新的研究表明，包括印加人和钦科罗文化在内的智利北部众多前哥伦布时期文明的人们，由于饮用受污染的水而遭受慢性砷中毒。
之前的分析显示，该地区高地和沿海文化的木乃伊头发样本中砷浓度很高。然而，研究人员无法确定这些人是否摄入了砷，还是土壤中的有毒元素在木乃伊被埋葬后扩散到他们的头发中。
在新的研究中，科学家们使用了一系列高科技方法来分析来自智利阿塔卡玛沙漠塔拉帕卡山谷一具1000至1500年历史的木乃伊的头发样本。他们确定木乃伊头发中高浓度的砷来自饮用含砷的水，以及可能食用用有毒水灌溉的植物。[查看木乃伊和挖掘现场的照片]
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“在智利，由于高地的铜矿开采活动，这些沉积物富含砷，”加州大学洛杉矶分校的考古科学家、主要研究作者伊安娜·卡库利说，“这暴露了砷和其他污染物。当雨水降落时，砷会渗入河流。”
分析头发
在从法医学到考古学的各个领域，头发被广泛用于深入了解现代人和过去人的生活。与其他生物样本（如骨骼和皮肤组织会随着时间推移而发生变化）不同，头发在形成（角质化）后保持稳定。这一特点，以及头发的稳定生长速度，意味着它可以提供先前在血液中循环的物质的时间顺序记录。
过去，科学家们分析了公元500年至1450年居住在智利阿塔卡玛沙漠的前哥伦布时期人口的木乃伊头发样本。遗骸显示出慢性中毒的模式，一些研究人员怀疑这是由于这些人口饮用了被砷污染的水。但这些方法无法让他们确定砷是如何进入木乃伊头发的。
卡库利告诉《生命科学》说：“他们没有绘制砷在头发上沉淀的位置——他们只是取走头发并将其溶解了。”她说，使用这种技术，你无法判断砷是外部进入头发，还是先被摄入并通过血液循环。
为了更多地了解智利北部古代居民可能发生的砷中毒，卡库利和她的同事观察了一具自然保存的木乃伊，这具木乃伊被埋葬在阿塔卡玛沙漠塔拉帕卡山谷的TR40-A墓地。他们使用便携式、非侵入性和非破坏性技术，对木乃伊的皮肤、衣服和头发，以及覆盖木乃伊的土壤进行了成像和分析。
正如预期的那样，研究小组在木乃伊的头发和土壤中检测到了砷。他们还发现了表明砷中毒的皮肤状况。尽管这些发现暗示了砷摄入，但它们并非决定性的，因此研究人员收集了头发样本以便在实验室中进一步分析。
寻找来源
卡库利和她的同事使用超高分辨率扫描电子显微镜对头发样本进行了成像。他们还使用同步加速器光源（一种大型粒子加速器，可使用强烈的聚焦X射线束分析材料）在加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室对样本进行了各种测试，从而绘制出头发中元素和矿物质的分布。[照片：智利木乃伊揭示尼古丁秘密]
他们的测试显示，砷在头发中呈均匀的放射状分布。卡库利说，如果头发是被土壤中的砷污染的，那么有毒元素只会覆盖表面。土壤和头发中砷的比较也表明，土壤中该元素的浓度要低得多。
此外，头发中主要的砷形式是一种称为三价砷的类型，而地表水和地下水中的无机砷主要为五价砷。研究表明，人体会将摄入的砷“生物转化为”三价砷。
卡库利说：“结果与现代砷中毒摄入的流行病学研究结果一致。”她补充说，这项研究中使用的技术方法可能对法医调查和考古学中的毒性评估非常有用。
研究小组现在正在使用相同的方法来查看塔拉帕卡山谷的古代居民是否使用了某些致幻剂，因为有些人被埋葬时带有来自亚马逊的奇异种子和各种致幻用具。研究人员说，如果与这些物品一起埋葬的人没有使用致幻剂，那将表明他们是萨满或医生，他们使用致幻植物来帮助其他人。
卡库利说：“然后就变成了他们与亚马逊人民的互动程度的问题，因为这些种子不是来自智利的。”“他们本应该知道这些种子的特性以及在哪里获得它们。”
该研究发表在1月份的《分析化学》杂志上。
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