赣南高背景区稀土钇对环境生态和作业人群健康影响及其毒性机制实验研究

稀土是我国珍贵的战略资源，在工农业生产和日常生活等领域应用广泛。其主要成分包括镧系元素及钪和钇等，共同特点是化学性质稳定。在被开发利用的同时，稀土元素也可能造成环境污染，最终通过不同渠道进入人体。由于其稳定性好，在机体内代谢及排出缓慢，容易造成慢性蓄积性中毒，已日益成为公众健康安全问题。本课题组前期研究中也发现,长期高剂量摄取稀土元素钇可导致大鼠肝脏等脏器损害。而目前关于稀土对环境影响及生物学效应的研究相对匮乏，制约了对稀土科学合理的开发和利用。本项目针对离子型重稀土占世界70℅的赣南矿区，以其主要元素钇为对象，首次较系统地研究赣南重稀土的开采对周边环境生态及人体健康的影响，并通过动物实验探讨钇在机体内的蓄积分布和毒性作用等生物学效应。所获数据指标，将为进一步探讨赣南重稀土的生态效应，评判稀土开采的环境风险，制定稀土开发利用及环境保护对策提供科学依据。

江西省赣南稀土矿区为我国“重稀土之乡”。近年随着稀土的开发和广泛应用，越来越多的稀土元素正通过多种途经进人体并危害着人类的健康，而目前关于稀土对环境影响及生物学效应的研究相对匮乏。本研究显示，在龙南矿区80km直径范围内土壤样品中轻稀士元素含量普遍高于重稀土元素含量；赣南十八县市土壤稀土元素总量较全国土壤（A层）背景值高；近矿区水体样本稀土元素的含量较居民区高，钇元素亦呈现此分布特点，提示稀土开采与生产过程中的污水排放，可能造成矿区周边稀土累积；矿区水体中不同鱼类对稀土钇的富集能力不同，这为当地居民食用鱼类及养殖提供了参考；近矿区脐橙中稀土含量不高于食品污染物限量标准(GB2762-2005)，提示脐橙对稀土元素的富集作用比较低；近矿区大米中稀土元素的含量与非赣南地区大米总稀土元素含量差异不大；距离矿区3km范围内蔬菜样品的稀土元素含量普遍较高，超过了我国蔬菜卫生标准稀土元素含量的限值，这为矿区附近农作物生产与种植提供了参考。. 环境稀土元素通过饮用水的途径进入体内，可能对健康造成威胁。本研究流行病学调查显示，稀土暴露人群肝肾功能异常比例增高；动物实验显示，氯化钇经口进入大鼠体内后，能分布于心、肝、肾等组织，在粪便中含量最高，提示钇在各组织器官分布不均，最终主要从消化道经粪便排出；毒性实验显示，钇元素对神经系统、生殖系统、消化系统等均有一定毒性，主要表现为组织细胞的损伤和功能的异常；毒性机制研究显示，钇能够影响大脑组织中凋亡通路DAPX、Bax、Bcl-2、Cyto C和Caspase-3等基因的mRNA和蛋白表达，最终通过激活Cyto C、Caspase-3，诱导细胞凋亡，产生神经毒性作用。此外，钇可以降低大鼠睾丸和卵巢中Bcl-2/Bax 比值，升高大鼠血浆的睾酮水平，降低雌二醇和促卵泡生成素水平。钇可以导致雄性大鼠，精子数量减少和精子畸形；雌性大鼠卵泡发育异常。以上提示影响大鼠的生殖内分泌功能可能是钇产生生殖毒性作用环节，具体机制有待于进一步研究。本研究揭示了赣南稀土的开采对周边生态环境的影响，及环境稀土钇蓄积对健康的潜在生物学影响，阐明钇对神经系统和生殖系统的毒性作用及机制，为进一步稀土的合理开发利用和环境的保护提供科学依据。