真空冷凍干燥技術在稀土材料研究上的應用

稀土不同的元素有著不同的用途，今天我們就來講講稀土元素在自然界和生物體中的神秘足跡。

稀土元素在地質豐度方面并不像其他有毒金屬那樣稀有。例如，地殼含有0.015%的稀土元素，比其他重金屬多。中國是稀土氧化物的主要生產國，其次是澳大利亞、美國、俄羅斯、馬來西亞和越南。

此外，就國際供應而言，我國是這些稀土元素生產和貿易的主導國。2010年，我國宣布打算限制稀土元素的出口，以確保其在國內的供應和使用。如今，稀土元素在許多領域都是需要的（表1），包括農業、清潔能源、醫藥產品、智能手機、永磁體、熒光燈泡、太陽能電池板、混合動力發動機、風力渦輪機、碳弧照明、鋼鐵添加劑、玻璃拋光、陶瓷、可充電電池和汽車催化轉化器。稀土元素在工業上的使用越來越多，導致稀土元素在環境中的排放越來越多，也增加了稀土元素成為重要環境污染物的風險。

稀土元素在城市和農業土壤中的濃度至關重要。植物從不同的人為活動中積累這些稀土元素，比如稀土元素的開采和含有工業殘留物的稀土元素的精煉排放和農業實踐。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）環繞礦區中積累。因此，土壤中這種過量的稀土元素含量會對周圍環境（包括地下水和農產品）造成嚴重后果。在這些條件下，存在于土壤和水中的稀土元素可以通過多種途徑進入人體，尤其是通過食物攝入。在中國本地蔬菜市場（0.281 μg·g?1）和米粒（0.074 μg·g?1）也檢測到稀土元素。且在一項健康風險評估研究中發現福州市當地家庭的井水（2850 ng·L-1）和飲用水（54 ng·L-1）含有稀土元素。

稀土元素在高濃度范圍內會影響地質環境、水生生物和人類生活。給予較高劑量的鑭系元素會導致動物停止生長和其他負面影響。盡管關于食物鏈中稀土元素存在的數據很少，但對人類健康的潛在擔憂也引起了人們的擔憂，因為已經發現這些稀有元素在大腦（0.074 μg·g?1）和人肋骨（0.074 μg·g?1）中積累，且在人體血液和頭發中也檢測到稀土元素，并有研究證實，這些可能是在被稀土元素污染的土壤中生長的植物中積累后，通過食物網進入人體。研究報道，稀土元素可誘導紅細胞異常，小細胞增多癥發生率高達25%，貧血發生率高達10%，血紅蛋白病發生率高達12%。

稀土元素對人類健康和環境構成了多方面的問題，但也有稀土元素被用于有益于人類健康的例子，這些元素具有抗氧化特性，可對人體器官產生積極影響，并用于治療各種疾病。例如，許多致命的疾病都可以通過放射療法治愈，然而在異常細胞附近發現的健康細胞也會被放射治療殺死。在這種情況下，使用 CeO2（氧化鈰）納米顆粒保護健康細胞免受輻射的有害影響。CeO2已發現納米顆粒可以預防肺炎以及對放射治療的積極影響。

稀土元素的排放對植物、動物和人類健康有影響，盡管稀土元素具有一些生物學益處，但它們對植物、動物和人類產生了無數的有害影響。

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