化學藥劑(螯合劑)

由於傳統植生復育過程是利用植物對受污染的土壤進行復育，將污 染物吸收至植體並從土壤中移除，所以為了能有效吸收土壤中的重金 屬，故所使用的植物為超量累積植物，不過污染源並非為同種重金屬，

而超量累積植物只針對的重金屬能有較佳的吸收量，故在複合(兩種以上) 重金屬污染下，其植生復育效果有限。為了能提升植生復育的效率，近 幾年研究則是以螯合劑添加至土壤，增加土壤中重金屬流動性並且提升 植物對重金屬之吸收及傳輸效果。在 Tassi et al., (2008) 文章中提到所謂 的促進植生萃取法，是經由化學藥劑添加於土壤中，提升植體對於重金 屬的吸收量與累積量。並且於 Nowack et al., (2006) 文章中指出藉由螯合 劑強化植生復育的效率，分為下列兩項主要機制，第一是螯合劑可增強 土壤中重金屬的移動性及傳輸性，其二為植體對於重金屬-螯合劑錯合物 之吸收與轉移性。故添加螯合劑可以提升植生萃取之效率，增加植物對 於重金屬的吸收效率及重金屬從植體內部由根至莖部的傳輸性。由於添 加螯合劑之所以可提升植生復育的效率，在於螯合劑能溶出及錯合重金 屬，使得土壤中重金屬增加移動性以及提升重金屬於植物根部向地上部 位之傳輸量與累積量。

在螯合劑分類上主要分為以下兩大類，第一為不可被生物降解之螯 合劑與可被生物降解之螯合劑兩種。首先是不可被生物降解之螯合劑，

常見的有以下幾項 EDTA、DTPA、CDTA 與 EGTA 等等，則 EDTA 為 最常見應用於強化植生復育之螯合劑，因為 EDTA 具有強錯合力，故廣

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泛應用於土壤整治，雖然能效增加土壤中重金屬移動力，但是其不易被 生物分解之特性，可能對環境造成二次污染，例如土壤酸化和滲入地下 環境，造成水源二次污染等後續問題，而 EDTA 之基本構造及介紹如下 表 6。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。植體能耐重金屬所造成之毒害、並且能大量吸 收重金屬及高植生量等特性為植生復育選擇植體之必要條件。

接下來生物可分解螯合劑 EDDS (ethylenediaminedisuccinic acid, C10H13N2O8) 於近期受到關注，EDDS 易被土壤生物分解也產生較少有害 副產物，所以 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)。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) ，相關基本構造如表 6。

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表 6 本研究所探討之 EDDS 與 EDTA 之相關資料

全名 ethylenediaminedisuccinic acid ethylenediaminetetraacetic acid

中文名稱 二乙胺琥珀酸 二乙胺四乙酸

資料出處：Oviedo and Rodríguez, (2003)

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2.3.1 化學藥劑(螯合劑)應用於植生復育法

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%。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 過量的螯合劑 EDTA 、EDDS 對於菸草具有毒害性。實驗使用螯合劑濃 度為 1.5-50 mmol/kg，惟當添加 3.125 mmol/kg 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 具有成效，且重金屬主要累積於根部，而螯合劑 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，有良好之效果，但對重金屬 Cd 則無顯著提升。

Luo et al., (2005) 探討螯合劑 EDTA 及 EDDS 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

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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，植體重金屬累積之結果相 符合。

故多種螯合劑混合添加相較於單一使用螯合劑 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。