本發(fā)明關(guān)于土壤復(fù)育的技術(shù)領(lǐng)域，且特別提出一種自土壤去除重金屬的方法。

背景技術(shù)：

工業(yè)的快速發(fā)展雖然帶動(dòng)整體經(jīng)濟(jì)繁榮，反而導(dǎo)致環(huán)境污染，如：空氣污染、水污染、土地污染。重金屬會(huì)導(dǎo)致土地污染，且由于污染源相對(duì)難以去除，進(jìn)入人體內(nèi)后造成的傷害極大，故重金屬導(dǎo)致的土地污染格外受關(guān)注。

目前常用的處理土壤重金屬的方法有：翻轉(zhuǎn)稀釋法、化學(xué)去除法、及植生復(fù)育法。「翻轉(zhuǎn)稀釋法」主要為將受污染的土壤翻堆混合，但事實(shí)上土壤仍存在有重金屬并未真正自土壤去除?！富瘜W(xué)去除法」主要為利用稀酸溶液或螯合劑與受污染的土壤作用；經(jīng)化學(xué)去除法后，重金屬雖然可自受污染的土壤去除，但作用后土壤質(zhì)地與肥力變差，從而影響土壤后續(xù)應(yīng)用?！钢采鷱?fù)育法」主要為種植植物于受污染的土壤，而透過植物吸收重金屬；然而，重金屬與土壤顆粒分別帶有正電荷與負(fù)電荷而相互吸引，故重金屬不易移動(dòng)，使得所須耗費(fèi)的整治時(shí)間長。另方面，植物吸收重金屬后，重金屬多集中于植物根部，因而須移除整株植物始能自土壤去除重金屬。若土壤受污染的程度過嚴(yán)重須多次進(jìn)行植生復(fù)育法，則每次都須重新種植植物并待植物長葉、開花、或結(jié)果。如此一來，更延長多次進(jìn)行整體耗費(fèi)的整治時(shí)間。

職是之故，確實(shí)有必要提出一種新的植生復(fù)育法以解決目前所采用的植生復(fù)育法的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于改善目前用于處理土壤重金屬的植生復(fù)育法的問題，如重金屬移動(dòng)性不佳所導(dǎo)致每次進(jìn)行植生復(fù)育法耗費(fèi)的整治時(shí)間過長、及/或須整株植物移除所導(dǎo)致多次進(jìn)行植生復(fù)育法整體耗費(fèi)的整治時(shí)間過長等。

于是，為達(dá)到上述及/或其他目的，本發(fā)明提出一種自土壤去除重金屬的方法，其包括：種植一植物于一受重金屬污染的土壤；添加一發(fā)酵液至土壤中，其中發(fā)酵液為培養(yǎng)酵母菌、乳酸菌、光合菌、與假單胞菌至一糖蜜培養(yǎng)液中，直到糖蜜培養(yǎng)液的pH值達(dá)4以下所取得的；培養(yǎng)植物至其長葉、開花或結(jié)果；以及移除植物地上部。

根據(jù)本發(fā)明，所用的發(fā)酵液可促進(jìn)植物生長，以提高植物對(duì)重金屬所造成的毒害的耐受性。而且，發(fā)酵液亦可提升植物吸收重金屬的能力，并協(xié)助重金屬自植物地下部轉(zhuǎn)移至地上部。藉此方式，植物培養(yǎng)后直接移除地上部便可達(dá)到自土壤去取重金屬的效果，不一定須整株植物移除。若土壤的污染程度過嚴(yán)重，直接繼續(xù)添加發(fā)酵液即可進(jìn)行下一次去除，不一定須重新種植植物。

【附圖說明】

圖1為一長條圖，說明水稻各器官于不同方式處理土壤后的鎘金屬吸收量。

【具體實(shí)施方式】

為讓本發(fā)明上述及/或其他目的、功效、特征更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施方式，作詳細(xì)說明于下：

本發(fā)明的一實(shí)施方式提出一種自土壤去除重金屬的方法，此法透過植物的種植與特定發(fā)酵液的處理，以將重金屬自土壤轉(zhuǎn)移至植物地上部。之后，直接移除植物地上部便可自土壤去除重金屬。攸關(guān)此實(shí)施方式所提的方法的詳細(xì)步驟如下：

首先，種植植物于受重金屬污染的土壤。一般而言，草本植物的生命周期較木本植物的生命周期短，且草本植物的地上部較木本植物的地上部易移除，因此所用的植物以草本植物為宜。植物的實(shí)例可以為但不限于水稻、玉米、印度芥菜、甜菜根、向日葵、白茅、蘆葦、培地茅、美洲闊苞菊、王爺葵、多花油柑、小果葉下珠、箭葉鳳尾蕨、鳳尾蕨、鱗蓋鳳尾蕨、波斯頓蕨、腎蕨、或長葉腎蕨；而，重金屬的實(shí)例可以為但不限于鎘、鋅、汞、銅、鉛、砷、鎳、鉻、鋇、硒、或銻。另為促進(jìn)植物生長，植物種植前或時(shí)可添加一肥料至土壤中，而肥料的實(shí)例可以為但不限于博卡西(Bokashi)肥料。

其次，添加一發(fā)酵液至土壤中，其中發(fā)酵液為培養(yǎng)酵母菌、乳酸菌、光合菌、與假單胞菌至一糖蜜培養(yǎng)液中，直到糖蜜培養(yǎng)液的pH值達(dá)4以下所取得的。另為放大發(fā)酵液體積以讓發(fā)酵液可與土壤均勻混合，添加前發(fā)酵液可先與一適當(dāng)液體混合，如：水、生理食鹽水、液肥、或其他適于上述混合菌生長的培養(yǎng)液。此外，于本實(shí)施方式，此發(fā)酵液添加步驟于植物種植步驟后第15至45天進(jìn)行。而且，為促進(jìn)植物吸收重金屬的能力，本實(shí)施方式于進(jìn)行此發(fā)酵液添加步驟時(shí)更可添加一螯合劑至土壤中，而螯合劑的實(shí)例可以為但不限于EDTA(ethylenediaminetetraacetic acid)、DTPA(diethylenetriaminepentaacetate)、NTA(nitrilotriacetic acid)、或EDDS(ethylenediamine-N,N'-disuccinic acid)。

接著，培養(yǎng)植物至其長葉、開花或結(jié)果。另外，于本實(shí)施方式，培養(yǎng)時(shí)每隔4至14天可添加相同發(fā)酵液至土壤中以維持發(fā)酵液于土壤的濃度。同樣地，為維持螯合劑于土壤的濃度，培養(yǎng)時(shí)每隔4至14天可添加相同螯合劑至土壤中。

最后，移除植物地上部。所謂「地上部」是相對(duì)于植物地下部，主要指植物未埋于土壤的器官，如莖、葉、花、果實(shí)、或其任意組成。須說明的是，植物地上部移除步驟可直接除掉植物地上部而保留地下部于土壤中、或者直接自土壤除掉整株植物來執(zhí)行。

茲以下列實(shí)施例，例示說明本發(fā)明：

＜鎘金屬污染土壤的制備＞

先加入去離子水至一土壤中并混合約1周，以維持土壤田間容水量(field capacity)約50％。加入硝酸鎘溶液至土壤后，以石灰調(diào)整土壤pH值，并混合2周，以維持土壤田間容水量約50％。然后，對(duì)土壤進(jìn)行3次干濕交替，以取得鎘金屬污染的土壤。若有必要，可預(yù)先添加200g博卡西肥料與土壤混合。

＜水稻的種植與有益混合菌的發(fā)酵液的添加＞

水稻栽種于鎘金屬污染的土壤中1個(gè)月后，先pH為4以下的有益混合菌的發(fā)酵液與水以1：50至1：200的比例混合，以得到稀釋發(fā)酵液，再將稀釋發(fā)酵液添加至土壤中；而有益混合菌的發(fā)酵液的制備為：培養(yǎng)酵母菌、乳酸菌、光合菌、與假單胞菌(于下文，四菌種總稱為「有益混合菌」)至一糖蜜培養(yǎng)液中，直到糖蜜培養(yǎng)液的pH值達(dá)4以下。接著，依水稻生理特性培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)每隔1周添加相同稀釋發(fā)酵液至土壤中，直到水稻結(jié)穗。若有必要，添加稀釋發(fā)酵液時(shí)，可添加含量2mmol/kg土壤的EDTA溶液至土壤中；且于培養(yǎng)時(shí)每隔1周可添加相同量的EDTA溶液至土壤中，共3周。

＜水稻的外觀＞

結(jié)穗后，連根拔起整株水稻，并量測(cè)水稻高度與重量。如表1所示，鎘金屬確實(shí)會(huì)影響水稻生長；但于同樣受鎘金屬污染下，添加有稀釋發(fā)酵液的土壤較無添加的土壤有助于水稻生長。

表1、水稻于含不同添加物的土壤培養(yǎng)后的生長狀況

＜鎘金屬含量的分析＞

結(jié)穗后，取1g水稻各器官。加入10mL硝酸至各器官后，靜置1小時(shí)。接著，對(duì)所得的硝酸溶液依序進(jìn)行微波處理、過濾、與分析，以取得水稻各器官的鎘金屬含量。

結(jié)穗后，另取1g土壤。加入9mL硝酸與3mL氫氟酸至土壤后，靜置1小時(shí)。之后，對(duì)所取得的酸溶液進(jìn)行微波處理；于加入15mL的4％硼酸溶液至酸溶液后，再對(duì)酸溶液進(jìn)行微波處理、過濾、與分析，以取得土壤的鎘金屬含量。

如圖1所示，相較于培養(yǎng)于無添加的土壤的水稻，培養(yǎng)于僅添加稀釋發(fā)酵液的土壤的水稻能吸收較多量的重金屬，且多數(shù)存在于地上部，尤其莖的重金屬濃度大于根的重金屬濃度。另外，相較于無添加的土壤，添加稀釋發(fā)酵液與螯合劑的土壤促進(jìn)水稻吸收重金屬的量略多。雖然相較于無添加的土壤，添加稀釋發(fā)酵液與博卡西肥料的土壤及添加稀釋發(fā)酵液、螯合劑、與博卡西肥料的土壤促進(jìn)水稻吸收重金屬的量較少，但后二者對(duì)植物生長較前者有助益(表1)。

于此，介紹以下術(shù)語：BCF，全名為bioconcentration factor，中文稱作「生物濃縮因子」，指植物根部的重金屬濃度除以土壤的重金屬濃度所得的值；TF，全名為translocation factor，中文稱作「植物傳輸因子」，指植物地上部的重金屬濃度除以植物根部的重金屬濃度所得的值；BAF，全名為bioaccumulation factor，中文稱作「生物累積因子」，指植物地上部的重金屬濃度除以土壤的重金屬濃度所得的值，亦即BCF乘以TF所得的值。

由上述定義可知，BCF代表重金屬自土壤轉(zhuǎn)移至根部的能力，TF代表重金屬自根部轉(zhuǎn)移至地上部的能力，BAF代表重金屬自土壤轉(zhuǎn)移至地上部的能力。由表2可知，無論是否與其他物質(zhì)混合，添加稀釋發(fā)酵液的土壤的TF與BAF均優(yōu)于無添加的土壤。這表示稀釋發(fā)酵液可促進(jìn)重金屬自土壤轉(zhuǎn)移至地上部。

表2、鎘金屬于含不同添加物的土壤培養(yǎng)水稻后的分布

綜上所述，本實(shí)施方式的發(fā)酵液可促進(jìn)植物生長，以提高植物對(duì)重金屬所造成的毒害的耐受性。而且，此發(fā)酵液亦可提升植物吸收重金屬的能力，并協(xié)助重金屬自植物地下部轉(zhuǎn)移至地上部。藉此方式，植物培養(yǎng)后直接移除地上部便可達(dá)到自土壤去取重金屬的效果，不一定須整株植物移除。若土壤的污染程度過嚴(yán)重，直接繼續(xù)添加發(fā)酵液即可進(jìn)行下一次去除，不一定須重新種植植物。

惟以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但不能以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍；故，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍及發(fā)明說明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效改變與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。