真空冷冻干燥技术在稀土材料研究上的应用

稀土不同的元素有着不同的用途，今天我们就来讲讲稀土元素在自然界和生物体中的神秘足迹。

稀土元素在地质丰度方面并不像其他有毒金属那样稀有。例如，地壳含有0.015%的稀土元素，比其他重金属多。中国是稀土氧化物的主要生产国，其次是澳大利亚、美国、俄罗斯、马来西亚和越南。

此外，就国际供应而言，我国是这些稀土元素生产和贸易的主导国。2010年，我国宣布打算限制稀土元素的出口，以确保其在国内的供应和使用。如今，稀土元素在许多领域都是不可或缺的（表1），包括农业、清洁能源、医药产品、智能手机、永磁体、荧光灯泡、太阳能电池板、混合动力发动机、风力涡轮机、碳弧照明、钢铁添加剂、玻璃抛光、陶瓷、可充电电池和汽车催化转化器。稀土元素在工业上的使用越来越多，导致稀土元素在环境中的排放越来越多，也增加了稀土元素成为重要环境污染物的风险。

稀土元素在城市和农业土壤中的浓度至关重要。植物从不同的人为活动中积累这些稀土元素，比如稀土元素的开采和含有工业残留物的稀土元素的精炼排放和农业实践。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）环绕矿区中积累。因此，土壤中这种过量的稀土元素含量会对周围环境（包括地下水和农产品）造成严重后果。在这些条件下，存在于土壤和水中的稀土元素可以通过多种途径进入人体，尤其是通过食物摄入。在中国本地蔬菜市场（0.281 μg·g−1）和米粒（0.074 μg·g−1）也检测到稀土元素。且在一项健康风险评估研究中发现福州市当地家庭的井水（2850 ng·L-1）和饮用水（54 ng·L-1）含有稀土元素。

稀土元素在高浓度范围内会影响地质环境、水生生物和人类生活。给予较高剂量的镧系元素会导致动物停止生长和其他负面影响。尽管关于食物链中稀土元素存在的数据很少，但对人类健康的潜在担忧也引起了人们的担忧，因为已经发现这些稀有元素在大脑（0.074 μg·g−1）和人肋骨（0.074 μg·g−1）中积累，且在人体血液和头发中也检测到稀土元素，并有研究证实，这些可能是在被稀土元素污染的土壤中生长的植物中积累后，通过食物网进入人体。研究报道，稀土元素可诱导红细胞异常，小细胞增多症发生率高达25%，贫血发生率高达10%，血红蛋白病发生率高达12%。

稀土元素对人类健康和环境构成了多方面的问题，但也有稀土元素被用于有益于人类健康的例子，这些元素具有抗氧化特性，可对人体器官产生积极影响，并用于治疗各种疾病。例如，许多致命的疾病都可以通过放射疗法治愈，然而在异常细胞附近发现的健康细胞也会被放射治疗杀死。在这种情况下，使用 CeO2（氧化铈）纳米颗粒保护健康细胞免受辐射的有害影响。CeO2已发现纳米颗粒可以预防肺炎以及对放射治疗的积极影响。

稀土元素的排放对植物、动物和人类健康有影响，尽管稀土元素具有一些生物学益处，但它们对植物、动物和人类产生了无数的有害影响。

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