瑪雅古城沸石濾水系統：最古老水淨化實例，古瑪雅人了不起的創新

2020-12-04 環球科學大觀

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水是生命之源，對於人類的基本生存至關重要。如果水被汙染，汙染的水可以傳播致命的疾病，引發極高的社會風險。因此，安全潔淨的水才是人類賴以生存之本。水處理方法最早可追溯至公元前2000年，包括希臘人、埃及人和羅馬人在內的幾個古代文明都對其使用水進行了過濾。最近，考古學家發現南美的瑪雅人做的水過濾系統非常有效。

瑪雅人曾經生活的主要城市瓜地馬拉蒂卡爾唯一的水源是10個水庫。由於人口眾多，並且氣候變化多端、季節性乾旱等因素，蒂卡爾的飲用水容易受到微生物和瑪雅人大量使用的色素硃砂或硫化汞的汙染，因此擁有潔淨水的能力對瑪雅人來說非常重要。

Corriental水庫是蒂卡爾居民的重要飲用水來源，也是瑪雅人使用了1000多年的最大的飲用水水庫之一。在Corriental水庫儲層中研究小組發現了沸石和粗石英砂，這些礦物在該地區並不常見，顯然瑪雅人用這些礦物去除水中微生物、重金屬和氮化合物等汙染物。研究人員認為，蒂卡爾水庫的沸石過濾系統是西半球已知的最古老的水淨化實例，也是世界上最古老的用於淨化飲用水的系統。

實際上，在蒂卡爾東北約30公裡的地方，有一個暴露的、風化的石英粒和沸石的火山凝灰巖形成的含水層，產生的水異常清澈，在當地因水的清澈和甘甜而聞名。研究小組比較了Corriental含水層中提取的石英和沸石，發現兩者非常接近，利用放射性碳測年法確定沉積物的年齡可追溯到2185至965年前。

雖然現在已無法確切地知道瑪雅人水過濾系統是如何工作的，但是經過考證，研究人員認為過濾系統很可能被固定在位於水庫上遊或內部幹砌的石牆後面，沸石和石英晶體進一步被約束在編織墊或其他易腐的多孔材料中。在熱帶氣旋引發的山洪暴發期間，這些礦物被定期噴入水庫。在蒂卡爾的其他幾個水庫中發現了可能由硃砂汙染引起的汞沉積，而在Corriental中則沒有檢測到，顯然潔水效果顯著。

天然沸石又名鋁矽酸鹽，是矽和鋁的天然結晶化合物，通過共享的氧原子連接形成一個開放的晶格，具有出色的吸收和離子交換性能，可以非常有效地過濾水。事實上，這些礦物在今天的水過濾系統中仍然有效，而瑪雅人在2000年前就發現了它。很多人認為西半球的美洲原住民沒有希臘、羅馬、印度或中國那樣的工程或技術力量。但在水管理方面，瑪雅人領先了幾千年，這是古瑪雅人了不起的創新。

參考文獻：Zeolite water purification at Tikal, an ancient Maya city in Guatemala，Scientific Reports，2020，volume 10，Article number: 18021。

責編：朱張航宇

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