吃銅的草你見(jiàn)過(guò)嗎

在一些探險(xiǎn)小說(shuō)，恐怖電影或是動(dòng)畫(huà)片中，我們常會(huì)看到有一種名叫食人花的植物，花瓣一開(kāi)一合，在它身邊的動(dòng)物或人類頃刻間變成一堆白骨。食人花的存在與否還有待考究，今天我們不講食人花，而是另一種植物，它吃銅。然而它的奇怪之處還遠(yuǎn)不止如此，它長(zhǎng)相奇、氣味奇、葉子還會(huì)變色呢！可以想象一下它是否會(huì)有血盆大口呢？

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奇怪的“ 牙刷草”

下面讓我們看看它的真面目。它花開(kāi)呈紫色，有一種奇特的香味，長(zhǎng)相怪異，只在一側(cè)開(kāi)花，就像牙刷一樣，因此人們形象地叫它牙刷草。由于對(duì)土壤中的含銅量十分敏感，隨著土壤中含銅量的不同，它的葉子會(huì)出現(xiàn)綠中帶紅、大紅、深紅、睛紅等不同顏色 [1] 。民間還有這樣一句俗語(yǔ)：“牙刷草，開(kāi)紫花，哪里有銅，哪里就有它”。說(shuō)到這里，大家應(yīng)該會(huì)猜出它的真正用途與銅礦有關(guān)。那么花與礦之間有什么關(guān)系呢?我們帶著這個(gè)問(wèn)題接著往下看。

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????????????????????????????????????????????????????圖 1 銅草

不畏“ 銅毒” 的偵察兵

在 1951 年秋天，一位名叫謝學(xué)錦的地球化學(xué)家在安慶月山勘探時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)在廢銅礦堆上長(zhǎng)著一簇簇紫花，卻不見(jiàn)其他花草。這引起了他的思考：為什么獨(dú)獨(dú)這種紫花能不畏銅毒，傲然盛開(kāi)呢？后來(lái)，經(jīng)過(guò)幾位科學(xué)家的討論，謝學(xué)錦、徐邦粱二人將這種草的根、莖、葉燒成灰化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)它的根部含銅最高，為 0.5%-3.0%。因?yàn)槠浜~量高，又能作為銅礦向?qū)В谑撬麄儼堰@種植物取名銅草。即使是在勘查技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，它也仍然是地質(zhì)學(xué)家們尋找銅礦的重要標(biāo)志，被譽(yù)為銅礦“偵察兵” [2] 。

那么銅草為什么可以指示找銅呢？為什么山上有草可以指示山下有礦呢？

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山上有草， 山下有礦的秘密

我們知道，一般的植物都需要通過(guò)根部從土壤中吸收營(yíng)養(yǎng)成分，它們需要一些微量元素來(lái)促進(jìn)自身生長(zhǎng)，那么銅也是植物生長(zhǎng)所需的微量元素之一。但由于植物種類不同，對(duì)各種微量元素的耐受能力也不同。對(duì)于一般的植物，像小麥，玉米，如果缺銅，會(huì)造成葉片枯黃萎縮，生長(zhǎng)畸形，甚至造成植株死亡；但銅濃度過(guò)高呢，比如空心菜，銅濃度大于 800mg/kg 時(shí)，根部受損，植株喪失水分調(diào)控能力，會(huì)出現(xiàn)各種病癥。

而銅草對(duì)銅卻很偏愛(ài)，在高濃度銅的土壤中反而長(zhǎng)得很旺盛。土壤中的銅元素，一方面來(lái)自于礦石風(fēng)化，另一方面來(lái)自于地下水的滲透。當(dāng)附近存在銅礦時(shí)，土壤中的銅濃度自然很高，它們來(lái)到植物根部，被植物吸收供給生長(zhǎng)，如果是對(duì)銅耐受力強(qiáng)的比如銅草，便會(huì)蓬勃生長(zhǎng)，如果耐受力弱的一般植物，便因銅吸收過(guò)量而中毒死亡。因此當(dāng)看到有大量銅草生長(zhǎng)時(shí)，我們便推測(cè)附近大概率是存在銅礦了。

圖 2 銅草中銅元素的來(lái)歷

治土、煉銅、調(diào)香樣樣行

除了勘察銅礦之外，它還有很多本領(lǐng)，你絕對(duì)想不到，它還可以用來(lái)治理土壤甚至可以制作香水。

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????????????圖 3 銅草種植治理土壤 ?????????????????????????圖 4 銅草調(diào)制香水

一些環(huán)境科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，銅草含銅量高，相當(dāng)于等量普通銅礦石的 1/3；且吸附能力強(qiáng)生長(zhǎng)速度快；便于大面積培養(yǎng)和收獲。由于它具有這些特點(diǎn)，如果將它放在土壤含銅量很高的地方則可以治理銅污染的問(wèn)題，將它用作肥料，又可以補(bǔ)給一些缺銅的土壤 [3] 。還有一些科學(xué)家認(rèn)為，銅草含銅量如此之高，甚至可以煉銅，目前已有實(shí)驗(yàn)室從銅草根莖中將銅提取的案例。由于它的葉子和花具有特殊氣味，從中提取的香油具有明顯的殺菌作用，還可以制成香水或空氣清新劑。浙江大學(xué)環(huán)境資源學(xué)院老師楊肖娥帶領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)室先后取得了“利用銅草治理土壤污染”和“銅草香料的提取與加工方法”兩項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，銅草開(kāi)發(fā)天然香水、空氣清新劑的工藝已經(jīng)完全成熟。

故事講到這里，想必大家對(duì)這株“吃”銅的草已十分了解。你可能會(huì)好奇，是不是只有銅草才能探礦呢？下面我們將思緒的帷幕拉開(kāi)，看看古今中外的科學(xué)家們又是如何尋寶探礦的。

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古今中外尋寶探礦

在我國(guó)古代，植物探礦的例子比比皆是，在很多古文中都有所記載。例如：《荀子·勸學(xué)篇》中：“玉在山而草木潤(rùn)”，晉張華《博物志》也說(shuō)：“山，……有谷者生玉”，南北朝有名的植物找礦著作——《地鏡圖》曾記載有“山上有蔥，下有銀；山上有薤，下有金；山上有姜，下有銅錫；山有寶玉，木旁枝皆下垂”等等 [4] 。而在國(guó)外這樣的例子也屢見(jiàn)不鮮。五十年代中期，美國(guó)地質(zhì)學(xué)家利用桉樹(shù)作指示植物，在科羅拉多高原上發(fā)現(xiàn) 5 個(gè)大鈾礦。贊比亞也曾發(fā)現(xiàn)一種藍(lán)色的龍舌蘭，也可指示找銅。澳大利亞的科學(xué)家也曾在一種桉樹(shù)的葉子里發(fā)現(xiàn)了微量黃金，中國(guó)科技網(wǎng)在報(bào)道時(shí)將其稱為“搖錢樹(shù)”。這些發(fā)現(xiàn)是偶然也是必然，正如：“生活中并不缺少美，而是缺少發(fā)現(xiàn)美的眼睛?！?/span>

現(xiàn)如今，我們的科技發(fā)展迅速，研究手段越發(fā)先進(jìn)，多元化。植物找礦與遙感、顯微鏡、X 射線手段等相結(jié)合，幫助人眼看的更多、看的更遠(yuǎn)、看的更精，使得我們尋找礦藏更加迅捷。遙感找礦的原理是植物體對(duì)重金屬元素的富集，會(huì)干擾植物體本身對(duì)基本營(yíng)養(yǎng)物的吸收和利用，影響其正常發(fā)育，使植物的色素含量、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和水含量等出現(xiàn)異常，進(jìn)而導(dǎo)致植物群落的變化。當(dāng)遙感圖像的分辨率能夠區(qū)分這些異常的時(shí)候，便可以重點(diǎn)研究這片異常區(qū)的土地，尋找礦產(chǎn)資源是否存在。

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圖 5 樹(shù)葉里的金子成分（中國(guó)科技網(wǎng)）????????圖?6?遙感找礦　

我們尋找礦藏還有經(jīng)典的找礦五法。探礦工作者在長(zhǎng)期實(shí)踐活動(dòng)中總結(jié)出了豐富的找礦標(biāo)志信息，是找礦的良好向?qū)?。這五種方法分別是地質(zhì)標(biāo)志找礦法（例如礦產(chǎn)露頭、特殊礦物或地質(zhì)構(gòu)造等），以及地球物理標(biāo)志找礦法（主要是依據(jù)不同礦物所表現(xiàn)出的特殊物理性質(zhì)，如密度磁性電阻率放射性等，通過(guò)儀器測(cè)試反推礦產(chǎn)分布信息）、還有地球化學(xué)標(biāo)志找礦法（依據(jù)是礦體周圍會(huì)出現(xiàn)成礦元素局部含量增高的現(xiàn)象）、人工標(biāo)志找礦法（可以依據(jù)曾經(jīng)開(kāi)采的礦場(chǎng)遺跡、廢石堆、煉渣、特殊地名等進(jìn)行找礦）、最后一種是生物標(biāo)志找礦法，如我們所提到的植物找礦，就屬于生物標(biāo)志找礦法的類型。其實(shí)，科學(xué)問(wèn)題和礦藏一樣都像金子閃閃發(fā)光，尋找它們的秘訣也是一樣，都需要我們善于觀察，勤于思考，做有心人，讀萬(wàn)卷書(shū)，行萬(wàn)里路。如此，才有可能發(fā)現(xiàn)生活中的“搖錢樹(shù)”哦！

參考文獻(xiàn)

[1] 王敏. 探礦向?qū)А~草[J]. 科學(xué)之友(A 版), 2008(5): 54.

[2] 馬志飛. 地下礦藏的“偵察兵”——指示植物[J]. 生命世界, 2011(5): 48-52.

[3] 周煒. 種植“銅草”可治理重金屬污染[N]. 中國(guó)礦業(yè)報(bào), 2005/10/20(6).

[4] 葉水英. 植物探礦原理及其應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù), 2014, 34(9): 1+19.