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代世峰:探尋煤中的未知世界發(fā)布時(shí)間: 2014年12月17日來源: 中國煤炭學(xué)會2014年5月28日,《科技日報(bào)》第五版前沿人物欄目中,刊登了記者林莉君撰寫的《代世峰:探尋煤中的未知世界》報(bào)道,講述了我校煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任代世峰教授探尋煤的未知世界的故事。本網(wǎng)全文轉(zhuǎn)載。
■人物檔案
代世峰,煤地質(zhì)學(xué)專家,中國礦業(yè)大學(xué)(北京)煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授、國家973項(xiàng)目首席科學(xué)家。
1994年7月,代世峰畢業(yè)于山東礦業(yè)學(xué)院。1997年6月,在中國礦業(yè)大學(xué)北京研究生部獲得碩士學(xué)位并留校任教。2007年10月,被破格晉升為教授。2007年,成為國家杰出青年基金獲得者。2008年,成為長江學(xué)者特聘教授。2014年4月,入選科技部"中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才"。
代世峰提出了高硫煤中硫的形成和地質(zhì)演化模式,揭示了菌藻類低等生物對高硫煤中硫和金屬元素的富集作用;作為主要成員,提出了中國煤中元素的背景值,為中國煤中有害微量元素的環(huán)境效應(yīng)和有益元素的富集評估和研發(fā)提供了豐度對比標(biāo)尺;提出了煤中微量元素富集新的成因類型--海底噴流型,運(yùn)用該理論,他合理解釋了云南硯山超高有機(jī)硫煤中硫、釩、鈷、鉻、鎳等來源。
■將新聞進(jìn)行到底
文?本報(bào)記者林莉君
5月15日,中國礦業(yè)大學(xué)(北京)煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
和煤打了20多年交道的代世峰教授正忙著做實(shí)驗(yàn)。
在普通人眼中,煤就是一塊黑乎乎的燃料。
而在代世峰看來,煤中蘊(yùn)含著乾坤。
"自然界中,煤的成分千變?nèi)f化,煤中不僅含有汞、氟、砷等有害元素,也隱藏著鈾、鍺、鎵、稀土等貴重的稀有金屬,它吸引著你不斷向前探索。"代世峰說。
20多年來,代世峰的科考足跡遍及我國西南、華北和西北諸省區(qū)。他說:"我是樂在其中??纯萍嘉恼戮拖袷强葱≌f似的,看顯微鏡下的世界就像看電視劇似的,干自己喜歡干的事情,怎么會感到苦和累呢!"
"偶遇"煤中的戰(zhàn)略金屬鎵
煤地質(zhì)學(xué)界,代世峰團(tuán)隊(duì)的重大科研發(fā)現(xiàn)--在內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾煤田發(fā)現(xiàn)了鎵鋁礦床,被國內(nèi)外同行高度關(guān)注。國際著名煤地質(zhì)專家、俄羅斯科學(xué)院首席科學(xué)家VladimirSeredin撰文稱這一重大成果是"煤中有益金屬元素開發(fā)的第三個(gè)里程碑"。
被稱為"電子工業(yè)的糧食"的鎵,是比稀土更稀缺的戰(zhàn)略金屬。全球原生鎵年產(chǎn)量不足300噸。另外兩個(gè)里程碑分別是煤中發(fā)現(xiàn)金屬鈾礦和煤中發(fā)現(xiàn)稀有金屬鍺礦。
對于外界的贊譽(yù),代世峰謙虛地表示純屬"偶遇",因?yàn)樗?dāng)時(shí)的科研項(xiàng)目是研究煤中的有害元素。
"2000年,我們在做一個(gè)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,研究煤中的有害元素。當(dāng)時(shí)想檢測準(zhǔn)格爾煤中有害元素的含量是多少?賦存狀態(tài)是什么樣?有沒有富集?會不會對環(huán)境和人體健康造成危害?但是,我們在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),樣品中硅和鋁的比值非常低,只有0.3左右,而正常值應(yīng)該超過1.2。我當(dāng)時(shí)甚至懷疑檢測儀器是不是出問題了。"深厚的學(xué)科背景和科研精神,使得代世峰對這一異常數(shù)據(jù)充滿了好奇和重視。
為了保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性和可重復(fù)性,代世峰團(tuán)隊(duì)重新做實(shí)驗(yàn),檢查儀器,通過X射線衍射分析、電子顯微鏡等科技手段,"我們發(fā)現(xiàn)樣品中有一種特殊的礦物,它的形狀和黏土礦物太近似了,剛開始的時(shí)候把我們都蒙騙了。這種礦物就是勃姆石,正是鎵和鋁的載體"。
這是我國首次在煤中發(fā)現(xiàn)超常富集的勃姆石?,F(xiàn)在,當(dāng)?shù)匾呀?jīng)建立了提取鎵、鋁的實(shí)驗(yàn)工廠。"勃姆石是由三氧化二鋁和水組成的,工廠每年能從粉煤灰中提取的三氧化鋁大約80萬噸,鎵150噸。"代世峰說。
找到氟中毒"真兇"為煤"洗冤"
氟中毒是一種典型的地方病。我國貴州西部比較常見。很長一段時(shí)間內(nèi),學(xué)界一般認(rèn)為病因在于當(dāng)?shù)氐娜济褐杏泻υ胤暮刻摺5谴婪宓囊豁?xiàng)研究卻糾正了這一錯(cuò)誤認(rèn)識,找到了氟中毒的"真兇"。
"正常情況下,煤中氟含量應(yīng)該是100ppm左右。而貴州西部的煤被稱為高氟煤,當(dāng)時(shí)報(bào)道提到含氟量2000ppm左右。我就特別想搞清楚高氟煤中氟的賦存狀態(tài)如何,是存在于煤中礦物還是在有機(jī)質(zhì)中,它是從哪兒來的,怎么結(jié)合到煤里面去的?"凡是和煤有關(guān)系的事物,代世峰總想把他們"搞個(gè)明白、弄個(gè)清楚"。
為了這項(xiàng)研究,代世峰團(tuán)隊(duì)跑遍了貴州西部興仁、六盤水、大方、織金等煤礦區(qū),前前后后去了十幾次,采集了大量的煤樣品。一回到學(xué)校,代世峰立刻趕到實(shí)驗(yàn)室測氟含量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)讓他很吃驚:"最低的氟含量只有十幾ppm,最高的一個(gè)樣品,受火山灰的影響,含氟500ppm,平均下來,只有83ppm,比煤中氟正常的背景值還低。"
對于這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,代世峰開玩笑地對學(xué)生說:"我們是不是去錯(cuò)地方了,采的不是貴州的樣本。"秉持著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,代世峰還把樣品送到別的檢測機(jī)構(gòu),實(shí)驗(yàn)結(jié)果和他們一致。
"我懷疑他們是怎么得出2000ppm這么個(gè)結(jié)果的?這次問題沒解決,那我們就再去,到農(nóng)民家里面好好看看。"對于未知的問題,代世峰身上有一種鍥而不舍的精神。
在當(dāng)?shù)胤卸痉浅?yán)重的一個(gè)小村子--荷花村,代世峰發(fā)現(xiàn)農(nóng)民把煤和黏土拌在一起,然后拿到家里去燒。"我一看那個(gè)情景,心里咯噔一下,問題很可能就出在這個(gè)黏土上。"那一瞬間,代世峰覺得煤被冤枉了。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果很快證實(shí)了代世峰的猜想:黏土里面氟的含量最高值為5000ppm,大多為1000ppm到2200ppm。煤泥混合物中氟含量也接近1000ppm。
2004年,這項(xiàng)研究成果發(fā)表在國際著名雜志《燃料》上。不僅為煤洗刷了"冤屈",也為在國際上消除"中國煤是高氟煤"的不良印象起了決定性作用。
成為《國際煤地質(zhì)學(xué)雜志》首位華人主編
在國際地質(zhì)學(xué)界,很多著名學(xué)術(shù)期刊的主編一直被外國人"專屬"。代世峰憑借出色的專業(yè)水平贏得了學(xué)界的認(rèn)可,成為全球煤地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域著名期刊《國際煤地質(zhì)學(xué)雜志》(《InternationalJournalofCoalGeology》)的主編,也是世界上首位擔(dān)任該雜志的華人主編。
2007年3月的一天,已經(jīng)在煤地質(zhì)學(xué)界嶄露頭角的代世峰收到了一封來自大洋彼岸的電子郵件。"煤地質(zhì)學(xué)界著名專家、美國肯塔基大學(xué)JamesHower教授打算推薦我擔(dān)任這本國際期刊的主編,他問我是否愿意從事這項(xiàng)工作。"看到這封郵件,代世峰比較激動,又有些不太敢相信。畢竟,那時(shí)他才37歲,在這個(gè)領(lǐng)域還是"非常年輕的一員"。
《國際煤地質(zhì)學(xué)雜志》是世界上最大的科技出版商愛思唯爾旗下的一本學(xué)術(shù)刊物,以審稿苛刻、內(nèi)容前沿、權(quán)威而知名。愛思唯爾非常重視這本學(xué)術(shù)期刊的主編人選,其相關(guān)負(fù)責(zé)人專程在北京"面試"代世峰。兩人相談甚歡,聊了一個(gè)上午。臨走時(shí),這位負(fù)責(zé)人告訴代世峰:你將是愛思唯爾最年輕的主編之一。
擔(dān)任主編以后,代世峰每天有將近一半的時(shí)間都要花在處理稿件上。"這也是我每天都要工作到晚上10點(diǎn)多的原因。但我很喜歡這項(xiàng)工作,它提供了一個(gè)很好的平臺,讓我也學(xué)到不少知識。通過閱讀這些稿件,能緊緊把握住煤地質(zhì)學(xué)科前沿,誰在哪個(gè)方向做到什么程度,都非常清楚。"
憑借深厚的學(xué)術(shù)根底和科研能力,2013年,代世峰還當(dāng)選為國際有機(jī)巖石學(xué)學(xué)會副主席/候任主席、國際有機(jī)巖石學(xué)會最高獎(jiǎng)JohnCastanoHonoraryMembershipAward委員會主席。而國際有機(jī)巖石學(xué)學(xué)會是關(guān)于煤巖學(xué)、有機(jī)地球化學(xué)領(lǐng)域及其相關(guān)學(xué)科具有重要影響的國際學(xué)術(shù)團(tuán)體。
今年3月,國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)"煤中有害元素分布富集機(jī)理及環(huán)境污染防治"項(xiàng)目啟動。代世峰毫無意外地?fù)?dān)任了這一項(xiàng)目的首席科學(xué)家。"這是傳統(tǒng)煤地質(zhì)學(xué)中第一個(gè)973項(xiàng)目。研究煤中有害元素,對煤炭的潔凈利用和煤炭科技發(fā)展都有重要的意義。"代世峰說。
--延伸閱讀--
對待學(xué)術(shù)不端:紅線是絕對不能踩的
作為《國際煤地質(zhì)學(xué)雜志》主編,代世峰有一份"黑名單"。"不管有意地或者無意地一稿兩投、論文中出現(xiàn)剽竊或者偽造數(shù)據(jù),只要出現(xiàn)一次,就會進(jìn)入黑名單。"代世峰十分痛恨學(xué)術(shù)不端。他說:"只要是一進(jìn)入我的黑名單,你就不要在這個(gè)期刊上再發(fā)表文章。這是紅線,絕對不能踩的"。
代世峰認(rèn)為,"自覺恪守學(xué)術(shù)道德,堅(jiān)守學(xué)術(shù)誠信"應(yīng)體現(xiàn)在從事研究的整個(gè)過程中。每一屆研究生新同學(xué)入學(xué)后,代世峰給他們上的第一堂課就是:"科學(xué)研究,從加強(qiáng)學(xué)術(shù)道德開始"。他告誡同學(xué)們不斷把外在的學(xué)術(shù)準(zhǔn)則轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的學(xué)術(shù)研究,從內(nèi)心中形成高尚的學(xué)術(shù)道德品質(zhì),才會在實(shí)際的學(xué)術(shù)研究中自覺地遵守學(xué)術(shù)行規(guī),不闖學(xué)術(shù)的"紅燈"。
對待成功:老一輩地質(zhì)學(xué)家教給了我太多
提起在科研上獲得的成功,代世峰說他最要感謝的是恩師任德貽先生。
"任老師對我的影響非常大,可以說是我科研上的引路人。他搞科研不圖名、不圖利。上世紀(jì)90年代,當(dāng)時(shí)我們照顯微鏡照片的時(shí)候,用的還是膠卷。去沖洗照片時(shí),任老師告訴我,其中有三張是他個(gè)人的照片,開發(fā)票報(bào)銷的時(shí)候,要把這三張的費(fèi)用刨去。這雖然是一件小事,但這么多年過去了,我心中一直記著這件事。"回憶起自己的老師,代世峰的話語中飽含情感。他說,任德貽老先生的言傳身教讓他在科研上耳濡目染、受益匪淺。
"學(xué)術(shù)良師身為范,人生益友指明途。"采訪中,代世峰多次提到云南煤炭地質(zhì)勘查院的周義平先生、美國伊利諾伊地質(zhì)調(diào)查局的周誠林先生等這些亦師亦友的地學(xué)前輩。"老一輩地質(zhì)學(xué)家交給了我太多為學(xué)、為人的東西。我能有今天的點(diǎn)滴成績,離不開他們的指導(dǎo)和幫助。"代世峰說。
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