前言植物复育Phytoremediation-正修科技大学.PDF

一、前言 植物復育（Phytoremediation ）主要是利用植物一系列的生理生化 過程，來處理受重金屬，有機物或放射性污染的土壤、沈積物、表層 水或地下水 [1] 。植物修復主要是應用在受輕度的表面性污染場址，相 較於傳統的物理或化學方法，其對有害性的物質移除更具有成本效益 性，且具有生態景觀性的一項環境友善的生態工程技術。植物修復技 術於 1990年代開始應用於污染場址整治，目前美國至少已有200個場址 使用植物修復法進行整治。 而植物復育技術之主要機制有： 1.植物分解(Phytodegradation ；PD) ：植物從土壤中將污染物吸收傳至 植物組織中，並將污染物分解稱為植物轉換(Phytotransformation) 。 2.植物萃取(Phytoextraction ；PE) ：植物利用根部將土壤中污染物吸收 並累積於根、莖及葉等組織中，也稱植物累積(Phytoaccumulation) ， 後續再以收割及焚化等手段將污染物進行處理。 3.植物穩定(Phytostabilization ；PS) ：利用植物根部對污染物之吸附穩 固作用，以降低污染物的移動性 (mobilization) 。 4.根區復育(Rhizoremediation ；RD) ：利用植物根部分泌化學物質到土 壤中，並將毒性物質減毒或分解成無毒性之物質。 1    5.植物揮發(Phytovolatilization ；PV) ：主要是藉由植物將污染物轉化成 揮發性，去除水中或土壤中的污染物。植物的揮發作用可運輸在植 物根部附近溶解在水中的污染物。 6.水力控制 (Hydraulic Control ；HC) ：使用於深根性的植物，吸收或消 耗來移除地下水層的污染物質，使污染物的擴散獲得控制，降低地 下水中具有遷移性之有機污染物。 植物修復通常結合上述多項的機制，例如：利用白楊樹降解TCE 包括了植物萃取及植物降解的機制；植物萃取及植物揮發可將硒從土 壤中轉移等。柳樹及白楊樹很常被利用在植物修復，因為適合種植在 各種不同的性質的土壤，並具有很強吸收力及生長快速等特性。另外 豆科植物、桑樹、蘋果樹及牧草等，亦具有共代謝 (Co-metabolization) 性之植物促進作用(phytostimulation) ，該作用可經由根分泌(root exudate)的作用提供土壤微生物養份。其中的豆科植物因具有固氮作用 (Nitrogen fixation)可提供土壤微生物所需之氮源 [2] 。 此外，土壤中約有一半或四分之一的細菌，係屬於革蘭氏陰性 （Gram-negative ）的桿菌，如Pesudomonas 、Flavobacterium及 Alcaligenes 。植物的根部也提供較大的表面積讓大量的微生物群生存， 且經由根的生長而可將微生物傳播到更深更廣的區域。而植物的種類、 2    年齡、土壤質地及污染物的暴露量等因素都會影響到土壤微生物族群 的組成與生物量。 植物復育時，植物根部可提供土壤根圈（Rhizosphere ）附近 微生物ㄧ個良好的棲息地，並可分泌出根分泌物（ Root exudates ） 到土壤中[3,4] ，可供根圈微生物利用當作碳源或其他營養源使用， 並可將氧氣傳至根區土壤中[5] ，營造出一個對微生物非常有利之好 氧性成長環境，使根區附近土壤好氧性微生物之活性增加。也可釋 出酶幫助分解土壤中之有機污染物質。植物根圈微生物 （Rhizospheric microorganisms ）在植物生長過程中，扮演重要的角 色，其中除了包含具有可造成植物病害的病源微生物外，亦包含有 促進植物生長的微生物。在促進植物生長的根區微生物的類型則包 含有：（ 1）促進植物養分吸收的微生物 ( 2 ）抑制土壤有害微生物 之危害（3 ）促進植物生長之根圈微生物。 植物根分泌物是一種包含了高、低分子量的化合物，高分子 量化合物包含黏液 (Mucilage) 、附著於根表面的凝膠狀物質 (G