第三章 研究方法
3.3 分析方法
本實驗分析方法如下述，主要針對植物形態學、土壤參數、重金 屬以及植體根系與土壤介面之菌相分析。
3.3.1 植物形態學分析
由於植體攝取重金屬主要係藉由根部之傳輸功能，因此根部型態將 決定整治復育之成效。 本研究欲利用根部掃描儀 (Delta-T Scan)，進行 向日葵植體根部相關型態參數包含根長度、直徑、體積、及表面積等進
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行分析，並進一步探討其與植體重金屬累積之相關性。 此外，植體之 乾重 (dry biomass) 則將植體分為根、莖、葉及花後，以 60 ℃烘乾後 降至室溫再進行秤重。
3.3.2 植體重金屬分析
植體以烘箱 104℃烘乾 24 小時，再將其根、莖、葉及花朵部分 研磨細碎，取 0.5g 植體添加濃硝酸體積為 12mL，由微波消化儀進行 萃取，再以原子吸收光譜儀分析。
3.3.3 土壤參數分析
土壤基本性質如土壤粒徑、pH、含水量、有機質、陽離子交換容 量 (CEC) 等會影響重金屬於土壤之存在型態及其生物有效性。 此外，
藉由過氧化鈣之添加，其釋氧功能對於土壤環境參數亦具有極大之影 響。 基本土壤參數分析方法如表 3.4 所示。
表 3.4 土壤基本參數分析方法表
分析參數 方法
土壤粒徑 以雷射粒徑分析儀分析
pH NIEA S410.62C*
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ORP 以 pH 之測定法，將電極轉換以 ORP 電極
測定
含水量 NIEA S280.61C*
有機質 NIEA R212.01C*
陽離子交換容量 NIEA S202. 60A*
3.3.4 土壤王水總量及連續分段萃取分析
以王水總量分析係對於土壤重金屬含量進行探討。土壤以烘箱 104℃烘乾，經 20 號篩過篩後，取過篩後之土壤 0.5g 以濃硝酸及濃 鹽酸體積分別為 3.0 mL 及 9.0 mL 混合利用微波消化儀 (MarsX microwave) 進行微波消化，再以原子吸收光譜儀分析。
而以連續分段萃取方法，確認重金屬鍵結型態，此方法主要為定 量分析。將土壤以烘箱 104℃烘乾，經 20 號篩過篩後，取過篩後之 土壤 2.5g 加入萃取液 50mL 震盪 16 小時後，以離心方式達固液分離 取上層液，進行原子吸收光譜儀分析。離心後土壤再加入下階段萃取 試劑，再進行實驗。萃取液分別為 1.0M KNO3、0.5M KF、0.1M Na4P2O7、 0.1M EDTA 及 HNO3分別代表可置換態、吸附態、與有機物鍵結、與 碳酸鹽鍵結及金屬硫化物鍵結等型態，其中硫化物鍵結係以微波方式 進行萃取。
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3.3.5 重金屬分析
若為水耕試驗，則於植栽向日葵後每天取集適當水量水樣進行重 金屬濃度分析，各組皆取水樣 10 mL，以原子吸收光譜儀 (Atomic Absorption Spectrophotometer (AA), Perkin Elmer, AAnalyst 200) 分析 之。
本研究於盆栽試驗之重金屬分析係以王水消化進行土壤總重金 屬 Cu 之萃取，將土壤以烘箱 104℃ 烘乾，經 20 號篩過篩後， 取 過篩後之土壤 0.5 g 以濃硝酸及濃鹽酸體積分別為 3.0 mL 及 9.0 mL 混合利用微波消化儀 (MarsX microwave) 進行微波消化，再以 AA 分析。 針對土壤重金屬鍵結形態分析係將土壤以烘箱 104℃烘乾，
經 20 號篩過篩後，取過篩後之土壤 2.5 g 加入萃取液 50 mL 震盪 16 小時後，以離心方式達固液分離取上層液，再以 AA 分析。 離心後 土壤再加入下階段萃取試劑，再進行實驗。 萃取液分別為 1.0M KNO3、 0.5M KF、0.1M Na4P2O7、0.1M EDTA、HNO3 分別代表可置換態、
吸附態、與有機物鍵結、與碳酸鹽鍵結、金屬硫化物鍵結等型態，其 中硫化物鍵結係以微波方式進行萃取。
將區分為根、莖、葉、花之向日葵植體以烘箱 104℃ 烘乾 24 小 時，再將其研磨細碎，取 0.5 g 植體添加濃硝酸及濃鹽酸體積分別為 5.5 mL 及 0.5 mL，以微波消化儀進行萃取後，再以 AA 分析。微波 輔助消化之參數設定如表 3.5 所示。
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表 3.5 微波消化儀參數設定 Power (W) Ramp
(min)
Temperature (oC)
Hold time (min) 土壤全量
萃取
1600 (75%) 15:00 200 15:00
序列萃取 (末段)
1600 (75%) 15:00 200 15:00
植體萃取 1600 (75%) 15:00 200 15:00
3.3.6 傅立葉轉換紅外線光譜儀 (FT-IR)分析
FTIR 分析為使用 Spectrum 1000，傅立葉轉換紅外線光譜儀 (FT-IR) ，是利用材料振動光譜得到官能基 (function group) 及指紋區 (fingerprint)光譜，做定性分析，因傅立葉轉換紅外線光譜儀分析為分 析植體及土壤中之官能基，故水分弱殘餘會導致偵測出水分之波長，
故前處理為將土壤及植體樣品經烘箱 104℃烘乾水分，再將樣品磨碎 至可置入偵測圓盤上之大小。
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