第二章 文獻回顧
2.5 植體生物濃縮係數(BCF)及植體傳輸係數(TF)
植生復育整治成效通常可藉由添加螯合劑改變土壤重金屬鍵結提 升 傳 輸 性 或 挑 選 對 重 金 屬 具 高 吸 收 能 力 之 重 金 屬 超 量 攝 取 (hyperaccumulafior)植種達成。為評析植物對於重金屬吸收之效益，常用 植物生物濃縮係數(Bioconcentration factor，簡稱BCF，BCF=Croots/Csoil)及 植物傳輸係數(Translocation factor，簡稱TF，TF=Cshoots/Croots)評析。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、高梁、玉蜀黍及向 日葵植種進行植生復育，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，另高梁則對砷及 鎘傳輸性亦次佳，大豆整體傳輸性則最差。而MacFarlane et al. (2007) 針 對溼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。植體生長必要元素銅、鋅，其植體TF
(Cleaf/Croots)為0.52及0.53，而生長非必要重金屬鉛則係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污染底泥，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(Croot/Csoil)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2.3 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 値主要落在 0.03~0.89 間；鎳 BCF 値主要 落在0.10~1.10；鉛 BCF 値主要落在 0.10~0.97 之間；鎘 BCF 値主要落在 0.11~1.54；而鉻 BCF 値主要落在 0.38~0.60 間。植體各類金屬 BCF 値差 異甚多，其主要原因為土壤初始濃度不同所影響的，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 Edwards (2001) 探討香蒲銅鋅 BCF 値 分別為4.78 及 11.7，而 Manios et al. (2003) 香蒲銅鋅 BCF 値則為 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 値是將植 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 値主要 介於 0.11~0.95 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 値主要介於 0.15~0.79；鉻 TF 値主要介於 0.01~0.41。
Typha oricntalis
土壤：銅1.13
Typha oricntalis
土壤：銅599
鉛 14
Leersia hexandra
土壤：鉛270
Oenanthe javanica
土壤：鉛133
Hordeum vulgare
土壤：銅533.9
MacFarlane et al.
(2007) 紅海欖
Rhizophora stylosa
土壤：銅19
海茄苳
Avicennia marina
土壤：銅13
Kandelia candel
土壤：銅8.8
Brassica napus
土壤：鎘38.6 Marchiol et al.
(2004)
濱蘿蔔 土壤：鎘38.6 鎘1.54 鎘0.31
Raphanus sativus
鉻 165Brachiaria decumbens
土壤：鎘2
Pteris vittata
土壤：鎳7.4
鉻 3.81 銅 10.4 Peralta-Videa et al.
(2004)
Barazani et al.
(2004)
Nicotiana glauca
土壤：銅238.0 鐵 33.5Raphanus sativus
土壤：鉛2059.6
鎘 287.12 Bose et al. (2008) 香蒲
Typha oricntalis
土壤：錳427
Phragmites australis
地下部位：
Cyperus alternifolius
地下部位：
鋅 35.5
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 鋅0.20 銅0.03 鎘0.85 針藺
Eleocharis valleculosa
鉛0.50
Typha angustifolia
鉛0.8 鋅0.3 銅0.07 鎘0.47 大豆
Glycine max
砷：0.81
Sorghum bicolor
砷：0.58
銅：0.23
Helianthus annuus
砷：0.22 EDTA、DTPA、EDDS、檸檬酸及草酸使用濃度約 0.05~10.0 mmol/kg，
但 主 要 濃 度 則 以 1~10 mmol/kg 居多。其重金屬銅 BCF 主要落 在 9.01~18.65 之間；鋅 BCF 値主要落在 4.16~9.72 間；鎳 BCF 値主要落在 9.75~22.94；鉛 BCF 値主要落在 36.60~53.30 之間。添加螯合劑對於植體 BCF 値能顯著之提升，其原因為添加螯合劑能提升植體根部重金屬累
文獻 植種 螯合劑 重金屬含量 BCF TF Nascimento et al.
(2006) 芥菜
Brassica juncea
草酸
鋅828.8 mg/kg
Vanillic acid
10 mmol/kg 土壤:
Gallic acid
Brassica juncea
EDTA Chen and Cutright
(2001) 向日葵
根:50 mg/kg
草酸
Brassica juncea
DTPA 列萃取之步驟及萃取種類彙整(Peng et al., 2009)。在土壤序列萃取以 Tessier et al. (1979)建立方法最為常用，主要將土壤與重金屬鍵結分為五 個部分：分別為吸附與可置換態；碳酸鹽鍵結；鐵和錳氧化物鍵結；有 機鍵結及殘餘態。在土壤與重金屬鍵結型態裡面，其中吸附態與可置換 態可用來評估重金屬對於環境之衝擊；而鐵/錳鍵結及有機鍵結則為土壤 中重金屬主要鍵結型態，具潛在移動性；而殘留態則為最穩定之鍵結型