第二章 文獻回顧
2.1 植生復育程序
2.1.2 植生復育有效係數
本實驗室先前研究為評估植生復育技術應用於受重金屬污染土壤 之整治效益，利用植物生物濃縮係數(Bioconcentration factor, BCF)、
植 物 傳 輸 係 數 (Translocation factor, TF) 及 植 生 復 育 有 效 係 數 (phytoremediation efficiency factor, PEF) 評析。
soil root
C BCF = C
root shoot
C
TF = C
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TF C BCF
PEF C
soil
shoot
= ×
=
其中，Csoil、Croot、Cshoot 分別指土壤、植體地下部位 (根部) 及植體
地上部位 (莖及葉部) 濃度。
BCF 主要係比較植體根部重金屬累積量及土壤重金屬含量，BCF 值越高表示植物對於土壤重金屬吸收攝取效益越佳。 植生復育需搭 配適切收割植體方能將重金屬污染物由污染土壤移除，故當植體具有 良好之傳輸能力即將重金屬傳送於莖葉部位，有助於植生復育之後續 收割，因而植體莖葉部位生物質量重金屬累積越大，收割可除之重金 屬越大量。TF 係將植體莖葉部份及根系部分重金屬含量做比較，探 其植體重金屬由根至莖葉表面可收割部分之傳輸性，TF 值越大表示 植物對於重金屬之由根至莖葉傳輸能力越佳。
學者 Fellet et al. (2007) 於受鐵礦場污染之土壤進行研究，其土壤 重金屬主要受砷、鎘、銅、鉛及鋅污染，實驗以大豆、高粱、玉蜀黍 及向日葵進行植生復育，其 BCF 以大豆對於重金屬砷及鉛吸收效果 最佳，而重金屬鎘、銅及鋅則以高粱有高累積量。探討 TF 以向日葵 對重金屬傳輸效果最佳，砷、鎘、銅、鉛及鋅之 TF 值依序為 0.420、
0.412、0.124、1.700 及 0.269。而玉米對重金屬銅、鋅及鉛傳輸性次 佳，另高粱則對砷及鎘傳輸性亦次佳，大豆整體傳輸性則最差。而 MacFarlane et al. (2007) 針對濕地系統紅樹林植物對重金屬銅、鉛及 鋅之吸收累積及傳輸性進行探討，結果顯示植種對於重金屬去除效果，
其生物累積係數 BCF 雖小於 1，根部重金屬累積量約與底泥重金屬濃 度類似，另在植體內莖及葉重金屬濃度約為根部一半或甚至更少。植
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體生長必要元素銅及鋅，其植體 TF 為 0.52 及 0.53，而生長非必要重 金屬鉛則為 0.31，紅樹林系統植體對於港灣底泥之重金屬去除植生復 育具有一定之效果。韓國 Kim et al. (2003) 以 Polygonum thunbergii 為植種進行復育當地河流汙染底泥，底泥重金屬鉛、銅及鋅重金屬濃 度分別為 17.5、8.4 及 24.5 mg/kg，植物與土壤重金屬鉛、銅及鋅之 BCF 依序為 22.2、92.9 及 62.7，植物 Polygonum thunbergii 對重金屬 銅濃縮能力最強，其次為鋅及鉛。
表 2.1 為文獻回顧彙整各類植體 BCF 及 TF 表，重金屬銅 BCF 主要落在 0.57~1.97 之間；鋅 BCF 值主要落在 0.03~0.89 間；鎳 BCF 值主要落在 0.10~1.10；鉛 BCF 值主要落在 0.10~0.97 之間；鎘 BCF 值主要落在 0.11~1.54；而鉻 BCF 值主要落在 0.38~0.60 之間。植體 各類 BCF 值差異甚多，其主要原因為土壤初始濃度不同所造成，一 般而言由於植體皆為常用植生復育使用之植種，故對於土壤重金屬具 有吸收及忍耐高濃度之功能。以香蒲為例，Mays and Edwars (2001) 探 討香蒲之銅鋅 BCF 值分別為 4.78 及 11.7，而 Manios et al. (2003) 香 蒲銅鋅 BCF 值則為 0.16 及 0.54，造成兩者有明顯差異之原因為土壤 濃度不同，因 BCF 值是將植體根部重金屬累積量與土壤重金屬含量 相除而得，故影響之主因為土壤初始濃度不同。而植體重金屬銅 TF 值主要介於 0.11~0.72；鋅 TF 值主要介於 0.11~0.95 之間，鎳 TF 值 主要介於 0.09~0.77；鉛 TF 值主要介於 0.01~0.89；鎘 TF 值主要介於 0.15~0.79；鉻 TF 值主要介於 0.01~0.41。植體對於各重金屬大部分 TF 值皆小於 1，顯示香蒲、蘆葦、油菜、菖蒲及莎草等植體由根至
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莖葉傳輸能力似不良好，此情形可藉由螯合劑之添加提升其傳輸性。
表 2.1 植體生物濃縮係數(BCF)及植物傳輸係數(TF)彙整表
文獻 植種 重金屬含量(mg/kg) BCF TF
Peltier et al.(2003) 蘆葦
Phragmites australis
地下部位:
Cyperus alternifolius
地下部位:
17 Mays et al. (2001) 香蒲
Typha oricntalis
土壤: 銅 1.13
Hordeum vulgare
土壤: 銅 533.9
Typha oricntalis
土壤: 銅 599
Marchiol et al.
(2004)
油菜
Brassica napus
土壤: 鎘 38.6
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Raphanus sativus
土壤: 鎘 38.6
Peralta-Videa et al.
(2004)
19 Chen et al. (2004) 小蘿蔔
Raphanus sativus
土壤: 鉛 2059.6 Pteris vittata
土壤: 鎳 7.4
Barazani et al.
(2004)
20
Cyperus malaccensis
鉛 0.06 鋅 0.20 銅 0.13 鎘 0.21 蘆葦
Phragmites australis
鉛 0.02 鋅 0.12 銅 0.07 鎘 0.79 香蒲
Typha latifolia
鉛 0.04 鋅 0.06 銅 1.04 鎘 0.70 菖蒲
Acorus calamus
鉛 0.36
Typha angustifolia
鉛 0.8 鋅 0.3 銅 0.07 鎘 0.47
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Leersia hexandra
土壤: 鉛 270
Oenanthe javanica
土壤: 鉛 133
22 MacFarlane et al.
(2007)
紅海欖
Rhizophora stylosa
土壤: 銅 19
Avicennia marina
土壤: 銅 13
Kandelia candel
土壤: 銅 8.8
23 Fellet et al. (2007) 大豆
Glycine max
砷 0.81
Sorghum bicolor
砷 0.58
Helianthus annuus
砷 0.22
Typha oricntalis
土壤: 錳 427
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表 2.2 為添加螯合劑之植體 BCF 及 TF 彙整表，實驗使用螯 合劑 EDTA、DTPA、EDDS、檸檬酸及草酸使用濃度約 0.05~10.0 mmol/kg，但其主要濃度則為 1~10 mmol/kg 居多。其重金屬銅 BCF 主要落於 9.01~18.65 之間；鋅 BCF 值主要落在 4.16~9.72 之間；鎳 BCF 值主要落在 9.75~22.94；鉛 BCF 值主要落在 36.60~53.30 之間。
添加螯合劑對於植體 BCF 值能顯著之提升，其原因為添加螯合劑能
Chen and Cutright (2001)
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Nascimento et al.
(2006)
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Gallic acid 10 mmol/kg
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