山西绛县横北西周墓地人骨铅含量分析

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山西绛县横北西周墓地人骨铅含量分析

秦颍(中国科学技术大学科技史与科技考古系副教授)

秦亚(广东省博物馆助理馆员)

谢尧亭(山西省考古研究所研究员)

刘文齐(中国科学技术大学理化测试中心副研究员)

选自《文物》年07期

我国的夏商周三代以精美的青铜器闻名于世,由于工艺的需要,青铜器在铸造中会加入或多或少的铅。商周时代,青铜器的使用有严格的等级观念,青铜器是地位和财富的象征。溶铅实验已经证明,使用含铅的青铜容器(如烹饪器、食器、酒器、水器等)煮、盛、储存食物、酒水等,势必导致食物铅污染,尤其煮、盛那些酸性食物和酒类[1]。人体内的铅负荷95左右在骨中,骨铅能较好地反映累积铅接触量,能够预测与铅接触有关的生物效应[2]。因此,对青铜时代不同人群的骨铅含量进行检测和对比分析,对于解读当时社会具有重要意义。

一

山西绛县横水西周国墓地目前已发掘一千多座墓,这些墓葬按有无青铜器陪葬,分为铜器墓和无铜器墓两大类,铜器墓又有有殉人和无殉人之分,殉人人数1～5人不等,有的还有殉狗。殉人越多,墓葬规模越大,陪葬的青铜器也就越多。青铜器多者几十件,少者只有几件。青铜器种类繁多,既有鼎、簋、觥、爵、觚、尊、鬲、盂、盘、、壶、觯、卣等容器,又有甬钟、车马器、兵器、工具等,其中以各类容器占多数。我们对鼎、簋、觥等12件青铜容器的合金成分进行检测,含铅在2以上的铅锡青铜有7件。除少部分墓主外,各墓的人骨保存状况良好。

1.样品的选择

我们选择了部分保存状况较好的不同等级墓葬墓主、殉人、殉狗不同部位骨骼、牙齿样品。同时,还采集了湖北郧县乔家院春秋时期M4号青铜器墓出土的两个个体的人骨样。为了比较,在条件许可的情况下,我们尽量采集相同的骨骼部位样品,样品详情参见表一。

2.样品去污染实验

进行生物考古研究依赖一个极其重要的假设,即人体的硬组织——骨骼和牙齿,在长期的埋藏过程中仍然保持其生前的生物学特性和化学成分。但大量的科学研究已经表明,人体掩埋后,人体的硬组织常常与其所埋葬的环境发生反应,进而导致化学组成的变化(成岩作用),这种变化包括物质的带入与带出,带入的即为平时所说的受污染。没有元素是不受成岩作用影响的,仅是一些比另外一些更易变化。因此,在进行古代人体硬组织微量元素分析时,除尽量选择保存状况较好、骨密度较大的部位外,还都必需进行去污染处理。

骨骼由于掩埋环境而受到的矿物质污染,大部分附着在骨骼的表面、骨质的组织空隙或晶格间;而人生前铅在骨骼中沉积的形式,是取代羟磷灰石中的钙离子,以不溶性的磷酸铅贮存在骨骼中。所以比较而言,带入的污染铅比骨骼中原来已存在的铅更容易被溶解出来。在实际操作中,就是用弱酸性溶液反复清洗骨骼,但清洗到什么程度需要实验,即所谓的溶解度测定[3]。

首先,我们称取与大部分样品保存状况相近的M墓主的肱骨2.2克,经表面处理和去离子水浸泡后,置于超声波水浴中反复清洗,直至清洗液无色为止。然后,将骨样浸泡在用去离子水和乙酸(MOS级)配制的25ml5的乙酸溶液中,室温19℃～22℃。接下来,测量浸泡时间分别为1小时、2小时、4小时的溶液铅浓度。经原子荧光光度计测试,实验数据参见图一。

由图一可以看出,浸泡前配制的原酸液的铅含量1ng/ml;浸泡1小时,溶液铅浓度为22ng/ml;浸泡2小时,铅浓度增为34ng/ml。浸泡4小时,铅浓度增为39ng/ml,铅浓度增长速度锐减,逐渐平稳下来,而这距其饱和浓度还相差甚远。这说明,若浸泡时间足够长,溶液的铅浓度会逐步趋向于一个稳定的值,也就是说,骨骼中由于成岩作用而污染的铅,可以通过用弱酸溶液反复清洗去除。但浸泡时间过久,是否会导致骨骼中原有的铅溶解,这也是今后研究中值得