什么是植物采矿？
植物采矿利用植物从土壤中提取难以提取的矿物质 否则。开发一种获取金属的方法对于满足日益增长的需求至关重要 对使用镍等金属的清洁能源技术的需求。
镍植物开采的目标
在这个项目中，他们的目标是开发一种化学和微生物催化的 植物采矿 (CMPM) 技术将使镍 (Ni) 更容易被吸收 和易位。他们将通过从富镍矿中超积累植物来做到这一点 来自蛇纹石贫瘠之地的超镁铁质边缘土壤。
蛇纹石贫瘠之地是什么以及在哪里？
存在于美国各海岸的两大片区域，西海岸一处 俄勒冈州和加利福尼亚州边境两侧占地近 1100 万英亩。的 东海岸的州线蛇形贫瘠之地 (State Line Serpentine Barrens) 沿着宾夕法尼亚州边界延伸 马里兰州拥有这个独特的生态区，占地约 38,400 英亩。 这两个地区 其特点是岩石多、无树木、植被稀疏、光秃秃的 土壤。蛇纹石这个词描述了那里发现的岩石，这些岩石通常很低 二氧化硅，因为它们起源于地幔层。结果，这些 岩石通常含有较高浓度的对植物有毒的金属， 这就是为什么土壤常常是裸露的或稀疏地覆盖着植被。
植物开采镍面临的挑战
由于存在大量变量，金属植物采矿始终是一个具有挑战性的提议 参与涵盖生态圈（植物）、水圈（水）的过程， 以及地质圈（土壤），这给其成功带来了高度的不确定性 实施。有效镍植物采矿的主要限制因素之一 超镁铁质土壤通常无法被超富集植物吸收 植物。
从农艺和园艺角度来看，蛇纹石贫瘠之地被认为是一种负担 因为富含金属对大多数植物具有毒性。提出的 CMPM 技术， 通过整合地球化学、微生物学、植物生理生化、 和可持续性数据，将改变数十万英亩的非生产性土地 蛇纹石贫瘠土壤从对资源的负债。
项目目标
- 通过化学改良剂优化植物对蛇纹石贫瘠土壤中镍的吸收 以可生物降解的有机螯合剂的形式；
- 规定根际细菌群落以帮助镍动员和 吸收并促进植物生长；
- 确定负责的特定生化和分子生物学机制 HA植物中Ni的耐受性和积累；
- 开发一种新型生物传感器来研究超富集植物中镍的积累 实时；和
- 执行 CMPM 技术的生命周期和技术经济分析 (LCA/TEA) 展示其经济和环境的可持续性
团队
据团队所知，这是第一次通过化学和微生物学方法 将开发从边缘土壤中提取镍的催化植物采矿技术。 他们希望开发一种生物传感器来检测植物组织中的镍，以允许镍 实时超累积植物中的络合监测。这会减少 依赖复杂的提取和分析设施来检测和量化 Ni 与 HA 植物的结合。将产生丰富的基础科学信息 在这项研究中，即。植物生物化学、土壤地球化学和根际微生物组， 这对于未来开发其他金属植物采矿技术很有用。
经验丰富的研究人员团队拥有金属植物修复方面的专业知识 （达塔 - 足球比赛结果），环境土壤和水化学（萨卡 - 史蒂文斯） 理工学院），环境微生物学（Techtmann - 密歇根理工学院）， 分析化学/生物化学（萨迪克 - 新泽西理工学院），可持续性 分析（Braida - 史蒂文斯理工学院）和技术商业化（Christodoulatos - 史蒂文斯理工学院）确保成功开发 CMPM 技术。这一综合项目的成功完成将引领 具有影响力的技术创新，经过广泛的现场实施 将有可能颠覆金属植物采矿市场。