工作簡(jiǎn)歷
1962-1975年 在中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所任研究實(shí)習(xí)員。
1975-1985年 在中國(guó)科學(xué)院環(huán)境化學(xué)研究所任研究實(shí)習(xí)員、助理研究員。
1985-1998年 在中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心任助理研究員、副研究員、研究員(自1991年),研究室副主任、主任,生態(tài)環(huán)境研究中心學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、學(xué)位委員會(huì)委員。
1984-1986年 在美國(guó)Brookhaven 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)修酸雨化學(xué)。
科研進(jìn)展
從鹵水直接提取鋰鹽
大學(xué)畢業(yè)后在中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所跟隨柳大綱先生、胡克源先生、程祖良先生研究鋁酸鹽沉淀法從鹵水中直接提取鋰鹽。發(fā)現(xiàn)當(dāng)鋁酸鈉加入鹵水中時(shí),首先迅速生成鋁酸鎂沉淀,是快過(guò)程;鋁酸鎂沉淀化學(xué)吸附氯化鋰,在酸性條件下溶出鎂鹽,是慢過(guò)程;當(dāng)水洗沉淀以除去其中的氯化鈉等雜質(zhì)時(shí),氯化鋰脫附。把這些發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到提鋰工藝中,可以提高提取鋰鹽的產(chǎn)率。
電鍍廢水處理
推導(dǎo)出“間隙式逆流漂洗”各洗槽濃度的顯式公式,其效率是連續(xù)式逆流漂洗效率的2倍,供有關(guān)工程師們參考和選用。
天津市空氣污染及二氧化硫轉(zhuǎn)化
在“京津渤區(qū)域環(huán)境綜合研究”課題下,1980-1981年與天津市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站合作,現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè),研究天津市空氣污染及二氧化硫轉(zhuǎn)化。二十多個(gè)采樣點(diǎn)觀測(cè)二氧化硫、總顆粒物、總顆粒物中硫酸根等七種污染物,并搜集氣象數(shù)據(jù)。在8位計(jì)算機(jī)上編寫包括主成分分析在內(nèi)的多元統(tǒng)計(jì)分析程序,處理數(shù)據(jù)。這批污染物數(shù)據(jù)呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布;計(jì)算污染物濃度超過(guò)國(guó)家各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的百分?jǐn)?shù),討論天津市的空氣污染狀況;估計(jì)二氧化硫轉(zhuǎn)化成硫酸鹽的速率;發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)影響天津機(jī)場(chǎng)能見度的是空氣污染與相對(duì)濕度的協(xié)同作用,兩者相比,空氣污染已經(jīng)超過(guò)了相對(duì)濕度對(duì)能見度的影響;發(fā)現(xiàn)冬天、清晨、小風(fēng)、靜風(fēng)時(shí),污染物堆積,空氣污染最重。
酸雨化學(xué)
在美國(guó)Brookhaven國(guó)家實(shí)驗(yàn)室期間,美國(guó)的幾個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合,天上有幾架飛機(jī),地上有監(jiān)測(cè)車,研究云、雨物理與化學(xué),我參加了現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)。平時(shí)在美國(guó)Brookhaven國(guó)家實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)氣體臭氧、過(guò)氧化氫、降水組成等,重點(diǎn)觀測(cè)降水中的過(guò)氧化氫和二氧化硫,研究其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。發(fā)現(xiàn)除冬天一些降水中有亞硫酸根外,春、夏、秋降水中都有過(guò)氧化氫存在。用準(zhǔn)16位計(jì)算機(jī)建立起計(jì)算機(jī)輔助水相過(guò)氧化氫-二氧化硫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究裝置,能測(cè)量幾秒鐘內(nèi)反應(yīng)物濃度降低至二分之一時(shí)的動(dòng)力學(xué)常數(shù),測(cè)量了現(xiàn)場(chǎng)采集的降水中的過(guò)氧化氫-二氧化硫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)。
我國(guó)酸沉降化學(xué)過(guò)程
回國(guó)后在“我國(guó)酸沉降及其生態(tài)環(huán)境影響研究”的兩個(gè)五年攻關(guān)課題之下,在四川、貴州、江西組織野外觀測(cè)。一些基礎(chǔ)性、理論性問(wèn)題在國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)申請(qǐng)多項(xiàng)基金,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬。野外觀測(cè)和基礎(chǔ)研究?jī)烧呦噍o相成,研究我國(guó)酸沉降化學(xué)過(guò)程。
發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)中國(guó)以二氧化硫?yàn)榇淼目諝馕廴炯捌湫纬傻乃岢两,地區(qū)差別很大,在經(jīng)濟(jì)要發(fā)展,尚未發(fā)展的四川、貴州山區(qū),空氣污染和酸沉降呈城市為中心的點(diǎn)狀分布,酸雨形成以云下洗脫過(guò)程為主;在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展華南、中南地區(qū),隨著時(shí)間進(jìn)展,污染范圍從點(diǎn),擴(kuò)大到面,擴(kuò)大到區(qū)域,酸雨形成以云中洗脫過(guò)程為主。發(fā)現(xiàn)中國(guó)大氣中作為OH、HO2自由基儲(chǔ)庫(kù)的過(guò)氧化氫,其濃度與美國(guó)的相當(dāng),而臭氧濃度比美國(guó)的低得多。野外觀察期間降水中總是有過(guò)氧化氫存在,過(guò)氧化氫把大氣中二氧化硫在云、雨中氧化成硫酸,形成酸雨。
實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證了過(guò)氧化氫氧化二氧化硫,及鐵、錳催化氧化二氧化硫的液相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。以“數(shù)值模擬云下洗脫痕量氣體”為平臺(tái),模擬了降雨云下洗脫二氧化硫、硝酸、氨、過(guò)氧化氫、臭氧等痕量氣體;二氧化硫與過(guò)氧化氫、臭氧的液相氧化反應(yīng),及鐵、錳催化液相氧化反應(yīng)等。研究了在不同條件下,各平行反應(yīng)分別的貢獻(xiàn)率。只要有過(guò)氧化氫存在,主要化學(xué)過(guò)程是過(guò)氧化氫液相氧化二氧化硫。
硝酸銨氣溶膠
上個(gè)世紀(jì)末,發(fā)現(xiàn)有時(shí)北京大氣中硝酸濃度已經(jīng)上升到硝酸與氨的濃度積達(dá)到硝酸銨相平衡點(diǎn),可以形成硝酸銨氣溶膠。用擴(kuò)散管差分法測(cè)定了北京大氣中的硝酸和氨,顆粒物中的硝酸鹽和銨鹽;數(shù)值模擬表明硝酸銨氣溶膠揮發(fā)是化學(xué)動(dòng)力學(xué)限制的;實(shí)驗(yàn)研究了硝酸銨氣溶膠揮發(fā)動(dòng)力學(xué)。
直接法化學(xué)動(dòng)力學(xué)靈敏度分析
提出了“直接法化學(xué)動(dòng)力學(xué)靈敏度分析”,一般的靈敏度分析的運(yùn)行時(shí)間隨著物種數(shù)、反應(yīng)式數(shù)增加成兩次方、三次方增加,該方法是線性增加的,有理論證明和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。把幾十個(gè)物種、幾十、上百個(gè)化學(xué)反應(yīng),寫成化學(xué)動(dòng)力學(xué)的微分方程組,直接法靈敏度分析的偏微分方程組、及其高階的偏微分方程組,再編寫成計(jì)算機(jī)程序,是大量、繁瑣、精細(xì)的工作,通過(guò)自我編寫的計(jì)算機(jī)軟件,交由計(jì)算機(jī)完成,在486計(jì)算機(jī)上,兩秒鐘內(nèi)可以編寫出六千多條FORTRAN程序語(yǔ)句。并用該方法討論了大氣中碳、氮、硫光化學(xué)反應(yīng)中的化學(xué)耦合作用。
獲獎(jiǎng)情況
1,1991年“西南地區(qū)酸雨來(lái)源、影響和對(duì)策”獲中國(guó)科學(xué)院科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)
2,1997年“我國(guó)酸沉降及其生態(tài)環(huán)境影響研究”獲國(guó)家環(huán)境保護(hù)局科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)
3,1998年“中國(guó)酸沉降及其生態(tài)環(huán)境影響研究”獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)
代表論著
1 沈濟(jì) 間歇式逆流漂洗環(huán)境科學(xué)No.4, pp24-28,1978
2 Ji Shen and Yin-Nan Lee Computer-assisted study of the kinetics of H2O2-S(IV) reaction in precipitation samplesBNL 52013Brookhaven National Laboratory,1986
3 Ji Shen A direct method of calculating sensitivity coefficients of chemical kineticsJournal of Chemical PhysicsVol.111,No.16,pp7209-7214,1999