关于完整处理一具尸体的生物降解手段的可行性
高温,氧气 ,酸,时间
4种主要因素影响着这种腐败的进程和完整性:最重要的是温度——温度每升高10℃,尸体中的化学反应速率就会提高一倍;环境中的湿气或水分可以起缓冲作用,减慢这些化学反应的速度;强酸、强碱能够加快酶类降解生物分子的速度——不过同样,大量水分的存在会缓解这一分解过程;最后,任何能够阻止尸体暴露于氧气的因素,如埋葬、浸于水中、高海拔地区等均能延缓腐败过程。具体取决于这4 种因素的交互作用,尸体变成白骨的时间,快则只要两周,慢则要两年以上。
法医学家利用尸体腐败的生物学与化学知识,结合影响腐败过程的各类因素,来推断一个人的死亡时间,帮助刑侦人员发现秘密藏尸地点。医学家与伦理学家可能并不认同界定死亡的标准。但是他们熟知尸体逐步腐败的各个阶段。以下描述的是每个阶段的大致时间,适用于暴露在空气中的尸体。葬于土中或存放在棺椁内能明显延长尸体腐败的时程。
第一阶段:新鲜尸体,死后1~6 天
第一阶段中,软组织由自溶(autolysis)或自我消化开始发生一系列的分解。呼吸和血液循环一旦停止,人体细胞的氧供应便中断了。这些细胞仍可生存数分钟到数天,但不再能将废物排泄到血管中。一氧化碳是一种酸性代谢副产物,随着它的积累,细胞内酸性增强,导致细胞膜破裂。只有单层膜包裹的细胞器溶酶体(lysosome)首先开始溶解。这些囊状细胞器内含有消化酶,正常状态下被细胞用于降解蛋白质等有机分子。当这些酶类外溢后,它们开始由内向外消化细胞,最终在内部组织器官内和皮肤上形成小水泡。水泡中的液体含有被消化的细胞内结构,富含营养成分。
水泡破裂后,尸体表面变得湿润有光泽。皮肤深层细胞开始剥离,与皮下组织分离,形成人们看得见的第一个腐败迹象。
死后数小时内,其他几种现象也会相继出现。细胞通过将钙离子泵出细胞来保持肌肉的柔软,当细胞不能泵出钙离子后,肌肉便开始僵硬。尸僵(rigor mortis)首先会出现在眼睑、下颌和颈部。一段时间内,肌肉细胞还可将营养物质转换成能量,但由于没有氧气,这一过程会产生乳酸,引起肌肉收缩。由于细胞内酸性增加,细胞内容物凝胶状化,促进了肌肉的僵硬。
尸僵在死后24 小时达到顶峰,但此后随着细胞的自溶,尸僵逐渐缓解。
人死之后, 体温开始降低( 尸冷,algor mortis),一般每小时降低0.8℃,直至达到环境温度。当然,尸冷会受到尸体所处地点、体格大小、衣着和天气条件的影响。
死后1~2 小时,红细胞和白细胞由于重力作用发生沉降,在皮肤上逐渐形成暗紫红色变色区(尸斑,livor mortis),但身体受压的部位,如与地面接触部位的皮肤,不会形成尸斑。最显著的尸斑在死后6~12 小时形成。由于血液和蛋白质腐败并释放出富含硫的化合物,死后数天皮肤上会出现大理石样纹理,尸体散发出难闻的气味。
第二阶段:尸体膨胀,死后7 ~ 23 天
死后大约一周,尸体产生的富含营养物质的液体开始滋养大量微生物,使尸体软组织进一步液化。来源于尸体和环境中的细菌、真菌和原生生物侵袭组织,产生大量气体,包括二氧化碳、甲烷、硫化氢、氨等,还产生各类所谓的挥发性有机化合物,如苯。由于人体肠道内聚集有最大量的细菌,尸体最明显的膨胀发生在肠道。蓄积的气体最终由直肠排出,或将腹壁胀破。
第三阶段:侵袭性腐烂,死后24~50 天
这一阶段,各类昆虫(主要是蛆和甲虫)有时还有肉食动物,会和微生物一起清理剩余的软组织。尸体大部分的肌肉和脂肪已被转化成臭烘烘的液态膏状物质。如果组织暴露于空气中(有氧环境),组织中的pH 值会大于9.0,呈强碱性(7.0 为中性)。
如果尸体被埋葬,则无氧环境占主导地位,尸体将呈酸性(pH 值小于7.0)。pH 值越高或越低,组织分解速度就越快。如果环境条件为碱性,同时又温暖潮湿,脂类(主要是甘油三酯)会发生皂化(saponification),形成尸蜡,也称为墓穴蜡(这种化学反应是用动物脂肪制作肥皂的基础)。尸蜡的颜色由白色到暗黄色不等,间或带有棕色色块。尸蜡质地也不均一,如果腐烂过程较快,尸蜡会坚而脆,如果腐烂过程较慢,尸蜡会呈膏状。如果尸蜡将正在分解的组织全部覆盖,就会形成一种无氧环境,将组织与周围环境隔绝,从而阻碍腐败过程,可能将该部位组织完全液化的时间推迟数年。
第四阶段:尸体白骨化,死后51 ~ 64 天
在尸体干燥阶段,剩余的少许软组织被清除,只留下人体骨骼。不再有难闻的气味和恶心的尸体外观。剩下的骨骼便开始了自身的分解历程,被称为成岩作用(diagenesis),可持续数年到数十年。骨骼含有两种成分:蛋白质(胶原蛋白)和矿物质。
首先蛋白质发生分解,使剩下的骨质容易碎裂。一旦蛋白质丧尽,冻融、潮湿、动物啃咬、风化侵蚀等将使之崩解成尘土。但是,如果骨骼埋在极为干燥并含有某些矿物质的土壤里,这些矿物质能够充填骨质裂缝与空隙,并与羟磷灰石结合,使骨骼形成化石,从而逃脱时光的蹂躏。
本文选自《环球科学》2010年第10期,作者阿帕德·A·瓦斯是美国橡树岭国家实验室的研究科学家、田纳西大学法医人类学副教授。他在橡树岭国家实验室开发并建立了腐败气味分析数据库
【关于完整处理一具尸体的生物降解手段的可行性】 腐 · 时间 | 尸体农场 -- 环球科学(“科学美国人”中文版) -- 传送门
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各种微生物,可是分解速度会超级慢,也会有很大的气味——你了解一块肉变臭的味道吧?
■网友的回复
最快速方便的方法是通过胃。
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