世界首台气相分子吸收光谱仪的诞生——上海安杰环保发展回顾

　　供稿：上海安杰环保科技股份有限公司

　　上海安杰环保科技股份有限公司(简称“安杰科技”)，原上海安杰环保科技有限公司，成立于2001年12月29日。公司在成立之初租用了50平方米的工作室，臧平安高级工程师担任总负责人，技术人员有来自上海宝钢仪器修理科、上海分析仪器厂、上海天美仪器厂和上海光学仪器厂的退休和兼职软硬件高级工程师5人，股东2人，总共8人。公司整体技术力量较强，成立初期就设计开发了AJ-2100气相分子吸收光谱仪，也是世界上第一台气相分子吸收光谱仪。

　　一、发明气相分子吸收光谱法，获得环保部认可

　　安杰科技总工程师臧平安发明了测定亚硝酸根离子和硝酸根离子的方法并申请了发明专利，他是气相分子吸收光谱法(GPMSA)的杰出开拓者。气相分子吸收光谱法是“节能环保”的分析监测手段，它不仅抗干扰性能强、测定样品速度快、节约化学试剂，而且不使用有毒有害的化学试剂，因而受到了广大分析检测工作者的欢迎。

臧平安“亚硝酸根离子的测定方法”发明专利证书

　　经过多年努力，氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、凯氏氮、总氮及硫化物测定方法于2002年被纳入了“水和废水监测分析方法(第四版)”。为更容易推广这一节能环保的分析监测手段，应广大分析监测者及监测站等的要求，并在中国环境监测总站领导齐文启研究员的支持和指导下，该系列监测方法于2004年正式获得国家环保部科技标准司的批准，以安杰科技生产的AJ-2100气相分子吸收光谱仪作为指定验证仪器，组织了全国范围内6家环境监测站，对“氨氮等6项气相分子吸收光谱法”进行了方法验证，将取得的验证数据进行了“数理统计”、起草了“标准编制说明书”，并按照行业标准格式编制了“氨氮等6项气相分子吸收光谱法”标准。随即于2005年7月，由国家环保部科技标准司在全国范围内召集了9位环境监测系统的知名、权威专家，在上海召开了“氨氮等6项气相分子吸收光谱法”的标准审定会议，与会专家一致认为：

　　(1)“氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、凯氏氮、总氮、硫化物的气相分子吸收光谱法均通过简单的化学反应产生相应的气态分子，通过测定气态分子对特征谱线的吸收达到测量目的。

　　(2)方法选择性好、操作简单、快速、测定结果准确。

　　(3)所编制的标准方法避免了汞、酚二磺酸、对氨基二甲基苯胺、对氨基苯磺酰胺、N-(1-萘基)-乙二胺等有毒试剂的二次污染。

　　(4)方法编写用语规范、整体结构清晰、操作性强。

　　(5)可以作为HJ/ T195-200(2005)国家环境保护保行业标准”。

　　二、世界第首台气相分子吸收光谱仪的诞生

　　臧平安高级工程师从1986年开始研究气相分子吸收光谱法。他所属的宝钢环境监测站一直在使用原子吸收分光光度计进行气相分子吸收光谱法的测定，由于其灵敏度达不到要求，因此臧平安的理想是退休后研发一种专用的气相分子吸收光谱仪器。

一九九三年十二月，中国科技信息杂志社编著的“国家级科技成果研制功臣名录”中第64页中，了收录了“亚硝酸根离子的测定方法”

　　臧平安高级工程师自参加工作直至1996年退休，一直是从事仪器分析方面的工作，先是做极谱分析，之后就是原子吸收分析。臧平安爱好电子技术，参加过电子技术培训班，连续订购了多年的“无线电”杂志，买了许多“电子技术”参考书，孜孜不倦地学习电子技术。他工作认真、细心严谨;做仪器分析久了，不但会使用仪器测定样品，还能修理和改装极谱仪，他曾经花了近3年时间，于1979年独自设计组装了一台YXF-79型原子吸收分光光度计，使用了13年时间仍然好用。由于有装配仪器的功底，他在1994年将要退休的时候就着手谋划研发气相分子吸收光谱仪样机的准备工作。

　　但是，他于1996年退休后并未马上开始研发仪器，而是在宝钢“退管会”参加了“太极拳”和“交谊舞”两期学习班，期间还炒过股票。休整了两年的时间，直到1998年才正式研发样机。仅用了一年多的时间就研发出了首台气相分子吸收光谱仪样机。

　　在研发样机时并未明确要将仪器推向市场。样机研制成功后退掉了租的房子，将仪器搬到家里摆放在茶几上。不时地测试着仪器的性能，以其能够测出卓越的技术指标而感到心情愉悦。有时竟然把这台样机当做玩具消磨时间，还不时地为同事测试家里自来水中的亚硝酸根离子。他曾经测试对比过“活性炭水质净化器”消除亚硝酸根离子的效果。

　　在一天傍晚，他将烧水壶灌满了自来水，放置一个晚上，到第二天早晨从水壶倒出一杯水，打开水龙头放出一杯新鲜的自来水，再从净水器中放出一杯净化的水。将这3杯水分别用这台样机进行了测定。测定结果竟然是早晨放出的新鲜自来水中亚硝酸根离子含量最低，头一天放在烧水壶里的水含量次之，而净化器放出来的净化水含量特别高。

　　通过这个试验说明，放在水壶里未烧开的水所含的铵离子受到细菌的作用，一部分转化成了亚硝酸根离子;从自来水龙头放出来的水是密闭在管道路里的，没有氧气，细菌很难将其转化成亚硝酸根离子;而水质净化器出来的水含量高的原因是净化器使用时间过长，其中的活性炭吸附了过量的亚硝酸根离子正在脱落阶段，早就应该更换滤芯中的活性炭了。这说明使用水质净化器一定要及时更换滤芯，这正是人们容易忽略或者是为了省钱想多用些时间反而喝了许多污染严重的水。这个试验也说明，用气相分子吸收光谱仪能够非常容易地在家里测定水中的有害物质，因为测定用的化学试剂仅仅是无毒的柠檬酸和无水乙醇。

　　亚硝酸根离子是公认的诱发致癌物质，通过这次试验，臧平安拆除了这个水质净化器。免得使用不当，花了钱还要受毒害。上海自来水的水质还是比较清洁的，所以从此就直接使用自来水一直到今天。

　　虽然不曾想到要将研发的仪器推向市场，但当上海分析仪器厂的吴洪池总工程师到中国环境监测总站找到齐文启研究员询问：“环境监测方面有没有新的仪器要研发”时，齐文启研究员立刻说：“你去找宝钢的臧平安，他有新东西”。

　　三、成立上海安杰环保科技有限公司

　　那是1999年的7月份，以当时上海分析仪器厂的“三产”——自立仪器厂为甲方、上海分析仪器厂以吴洪池为首的6人为乙方、臧平安作为技术股为丙方。三方合作进行了气相分子吸收光谱仪的生产。在臧平安研发的样机基础上，采用了电脑控制和数据处理。所以于2000年非常顺利地组装好了三台商品样机，命名为GMA-2000型气相分子吸收光谱仪。

　　三台样机由上海市技术监督局鉴定合格后，全部由臧平安销售并为用户进行了安装调试。

　　生产和销售了三台样机后，由于合作的乙方人员调离和吴洪池的退休，“三产”已不具备生产能力。另外，在合作期间臧平安体会到，采用大规模集成电路装配气相分子吸收光谱仪远比组装YXF-79型原子吸收分光光度计来得容易。在这种情况下，成立了上海安杰环保科技有限公司，专业研发生产AJ-2100型的气相分子吸收光谱仪。

　　AJ-2100型的气相分子吸收光谱仪虽然是手动操作的仪器，但是比起已有的光度法，操作十分简单，比较容易得到较好的分析结果;测定速度之快前所未有。例如，测定一个样品的硝酸盐氮只需2分钟，与酚二磺酸光度法相比测定速度提高了60倍，与戴氏合金蒸馏光度法相比，提高了180倍。再如硫化物的测定，与对氨基二甲基苯胺光度法相比，测定速度也高了约15倍，但是气相分子吸收光谱法测定硫化物操作极其简便，测定结果的相对标准偏差在2%左右，远远高于光度法的12%。

　　尽管如此，随着环境水质污染日益严重、监管要求提高，检测样品越来越多，手工操作的气相分子吸收光谱仪越来越不能满足环境监测的要求。在这种情况下安杰科技相继研发出了半自动化AJ-2200和全自动化AJ-2500气相分子吸收光谱仪。但是，全自动化的仪器在一段时间内存在着不稳定和不可控的质量问题，不能满足环境监测的需求。

　　四、适应时代发展，改革重组

　　直至2008年，安杰科技是气相分子吸收光谱仪的唯一供应商。为了适应发展要求，在技术力量相对不足的情况下，公司于2013年进行了改革重组扩大了规模，注入和加强了新的技术力量，壮大了技术队伍。逐步确立和完善了仪器的研发方向以及要突破的关键技术，在保证分析结果的准确性和满足水环境监测工作要求的基础上，实现整机自动化、检测流程优化;集中力量开发具有自主知识产权、更加智能化、更加自动化的快速检测仪器。期间陆续推出了AJ-3000、AJ-3000Plus、AJ-3700等最新产品，产品在稳定性和自动化方面有了大幅度的提升。

　　五、成为科技创新板首家分析仪器挂牌企业

　　2016年，上海安杰环保科技有限公司正式更名为上海安杰环保科技股份有限公司，成功挂牌上海科技创新版(股票代码300089)，实现资本对接，成为国家科技创新板首家分析仪器制造挂牌上市企业。

　　通过不懈的努力，安杰科技的气相分子吸收光谱仪以其优异的性能逐渐获得了市场的关注和认可，分别获得了中国仪器仪表行业协会颁发的自主创新金奖、中国分析测试协会颁发的CAIA二等奖和BCEIA金奖、仪器信息网颁发的科学仪器优秀新产品奖、和中国仪器仪表学会分析仪器分会颁发的朱良漪青年创新奖。公司首席科学家臧平安先生被授予2018年度“中国科学仪器研发特别贡献奖”。为进一步提升产品的品质和鼓励创新，安杰科技获得了2018国家科技部“重大科学仪器设备开发”重点专项的支持。

　　上海安杰环保科技股份有限公司，以拥有专利的气相分子吸收光谱法为核心技术，在水质检测领域走出了一条国产高端科学仪器研发自主创新之路，产品拥有完全自主知识产权，为国家打造“青山、绿水、蓝天”的目标正在做出不懈的努力。