1.1.3　稀土元素对环境和健康的影响

在现代生活水平提高的同时，科学技术的革新也增加了人体对有毒元素的摄入风险，导致了相应的健康问题。自然环境中各种有毒无机物、有机物和金属有机物的污染是当今世界上最严重的问题之一。导致环境污染的元素中也包括稀土元素，需要更深入地研究以便了解它们对人类健康的影响。环境科学家一直在研究如铅、镉、汞和铀等有毒微量元素的致病原因。而且像稀土元素和铂族元素等许多过去不常使用的其他元素，如今也越来越多地在新材料、新产品的生产中被频繁使用，生产中的工业废料如果处理不当就会向底层土壤和地下水中释放大量稀土元素、铂族元素及其他有毒元素。稀土元素在富含F- 、Cl- 、、、、离子的溶液中流动性更好，大量稀土元素通过磷肥等进入了农业土壤。如今，使用电感耦合等离子体质谱（ICP- MS）和高分辨率电感耦合等离子体质谱（HR-ICP- MS）等分析技术有助于提高我们对这些金属在近地表环境中的反应性、迁移性、生物利用度和健康效应的理解。稀土元素也正在通过不同的路径进入自然环境中，特别是那些与地表水和地下水有关的路径，因此可能会污染环境和危害人类健康。在自然条件下，从地下水和大气中只能获得少量稀土元素，但稀土元素开采量的增加提高了其在环境中的含量，并为稀土元素在生物积累上（植物、动物和人类）创造了几条新途径。稀土元素的含量在地表水和地下水中差别很大，并且主要取决于当地地质条件。然而，任何国际卫生组织都没有提供饮用水中稀土元素的最大可接受限度值，也没有关于其对人类健康的毒性的足够数据。2013年，Al-Rimawi等[11]在巴勒斯坦西南岸的地下水样本中观察发现稀土元素和其他几种金属的浓度非常高。他们对此表示了担忧，因为这些元素中的大多数并没有最高可接受限度的规定，也没有足够的数据来表明其对人类健康的毒性程度。不过，Sneller等[12]对饮用水中不同稀土元素的最大允许浓度作了报告，详见表1-3。

欧洲和美国已经发现了一种污染主要与钆（Gd）有关。Gd一般作为对比剂应用于磁共振成像（MRI）中。随尿液从人体中排出后，它几乎可以不受影响地通过废水处理厂进入水生系统。因此，越来越多的数据表明，在卫生保健系统高度发达的国家，从人口稠密的城市地区排放的河流预计会呈现巨大的Gd含量。包括欧洲、美国、亚洲和澳大利亚，全世界范围内都发现了这种钆异常现象。德国明斯特大学的研究人员调查了通过废水排放而带到环境中的钆基造影剂的去向，并追踪到了德国几个水厂的加工饮用水。另一方面，一份19世纪旧金山湾的Gd和稀土元素总量记录表明，这些元素的含量已大幅增加。

在美国、印度、马来西亚和巴西等国，稀土矿的频繁开采和生产活动已经对环境和人类健康造成了影响。切割、钻孔、爆破、运输、储存和加工等采矿活动会向空气和周围水体释放带有稀土元素、其他有毒金属和化学物质的粉尘，这些粉尘除了会影响人类之外，还会影响当地的土壤、野生动植物和植被。而且，开采更多的稀土元素意味着带来更多的环境退化和危害人类健康等问题，因为如果不采取适当的监测和保护措施，废物处理区受风化的影响，一些含有大量放射性元素的稀土矿物，例如铀和钍，它们会对空气、水和土壤造成污染。而其中另一个重要问题是某些矿石具有放射性。尽管稀土元素释放到环境中所带来的污染问题越来越为人们所熟知，但稀土元素在各种现代技术中的应用仍然在不断增长。对于人体暴露于稀土元素和其潜在健康影响的研究大部分依靠矿山工人和其他经常接触稀土元素或其产品的人，他们暴露于稀土元素的概率通常远高于一般人群。

电子行业每年产生的电子垃圾高达4100万吨，伴随着消费者数量增加的同时设备寿命也由于消费者对最新、最好的产品的需求而缩短，这一现象使电子垃圾在2018年已经达到了4850万吨。Lange等[22]研究了巴西圣保罗州车辆废料场土地表层中的几种重金属和稀土元素，发现稀土元素的质量分数均远高于参考值。据观察大多数元素的存在热点是车源。此外，由于大量倾倒含有稀土元素的电子垃圾而造成的底层土壤和地下水污染也越发严重。

目前，我们对稀土元素于人类健康及人类活动水平的不利影响、生物地球化学、稀土循环过程和毒理学效应的认识存在重大差距，今后需要更多的研究来确定人为来源、转移机制、生物积累及其环境行为以尽量减少稀土元素对人类健康的危害。因此，采用新的公共政策和开发更有效的处理技术将决定稀土元素今后对水生系统的影响程度。由于稀土元素在农业和医学中的广泛应用，对稀土元素的毒理学特性需要进行更多的研究以准确评估这些元素对人类健康的影响。