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[科學新知] 向日葵能否凈化遭受核污染的土壤?  關閉 [複製連結]

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發表於 2012-7-11 17:15:28 |只看該作者 |倒序瀏覽 | x 1
本帖最後由 tn915992 於 2012-7-11 17:17 編輯

    向日葵能否凈化遭受核污染的土壤?

在日本福島縣,使用向日葵凈化遭受核輻射污染的土壤已經成了熱潮。因為有過利用水稻凈化大規模
污染水田的先例,向日葵受到的期待與日俱增。但是,因為尚無科學依據,目前需要的是驗證和正確
利用。

種植向日葵來凈化受到輻射污染的土壤──如今在福島縣,栽種向日葵正逐漸成為走向復興的一大運動。



向日葵據說擁有凈化污染土壤的能力,向日葵盛開的風景也有吸引遊客的效果,因此其關注度陡增。

在民間,在福島縣栽種向日葵的「福島向日葵認養計劃」便是其代表。農業食品產業技術綜合研究機構
(農研機構)也在對向日葵的效果進行檢測。


農研機構正在福島縣飯館村等地栽種4種植物,預定驗證銫的吸收能力。莧菜據說能力較高。

以福島縣為中心,東京電力公司福島第一核電站事故釋放出的放射性物質大範圍飄散。事故過了半年,
核電站釋放的放射性物質銳減。半衰期(放射性元素衰變到一半的時間)較短的碘已幾乎檢測不到,輻
射源估計大部分是殘留在土壤中的銫。

日本產業技術綜合研究所的保高徹生解釋說:「銫具有緊密附著在黏土礦物上的性質,因此很少溶解到
水中滲入地下深層。」據說在很多地方,銫停留在土壤表面以下5cm左右的深度。換言之,只要剝離表
層土壤,就可以大幅削減輻射量。

但是,把縣內所有土地的表面剝離需要相當大的成本和工夫。按照京都大學研究所教授米田稔的估算,
至少需要花費1兆日元。

於是,使用植物凈化土壤的技術(植物修復)受到了關注。這種技術利用植物生長從土壤中吸取養分的
能力,使污染物質吸收到植物體內並從土壤中去除。而選擇容易從根部吸收土壤中污染物質的植物是該
技術的首要重點。而且,植物長得越大,能夠去除的污染物質的量越多。

栽種吸收污染物質的植物,待其長成後收割。因為收割的植物中累積了高濃度的污染物質,所以在處理
時需要注意,防止污染物質再次擴散。

  凈化受到鎘污染的水田

植物修復的實用化先例有利用水稻凈化受到鎘污染的水田。

其實,日本有很多水田都受到了鎘的污染。污染原因是過去鋅精煉廠排放出的含鎘的廢水。神通川流域
發生的痛痛病也同樣是鎘污染造成的。

日本于1970年設置了糙米中的鎘濃度規定值。超標稻米採取焚燒處理,未超標但達到一定濃度以上的稻
米由政府收購。同時,污染水田的土壤進行了更換(客土)。截至2006年底,共更換了6084公頃的土壤。

但是在2006年,聯合國糧農組織(FAO)和世界衛生組織(WHO)制定了低於日本的規定值。這樣一來
,過去未經處理的更低濃度的污染土壤也有了凈化的必要。而眾望所歸的低成本凈化技術便是植物修復。

日本農林水產省開展的鎘污染水田凈化事業採用了農業環境技術研究所開發的方法。現在,秋田縣等11
個縣正在利用水稻進行凈化。

實現實用化的重點在於發現了鎘吸收能力強的「長香谷」品種的水稻。從事這項研究的該研究所主任研究
員村上政治表示:「只要連續兩年每年種植一季長香谷,平均每次就能減少土壤中23%的鎘。」



來看具體範例。在1kg土壤中含有1.6mg鎘的污染土壤上播種長香谷。長香谷生長時從根部吸收土壤中的
鎘。長成後收割的長香谷1kg含有52mg的鎘。也就是說,長香谷把土壤中的鎘濃縮了32倍。代表植物能
力的「轉移係數」為32。

長成的長香谷存在高濃度鎘污染。首先要像收穫普通的水稻那樣,使用聯合收割機收割,把稻草扎捆。然
後再進行乾燥,在減少水分後焚燒。以灰的形式回收鎘,進行最終處置。從收穫到焚燒過程的驗證由三菱
化學公司負責。

水稻之所以適合植物修復,很大程度上是因為後程序簡單。能夠機械收穫,而且不發生落葉。因為一旦出
現落葉,好不容易累積的污染物質又會再次回到土壤之中。

農環研的村上斷言:「找出成本和時間可以匹敵客土改善土壤的高性能植物。製作能夠進行最終處置的系
統。只有滿足這兩個要求,植物修復才能夠投入實用。」據稱,植物的轉移係數至少要達到10以上。

農水省表示,客土的成本高達10公畝520萬日元。而且,剛剛更換的土壤無法種植農作物。據說像以往那
樣種植農作物要等10年。

另一方面,如果使用長香谷進行植物修復,包括秧苗、肥料、收穫及後續處置在內,一季大約只需25萬日
元。即使種植3年,成本也不到100萬日元。而且,因為無需換土,所以可以馬上種植農作物。

得知水稻的成功先例之後,期待恐怕會更大,但關鍵的問題是,向日葵吸收銫的能力究竟如何?綜合已經
發表的論文和科學家的觀點,可以說向日葵的能力評價還不確定。

   有研究認為去除率偏低

其實,關於向日葵的凈化效果,美國Phytotech在1990年代發表的報告和美國羅格斯大學對於「植物在車
諾比事故後發揮了凈化效果」的報告是引用的依據。

但就能力驗證而言,數據不足的情況不在少數。某位學者指出:「只有種植向日葵前后土壤中的銫含量,
以及收穫後向日葵葉、莖、種子等地上部分的銫含量分析結果集齊後,才能夠進行能力評價。」

曾在1999年對向日葵進行了驗證的烏克蘭國立生命與環境科學大學農業放射學研究所S�*杜申科夫
(Slavik Dushenkov)的論文顯示,向日葵的轉移係數僅為0.24。能力只有長香谷的約10分之1。這意
味著即便在1kg含有5000貝克勒爾銫的污染土壤上種植向日葵,收穫後1kg向日葵含有的銫也只有1200
貝克勒爾。去除率為0.2%。

再結合銫的半衰期來看。銫134的輻射在2年後減半,銫137則為30年。即使什麼都不做,銫137的輻射每
年也會減少約2.3%。與這個數值相比,0.2%微不足道。由此可見,向日葵熱缺乏確實的依據。

農水省正在福島縣驗證輻射污染農田的凈化技術。其中,農研機構正在飯館村等地栽種多種植物。除了向
日葵之外,還有據說性能高的莧菜,以及作為纖維材料的紅麻等。銫吸收量的分析預定在10月之後進行。

農研機構的目的並不只是尋找吸收能力強的植物。農研機構作物研究所旱田作物研究領域長勝田真澄解釋
說:「車諾比事故發生後,種植油菜花和向日葵的目的是製造生物燃料。即使無法耕種農作物的土地,也
可以種植資源作物貼補生計。」在目前階段,作為生物燃料使用估計更加現實。像這樣反覆進行驗證,冷
靜地普及植物凈化恐怕才是要事。(《日經商務週刊》記者:山根小雪)【日中環保生態網】

■日文原文:
     植物による汚染土壌浄化ヒマワリㄟの期待と限界

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以下是個人意見
   台灣本地也常見,受汙染的農地,是否也能使用這樣的方式,種植向日葵去吸收這些重金屬汙染,
   又可美化又可去除汙染。
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