南方离子型稀土矿区土壤环境稀土元素累积机理及特征

稀土元素类属重金属，在稀土资源开发活动影响下，稀土元素通过各种途径进入矿区土壤环境系统，并在土壤吸附作用下累积，进而威胁土壤环境生态安全。本项目以典型的我国南方离子型稀土矿区为研究对象，采用矿区采样分析与室内模拟实验相结合的研究方法，宏观与微观结合，对离子型稀土开发影响下稀土元素进入矿区土壤环境的累积机理、特征及其影响机制进行系统的基础科学研究。具体内容包括：应用地球空间信息技术，研究在稀土开发影响下稀土元素在矿区土壤环境中累积的时空分布、变异特征，揭示其影响因素及影响机制；采用实验室模拟实验的方法，研究稀土进入土壤环境后，稀土元素在土壤中的吸附、解吸、扩散机理及影响因素和影响机制，稀土元素结合形态在土壤剖面中的分布、分异特征，及其形态转化的机理、影响因素和影响机制。本项目研究旨在揭示稀土资源开发影响下稀土元素在矿区土壤环境中的累积机理及特征，为有效防治矿区土壤稀土污染奠定理论与技术基础。

稀土元素对生物具有显著的“低促—高抑”的“hormesis效应”，并表现出生物富集性、动物脏器组织的选择性吸收与蓄积性等生物效应，因此存在环境风险。南方离子型稀土是我国珍稀战略矿产资源。随着稀土在现代工业中的广泛应用，对稀土资源的需求日益增加，稀土资源的开发与利用达到前所未有的强度，必须关注稀土资源开发区的生态与环境安全问题。在稀土资源开发活动影响下，稀土元素通过各种途径进入矿区土壤环境系统，并在土壤吸附作用下累积，进而威胁土壤环境生态安全。本项目以典型的我国南方离子型稀土矿区为研究对象，采用矿区采样分析与实验室模拟实验相结合的研究方法，对离子型稀土开发影响下稀土元素进入矿区土壤环境的累积过程、分布特征及其影响机制进行研究。主要内容包括：对研究矿区进行土样采样和分析测试，研究了在稀土开发影响下稀土元素在矿区土壤环境中累积的分布、分异特征，及其影响因素；采用实验室模拟实验的方法，模拟研究稀土进入土壤环境后，在累积过程中稀土元素形态在土壤剖面中的分布、分异特征，及其形态转化的特征、影响因素。项目研究结果表明，在南方离子型稀土矿区，受稀土资源开发利用活动的影响，稀土元素在矿区环境中的迁移活动显著，在地表水体等媒介作用下进入矿区农田土壤环境并得到累积；稀土元素在矿区农田土壤中，形态分布与土壤的理化性质（特别是土壤pH）、土地利用类型等有显著关系。本项目的研究结果可为防治矿区土壤稀土污染提供科学理论支撑。