难以确认有机态砷的化学结构。④贵州特高砷煤中砷的赋存状态较为复杂,在某些样品中与氧结合的有机态砷为主要的赋存状态。
任德贻煤岩学和煤地球化学论文选辑
砷是煤中常见的有毒致癌微量元素之一,燃煤释放的砷是大气砷污染的重要来源,并已对人体健康产生严重危害。如燃煤型的砷中毒事件在我国贵州个别地区导致了皮肤癌、肝癌的发生,严重危害着人民的身体健康[1,2]。在前捷克斯洛伐克,燃煤电厂释放的As和Pb已经造成电厂附近儿童骨骼生长的延缓。最近,美国国家环保局(USEPA)将饮用水中砷含量的上限由50μg/L降低到5μg/L。因此,研究煤中砷的赋存状态对于发展洁净煤技术和环境保护具有重要意义。煤中砷可分为无机态砷和有机态砷。无机态的砷主要有2种形式,①水溶态和可交换态砷:指吸附在矿物和煤有机质表面、裂隙或孔隙中的砷;②矿物态砷:指赋存在砷独立矿物(毒砂、雄黄、雌黄)中的砷、以类质同象形式赋存于黄铁矿等硫化物矿物和黏土矿物晶格中的砷、以矿物包裹体形式存在于硫化物矿物中的砷。有机态砷是指与煤大分子中的氧、硫等杂原子或碳原子以化学键结合的砷。
一、煤中无机态砷
1.砷与黄铁矿等硫化物矿物
尽管煤中砷有时以雄黄、雌黄等砷的独立矿物形式出现,但这种形态的砷在煤中比较罕见。许多研究都表明[3~5],煤中砷常常与黄铁矿共生。逐级化学提取实验表明(见表1),煤中与黄铁矿等硫化物结合的砷为0%~85%,平均36%,其中,煤中硫化物态砷所占比例与煤中铁的含量正相关(斜率为10.06,图1(a)),说明硫化物态砷主要与黄铁矿密切相关。那么,黄铁矿中的砷是以砷黄铁矿(毒砂)的形式还是以含砷黄铁矿的形式存在?含砷黄铁矿中的砷结构如何?不同成因(或类型)黄铁矿的砷含量有何差异?曾报道煤中砷以砷黄铁矿的形式存在[3,6],但上述结论大多来源于间接证据[7],即,煤的重密度级组分中硫化物矿物含量高,其砷含量也高,推测其中含有砷黄铁矿。到目前为止,除了运用X射线吸收精细结构谱(XAFS)方法在30个研究的煤样品中唯一的匹茨堡煤样中证明砷黄铁矿确切存在外[8],还没有人能运用微区技术或X射线衍射技术确认煤中与砷共生的黄铁矿是砷黄铁矿。因此,煤中极少存在砷黄铁矿,煤中黄铁矿中的砷可能主要还是以含砷黄铁矿的形式存在。
表 1 煤中砷赋存状态的逐级化学提取实验数据
注:R°max:均质镜质体油浸最大反射率;Ast:样品总砷含量;Ad:样品灰分产率;Fe:样品铁含量;Asw/Ast:水溶态和可交换态砷与总砷的比值;Asar/Ast:砷酸盐态砷与总砷的比值;Asp/Ast:黄铁矿砷与总砷的比值;Assi/Ast:硅酸盐态砷与总砷的比值;Aso/Ast:有机态砷与总砷的比值
样品1~13为本研究样品;样品14~20来自丁振华:贵州高砷煤的矿物学和地球化学研究(博士学位论文),中国科学院地球化学研究所,2000;样品21~36来自文献[16]。
煤中含砷黄铁矿中的砷是以固溶体的形式存在的。如White等[9]用同步辐射X射线荧光研究英国煤中的黄铁矿时发现所有的样品中都含有可探测的砷,最大含量为3.4%;在对铁硫化物进行反光性研究的基础上,他们认为砷是以固溶体的形式存在的。Huggins等[8]的XAFS数据和Evans等[10]的Fe穆斯堡尔谱数据都表明煤中砷是以固溶体的形式存在于黄铁矿中。但需要指出的是,含砷黄铁矿中砷的赋存状态与黄铁矿的纯度有关,纯净的含砷黄铁矿中砷主要是以固溶体的形式存在,而不纯的含砷黄铁矿中部分砷可能与杂质结合。例如,中国煤中许多含砷黄铁矿中含有黏土矿物,部分砷与黏土矿物共生或结合。
不同成因或不同类型黄铁矿的砷含量差别较大,不同地区、同一成因类型黄铁矿中的砷含量也表现出一定的差异,这可能与砷的供给程度及地球化学条件密切相关(表2)。如Bousˇka等[6]对捷克北波西米亚盆地褐煤中的黄铁矿的测试表明,褐煤中同生黄铁矿中的砷含量13个样的标术均值为96.38μg/g高于后生黄铁矿的砷含量,同生黄铁矿是北波西米亚褐煤中砷的主要来源,该盆地褐煤中砷的富集属于沉积—成岩富集型。北波西米亚盆地煤及黄铁矿中砷的高含量与盆地北缘陆源区克鲁什尼山脉云英岩体热液金属矿脉和矿体中砷、硫、铁等元素富集有关。我们课题组 对贵州晚二叠世煤中黄铁矿中砷的研究表明,后生低温热液脉状黄铁矿中砷的含量高于同生成岩黄铁矿中砷的含量,后生黄铁矿是贵州晚二叠世无烟煤中砷的主要贡献,煤中砷的富集属于后期低温热液富集型。此外,贵州晚二叠世煤中同生结核状黄铁矿较同生块状黄铁矿中的砷含量高。对比研究还表明,我国贵州晚二叠世无烟煤,其顶板泥岩中黄铁矿的砷含量比煤中黄铁矿的砷含量高,这是由于煤层聚集结束时,物源区碎屑物质供给丰富,导致顶板泥岩中黄铁矿的砷含量较高。
煤中白铁矿一般含量很少,其中也含有部分砷。如Bousˇka等[6]测定捷克北波西米亚盆地褐煤中后生白铁矿中砷含量的几何均值为34.75μg/g(8个样品),同生白铁矿中砷含量为445μg/g(1个样品),底板后生白铁矿中砷含量为6μg/g(1个样品)。
2.砷与砷酸盐
逐级化学提取实验表明(表1),煤中与砷酸盐结合的砷为0~65%,平均17%。统计分析发现,砷酸盐态砷所占比例与煤中的铁含量正相关(斜率为0.49,图1(b)),砷酸盐态砷和硫化物态砷所占比例之和与煤中铁含量也成正相关(斜率为7.86)。顾登杰对云南7个褐煤盆地褐煤中砷的研究表明,砷主要存在于褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿等铁质矿物中,砷在褐铁矿中的含量最高可达1.1%;用盐酸进行的淋滤实验表明随着煤中铁氧化物和氢氧化物的溶解,砷的淋出率最高可达90%,证明了云南某些褐煤中砷主要是以砷酸盐的形式被铁氧化物和氢氧化物吸附。总之,煤中砷酸盐态砷与煤中铁矿物相密切相关,主要以砷酸根离子(AsO3-4)的形式被铁氧化物或氢氧化物所吸附,或者砷酸根离子与铁形成砷铁矿,其中,部分砷酸盐可能来自黄铁矿的氧化。
表 2 煤中黄铁矿的砷含量
图 1 煤中硫化物态砷所占比例与煤中铁含量的关系( a) ,煤中砷酸盐结合态砷所占比例与煤中铁含量( b)
3.砷与黏土矿物
逐级化学提取实验数据(表1)及统计分析(图2(a))表明,硅酸盐结合态砷占煤中总砷的比例为0~100%,平均27%,并且与煤的灰分产率的对数成正比(斜率16.31)。矿物学研究表明,煤中与砷有关的硅酸盐矿物主要是黏土矿物;合成高岭石的实验也证明,AsO4-3可取代SiO4-[12]4,所以用氢氟酸从煤中提取出的硅酸盐态砷主要是进入黏土矿物晶格的砷。
图 2 煤中硅酸盐态砷与灰分的关系( a) ,煤中有机态砷与铁含量和灰分之和的关系( b)
二、煤中有机态砷
迄今,煤中有机态砷的结构还难以确认,但众多学者认为煤中存在有机态砷[6,11~17]。最近的逐级化学提取实验(表1)和同步辐射X射线吸收精细结构(XAFS)实验证明煤中确实存在有机态砷。
用无机试剂进行逐级化学提取实验表明,煤中有机态砷占样品总砷的比例变化较大(0~80%),平均为15%;煤中有机态砷所占比例与煤中铁含量和灰分的对数成负相关关系(斜率为-11.25,图2b),与煤的总砷含量也成负相关关系(斜率为-2.17),这表明有机态砷在低硫(黄铁矿)、低灰和低砷含量的煤中占较大比例。Finkelman[13]曾认为当煤中砷含量小于5μg/g时,大部分的砷与有机质结合;赵峰华等[15]曾发现样品中的砷含量较低(<5.5μg/g)、且灰分小于30%,煤中砷主要是有机态砷。
张振桴等[18]曾用有机溶剂(苯和乙醇、吡啶)和无机溶剂(氢氧化钠、硝酸)对云南小龙潭褐煤中砷进行逐级化学提取实验,结果表明小龙潭褐煤中有机态砷占80%以上。
Huggins和Huffman[8,19,20]、赵峰华等[21]用同步辐射X射线吸收精细结构谱(XAFS)研究了煤中砷的赋存状态,发现煤中有部分有机态的砷。然而,由于煤中砷赋存状态的复杂性,就目前的技术水平而言,特别是单一的测试手段,还难以准确表征煤中有机态砷的结构。
需要指出的是,对于褐煤和低煤级煤(非风化煤),总是能够提取出部分腐殖酸(humicacid)和富里酸(fulvicacid),平均提取率分别为7.6%和7.5%,它们能够结合部分砷。如对山西平朔3个煤样的研究表明(表3),腐殖酸结合态的砷占煤中总砷的7%,富里酸结合态的砷占煤中总砷的23%,腐殖酸结合态砷和富里酸结合态砷之和占煤中总砷的30%。此外,张振桴等[18]用1%的氢氧化钠提取云南小龙潭褐煤,发现提取物(腐殖酸和富里酸)中的砷占煤中总砷的29.4%。所以,从褐煤和低煤级煤中提取的腐殖酸和富里酸中所结合的砷也是有机态砷。
表 3 煤中腐殖酸和富里酸结合态砷占样品总砷的比例
注:Ro,max,均质镜质体油浸最大反射率;Ad,煤灰分;Ast,煤中砷总量;HA:腐殖酸结合态砷占煤中总砷的比例;FA:富里酸结合态砷占煤中总砷的比例;HA+FA:腐殖酸和富里酸结合态砷占煤中总砷比例之和。
三、贵州特高砷煤中砷的赋存状态
贵州特高砷煤中砷的赋存状态一直为人们所关注[1,17,21,22]。运用X射线衍射(XRD)、低温灰化X射线衍射(LTA-XRA)、扫描电镜与能谱(SEM-EDX)、电子探针(EM-PA)等方法发现高砷煤中的主要含砷矿物有:黄铁矿、毒砂(含量极少)、Fe-As的氧化物、少量的砷酸盐和含砷磷酸盐(纤砷钙铝石)[17,22],然而,不同的高砷煤样品其矿物学特征又表现出较大的差异,某些高砷煤中的矿物态砷不足以匹配其总砷的含量。如Belkin等[22]和丁振华等[17]在砷含量最高的3个样品H2(3.2%As,0.25%Fe)、RF96As105(3.5%As,0.34%Fe)和RF96As106(3.4%As,0.64%Fe)中虽然发现细粒或细脉状的毒砂和黄铁矿,但从样品的铁含量来看,这些矿物的含量不足以匹配煤中如此高的砷含量;同时,他们还在煤中发现几个微米到几十、几百微米的未含有任何含砷矿物的条带状物质,这些条带含有3%以上的砷。赵峰华等[2]运用光学显微镜、扫描电镜与能谱(SEM-EDX)、电子探针(EM-PA)、透射电镜结合能谱与选区衍射(TEM-EDX-SAD)研究H2和G4样品时,却没有发现毒砂等任何含砷矿物,黄铁矿含量极少,且主要是直径为几个微米的微粒黄铁矿,砷主要赋存在煤有机质中;进一步运用同步辐射X射线精细结构谱(XAFS)研究H2等样品时发现砷与氧配位结合。所以,上述3个高砷煤样品中砷主要是有机态砷,其他高砷煤样品中至少部分砷与有机质结合。
最近,丁振华在其博士论文中对7个高砷煤样品(57.79μg/g~1.52%As)进行的逐级化学提取实验表明,有机态砷为0~80%(其中3个样品超过50%),硅酸盐结合态砷15%~90%,硫化物结合态砷0~25%,砷酸盐结合态砷5~65%。这再次证明了高砷煤中砷赋存状态的多元性和复杂性。
总之,黔西南高砷煤的砷含量范围较宽(100μg/g~3.5%);砷的赋存状态呈现多元性和复杂性,且不同样品表现出较大的差异性;有机态砷在高砷煤中确实是存在的,在某些样品中甚至是砷的主要赋存状态;有机态砷主要与煤有机质中的氧结合在一起,其化学结构有待确定。
四、结论
综上所述,可以得出如下基本结论:
( 1) 煤中砷的赋存状态具有多样性,不同煤样品也表现出不同的情况。如,硫化物态砷所占比例为0 ~85%,有机态砷所占比例为0 ~100%,砷酸盐态砷所占比例为0 ~65%,进入黏土矿物晶格的砷所占比例为 0 ~90%。砷赋存状态在不同煤样品中的差异可能与其形成环境和后期变化等因素有关。
( 2) 总体上,煤中不同赋存状态砷所占比例的大小顺序为硫化物态砷( 36% ) > 有机态砷( 26%) > 砷酸盐态砷( 17%) > 硅酸盐态砷( 16%) > 水溶态和可交换态砷( 5%) 。
( 3) 一般而言,煤中无机态砷主要与含砷黄铁矿共生,煤中极少存在砷黄铁矿; 不同成因或不同类型黄铁矿的砷含量差别较大,同一成因类型黄铁矿的砷含量在不同地区也有差异,这可能与黄铁矿形成时砷的来源及地质地球化学条件有关。
( 4) 煤中砷酸盐态砷主要与铁的氧化物和氢氧化物共生; 黏土矿物是煤中主要的硅酸盐矿物,与硅酸盐结合的砷主要是进入黏土矿物晶格。
( 5) 煤中有机态砷是存在的,但目前技术水平还难以准确表征其化学结构。
( 6) 对于褐煤和低煤级烟煤,可提取出 15% 的腐殖酸和富里酸,它们含有煤中总砷的30% 。
( 7) 贵州特高砷煤中砷的赋存状态较为复杂,在某些样品中有机态砷是主要的赋存状态,XAFS 数据表明有机态砷主要与氧结合。
( 8) 任何一种方法都不能完全确认煤中砷的多种赋存状态,必须多种方法相结合。在对煤样品的矿物学详细研究的基础上,运用逐级化学提取方法可定量给出煤中砷的多种赋存状态,而 XAFS 方法在研究煤中砷的化学结构方面具有重要作用。
致 谢: 韩德馨院士、杨起院士、尹金双研究员和王秀琴老师给予了支持和指导,在此一并表示诚挚的谢忱!
参 考 文 献
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The Modes of Occurrence of Arsenic in Coal ZHAO Feng-hua1,REN De-yi1,PENG Su-ping1,WANG Yun-quan2 ZHANG Jun-ying3,DING Zhen-hua4,CONG Zhi-yuan1
( 1. Department of Resource and Earth Science,China University of Mining & Technology,Beijing 100083,China;
2. School of Science,Guangzhou University,Guangzhou 510405,China;
3. National Laboratory of Coal Combustion,Huazhong University of Science & Technology,Wuhan 430074,China;
4. The Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Science,Guiyang 550002,China)
Abstract: Arsenic is a common hazardous element in coal. It is always difficult to charac- terize its modes of occurrence quantitatively because of its low concentration in coal. In recent years,sequential chemical extract experiments w ere employed to determine modes of occurrence of arsenic quantitatively. The follow ing conclusions can be draw n from these experimental data: ①The modes of occurrence of arsenic in coal include sulfide arsenic,organic arsenic,arsenate arsenic,silicate arsenic,soluble and exchangeable arsenic. Generally,the percentage sequence of arsenic in different states are as follow s: sulfide arsenic > organic arsenic > arsenate arsenic > silicate arsenic > soluble and exchangeable arsenic. How ever,modes of occurrence of arsenic in different coal samples show big difference. ②Generally speaking,most of arsenic in coal are associated w ith arsenic-bearing pyrite,and arsenic contents of pyrite are related to origin or genetic type of pyrite. Arsenic of arsenate in coal is mainly associated w ith Fe-oxides and Fe- hydroxide. Arsenic of silicate mainly comes into crystal lattice of clay minerals. ③Low -arsenic coals often have high organic arsenic. Humic acid and fulvic acid extracted from lignite and low rank bituminous coal also combine some of arsenic. How ever,chemical structure of organic arsenic in coal is still unclear currently. ④ The modes of occurrence of arsenic in super-high arsenic coal from Guizhou province are so complicated,and organic arsenic combined w ith oxygen are dominant occurrence of arsenic in some of these high-arsenic coals.
Key words: Coal; Arsenic; Modes of occurrence; Sequential chemical extract.
( 本文由赵峰华、任德贻、彭苏萍、王运泉、张军营、丁振华、丛志远合著,原载《地球科学进展》,2003 年第 18 卷第 2 期)
7. 国家同步辐射实验室的工程进展
20世纪70年代末,中国科学技术大学在国内率先提出建设电子同步辐射加速器。1977年同步辐射装置的建造列入全国科学技术发展规划。1978年春中科院决定成立以中国科学技术大学为主的同步辐射加速器筹备组,并于当年三月在合肥召开了第一次筹备工作会议,讨论了我国建造电子同步辐射加速器的初步方案,象征着我国同步辐射事业的正式启动。
在随后几年的预研制过程中,工程人员制成了一段30MeV的电子直线加速器、一块弯转磁铁、一块四极磁铁及一个储存环的超高真空系统,以及物理设计,取得了良好的结果和第一手的经验,为后面的工程打下了坚实的基础。
1981年10月,中科院在合肥召开了“合肥同步辐射装置预研制及物理设计审定会”,会议认为合肥同步辐射装置已基本进入工程的条件。
1983年,国家计委以计科1983年470号文《关于建设国家同步辐射实验室的复函》批准了在中国科学技术大学筹备国家同步辐射实验室,国家同步辐射实验室正式立项。这是国家计委批准建设的中国第一个国家级实验室。
1984年,国家计委以计科(外)1984年2033号文《关于合肥同步辐射实验室扩初设计的批复》批准了该工程的主体工程建设规模为建造一台能量为8亿电子伏的同步辐射光源及相应的实验设施,总投资5990万元(含350万美元),并列入按合理工期组织施工的国家重点项目。
国家计委批准的国家同步辐射实验室扩初设计中确定了电子储存环的能量为800MeV、平均流强为100~300mA,用一台能量为200MeV、脉冲流强为50mA的电子直线加速器作为注入器。并明确与加速器建设的同时,建造5条光束线及5个实验站,它们分别是:光电子能谱光束线实验站、分时光谱光束线实验站、软X射线显微术光束线实验站、X射线光刻光束线实验站。
1988年,国家同步辐射实验室的土建工程基本完工。
1989年3月加速器的所有部件都已安装就位并经过局部和分系统的调试,同年4月开始联调,25日开始注入储存环,仅经过23小时便得到第一个储存束流。
1989年光束线实验站开始安装,1991年8月完成所有光束线实验站的安装调试工作,同年9月开始用同步光进行调试,并开展实验研究工作。
1991年12月22日至23日,由国家科委组织,王淦昌任主任的鉴定委员会对合肥同步辐射加速器及光束线实验站进行技术鉴定。鉴定委员会认为由我国自行设计、研制建成的合肥同步辐射加速器的主要性能指标已达到国际上同类加速器的先进水平,已建成的五条同步辐射光束线和五个实验站的主要性能指标已基本达到国际水平。
1991年12月26日,国家同步辐射实验室工程顺利通过了国家计委组织的国家验收。国家验收委员会高度评价国家同步辐射实验室工程的建设者们圆满地完成了工程建设任务。
1993年4月,NSRL正式对国内外开放,建有6条光束线和6个实验站,可广泛用于开展物理、化学、材料科学、生命科学、信息科学、力学、地学、医学、药学、农学、环境保护、计量科学、X射线光刻和超微细加工等基础研究和应用研究。
1994年2月,由钱临照、唐孝威两位院士发起,王淦昌、谢希德、谢家麟、冯端、卢嘉锡等34位院士联合向有关部门提出《关于集中力量全面建设、充分利用合肥国家同步辐射光源的建议》,中国科技大学也正式向国家有关部门提出建造国家同步辐射实验室二期工程(简称二期工程)的申请。
1996年,国家科技领导小组批准二期工程作为“九五”的首批国家重大科学工程项目之一启动。国家计委分别以计科技1997年557号文和1503号文对二期工程项目建议书和可行性研究报告批复中国科学院,同意以中国科技大学为依托建设“国家同步辐射实验室二期工程”国家重大科学工程项目,总投资11,800万元人民币。
1997年4月8日,国家计委批复了NSRLII项目建议书(计科技(1997)557号文)。
1997年8月29日,国家计委批复了可行性研究报告(计科技(1997)1503号文)。
1998年7月8日,国家计委批复了初步设计报告(计投资(1998)1301号文)。
1999年4月15日,国家发展计划委员会以计投资1999年416号文《国家计委关于国家同步辐射实验室二期工程开工建设的批复》同意二期工程开工建设。 二期工程的技术目标是:在充分保证机器主体长期、可靠、稳定运行,大幅度提高光源积分流强、亮度和稳定性的基础上,新建1台波荡器插入元件,增建8条新光束线和相应8个实验站。竣工后,合肥光源的潜力得到更充分的发挥,将作为性能优秀、稳定可靠、部分指标相当先进的中低能区同步辐射光源,长期处于国际上同类装置的一流水平。
1999年,NSRLII完成了水冷系统冷却塔的更新改造,空调系统热交换器等附属设备投入运行,辐射场监测系统通过调试开始试运行。加速器各子系统改造的主要元件及样机研制与测试多已顺利完成并通过了验收。注入系统完成了冲击磁铁磁块分组测试、脉冲电源组装、陶瓷真空盒部分测试。储存环真空系统、电源系统的环主电源、控制系统的相关控制软件、高频系统的新高频机、束测系统的部分组件、波荡器单磁块测量系统等改造或研制均已完成。
1999年12月12日,来自中科院高能所、物理所、电工所、上海同步辐射装置、清华大学、复旦大学的9位教授、研究员组成的专家组,对6万高斯超导扭摆磁铁及XAFS光束线、站进行了技术鉴定。会议听取了研制报告、测试结果报告,审阅了全部资料,并进行了现场考察。专家组认为:6万高斯超导扭摆磁铁是一项技术复杂的项目,在我国是首次研制,其综合性能在国际同能区的装置中已居领先地位。该扭摆磁铁安装调试成功,使工作能区扩展到硬X射线领域,具有重要的科学意义。XAFS线、站的主要性能均达到设计指标,光束线的分辨率和光斑的稳定性达到国际上同类装置的水平,提供用户使用后获得了良好的实验结果。
1999年12月19日,NSRL第二届用户委员会第一次会议在合肥召开。会上宣读了经中科院批准的新一届用户委员会名单,简要介绍了二期工程的进展情况、实验室现状和下年度用光计划。委员们肯定了NSRL为用户做的工作,针对用户管理方面存在的一些问题,提出了可行的建议。
2000年,3月20日打开储存环真空,开始安装与之相连的大部分设备和所有光束线的前端,4月中旬封闭。光束线前端于5月安装到位。储存环真空恢复顺利,各前端的真空性能均达到指标要求,通过了工程内部验收。新建的LIGA光束线安装就位,通过了离线调试验收。
2001年,运行质量比改造前大幅度的提高。环的主磁铁电源、注入系统电源等新设备的故障率很低,真空系统改造、新光束线前端等通过了运行的考验。5月超导Wiggler投入运行,为NSRLII的两条用X射线的光束线对光,LIGA站进行了首次调试和试运行,获得了深达1毫米的深度光刻制品(右图)。下半年,高频腔完成机械加工;注入系统长直线段的冲击磁铁已制成;波荡器加工已完成,磁场测量与调整的初步结果令人满意。大部分电源已验收,控制系统的改造与之配合进行。光束线站的非标加工基本完成。除已就位的LIGA线外,其他七条光束线的机械测量(粗)、真空调试、安装就位等工作正全面展开。八个实验站中的四个的主体设备已经初步安装到位。其他各站也进展顺利,重要的非标部件的加工基本完成。公用设施改造的大部分已完成并投入使用。
2002年5月,NSRLII储存环束流闭轨校正系统投入运行并取得良好效果。其三个主要组成部分:束流闭轨位置测量系统、校正铁系统和相关的控制系统功能正常。该系统能很好地满足机器运行和研究的需要。
2002年7月15日,长约2.7米的波荡器UD-1通过专家测试。来自中科院高能物理所、中科院上海原子核所和中国科技大学等单位的专家对NSRLII新建波荡器UD-1的磁场性能指标进行了测试。现场测试结果与原测数据一致,重复性很好。UD-1是中国大陆建成的第一台储存环中以产生高亮度同步辐射的波荡器。其磁间隙变化范围大,测量长度长,磁测指标多、数据多,调试测量的工作量和难度都很大。测试组认为,UD-1调试测量数据完整,性能优良,各项指标均已达到设计要求,主要指标优于设计要求。
2002年,环高频系统10月完成安装,真空系统改造基本完成,工程进入联合调试、试运行阶段。X射线衍射与散射线站通过了专家测试开始试运行。表面物理、光谱辐射标准和计量、原子分子物理等线的光学元件完成安装,开始光路的初步调试。
2003年1月16日,NSRLII光声、光热实验站设计方案调整专家审定会在合肥举行。专家组由南京大学声学研究所张淑仪院士(组长)、复旦大学同步辐射研究中心的张新夷教授、复旦大学生命科学学院的季朝能副教授、中科院基础局的陈勋远研究员和中国科技大学物理系的方容川、施朝淑教授、化学系的苏庆德教授以及生命科学学院吴季辉教授组成。专家们听取了该实验站方案调整内容以及调研结果。专家组认为:NSRLII建设方案已充分考虑了满足真空紫外圆二色光谱实验站的要求,在工程进行中尽快调整方案是必要的,也是合理的,应集中力量建立真空紫外圆二色光谱及光声光谱实验研究方法,并建议光热偏转光谱可不作为二期工程验收内容,条件成熟时再开展这方面工作。
2003年3月13日,NSRLII新注入系统通过束流调试。3月4日打开环真空更换陶瓷真空室组件,3月13日开始带束联调并成功储存束流。四块冲击磁铁能实现良好匹配,励磁电流可加足设计值,最高积累束流流强曾达210mA。注入系统改造是NSRLII的关键子项目之一,也是难点之一。在2002年10月的调试中,束流极难储存。经过多方试验、观察测量和分析,并与高能所、上海核所、日本KEK的专家讨论,判断是陶瓷真空室金属镀膜偏厚,造成磁场时间滞后不均,并制定了改进关键工艺、严格控制质量、加强半成品检测、抓紧进度等措施。由于判断准确,措施得当。陶瓷真空室组件的加工仅用两个多月就顺利完成。各项技术指标皆符合物理设计要求。
2004年3月14-16日,NSRLII通过了中科院组织的加速器及光束线专家测试会。测试组由来自上海应用物理所、北京高能物理所、兰州近代物理所的10位专家组成,陈森玉院士担任组长,赵振堂、夏佳文、夏绍建研究员担任副组长。测试期间,测试组专家审定了工程指挥部提交申请报告,确定了总体工艺综合测试指标和参数,分成8个小组对加速器改造项目和光束线部分的12个子项工艺的测试方法、测试手段和自测结果进行了审定,并对他们的主要性能指标进行了复测。测试组专家认为:NSRLII已测的加速器改造项目通用运行模式满足同步辐射用户的基本需求,可投入运行。12条光束线和实验站可提供同步辐射用户使用。
2004年5月27-28日,中科院基础局组织专家组对NSRLII进行了院级工艺鉴定。鉴定组由魏宝文院士担任组长,陈森玉院士、陆坤权研究员担任副组长的11位专家组成。专家们听取了工程建设报告和分管加速器改造、光束线建设、实验站建设报告;听取了陈森玉院士宣读的工艺测试报告;查阅了工程指挥部提供的专家测试组测试结果;并现场观察了装置运行情况。鉴定组确认了专家测试组提交的测试结果,积极评价NSRLII取得的成绩。改造后的装置技术水平提高到新的高度,运行流强300毫安,束流平均寿命大于8小时;超导扭摆磁铁(Wiggler)运行时,全部14条光束线可同时引出同步辐射光。所有新建实验站皆已基本具备向用户开放的条件,满足大多数同步辐射用户的基本需求,建议在国家验收后将尽快投入运行。
2004年12月14日,NSRLII正式通过了由国家发展和改革委员会委托中科院主持的国家验收。验收委员会听取了工程建设报告、专家测试报告、工艺鉴定报告和预验收意见,查验了工程现场,查阅了文件、档案资料。经过认真、仔细的审查,验收委员会认为:国家同步辐射实验室通过二期工程建设,提高了装置技术水平,扩大了实验应用领域,基本完成了国家发展和改革委员会(原国家计委)批准的建设目标,同意NSRLII通过国家验收。
2005年5月12日,NSRLII齐飞研究组与美国、德国的科学家合作,首次在实验中发现了一系列的碳氢化合物氧化过程的重要中间体-烯醇,其研究成果以Science Express形式发表在5月12日出版的国际权威的学术刊物《科学》杂志上。国外的一些媒体在第一时间作了相关报道。《科学》杂志审稿人认为这是一项非常有意义而且很有趣的工作。这一研究工作由美国、中国、德国五个研究小组共同参与,中国科学技术大学国家同步辐射实验室作为第三参与单位。实验工作在美国劳伦斯伯克利国家实验室的先进光源和NSRLII完成。
2005年8月4-7日,NSRLII2005年度用户年会在安徽天柱山召开。来自国内外高等院校、科研机构和企业共计45家单位的136位代表参加了会议。会议听取了工程竣工验收后的整体工作、运行和开放情况的报告。美国斯坦福大学沈志勋教授、日本广岛大学乔山教授、加拿大同步辐射装置T.K.sham教授,以及中科院大连化物所包信和所长、中科院生物物理所所长饶子和院士、中科院物理研究所周兴江研究员、中科院北京高能所胡天斗研究员、中科院上海应物所何建华研究员应邀做了精彩报告,分别介绍了各自的科研成果及相关领域研究的最新进展。各实验站工作人员与用户进行了交流、讨论,听取了各线、站用户对用光机时申请、课题发展方向和实验技术方法等方面的意见和建议。会议期间,选出了新一届用户专家委员会,成员由来自13个科研机构的29人组成。委员会主任杨学明(中科院大连化物所)、副主任吴自玉(中科院高能所)、周兴江(中科院物理研究所)、封东来(复旦大学),秘书长高琛。
2005年11月19-20日,NSRLII在合肥举行了发展方向国际研讨会,探讨NSRLII在真空紫外、软X射线和红外领域所面临的重大科学问题、所具备的优势和发展战略等问题。来自法国SOLEIL同步辐射实验室、日本分子科学研究所、日本广岛大学、美国加利福尼亚大学、中科院物理研究所、中科院大连化学物理研究所、中科院上海技术物理研究所、中科院武汉物理与数学研究所、中科院化学所、清华大学、复旦大学、吉林大学、中国科学技术大学等国内外13个高校、研究所的19位知名专家学者参加了会议。会议听取了相关领域专家对各自学科前沿重大科学问题的分析和利用NSRLII解决其科学问题的设想,重点是真空紫外光化学光物理过程、强关联体系的软X射线共振散射和生命或材料科学中的红外光谱显微。专家认为,NSRLII已初步具备了开展这些前沿研究的基本条件,通过与用户的紧密合作,有针对性地重组、改进和完善现有的实验条件、实验技术和方法即可开展这些重要的工作,为我国的基础研究提供一个高水平的研究平台。专家建议优先考虑建立一个软X射线波段的波荡器(unlator),补充真空紫外光束线实验站的条件。
2005年12月14日,利用X射线散斑法研究弛豫铁电体PMN-PT的极化团簇结构取得进展。中科院上海应用物理所邰仁忠课题组与NSRLII科研人员合作,利用NSRLII高亮度X射线光源在X射线衍射与散射实验站上用散斑技术观察到PMN-PT铁电单晶中纳米极化团簇随温度和外电场的变化情况。驰豫铁电体是应用很广泛的一类功能材料,这类材料优异的机电性能一直被认为源于PbTiO3母体中掺杂阳离子所形成的电极化团簇。然而,人们对极化团簇的理解基本上来自理论计算或一些间接的实验结果,尚无电极化团簇的直接实验证据。
2005年12月21-23日,NSRLII通过了中科院组织的现场评估。由中科院高能物理所、兰州近代物理所、上海应用物理所和中科院物理所相关专家组成的专家组对NSRLII改造完成后一年来的运行情况进行了现场评估,专家组组长由陈森玉院士担任。专家组听取了工作汇报,分为加速器、光束线站及用户开放两个小组进行现场考察,并调阅运行记录、进行现场测试,对运行及管理工作进行了深入的了解,对NSRLII的整体运行、开放、用户管理、人才培养及取得的科研成果予以充分肯定。专家组认为:“经二期工程改造后,合肥光源的运行水平得到了较大和明显的提高。除发射度和轨道稳定性外,性能(流强和寿命)接近世界同类光源SRC,CAMD水平”。但由于不具备相应的测试手段,个别敏感出光口是否达到垂直位置漂移30微米稳定性难以定量测量。建议今后应注重改善轨道的稳定性;提高年供光时间(年积分流强)和降低自然发射度,以满足用户需求,并真正达到世界先进水平。专家组给出了《加速器部分现场检查意见》和《光束线站现场检查意见》两个分组报告及《现场检查的了解和建议》总体报告。
2006年3月29日,中科院微电子所在NSRLII光刻站上利用X射线光刻技术成功研制出最外环宽度为150nm的高线密度钛特征线微聚焦波带片,并实现了波带片图形特征尺寸的精确控制,其高宽比达到6.7:1。在X射线波段,各种材料的折射率都近似等于1,无法构造出类似于可见光波段的“透镜”,只能采用波带片来实现对X射线的聚焦。为了满足X射线光学的需求,微聚焦波带片的最外环必须是大高宽比的深亚微米、纳米圆环,因此这种波带片的制作难度非常大。该研究结果充分证明了在国家同步辐射实验室光刻站上进行大高宽比深亚微米、纳米X射线光刻的可行性。
2006年5月29日,NSRLII的软X射线磁性圆二色(XMCD)实验站通过加偏置电压消除外磁场的影响,成功实现了外磁场下MCD的测量。磁性的起源一直是自旋电子学器件应用的关键。传统磁滞测量无法给出各个元素对磁性的贡献,只能得到总效应。利用同步辐射XMCD技术可以将X射线能量精确定位在某个元素的共振吸收处,选择性地研究该元素对磁性的贡献,这对理解复杂材料体系磁性的起源意义重大。由于外磁场对样品出射电子干扰较大,大部分基于同步辐射软X射线磁性圆二色(XMCD)的实验站均无法在加磁场下进行MCD测量。
2006年8月10-15日,NSRLII第一届运行年会在安徽屯溪召开。来自海峡两岸科研院所共计6家单位的56位代表参加了会议。会议听取了NSRLII改造运行、NSRL05-06同步辐射应用研究进展的报告。特邀高能所陈延伟研究员、上海应用物理所阎和平研究员、兰州近物所夏佳文研究员和台湾新竹光源许国栋博士分别介绍了各自大科学装置的运行情况和最新进展。
2006年8月16-20日,NSRLII2006年度用户年会在安徽黄山召开。来自国内外高等院校、科研院所共计38家单位的105位代表,以及中科院基础和国家自然基金委等有关领导参加了会议。会议向与会代表汇报了NSRLII近期发展规划、机器运行汇报和用户开放的情况。会议邀请日本Hiroyuki Oyanagi教授、加拿大Peiqiang Yu教授、台湾杨耀文和李裕新教授、物理所麦振洪和李晨曦教授、复旦大学封东来教授、高能所吴自玉教授、浙江大学李宏年教授做了精彩报告,介绍了各自的科研成果及相关领域研究的最新进展。其中近半报告是近一年来利用NSRLII取得的较有影响的研究成果。会议期间,用户专家委员会讨论和审批了一批NSRL用户课题,评议了实验室开放运行工作、对实验室的发展提出了建议和意见。会议期间还召开了真空紫外研讨会,对国家同步辐射实验室的发展方向、近期目标和重点解决的问题等进行了研究和探讨。
2007年4月5日,NSRLII新建Unlator真空紫外光束线及实验站建设成功。该束线利用波荡器产生的真空紫外辐射,光子能量范围7.5-18.0 eV,平均光子强度1x1013光子/秒,能量分辨E/DE约1000。该波段高次谐波严重,抑制非常困难,是世界上真空紫外光束线研究的重点。新束线采用三级差分的气体滤波器,成功抑制了高次谐波,抑制效率99.99%,达到了世界先进水平。研究人员已在新建实验站上,利用红外激光解析结合同步辐射单光子电离技术研究了生物小分子、有机分子、药物分子等,取得了一些实验结果。
2007年7月22日-25日,NSRLII2007年度用户年会在大连化学物理研究所召开。来自国内外高等院校、科研院所共计26家单位的105位代表参加了此次会议。会议对了解国际同步辐射应用研究领域最新进展、促进国内外同行交流合作、了解用户需求起到了积极的促进作用。
2007年7月24日,NSRLII发展规划研讨会在大连召开。中国科学技术大学党委书记郭传杰,中科院计划局、基础局有关领导,中国科学技术大学有关领导,实验室用户专家委员会委员和部分用户代表,以及实验室主任伍灼耀、执行主任盛六四、副主任高琛和实验部主要学术骨干、线站负责人参加了研讨会。会议听取了实验室发展规划报告,从实验室的定位和发展目标、历史和现况、国内外发展趋势、重点研究领域、光源建设和需要的保障措施等七个方面阐述了实验室在前期调研、筹划和研讨的基础上初步形成的发展规划设想。与会代表展开了热烈的讨论,从NSRL的特色出发,面向国家战略发展和国际前沿科学的需求,强调有所为和有所不为的原则,提出了认真总结现存问题、调整重点研究领域布局、尽可能提高现有装置的水平等很多有益意见和建议。
2007年8月12日-17日,NSRLII运行年会在山东日照召开,会议总结了一年来了机器运行和开放情况,与北京高能所、兰州近物所、上海应物所等兄弟单位的特邀代表进行了学术交流和研讨,与会代表对进一步提高合肥光源的运行质量提出了很多有益的建议。
2007年11月,NSRLII在教育部“985”二期工程支持下新建的X射线成像实验站完成了安装调试,空间分辨率达到50纳米,其分辨能力达到国际先进水平。实验站具有吸收衬度、相位衬度成像和三维成像等功能,可用于表征纳米/亚微米材料,观察细胞和组织的内部结构和形貌变化,在细胞、植物和污染物的内部进行元素定位等,为纳米材料、环境科学和生物医学等提供了一种先进的实验手段。
2008年1月,担任合肥同步辐射国家实验室用户专家委员会主任的中科院大连化物所杨学明研究组的成果“发现玻恩―奥本海默近似在氟加氘反应中完全失效”入选2007年中国十大科技进展。该项研究成果中的部分重要数据在合肥同步辐射国家实验室原子与分子物理实验站上获得。
2008年3月,NSRLII齐飞教授领导的研究组利用低温等离子体放电技术完成了对星际等离子体环境的模拟,并在醇类物质的等离子体放电过程中探测到一系列的烯醇类物质,揭示了烯醇类物质作为一类重要星际物质的可能性。实验结果发表在天文学科顶级期刊《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal 676,416(2008))上。4月,该课题组又有三篇论文正式被《国际燃烧会议论文集》(Proceedings of the Combustion Institute)接收,并将于2008年8月初在加拿大蒙特利尔召开的第三十二届国际燃烧会议(目前燃烧学界档次最高的国际性会议)上进行宣读。入选的三篇论文分别对乙炔、乙基苯和硝基甲烷的低压预混层流火焰进行了深入的研究。《国际燃烧会议论文集》汇集本学科两年来的前沿成果,是燃烧研究领域最著名的杂志之一。这三篇论文的入选是继2005年关于火焰中烯醇探测的文章在Science上发表后,该课题组在燃烧研究领域取得的又一重要进展。
2008年6月,合肥微尺度物质科学国家实验室纳米材料与化学研究部俞书宏教授、NSRLII田扬超研究员及其合作者利用NSRLII的X射线纳米三维成像技术,成功地在室温、空气环境下对运用化学法制造的‘几何明星’凹陷Escher型硫化铜十四面体微晶进行了三维成像,直观地揭示了该凹陷Escher型微晶由四个相同的六角形的板通过相互交叉构筑成具有14个腔洞(其中包括6个正方形和8个三角形)的结构。与传统的形态和结构分析技术如透视电子显微镜和扫描电子显微镜相比,X射线纳米三维成像技术具有更直观解析复杂形态纳米结构的优点。相关论文发表在《应用物理快报》(Appl. Phys. Lett. 92, 233104(2008))上,并被《自然·中国》(Nature China )选为来自中国大陆和香港的突出科学研究成果,在2008年6月的‘Research Highlights’(研究亮点)栏目中以“Nanotomography: Crystal clear”为题并附图介绍了该工作。
2008年9月,合肥国家同步辐射实验室的用户—中科大化学系环境工程实验室俞汉青教授研究小组,利用同步辐射微细加工技术首次制备了一种新型微电极。该课题组利用这个微电极成功测定了好氧硝化颗粒中溶解氧的微区分布,并进行了定量分析,对于其中生化反应机理进行了探讨。实验结果对于微生物颗粒的培养与废水处理具有一定的指导意义。该研究结果已有2篇论文发表在环境学科顶级期刊《环境科学与技术》Environmental Science & Technology 上(41,5447(2007)和42,4467(2008)),还有1篇论文已被该刊物接受。
8. 高砷煤中砷赋存状态的扩展X 射线吸收精细结构谱研究
摘 要 测定贵州兴仁、兴义晚二叠世6个高砷无烟煤样品中As含量为94.1μg·g-1~3.2%,Sb含量为8.1~120μg·g-1。对样品的矿物学研究表明,未发现任何含As或As的独立矿物,As是赋存在煤有机组分中。应用同步辐射X射线吸收精细结构仪测定样品中As的结构发现,赋存在高砷煤有机组分中的As与O配位,除在1个样品中As与3个O配位外,在其余样品中As均与4个O配位。因此,高砷煤中的As不是赋存在硫化物矿物中,而是赋存在砷酸盐或亚砷酸盐相中,且主要是砷酸盐相。
任德贻煤岩学和煤地球化学论文选辑
由于煤中微量元素的浓度很低,因此研究其赋存状态极其困难,目前还没有成熟的研究方法。近20年来,由于同步辐射X射线技术的发展,X射线吸收精细结构(X_rayabsorp-tionfinestructure,简称XAFS)在多种学科的研究中日益发挥着更大的作用。近年来,Huff-man等人[1~3]运用同步辐射X射线吸收精细结构谱方法开创性地研究了煤、煤制产品及煤灰中某些元素的赋存状态,他们于1992年研究了煤和煤产品中S的分子结构、褐煤中K和Ca的赋存状态及其在热解、气化过程的变化;在1994年报道了对煤及燃煤产物中As及Cr的赋存状态的研究结果;在1996年总结了应用XAFS研究煤中微量元素赋存状态的研究方法及对煤中As,Cr,Zn,Ni,Cl,Br,V,Mn,Ti,Cr和Se等的研究结果。这些文献表明,如果使用固态多元素锗探测器,运用同步辐射XAFS可以测定煤中含量低达10~100μg·g-1的元素的赋存状态,目前在美国同步辐射光源上,正在研究100个元素的锗探测器,它的灵敏度将大幅度提高,可以测定含量为0.1~1.0μg·g-1的元素的赋存状态[2]。
贵州省兴仁、兴义县晚二叠世的高砷煤已经给当地居民的健康造成严重毒害,为了确定高砷煤中As的赋存状态,在北京正负电子对撞机同步辐射装置扩展X射线吸收精细结构实验站(EXAFS站)上测量了高砷煤中As的XAFS谱。
一、样品与实验
本次研究的6个高砷煤均为晚二叠世无烟煤样品,其中G4样品采自贵州兴义,其余样品采自贵州兴仁。用仪器中子活化(INAA)测定了As和Sb的含量(表1),兴仁样品中As含量高时,Sb含量也较高,而兴义样品中Sb含量较低。用X射线衍射(XRD)、透射电镜结合能谱和选区衍射(TEM-EDX-SAD)以及电子探针(EMPA)对样品的矿物学分析表明,在样品中没有发现As或含As的矿物,As赋存在煤有机组分中。
表 1 高砷煤样品中 As 的配位数及配位间距
As的K吸收谱在北京正负电子对撞机(BEPC)同步辐射(BSRF)实验室4W1B光束线上的EXAFS站测量,储存环电子能量为2.2GeV,单色器为双平晶Si(111),在室温下用透射法(对样品H2和G4)或荧光法(对其余样品)测量。
二、结果与讨论
XAFS谱可分为两段,即X射线吸收近边结构(X-ray absorption near edge structure,简称XANES)和扩展X射线吸收精细结构(Extended X-ray absorption fine structure,简称EXAFS),文中重点研究了EXAFS。图1为As的K吸收谱经μ0拟合,E-K转换,再经快速傅立叶变换后获得的径向分布函数(Radial Distribution Function,简称RDF),表1为经模拟计算得到的As的配位数的配位间距。从图1可知6个样品的RDF相似,表明样品中As的结构的相似性。在R为0.1666~0.1686nm处出现最强振幅,它对应As的第1配位层,当R>0.2nm,基本没有出现较强的峰,这表明样品的无序性。J5和H7样品的最强振幅峰较低且峰较宽,表明其更无序。H2和H9样品的最强振幅峰的峰形较对称,表明其相对其他样品较为有序。根据Huffman等人[2]对As和含As矿物或化合物标样以及煤中As的XAFS谱研究结果,本次研究的样品中As的第1配位壳层的配位原子为O,除样品H9中As与O的配位数为3外,其余样品中As与O的配位数为4;这说明样品中As与O结合赋存在砷酸盐或亚砷酸盐相中,其中在样品H9中As是正3价(AsO3-3),在其余样品中As是正5价(AsO3-4)。
图1 高砷煤中As的K吸收边EXAFS的RDF
贵州兴仁、兴义高砷煤中的As是以砷酸盐或亚砷酸盐形式存在,这与煤中As一般赋存在硫化物矿物中的规律是截然不同的。高砷煤中As的来源及富集的时间还有待于进一步的研究。
通过以上工作,可以得出如下认识:①贵州兴仁、兴义晚二叠世高砷无烟煤中的As不是赋存在含As或As的硫化物矿物中,而是以砷酸盐或亚砷酸盐的形式赋存在煤有机组分中,且主要是砷酸盐形式;②北京同步辐射EXAFS站可以测定煤中浓度在50μg·g-1微量元素的赋存状态,随着同步辐射光源的不断发展,特别是固态多元素锗探测器灵敏度的大幅度提高,XAFS方法在研究煤中微量元素赋存状态方面将发挥重要作用。
致谢本工作为国家自然科学基金(批准号:49372124)和北京正负电子对撞机同步辐射实验室资助项目。
参 考 文 献
[1] Huffman G P,Huggins F E,Shal N. XAFS spectros of critical elements in coal and coal derivatives. In: Meuzelaar H L C,ed. Advances in Coal Spectros. New York: Plenum Press,1992,29 ~ 47
[2] Huffman G P,Huggins F E,Shal N,et al. Speciation of arsenic and chromium in coal and combustion ash by XAFS spectros. Fuel Processing Technology,1994,39: 47 ~ 62
[3] Huggins F E,Huffman G P. Modes of occurrence of trace elements in coal from XAFS spectros. Inter Jour of Coal Geology,1996,32: 31 ~ 53
( 本文由赵峰华、任德贻、郑宝山、胡天斗、刘涛合著,原载《科学通报》,1998 年第 43 卷第 14 期)