真空冷凍干燥技術(shù)在稀土材料研究上的應用

稀土不同的元素有著不同的用途，今天我們就來講講稀土元素在自然界和生物體中的神秘足跡。

稀土元素在地質(zhì)豐度方面并不像其他有毒金屬那樣稀有。例如，地殼含有0.015%的稀土元素，比其他重金屬多。中國是稀土氧化物的主要生產(chǎn)國，其次是澳大利亞、美國、俄羅斯、馬來西亞和越南。

此外，就國際供應而言，我國是這些稀土元素生產(chǎn)和貿(mào)易的主導國。2010年，我國宣布打算限制稀土元素的出口，以確保其在國內(nèi)的供應和使用。如今，稀土元素在許多領域都是需要的（表1），包括農(nóng)業(yè)、清潔能源、醫(yī)藥產(chǎn)品、智能手機、永磁體、熒光燈泡、太陽能電池板、混合動力發(fā)動機、風力渦輪機、碳弧照明、鋼鐵添加劑、玻璃拋光、陶瓷、可充電電池和汽車催化轉(zhuǎn)化器。稀土元素在工業(yè)上的使用越來越多，導致稀土元素在環(huán)境中的排放越來越多，也增加了稀土元素成為重要環(huán)境污染物的風險。

稀土元素在城市和農(nóng)業(yè)土壤中的濃度至關重要。植物從不同的人為活動中積累這些稀土元素，比如稀土元素的開采和含有工業(yè)殘留物的稀土元素的精煉排放和農(nóng)業(yè)實踐。稀土元素也在地衣（2.08 mg·kg?1）、蔬菜（3.58 μg·g?1）和土壤（243 μg·g?1）環(huán)繞礦區(qū)中積累。因此，土壤中這種過量的稀土元素含量會對周圍環(huán)境（包括地下水和農(nóng)產(chǎn)品）造成嚴重后果。在這些條件下，存在于土壤和水中的稀土元素可以通過多種途徑進入人體，尤其是通過食物攝入。在中國本地蔬菜市場（0.281 μg·g?1）和米粒（0.074 μg·g?1）也檢測到稀土元素。且在一項健康風險評估研究中發(fā)現(xiàn)福州市當?shù)丶彝サ木?850 ng·L-1）和飲用水（54 ng·L-1）含有稀土元素。

稀土元素在高濃度范圍內(nèi)會影響地質(zhì)環(huán)境、水生生物和人類生活。給予較高劑量的鑭系元素會導致動物停止生長和其他負面影響。盡管關于食物鏈中稀土元素存在的數(shù)據(jù)很少，但對人類健康的潛在擔憂也引起了人們的擔憂，因為已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些稀有元素在大腦（0.074 μg·g?1）和人肋骨（0.074 μg·g?1）中積累，且在人體血液和頭發(fā)中也檢測到稀土元素，并有研究證實，這些可能是在被稀土元素污染的土壤中生長的植物中積累后，通過食物網(wǎng)進入人體。研究報道，稀土元素可誘導紅細胞異常，小細胞增多癥發(fā)生率高達25%，貧血發(fā)生率高達10%，血紅蛋白病發(fā)生率高達12%。

稀土元素對人類健康和環(huán)境構(gòu)成了多方面的問題，但也有稀土元素被用于有益于人類健康的例子，這些元素具有抗氧化特性，可對人體器官產(chǎn)生積極影響，并用于治療各種疾病。例如，許多致命的疾病都可以通過放射療法治愈，然而在異常細胞附近發(fā)現(xiàn)的健康細胞也會被放射治療殺死。在這種情況下，使用 CeO2（氧化鈰）納米顆粒保護健康細胞免受輻射的有害影響。CeO2已發(fā)現(xiàn)納米顆粒可以預防肺炎以及對放射治療的積極影響。

稀土元素的排放對植物、動物和人類健康有影響，盡管稀土元素具有一些生物學益處，但它們對植物、動物和人類產(chǎn)生了無數(shù)的有害影響。

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