主题：【资料】浅谈土壤重金属污染的植物吸收处理

土壤受重金属污染的状况在世界上越发成为重要的环境议题。尤其在中国、中南半岛与印度等亚洲国家，随著重工业的发展，土壤重金属的污染也越发严重起来。传统重金属污染土壤的修复技术包括化学吸脱附、客土法(从外地运载乾净土壤加入受污染土壤达到降低污染物的浓度)、现地淋洗土壤法以及现地电熔法等也存在著许多难以克服的缺陷，包括资金耗费与化学药剂的问题等。近年来，一种运用植物来去除有毒重金属的新型态植物修复技术(或称植物吸收处理技术、植物处理技术、植物复育等名称，phytoremediation)给这一问题提供了另外的一套思考路径。该技术在国外也被认为是一种低成本而有效的"绿色"技术。我在本文中略为大家作一些说明。

植物修复技术是透过植物体本身吸收并累积重金属的过程来移除土壤中的重金属。利用植物来进行受重金属污染的土地复育工作。这当中主要依靠一些可耐高量重金属之植物物种，但它们生长的速度皆相当缓慢。因此也有人利用速生植物进行转殖，并提高其耐金属及累积金属的涵量(capacity)来进行土地复育的工作。

　　在植物忍受与隔离重金属危害的机制中，金属硫蛋白(Metallothionein, MT)与金属螯合素(Phytochelatins, PCs)是其中担负重金属处理机制中最重要的角色。典型的金属硫蛋白具有61-74个胺基酸，其中含有20个半胱胺酸(cysteine)，每一个金属硫蛋白就可结合七个二价重金属离子如镉、铬、锌等。金属螯合素则主要由麸光甘汰(glutathione, GSH)所组成，其结构为麸胺酸-半胱胺酸-甘胺酸(r-Glu-Cys-Gly)。GSH可以保护植物细胞减少经由重金属产生的氧化逆境伤害(oxidative stress damage)，例如由镉所引起的脂质过氧化反应。GSH同时也是金属螯合胜汰(phyto-chelations peptides，简称PCs)的前驱物。PCs这一群金属螯合胜肽的一般结构为(r-Glu-Cys)n-Gly,，n= 2-11。当金属离子进入细胞时，会破坏胞内酵素，这时金属螯合胜肽会和金属离子结合形成小分子量的复合物并降低金属对植物细胞的毒害，之後再将这些金属复合物运送到液胞中与硫结合形成较稳定的结构。

许多耐受重金属的植物都被用做植物复育技术的对象。但也并非每一种耐受重金属植物都具备上述的机制。目前经常被作为植物吸收重金属试验的植物包括有：仙丹花、鹅掌藤、马齿苋、变叶木、美人蕉、孔雀草以及向日葵等，这些植物吸收重金属的能力以及在污染场址的生长状态都还不错。花卉植物可说是处理重金属很重要也十分有潜力的植物类群，因为它们吸收了重金属以後，再大幅采收，又可以卖钱。又可销售掉这些含有重金属的植物。(也许你会觉得很可怕，母亲节或情人节送一朵重金属花给你的爱人，但实际上，花朵只是观赏用的。基本上只要不吃它，问题比较不大。)当然也可用其他的後续处理法来处理这些被采摘的植体，如焚化後的分处掩埋等。重金属不比一般的污染物质，在化学上元素是不灭的，所以要降低污染最重要的步骤就是降低它在环境中过度集约和累积的浓度。当可耐受重金属植物经过一次又一次的收割并运往他处销售或处理以後，便可平分(淡化)原污染地重金属的含量，并降低重金属污染的风险。

植物复育可说是十分有潜力的重金属处理法。但是它有它的局限，其中最主要的缺点是整治的周期较长，而且植物还需要经过筛选和培育等过程。如何让土壤中重金属在植物体内累积速率的提升或处理的功效，以减缓重金属元素如镉、铅、汞、砷、硒、锌、铬等在土壤中的累积和污染。这是科学家的科研重点所在。近代以来也有所谓复合式的污染处理法，也就是鸡尾酒式的治理法。不过那不在我这篇文章的介绍范围了。