木炭及木頭上的污染物

木炭或木頭樣品的污染物

掩理或採集、保存時,周邊的含碳物質可能已經影響木頭或木炭的碳14含量。任何會增加樣品碳含量的物質都可視為污染物。

木頭或木炭的自然污染物是指,後沉積環境時沾染上的物質,如土壤中的腐植酸和黃腐酸。 這些有機酸是於植物和動物組織進行生物分解時產生的。根系入侵也會導致木頭及木炭樣品染上近代碳。視挖掘地點而定,石灰石也是另一個可能的污染物。

木頭或木炭樣品的人為污染物來自,人們在採集、處理樣品時的疏忽或不小心。人為污染物包括煙灰、毛髮、纖維、包裝材料的紙、油、脂,甚至是膠水。

對送交進行AMS放射性碳定年的木頭或木炭樣品來說,污染的影響取決於污染物類型、受污染程度,以及樣品與污染物的相對年齡。

如果進行AMS放射性碳定年前,石灰石未被移除,則定年結果會比木頭或木炭的真實年齡老,因為石灰石屬地質成因,它會比任何考古樣品老。

腐植酸和黃腐酸可能會黏附在木頭和木炭的表面,並經由吸附作用交換碳。視產生有機酸的有機體年齡而定,此一交換作用會使得樣品的放射性碳年齡太小或太大。木炭或木頭樣品的根系侵入也會引入近代碳。

一般來說,無限大年齡的污染物,會幫木炭或木頭樣品的真實年齡加上可觀的年數,而近代碳則使得所有樣品顯得相當年輕。

為取得正確的結果,送交放射性碳定年前,AMS實驗室會對所有的木頭及木炭樣品進行預處理。

不使用任何化學製品移除污染物的過程都屬物理預處理。AMS實驗室對木頭或木炭所進行的物理預處理包括,用鑷子夾除植物細根、用解剖刀刮除、清理表面,以及縮小樣品尺寸。

AMS實驗室使用錘子或鑿子來粉碎木頭,也可於木場內鋸末。AMS實驗室的研究人員會在培養皿內,或使用研缽和研杵,將木炭樣品粉碎。尺寸縮小是為了增加樣品的表面積,以進行後續的預處理。

AMS碳14定年前會先進行化學 預處理,以確保分析前,已經移除所有的可能污染物。

針對木炭或木頭的化學預處理,不同的AMS實驗室可能有不同的處理步驟;但常會使用一樣的化學製品。化學製品的濃度、溫度、接觸時間及重覆次數,絕大部份視樣品的狀況及性質而定。

為了去掉碳酸鹽,AMS實驗室的研究人員會用熱鹽酸(HCl)清洗木頭及木炭樣品,接著用強鹼(如氫氧化鈉 NaOH)去除剩餘的有機酸。 最後的步驟則是在乾燥樣品前,用鹽酸沖洗,以便中和強鹼。

在某些情況下,當碳來源可溶於強鹼時,木頭或木炭樣品只需酸洗。然而,碳定年結果會得出總有機內容。

對於太老或污染太嚴重的木頭樣品,AMS實驗室的研究人員會在酸鹼酸處理後,再進行纖維素萃取。纖維素萃取是指,將樣品浸泡在pH值及溫度都受控制的亞氯酸鈉(NaClO2)溶液中。