上世紀 70 年代，人們發現太平洋一座小島上有種神奇的樹。當它的樹皮被割開，里面就會流出顏色像綠松石一樣的汁液。

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

科學家發現，這種汁液中有高達 25% 的鎳，他們認為，這可能是植物用來抵御昆蟲侵害的一種策略。

來自昆士蘭大學的 Atony van der Ent 博士是專門研究這種植物的人之一，他說這種樹現在只在這片殘存的古老熱帶雨林里還能發現。

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

而這種植物能把對其他大多數植物來說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，讓樹的汁液呈現綠松石一樣的顏色（圖片來源：narido）

從那時起，人們又陸續發現了其他能富集金屬的植物，它們被稱為“超積累植物”。

對于 van der Ent 博士來說，研究那種“綠汁植物”并不容易，因為它們的生長速度非常慢。

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

右邊的綠色標志是發現Pycnandra acuminata樹的位置（圖片來源：Google map）

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

“不同種群的超積累植物已經進化了很多次，時間跨越數百萬年，也就是說，它們原本就生長在富含金屬的土壤中。”van der Ent 博士說。

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

植物修復的過程（圖片來源：wiki）

對于大多數植物而言，金屬元素主要富集在它們的根部。然而，在超積累植物當中，葉子中金屬濃異常高，而根部卻低得多。

科學家認為，這是因為它們通過某種方式將金屬元素從根部轉移到了葉子，從而保護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，還可以讓食草動物以及有害昆蟲、病原體別來沾邊。

超積累植物可以用這種方法從環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，并且不會造成額外的污染。

也有很多植物修復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，移動到根部，然后繼續向葉片中轉移，從而從土壤中去除（圖片來源：wiki）

不過在吸收重金屬時，植物并不能將它們進一步分解，因此在接下來的處理過程中需要更謹慎，不能讓這些植物再被做成食物或者化妝品之類的消費品。

恰恰是這種特性，讓超積累植物有了另一種就業方向：去當礦工。

簡單來說，植物采礦就是等植物成熟后，將其采摘，然后再經過干燥、焚燒和加工過程，回收目標金屬。

一些能提取某種金屬的植物和它們的產物（圖片來源：參考資料[9]）

美國礦務局（現在已經廢除）曾經在內華達州使用一種可以富集鎳的超積累植物進行了首次植物采礦試驗。試驗在鎳含量為 0.35% 的土壤中開展，這種含量遠遠不值得用傳統采礦技術來開采。

結果表明，植物采礦每公頃可以生產 100 公斤鎳，相當于 1 萬元左右的收益，回報與其他經濟作物相比毫不遜色。

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量，植物采礦可以作為一種可行的替代方案，給當地帶來更好的經濟效益。

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

一些植物礦工在澳大利亞采礦（圖片來源：參考資料[9]）

對于新能源轉型來說，這是一件值得期待的事。電動汽車等綠色科技正在以前所未有的速度發展，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。

一些科學家認為植物采礦能富集到比土壤中濃度高出幾個數量級的鎳，雜質也要少得多。植物采礦對環境的破壞也比傳統采礦要小，再加上可以順便修復被金屬污染的土壤，這種采礦方式未來可期。

盡管目前已經有大量成功試驗，但科學家表示植物采礦還難以商業化，需要進行大規模試運營來進行風險評估，還要綜合分析植物采礦的盈利能力。

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

van der Ent 也表示，只有葉片干物質中鎳含量超過一定比例的植物才具有商業種植意義。

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

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

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。

之前有科學家總結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。

就是做芥末那種（圖片來源：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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來源｜把科學帶回家（ID：steamforkids）

作者丨Ziv

責編丨王夢如

審校丨徐來 林林