化學藥劑強化植生復育法

運用快速生長及生物量大之植物可能較為適合強化植生復育，尤

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其經由螯合劑的添加，可增加植物對重金屬之吸收及傳輸。 Tassi et al (2008) 指出所謂促進植生萃取法 (assisted phytoextraction) 為一藉由 化學藥劑添加於土壤以增加收割作物重金屬累積量之程序。 Nowack et al. (2006) 指出藉由螯合劑強化植生復育法有兩項主要機制，一為 增強土壤重金屬之移動性及傳輸性，二為植物植體對金屬-螯合劑錯 合物之吸收與轉移。

添加螯合劑改善植體萃取之效率，提昇植物吸收重金屬效率及植體根 莖部位傳輸性。 螯合劑溶出及錯合重金屬之能力，可達到增加重金 屬移動性以及提升重金屬於根部與地上收割部位之傳輸，被錯合之重 金屬，可被根部累積且有效傳輸至植物之地上部位。

2.6.1 二乙胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid , C

H

N

O

)

EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid , C10H16N2O8) 為最廣泛應用 於強化植生復育之螯合劑，其強錯合力被廣泛應用於土壤整治，雖能 有效的增加重金屬移動力，但其不易生物分解之特性，可能造成地下 水污染之衍生問題。Tejowulan and Hendershot (1998) 提出螯合劑與 土壤顆粒上重金屬接觸時，螯合劑作用為 (1) 與土壤溶液中之重金 屬錯合；(2) 可與鍵結力較弱或少量鍵結力較強之重金屬脫附或錯合；

(3)溶解部分含有微量重金屬之礦物並與游離之金屬錯合。重金屬離 子與螯合劑鍵結之強弱取決於穩定常數(stability constant)之大小，穩

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定常數越大，則螯合能力越強。此外，為提升植生復育整治成效，植 種選擇及重金屬土壤鍵結型態之改變為重要取決要件。植栽能耐重金 屬所造成之毒害、並且能大量吸收重金屬及生物質量之增生率大等特 性為植生復育選擇植體之必要條件。 螯合劑添加對土壤中重金屬鍵 結之影響，亦係植生復育效率之一重要因子，整治過程期間可添加生 物可分解性螯合劑或有機酸以改變重金屬與土壤間鍵結型態，進而提 升植生復育之處理效益及達到防止地下水遭受二次污染之衍生性問 題。

2.6.2 二乙胺琥珀酸 (ethylenediaminedisuccinic acid, C

H

N

O

)

生 物 可 分 解 螯 合 劑 EDDS (ethylenediaminedisuccinic acid, C10H13N2O8) 於近期受到關注， EDDS 易被土壤分解也產生較少有害 副產物，其與重金屬 (如 Cr、Fe、Pb、Cd、Na、Cu、Ni) 之錯合物 皆可被生物分解，惟 Hg-EDDS 錯合物由於具毒性而不被微生物所分 解 (Vandevivere et al., 2001)。 Meers et al. (2007) 利用五種柳樹復育 受重金屬 Cd、Cr、Cu、Ni、Pb 及 Zn 污染土壤之可行性，添加 EDDS 針對三種不同污染程度土壤進行植生復育整治實驗，結果顯示植體對 於 Cd 及 Zn 有較高之吸收效果，在高濃度重金屬土壤中，添加 EDDS 與控制組相較下，植體莖部重金屬鎘之含量可提升 60%、葉 部則可提升 35%。 於廢礦場土壤中，莖葉則能分別提升 97 及 45%。

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而添加 EDDS 無法增加植體質量，推測其原因可能係重金屬吸 收過多造成生物毒害性。 Evangelou et al. (2007) 研究菸草吸收重金 屬之效益，結果顯示添加過量的 EDDS 對於菸草具有其毒害性。實驗 使用螯合劑濃度為 1.5-50 mmol/kg，惟當添加 3.125 mmol EDDS 時 之可發現其對植體之毒害現象。 在低濃度組土壤實驗中，添加 EDDS 對於植物吸收重金屬 Cu 具成效，且重金屬主要累積於根部， EDDS 及 EDTA (濃度均 1.5 mmol/kg) 添加對於植體 Cu 之吸收量可提升 7 倍及 12 倍，但對 Cd 則無顯著提升。對於受多種重金屬污染之 土壤，添加螯合劑並非能提升植物吸收重金屬，添加螯合劑 EDDS 及 EDTA 對重金屬 Cu 有良好之累積效果，對 Cd 卻無顯著之提升。

EDDS 是屬於易生物分解螯合劑，有學者研究指出 EDDS 於土壤 半衰期為2.5天，即殘存於土壤中的 EDDS 將隨時間而迅速減少 (Luo et al., 2006)。 多種螯合劑混合添加相較於單一使用 EDTA 及 EDDS 效果佳，且具提升植生復育之功能，亦可減少萃取出之重金屬 滲入深層土壤或地下水層，避免二次污染及污染擴大。 Luo et al.

(2005) 探討 EDDS 及 EDTA 等螯合劑添加對小麥及豆子吸收重金 屬鉛及鎘效益之影響，結果顯示添加 EDDS 效果較 EDTA 差，其 原因為EDDS具生物迅速降解性，EDDS之重金屬錯合物之生物降解 能力，由高至低分別為Cd > Pb > Zn > Cu，即 Cd 與 Pb 之 EDDS 錯 合物被植體吸收前已被生物分解。 螯合劑萃取土壤重金屬效果可作 為植體吸收重金屬效率之依據，實驗結果顯示EDDS、EDTA及水對 土壤Cu 及 Zn 萃取效果為EDDS > EDTA > 水，而對 Pb、Cd之萃取 效果為EDTA > EDDS >水，與螯合劑添加於土壤後，植體重金屬累積

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全名 ethylenediaminedisuccinic acid

ethylenediaminetetraacetic acid

中文名稱 二乙胺琥珀酸 二乙胺四乙酸

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