科研动态

过去人类活动的记录可以用来追溯人类文明的发展，但人类活动对环境产生了深远的影响。冶金技术促进了工业和人类文明的发展，被认为是复杂社会出现的必要条件，也是早期环境污染的主要原因，对环境和人类健康产生了不利影响。

铜作为第一个被冶炼的金属，可以通过对沉积地层和考古遗址沉积记录来揭示历史时期的铜冶炼对环境的影响。老牛坡遗址是位于关中盆地灞河右岸二级阶地上商代文化 (1600-1046 BCE) 的重要聚落（图1）。学者已经对老牛坡的冶铜工艺进行了研究，表明该地区使用的砷铜是由富含砷的金属矿石和生铜或高纯度铜矿石混合冶炼而成。为进一步探究老牛坡遗址商代铜冶炼对环境的影响，张玉柱副教授研究团队联合西北大学文化遗产学院温睿教授研究团队组成项目研究组，对灞河流域老牛坡遗址进行了野外考察、实验分析、污染评估，充分利用西北大学考古学、地理学和环境学的学科优势，对老牛坡遗址开展了多学科交叉研究，取得了新进展。

该研究小组通过对灞河流域老牛坡遗址细致的野外考察，在对两个灰坑沉积剖面和黄土台地上表土层系统采样的基础上（图1和2），进行了室内磁化率和重金属浓度等指标分析，并利用内梅罗指数法和地质累积指数法对台地上表土层进行了重金属污染评估（图3）。研究结果表明：单因子污染指数评价显示As为轻度污染；内梅罗综合污染指数评价显示表层土为轻度污染；地质累积指数评价显示As为中度污染，Cu为轻度污染。同时揭示出造成表土层重金属污染的主要原因是现代农业活动扰动了商代灰坑中的冶铜废渣。该研究成果为进一步探究历史冶炼活动给现代人类带来的潜在生态风险具有重要意义，也为理解史前和历史时期人类活动与环境的关系提供了重要资料。

该研究成果受国家自然科学基金项目(41801060)，中国科学院战略性重点研究计划(XDA20060201)，西北大学文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室开放基金(GXYDFA2018XBD003、WYSYS201909)支持，已在中科院SCI二区期刊《Journal of Geographical Sciences》在线发表。

图1 灞河流域老牛坡遗址及采样地点

图2 灞河流域老牛坡遗址台地、灰坑剖面1、铜渣、陶片和烧土块

图3 灞河流域老牛坡遗址台地单因子污染指数和地质累积指数评估结果

题目：Heavy metal pollution from copper smelting during the Shang Dynasty at the Laoniupo site in the Bahe River valley, Guanzhong Basin, China

来源：https://doi.org/10.1007/s11442-021-1917-x