#考古汇带你走进考古研究# 基于多技术分析山西忻州明清铜烟斗残留物，揭示尼古丁稳定残留及其在烟草传播研究中的价值#科技考古##烟#

🌟烟草属为茄科一年生草本、亚灌木或灌木，约有60种。烟草是一个非常复杂的有机体系，它和烟气中所含的化学成分多达数千种。研究表明，与埋藏的考古文物相关的有机残留物可以持续存在数千年，因此，通常在没有直接物证的情况下，烟斗可以作为探索烟草利用的器物和证据之一。

🌟样品来源：为配合忻州师范学院新校区搬迁项目（一期）建设工程和忻州市中子星房产开发有限公司尚学苑建设项目，考古出土6个铜烟斗，如图一所示。本文采用三维视频显微镜、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、热辅助甲基化-热裂解-气相色谱/质谱方法（THM-Py-GC/MS）分析了山西忻州出土明清铜烟斗有机残留物。

🌟本工作采集的6个烟斗残留物来自于上述两个项目，烟斗均出自明清墓葬，6个烟斗样品显微形貌如图二所示。利用傅立叶变换红外光谱仪对6个烟具中的残留物进行分析，如图三所示。对烟斗中刮取的残渣进行热裂解分析，得到的热裂解-气相色谱/质谱总离子流图如图四所示（M6：10、M37：1），检测到的主要化合物列于表一。已有研究表明，与烟斗的结构和使用方式相关，在烟斗斗内发现尼古丁（结构式如图五）的可能性高于在管道杆和吹嘴中发现尼古丁的可能性。

🌟本研究采用三维视频显微镜、热裂解-气相色谱/质谱法（Py-GC/MS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对山西忻州出土明清铜烟斗残留物进行了分析研究。结果表明，尽管烟具中烟叶已经燃烧且烟具在地下埋藏几百年，但是烟叶有毒物（如尼古丁，是主要的成瘾源）也并未完全降解，实证了烟叶有害成分的稳定性，有毒物的稳定性也会使人体受损的时间更持久，说明吸烟对人体健康危害极大；经过几百年埋藏后烟斗残留物仍含有较多长链油脂；在氦气氛围中烟斗残留物热裂解产物主要包含烷烃、烯烃等。另外，本工作也为研究明清时期山西烟业种植、传播和利用提供了参考。对烟草的化学残留研究除了在很大程度上依赖于烟斗的存在，还可以通过对头发、牙结石等分析去研究，这是后期研究将关注的重点。未来的努力还应着眼于寻找更多烟草加工、利用、传播的物证/工具，考古残留物中寻找烟草种子（由于尺寸小寻找不易）；确定所使用的烟草种类、特别是获取上述这些信息将有助于阐明不同地区烟草种植、利用和传播的模式。

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图一 忻州考古出土明清铜烟斗现状
图二 烟斗残留物显微形貌
图三 烟具残留物的红外光谱分析
图四 （a）M6:10和（b）M37:1烟具残留物的热辅助甲基化-热裂解-气相色谱/质谱总离子流图
图五 尼古丁的结构式