稀土开发导致的环境问题及土壤稀土污染治理措施初探

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1、第14卷第5期2014年10月安全与环境学报JournalofSafetyandEnvironmentVol．14No．5Oct．，2014文章编号:1009-6094(2014)05-0245-07稀土开发导致的环境问题及土壤稀土污染治理措施初探*郭伟1，付瑞英1，2，赵仁鑫1，赵文静1，郭江源1，毕娜1，张君3(1内蒙古大学环境与资源学院，呼和浩特010021;2阿拉善盟左旗超格图呼热苏木政府，内蒙古阿拉善左旗750313;3内蒙古大学化学化工学院，呼和浩特010021)摘要:阐述了稀土资源开发过程对土壤、水体、大气、自然景观、人体及动

2、植物体健康的可能影响，概括介绍了土壤稀土污染治理的物理修复法、化学修复法和生物修复法，比较了上述3种方法的优缺点，对以菌根修复技术为代表的微生物-植物土壤污染联合修复技术进行了重点介绍，探讨了菌根修复技术对植物吸收稀土元素的潜在影响及机制，并提出了菌根修复技术在土壤稀土污染修复中的应用前景和研究方向。关键词:环境学;丛枝菌根真菌;稀土资源开发;生态环境问题;生物修复中图分类号:X53文献标识码:ADOI:10.13637/j．issn．1009-6094.2014.05.0550引言生有害反应［8］。稀土元素的Hormesis效应使得其在被广

3、泛应用的同时对生态环境，尤其是土壤环境产生了潜在的风险。稀土元素不属于人体必需元素，可通过食物链进入人体，为人体健康留下了隐患［9］。因此，为有效保护和合理利用资源，国家发布了《中国的稀土状况与政策》报告，强调“要促进稀土利用与环境协调发展，要求实现稀土矿山边开采、边保护、边复垦，修复矿山生态环境，逐步建立矿山环境治理和生态恢复责任机制”［10］。1稀土资源开发导致的生态环境问题1.1对土壤环境的影响稀土与重金属元素同样具有土壤吸附性强、移动性差、滞留时间长和不能被微生物降解的特点［11］。外源稀土进入土壤后，绝大部分滞留在土壤表层。稀土在土壤

4、环境中长期非自然积累必然会对土壤生态系统的功能和粮食生产安全产生潜在的负面影响，进而危及人类健康。高浓度的稀土元素会抑制植株根系伸长率，显著降低农作物发芽率，并与细胞膜蛋白结合，抑制细胞内酶的活性［12-13］。稀土微肥大面积、长期使用，会导致外源稀土不断在土壤等环境中积累;稀土矿藏资源的开采过程对土壤环境中稀土元素含量的增加也具有显著影响［14］。近年来，在内蒙古包头和江西赣州地区，稀土矿藏开采导致周边土壤的严重污染，使耕地退化、粮食减产甚至绝产，造［15-16］稀土元素是元素周期表中15种镧系元素及与其密切相关成了严重的生态环境破坏。统

5、计表明，仅2000年江西省的钪(Sc)、钇(Y)的总称［1］。近年来，稀土元素由于具有优异的磁、光、电等特性而被广泛应用于冶金机械、石油化工、电子信息、能源交通、国防军工和高新材料等13个领域的40多个稀土矿开采就产生稀土尾矿砂31369.27万t，这些尾矿砂中含有大量稀土元素，而现有工艺无法对其进行二次利用，因此，尾矿砂中的稀土元素会以降水和强风为媒介进入尾矿库行业［2］。其中，稀土农用是我国首创［1］。在多领域的应用使周边的土壤中［17］。朱建华等［18］调查了江西省具有十多年开得近年来对稀土的需求量不断增加［3］。中国2/3的省区

6、发现有稀土矿床，矿区多达130个，成矿条件有利、矿床类型齐全，使中国成为世界上稀土资源最丰富的国家［1］。目前，中国已经成为世界上唯一可以大量供应不同品种及品级稀土产品的国家，在世界稀土市场占有支配和主导地位［1］。但近年来，稀土采历史的稀土矿区，结果显示，矿区农田土壤稀土质量比(870mg/kg)显著高于对照区(240mg/kg)。在稀土矿的开采中，任意堆积的尾矿和残渣中不仅含有大量稀土，还含有与矿物伴生的重金属元素，如果不能妥善处理，稀土和重金属势必同时发生迁移转化，对矿区和周边的土壤环境造成严重的稀土-［19］矿的大规模开采也导致了日益

7、严重的生态环境问题［4］。稀土重金属复合污染。滕达等调查了全国第二大稀土矿矿的露天开采需大量砍伐地表植被，造成矿区生态环境的破坏和水土流失，也使得稀土元素进入环境的通量加大。稀土元素不仅具有增加作物产量、改善作物品质、提高植物光合作用、促进根系活力、促进对矿质营养元素的吸收等植床———四川冕宁县稀土尾矿区土壤中的重金属质量比，结果显示，Pb(1193～5077mg/kg)和Zn(38～239mg/kg)的污染均十分严重。本文在前期研究中，采集了包头稀土尾矿坝500m范围内的土壤样品，结果表明，尾矿区土壤中稀土和重物生理效应，还具有减轻病虫

8、害、酸雨、重金属、臭氧与紫外辐金属元素质量比均显著高于对照［20－21］。其中，东南50m处射、农药等对植物损害的作用和提高植物抗逆性的环境生态