上世紀(jì) 70 年代，人們發(fā)現(xiàn)太平洋一座小島上有種神奇的樹。當(dāng)它的樹皮被割開，里面就會(huì)流出顏色像綠松石一樣的汁液。

生長(zhǎng)在新喀里多尼亞的一種樹Pycnandra acuminata，它能流出鮮艷的藍(lán)綠色汁液（圖片來(lái)源：Atony van der Ent）

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這種汁液中有高達(dá) 25% 的鎳，他們認(rèn)為，這可能是植物用來(lái)抵御昆蟲侵害的一種策略。

來(lái)自昆士蘭大學(xué)的 Atony van der Ent 博士是專門研究這種植物的人之一，他說(shuō)這種樹現(xiàn)在只在這片殘存的古老熱帶雨林里還能發(fā)現(xiàn)。

一般的植物很難在鎳這類重金屬含量超標(biāo)的地方生存，更別提把它們富集在自己的身體組織里了。

而這種植物能把對(duì)其他大多數(shù)植物來(lái)說(shuō)有毒的金屬吸收到自己的樹干、樹葉甚至種子里面。

組織中含有大量鎳的化合物，讓樹的汁液呈現(xiàn)綠松石一樣的顏色（圖片來(lái)源：narido）

從那時(shí)起，人們又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他能富集金屬的植物，它們被稱為“超積累植物”。

對(duì)于 van der Ent 博士來(lái)說(shuō)，研究那種“綠汁植物”并不容易，因?yàn)樗鼈兊纳L(zhǎng)速度非常慢。

“它們可能要花上幾十年才能開花結(jié)果。”van der Ent 博士說(shuō)。而且這種植物目前還受到各種威脅，隨著采礦、伐木范圍的擴(kuò)大以及森林火災(zāi)，這些樹的生存空間越來(lái)越小。

右邊的綠色標(biāo)志是發(fā)現(xiàn)Pycnandra acuminata樹的位置（圖片來(lái)源：Google map）

科學(xué)家還不明白這種“綠汁樹”究竟如何進(jìn)化出了能富集濃度如此之高的鎳的能力，以適應(yīng)這片惡劣的土壤，但他們認(rèn)為這并不是人為干擾的結(jié)果。

“不同種群的超積累植物已經(jīng)進(jìn)化了很多次，時(shí)間跨越數(shù)百萬(wàn)年，也就是說(shuō)，它們?cè)揪蜕L(zhǎng)在富含金屬的土壤中。”van der Ent 博士說(shuō)。

盡管如此，人們還是看到了這些植物在修復(fù)受到金屬或有機(jī)化合物污染的土壤方面的潛力。

植物修復(fù)的過(guò)程（圖片來(lái)源：wiki）

對(duì)于大多數(shù)植物而言，金屬元素主要富集在它們的根部。然而，在超積累植物當(dāng)中，葉子中金屬濃異常高，而根部卻低得多。

科學(xué)家認(rèn)為，這是因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)某種方式將金屬元素從根部轉(zhuǎn)移到了葉子，從而保護(hù)根部免受金屬毒性的傷害。

這些植物葉子中金屬的含量較高，還可以讓食草動(dòng)物以及有害昆蟲、病原體別來(lái)沾邊。

超積累植物可以用這種方法從環(huán)境中濃縮有害化合物，然后再將其分解為各種更小的化合物，并且不會(huì)造成額外的污染。

也有很多植物修復(fù)被用于吸收土壤中的重金屬污染，比如鎘、鉛等元素。

一些植物可以將金屬，如銅和鋅，移動(dòng)到根部，然后繼續(xù)向葉片中轉(zhuǎn)移，從而從土壤中去除（圖片來(lái)源：wiki）

不過(guò)在吸收重金屬時(shí)，植物并不能將它們進(jìn)一步分解，因此在接下來(lái)的處理過(guò)程中需要更謹(jǐn)慎，不能讓這些植物再被做成食物或者化妝品之類的消費(fèi)品。

恰恰是這種特性，讓超積累植物有了另一種就業(yè)方向：去當(dāng)?shù)V工。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，植物采礦就是等植物成熟后，將其采摘，然后再經(jīng)過(guò)干燥、焚燒和加工過(guò)程，回收目標(biāo)金屬。

一些能提取某種金屬的植物和它們的產(chǎn)物（圖片來(lái)源：參考資料[9]）

美國(guó)礦務(wù)局（現(xiàn)在已經(jīng)廢除）曾經(jīng)在內(nèi)華達(dá)州使用一種可以富集鎳的超積累植物進(jìn)行了首次植物采礦試驗(yàn)。試驗(yàn)在鎳含量為 0.35% 的土壤中開展，這種含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不值得用傳統(tǒng)采礦技術(shù)來(lái)開采。

結(jié)果表明，植物采礦每公頃可以生產(chǎn) 100 公斤鎳，相當(dāng)于 1 萬(wàn)元左右的收益，回報(bào)與其他經(jīng)濟(jì)作物相比毫不遜色。

在 van der Ent 博士的研究中，還提到由于富含金屬的土壤很難讓小麥或水稻等糧食作物提高產(chǎn)量，植物采礦可以作為一種可行的替代方案，給當(dāng)?shù)貛?lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益。

“植物采礦并不會(huì)取代糧食作物，而是作為一種暫時(shí)的種植方案，可以等土壤質(zhì)量改善后，再種植糧食作物。”van der Ent 說(shuō)。

一些植物礦工在澳大利亞采礦（圖片來(lái)源：參考資料[9]）

對(duì)于新能源轉(zhuǎn)型來(lái)說(shuō)，這是一件值得期待的事。電動(dòng)汽車等綠色科技正在以前所未有的速度發(fā)展，新能源電池需要的鈷、鎳也在超積累植物可以采集的金屬之列。

一些科學(xué)家認(rèn)為植物采礦能富集到比土壤中濃度高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)的鎳，雜質(zhì)也要少得多。植物采礦對(duì)環(huán)境的破壞也比傳統(tǒng)采礦要小，再加上可以順便修復(fù)被金屬污染的土壤，這種采礦方式未來(lái)可期。

盡管目前已經(jīng)有大量成功試驗(yàn)，但科學(xué)家表示植物采礦還難以商業(yè)化，需要進(jìn)行大規(guī)模試運(yùn)營(yíng)來(lái)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，還要綜合分析植物采礦的盈利能力。

從生物提取物（左）到高價(jià)值鎳化合物或純鎳（右）（圖片來(lái)源：參考資料[10]）

van der Ent 也表示，只有葉片干物質(zhì)中鎳含量超過(guò)一定比例的植物才具有商業(yè)種植意義。

“并非所有植物都適合采礦，要使它成為可行方案，需要提高總體產(chǎn)量和金屬富集比例。”

還有另一個(gè)限制植物采礦的條件，就是這些超積累植物通常不是高產(chǎn)植物。一些植物對(duì)氣候要求很苛刻，還有些生長(zhǎng)緩慢，它們都不太適合走向商業(yè)。

科研人員目前仍在尋找解決辦法，幫助植物礦工們正式上崗。

之前有科學(xué)家總結(jié)了可以特定采集某種礦物的超積累植物，其中有種芥菜（Brassica juncea）可以采集黃金，推薦大家種這個(gè)。

就是做芥末那種（圖片來(lái)源：alliance for science）

參考鏈接

[1]https://theintelligentminer.com/2021/12/09/how-to-grow-metals-using-plants/

[2]https://www.bbc.com/news/science-environment-45398434

[3]https://www.techwalker.com/2020/0906/3128742.shtml

[4]https://en.wikipedia.org/wiki/Pycnandra_acuminata

[5]https://en.wikipedia.org/wiki/Hyperaccumulator

[6]https://en.wikipedia.org/wiki/Phytoremediation

[7]https://en.wikipedia.org/wiki/Phytomining

[8]https://singularityhub.com/2024/03/28/these-plants-could-mine-crucial-battery-materials-from-the-soil-with-their-roots/

[9]Antony van der Ent, Anita Parbhakar-Fox, Peter D. Erskine,Treasure from trash: Mining critical metals from waste and unconventional sources,Science of The Total Environment,Volume 758,2021,https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.143673.

[10]Environ. Sci. Technol. 2015, 49, 8, 4773-4780

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作者丨Ziv

責(zé)編丨王夢(mèng)如

審校丨徐來(lái) 林林