木炭和木头

木炭或木头样品的污染物

当木头或木炭样品仍掩埋在泥土中时,周围的含碳物质在采集以及保存的过程中可能会替换掉样品中的C14含量。任何会将碳含量引入样品的物质都被视为污染物。

木头和木炭的天然污染物为沉积后自然环境所带入的,如泥土中的腐殖酸或富里酸。这些酸由植物或动物组织在微生物降解过程中产生。根系入侵也会将现代碳带入木头以及木炭样品。根据挖掘地址,石灰岩也是另外一种潜在污染物。

人工污染物指的是操作人员在采集和处理过程中由于疏忽,无意间所带入的污染物。人工污染物包含烟灰、毛发、纤维、包装材料的纸张、油污、油脂或者胶水。

污染物对木头或木炭测年结果的影响取决于污染物的类型、污染程度以及样品与污染物的年龄差。

若在AMS测年之前未将石灰岩移除,那么测年结果将会比木头或木炭的真实年龄老得多,这是因为地质起源形成的石灰岩,会比任何考古样品都古老许多。

胡敏酸和富里酸会附着在木头和木炭表面,在吸附过程中与之进行碳交换。这种情况会造成样品测年结果的偏差,偏老或偏年轻将取决于产生这些有机酸的生物体本身的年龄。根系的侵入会将现代碳带入到样品中。

一般而言,未知年限的古老污染物会造成木头或木炭样品的年龄偏老得多,然而现在碳则会使样品年龄十分年轻。

为了获得准确的数据,实验室会在测年之前对所有木头和木炭样品进行预处理。

物理预处理指的是在操作过程中未使用任何化学品。AMS实验室的物理预处理包含用镊子挑出根系,用手术刀挂掉清理表面,减小样品大小。

实验室使用锤子或凿子分开木头,也可在磨盘中压成木屑。对于木炭样品,实验室会在培养皿中粉碎样品或在研钵中碾捶。样品尺寸变小但与预处理的接触面积变大。

在测试之前,测年实验室会进行化学预处理以保证所有潜在污染物已被完全清除掉。

不同的AMS实验室所进行的化学预处理会有细微的区别,但是一般都会使用相同的化学品。化学试剂的浓度、处理时的温度、时间以及重复的次数都将根据所寄送样品的情况来决定。

实验室的测试人员会用热盐酸(HCl)清洗木头和木炭样品,去除碳酸盐,随后使用碱如氢氧化钠(NaOH)将残留的有机酸清除掉。在干燥样品前,最后一步实验室会用酸将样品漂洗至中性。

在某些情况下,木头或木炭样品也可能只进行酸洗预处理。当样品中的碳源为可溶于碱的,我们会采取此预处理方法。这个碳测年结果反映的是样品中总有机碳含量的年龄。

对于特别古老或污染特别严重的木头样品,实验室的测试人员会在酸-碱-酸预处理后另外进行纤维素提取操作。在特定的pH值和温度下,我们会将样品浸泡在亚氯酸钠溶液(NaClO2)中进行纤维素提取。