典型重稀土矿土壤中稀土钇的生物有效性及对原地浸矿剂硫铵的响应

江西赣南地区是典型的稀土高背景区，属离子型稀土矿，配分以占重稀土钇为主，我国稀土总量的61%，采取原地浸矿工艺，浸矿剂硫酸铵（（NH4）2 SO42+），矿区农田土壤铵离子（NH4+）、硫酸根离子（SO42+）超标和稀土金属离子累积，导致土壤生态环境破坏。本项目以典型赣南离子吸附型重稀土矿区农田土壤为研究对象，野外实地采样分析和实验室模拟实验相结合，连续萃取Tiesser浸提法与电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS 仪测定技术相结合，分析稀土钇在农田土壤中的赋存形态对浸矿剂硫铵的响应机制；浸矿剂硫铵胁迫下农作物、土壤动物（蚯蚓）和土壤微生物对稀土钇污染的毒理效应和富集分馏机理；生物复合污染生态毒性表征，揭示离子吸附型重稀土矿区农田土壤稀土钇的生物有效性对及浸矿剂硫铵的响应机制。研究成果为补充稀土的生态毒理效应，稀土矿区农田土壤稀土元素健康标准的制定、健康风险评价提供科学依据。

以江西省龙南县足洞稀土矿为典型的富钇离子型稀土矿区污染土壤和清洁土壤为研究对象，采用野外实地采样与实验室测试、分析、模拟试验相结合的方法，以植物（水稻、小麦）、动物（蚯蚓）和微生物为受体，开展一系列研究并获得一些科研成果，主要如下：.（1）矿区（尾矿）土壤中稀土钇含量达632.8 mg/kg，是清洁土壤中稀土钇含量的30倍以上。土壤中硝态氮浓度达692.19mg/kg，铵态氮浓度达23593.75mg/kg，硫酸根浓度370mg/kg。硝态氮的垂直分布趋势随土壤深度的增加，浓度增加，空间分布由异变较大趋于集中。铵态氮的垂直分布趋势在0～30cm土壤层中随着土壤深度增加而增加。硫酸根的垂直分布趋势在10～20cm及30～40cm土壤层中含量多，且分布较集中。.（２）土壤中稀土元素的赋存形态与土壤环境相关性非常显著，石灰石改良剂能大幅度降低15种稀土元素的可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态在土壤中的含量。当粉末状改良剂与土壤比例为3:50，稀土钇的可交换态从初始的295.32 mg/kg降至1.332mg/kg，碳酸盐结合态从初始的60.775 mg/kg降至0.85mg/kg。.（３）硫酸铵胁迫下稀土钇（Y）对蚯蚓的急性毒性效应为“低拮抗，高协同”，硫酸铵低浓度可以减少稀土钇的毒性，蚯蚓对稀土钇产生一定的拮抗作用；中浓度硫酸铵增加稀土钇的毒性，对蚯蚓产生显著的协同效应;高浓度硫酸铵显著增加稀土钇对蚯蚓的毒性。用硫酸铵胁迫下，暴露在稀土钇下的蚯蚓更容易被折断，且活蚯蚓对针刺敏感的反应迟缓。.（４）硫酸铵胁迫下稀土钇对土壤微生物量及活性影响：硫酸铵浓度为100 mg/kg，稀土钇浓度为100～500 mg/kg的组合促进细菌生长；硫酸铵浓度为大于1000 mg/kg，低浓度的稀土钇缓解硫酸铵对三大微生物及土壤生长的毒害作用，高浓度的稀土钇强化硫酸铵对微生物的毒害作用。.（５）稀土钇Y的水稻生物和小麦有效性研究：在(NH4)2SO4的胁迫下，低浓度（0～100mg/kg）的稀土钇Y提高抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性，降低MDA的含量，缓解水稻受(NH4)2SO4的胁迫；稀土钇Y的浓度为100mg/kg时，缓解效果最显著。