[发明专利]孢粉提取过程中提高氢氟酸与硅酸岩反应效率的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离装置，具体是指一种孢粉提取过程中提高氢氟酸与硅酸岩反应效率的装置。

 

背景技术

在地质历史时期陆地植物的起源和演化与当时的气候环境条件有着密切关系，全球气候环境的改变在微体生物(包括孢粉、轮藻的藏卵器、硅藻、有孔虫、放射虫、介形虫、海绵骨针、鱼牙、鱼鳞、小哺乳动物的牙齿等)的形态结构、生理功能、繁衍机理，以至遗传物质上都留有痕迹。反过来，保存在地层中的植物化石必然记录着当时的古气候、古环境变化信息。通常植物化石中的孢子和花粉(孢粉)具有体积小、产量大、形态稳定、易保存等优点，成为除大化石之外最直接、最可靠也最可能翔实反应气候变化的记录。因此孢粉学的研究气候环境具有重要理论和实际意义。具体表现为： 1、确定地层时代与进行地层划分和对比，各地质时期植物演化阶段和组合特征各不相同，对应的植物群自然就不相同。因此，可利用孢粉来确定地层时代以及进行地层对比；2、利用地层中的孢粉统计资料恢复古植被、古地理和古气候变化。因为植物生长直接受地形、气候、土壤等条件控制，而不同的自然条件下生长不同的植物群落，对应不同的孢粉组合，所以一个地方的孢粉组合能有效恢复当地的古植被，古地理和古气候环境；3、同时，孢粉学在了解古人类生活环境，确定对比古文物年代等研究方面也具有重要意义；4、孢粉分析能为人类的可持续发展提供重要参考依据，比如全新世或最近上千年高分辨率孢粉组合可提供过去自然环境下植被-气候最大承载力，从而为我国西北干旱区绿洲开垦和生态修复提供科学 依据；5、现代孢粉组合调查可以为现代植物分类学、产量和分布特征的研究提供更直接的证据，同时为古生物的研究提供重要参考；6、现代蜜源花粉学和保健花粉学，已日益成为人类健康和保健问题研究的重要课题。

然而，孢粉学的研究是以有效获取一定数量的孢粉颗粒为基础和前提条件的，大量的孢粉储藏在沉积物(岩)中，尤其是老地层的孢粉，因为成岩作用被固结在碳酸岩和硅酸岩等沉积岩石中，在孢粉提取过程中如何除去包裹这些孢粉颗粒的岩石特别重要。同时，由于孢粉是由孢粉素(碳水化合物、纤维素、蛋白质、脂肪、氨基酸、灰分及微量元素等)组成，具有耐酸、碱的特性，但却极易物理破碎，如果利用超声波或者高强度的震荡工具进行孢粉提取很容易对孢粉产生破坏。因此，如何对沉积岩进行孢粉提取又不破坏孢粉本身，研究孢粉提取就显得极为重要。 以传统标准的孢粉学实验提取流程为例 (图1)，样品需要经过两道与酸反应的工序，第一道是与盐酸反应，溶解样品中的碳酸岩；第二道是与氢氟酸反应，溶解样品中的硅酸岩。这两道工序本质上就是除掉样品中的碳酸岩和硅酸岩，使得孢粉与岩石分离，然后将富集的孢粉在显微镜下进行鉴定 (注：花粉的粒径一般小于100微米)。然而在第二道工序中，用氢氟酸除去硅酸岩，会生成四氟化硅，但四氟化硅会与水反应生成硅酸，这一乳白色胶状物质会粘结在未反应的硅酸岩残渣表面，阻碍氢氟酸与硅酸岩进一步反应，只有对残液进行搅拌，才能使氢氟酸与硅酸岩样品充分接触和进一步反应。在传统的孢粉提取过程中，这一步骤一般采用人工搅拌，以及采取增大氢氟酸使用量的办法以促进反应，通常需要6-10天左右的时间(以每天搅拌5次为例)，耗时特别长，增加了实验成本，而且硅酸岩很难被全部溶解，会影响数据的准确性，其次。搅拌时必须小心，但有时也难免溅出残液或吸入挥发出的气体，可能增加对人体的伤害。针对上述缺陷，也有利用混匀器和摇床的方法提高氢氟酸与硅酸岩反应速率，这个方法对于第四纪以来未固结成岩的样品可以使用，但对于更早时代的已经成岩的样品，则存在破坏孢粉并使其成为碎片的危险，进而影响实验数据的准确性。因此，研制一种新的提高氢氟酸与硅酸岩反应效率，又避免孢粉破损，并且安全、节省成本(时间、人力和资金)的装置很有必要。

发明内容

针对上述传统方法中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种孢粉提取过程中提高氢氟酸与硅酸岩反应效率的装置，利用这一装置，提高了氢氟酸与硅酸岩反应效率，安全系数高，节省时间、人力和资金成本，对于整个孢粉提取过程以及孢粉学的研究具有重要的意义。

本发明通过以下技术方案来实现：