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礦場的解毒功臣 智利發展「植物除污」計畫

蕭欣瑜翻譯;龐中培審校
礦業為智利的經濟支柱之一,然而其負面影響也是一項挑戰。多虧科學的創新技術,發明出生物系統的除污技術,以生物消化採礦所造成的污染物,讓遭受環保人士大力抨擊的礦業,至少在生產過程中能夠符合永續概念。

礦業為智利的經濟支柱之一,然而其負面影響也是一項挑戰。多虧科學的創新技術,發明出生物系統的除污技術,以生物消化採礦所造成的污染物,讓遭受環保人士大力抨擊的礦業,至少在生產過程中能夠符合永續概念。

葡萄牙的植物除污(phytoremediation)計畫。(來源:Daniela)

植物除污 工業永續新可能

這項植物除污的計畫由聖地牙哥大學(the University of Santiago)生化博士克勞迪婭‧奧爾蒂斯(Claudia Ortiz)主導,她與研究團隊挑選能夠在經濟開發區生長的本土植物和微生物,例如馴化過的蘆葦屬、菊屬(baccharis)和濱藜屬(atriplex genuses)物種,藉此改善、穩定,並整治受到工業活動污染的土壤及水源,並稱此為「植物污染復育」(phytoremediation)。

「這些技術對環境會有重大貢獻,因為它有助於工業的永續發展,在社會方面也有助於讓社區面對生產業對社會造成的不良影響。我們想成為創新環保解決方案的全球參考指標。」奧爾蒂斯博士表示。

奧爾蒂斯博士的研究從2000年初開始,最初專注於研究,為何有些植物種類可以在品質不良的土地等艱難的情況中生長。

她解釋:「我們把重點放在對金屬的耐受性,一連串研究使我們得知,某些種類的植物和微生物,對於忍受逆境有一定的承受能力,並同時改善受到影響的土壤或區域。」她補充道。換句話說,這個計畫是由基礎研究衍生出的實際應用。

她解釋說:「在實地測試中,我們測得土壤中活性低的有機物增加了,這些有機物不會影響其養分的吸收和使用。」在這樣的狀況下,「土壤改善幅度由0%~5%或0%~1%,視植物在系統中作用的時間長短而定。種植植物的區域,有物理和化學性質都有改善,是因為這些微生物及植物釋放出有利於環境的化合物。」

活用金屬耐受性 植物也可用於水源除污

這項科技也能應用在整治水資源,因為某些植物根部能夠捕捉銅。「高濃度硫酸鹽殘留廢液中,細菌能去除3成的硫酸鹽含量。」研究人員表示。

到目前為止,奧爾蒂斯博士及其團隊的先導研究,僅應用於處理礦渣中的物質。然而,在溫室實驗室中,許多實驗已針對多種物質的混合物進行測試。

「最初我們研究礦渣堰的淨水流程,現今我們也在其他地方做實驗,如從垃圾場滲出的水。」

礦場先試用 用水需求大是缺點

這項由奧爾蒂斯博士發展出的科技,已經廣泛運用於智利國內,特別是國營的Codelco銅礦公司(Codelco copper company)及國立礦業公司(National Mining Company)。保加利亞、哥倫比亞及加拿大等國也在進行認證中。

Codelco位於丘基卡馬塔(Chuquicamata)分部的永續及外部事務經理莫利納(Sergio Molina)表示,先導研究所得的初期成果「十分振奮人心」。

丘基卡馬塔礦坑──世界最大露天礦,也是智利最大的銅礦商──官方回應:「Codelco公司極為關注能夠持續應用新技術,以對環境的衝擊減到最低。」

美國能源部的植物除污(phytoremediation)計畫。(來源:Argonne National Laboratory)

不過,拉丁美洲環境衝突觀測所(Latin American Observatory of Environmental Conflicts)工程師暨執行長昆卡(Lucio Cuenca)指出:奧爾蒂斯博士的技術只處理了採礦過程的一環,沒有解決礦業造成的所有環境問題。

「它只是取出化學物質如硫酸,但沒有解決採礦過程中大量用水情況,這只是例子之一。」因為銅礦採集每秒需水量超過12000公升,國際機構調查發現,智利可使用的地表水量,因此而明顯減少。

智利是世界銅礦及鉬礦的生產與出口大國,也擁有少許的金、銀、鐵礦,礦業是智利的經濟命脈。在2013年,礦業占了11%的國內生產毛額(GDP),在國內市場1750萬職缺中創造了100萬個直接或間接的國內工作機會,且出口總額達450億美元。

海水淡化 礦業用水替代方案

針對外界的質疑,奧爾蒂斯博士團隊也聚焦研究一項令人鼓舞的礦業用水替代方案:用生物過濾器進行海水淡化。

奧爾蒂斯解釋道:「第一階段我們處理水中高濃度氯。氯會和其他離子結合,鹹水中有許多氯。鹽生植物能耐受鹽分,可以捕捉及吸收鹽類並儲存在其組織中。我們已經實驗過並得到很好的成果,可將此技術特別用來處理從垃圾掩埋場滲出的水。」

同時,奧爾蒂斯的研究團隊正發展另外兩個由智利國家經濟發展局(Corfo)資助的計畫,研究以海藻及奈米科技來降低海水或濃鹽水中特定的鹽類濃度。

她說:「這項技術的目標是將海水用在礦業上,我們發現在特定情況下,稀釋過的海水經由此技術淡化的成本遠低於現有的淡化技術。這些計畫還在發展,但前景看好,即將在明年完成,這代表我們將能提供新的技術。」

※ 本文為教育部科學人文跨科際人才培育計畫(簡稱SHS計畫)所屬南區區域推動中心,舉辦「環境新聞編譯工作坊」之成果展現,特別感謝《科學人》編輯群協助審校。

【參考資料】

引用來源:環境資訊中心