样品污染物及预处理

  • 进行放射性碳测年的样品其污染物的来源可能是自然的或人为的。
  • 如果不去除污染物,获得的碳测年结果有可能是不准确的。
  • 物理预处理方法不使用化学品去除污染物。
  • 化学预处理通常包括酸漂洗和碱漂洗,以溶解污染物和保留样品需要的成分。

碳14测年 的基本假设之一是,被分析的样品只产生放射性衰变,自从与生物圈停止相互作用后一直保持不受外界变化的影响。

然而,这种假设很少属实。通常发现,送往实验室进行放射性碳测年的史前文物和地质标本含有或夹杂可能影响其放射性碳含量的其他材料。因此,对任何特定样品的碳14含量产生影响的任何含碳物质都是污染物。

关于预处理的重要事项– 了解应用于样品的预处理是非常重要的,因为预处理将会直接影响到最终测试结果。我们诚挚地欢迎您联系我们共同讨论预处理方案或者要求我们在预处理完之后与您联系(测年之前)。

材料如木炭、木头、泥炭和纺织品在放射性碳测年之前通常会采用酸-碱-酸(AAA)方法。 了解更多

材料如沉积物、土壤在放射性碳测年之前通常会采用酸洗(不碱洗)。 了解更多

对材料如贝壳等其他材料含有的无机碳(碳酸盐)部分测年,在预处理之前通常经过酸蚀处理。了解更多

污染物的来源

radiocarbon lab pretreatment

污染的来源可以是自然的或人为的。自然污染是样品周围的物质把污染物带入样品。例如,土壤中的骨质样品可能会被其周边的石灰石或有机酸(如腐植酸或黄腐酸)污染。自然污染还包括植物根系对木头、木炭或土壤的渗透。

人为污染是指人类在收集、现场保护或包装样品时产生的污染。使用动物胶给骨质样品贴标签就是一种人为污染的例子。在样品采集和包装过程中可能产生的其他污染物如杀虫剂、聚醋酸乙烯酯和聚乙二醇等保护化学品、烟灰,以及纸做的标签和包装等。

污染物如何影响放射性碳测年结果?

样品被污染后,自然而然会得到不准确的结果。污染物对放射性碳测年结果的具体影响取决于污染物的种类、污染程度以及样品和污染物的相对年龄。

地质作用形成的石灰石,年龄会比任何考古样品老很多;因此,如果碳14测年的过程中混入石灰石将使样品比其实际年龄更老。

腐植酸和黄腐酸是自然存在于植物和动物进行微生物降解土壤中的两种物质。这些有机酸对样品产生的影响(使样品的年龄变老或变年轻)取决于有机酸原始有机体的年龄。

植物的根部渗入木头、木炭、土壤或骨头时,把近代碳带给了它们。这种情况可以使样品看上去比它们的实际年龄更小。

污染程度影响着碳14测年结果的误差幅度。通常,古老污染物可导致样品年龄变老,而近现代污染物将导致样品结果比实际年龄小很多。

不论采用哪种碳测年方法,辐射测试法定年或 加速器质谱仪(AMS)方法, 在进行分析之前都必须去除所有可能存在的污染物。这个过程被称为预处理。

radiocarbon lab pretreatment

放射性碳测年样品及其预处理

放射性碳测年实验室接收各种材料进行分析,但并不是样品的所有成分都可以进行分析。必须指出的是,放射性碳测年仅适用于曾经是生物体的一部分的材料。骨头、贝壳、木材、木炭、泥炭、亚麻、羊毛和羊皮都是提交用于放射性碳测年的常用材料。金属和石头不能直接进行碳测年,除非样品中嵌入了一些有机物质。

并没有标准的预处理方法可以适用于所有样品的放射性碳测年。采用的预处理方法取决于样品类型和可能存在的污染物。因此,在进行碳14分析前必须告知放射性碳测年实验室采样的环境条件和保存技术。

进行碳测年的样品通常采用两种预处理方法:物理预处理和化学预处理。

 放射性碳测年样品的物理预处理

放射性碳测年样品的物理预处理一般是在不使用化学试剂的情况下去除污染物。

物理预处理通常是使用镊子或钳子去除侵入样品的根系。寄送至碳测年实验室的大部分样品都采用这一简单直接的方法,除了已进行干燥处理的泥炭样品,因为根系不容易和样品的其他部分区分出来。

对碳测年样品进行的另一种物理预处理是通过使用适当的设备刮去外层,从而去除污染物。手术刀用来刮除木炭的污染物而牙钻用来去除大块骨头的污染物。牙钻或金刚砂纸用于贝壳外层的预处理。

当去除掉可见的污染物之后,接着通过适当的方法粉碎碳测年样品,以增加其表面积,然后再进一步进行预处理。用臼和杵粉碎贝壳类、石头类和骨质样品。木炭通常是在皮氏培养皿中被压碎。木头样品被锤击、凿碎,或碾碎成木屑。放射性碳测年工作人员通过湿筛泥浆处理土壤样品;只对细小颗粒或化石进行放射性碳测年。

放射性碳测年样品的化学预处理

碳14测年样品需进行化学预处理,以进一步去除杂质。放射性碳测年实验室在预处理过程中采取的流程或化学浓度不一定相同,因为实验室会考虑到样品提交时的条件。然而,大多数实验室都使用相同的化学品。

常见的化学预处理方法

木炭、木头、大部分泥炭和纺织品在放射性碳测年之前通常会采用酸-碱-酸(AAA)方法。在一些文献中,这种方法也被称为ABA。AAA预处理用热盐酸(HCI)清洗样品,接着用氢氧化钠(NaOH)清洗样品。在对样品进行干燥前进行最后一次盐酸清洗。对于旧木或污染严重的木头样品,放射性碳测年实验室也会先使用AAA方法,然后再进行纤维素提取。

碳测年实验室也有不采用AAA方法,只采用酸洗的时候。这适用于含有丰富的放射性碳成分,且可溶于碱性溶液的样品。

对于骨头样品的预处理,使用冷盐酸提取骨胶原是进行放射性碳测年的必要步骤。随后进行碱洗,确保去除次级有机酸。如果样品没有得到很好的保存,进一步的清洗会去除所有的有机物质,则可以跳过碱洗步骤。

对于像贝壳和其他含碳酸钙材料的样品,放射性碳测年之前需要进行酸蚀。