稀土元素在土壤中的释放与迁移研究进展

稀土是全球重要的战略资源,在高科技产业及日常生活中广泛应用。由于稀土资源需求量的日益增加,稀土矿大量开采,加剧了稀土矿区周边环境污染,危害居民健康。因此,探究土壤中稀土元素的释放和迁移机理及影响机制对稀土的污染防治、生态修复及潜在风险评估都具有重要的现实指导意义。文章综述了稀土元素在土壤中释放与迁移机制、形态、及其影响因素方面的研究进展,主要结论为,(1)稀土元素在土壤中的释放与迁移机制主要包括4种类型:铁锰(氢)氧化物的还原溶解、土壤有机质的促进、离子交换作用以及土壤胶体协同。(2)稀土有机络合物、硫酸盐络合物、碳酸盐络合物是稀土元素在土壤中迁移的主要形态,稀土氟、氯、磷酸盐络合物不太可能作为稀土元素在土壤中迁移的载体。(3)稀土元素在土壤中的释放与迁移主要受pH值、氧化还原条件、配体浓度等环境因子影响,pH值与配体浓度与稀土元素的迁移形态高度相关。未来应通过世界各地不同土壤类型、不同环境驱动因子作用下稀土元素释放迁移的研究,探明引起稀土元素在土壤中释放的主导机制;加强稀土元素长距离迁移研究,在土壤环境中稀土元素分馏机制层面揭示稀土元素地球化学循环,为稀土矿区尾矿、废弃地中残留稀土的回收、利用提供理论与技术支持。

生物炭对土壤中抗生素抗性基因的阻控潜力及机制研究进展

土壤中抗生素抗性基因(ARGs)污染是全世界面临的重大环境和健康挑战,开发有效技术以减少其负面影响对维护土壤和人类健康至关重要。生物炭具有高碳含量、大表面积、良好的吸附性能和经济优势,可能是一种非常合适的阻控材料。其对ARGs的阻控作用可能归因于以下3种机制:1)吸附某些污染物,如抗生素和重金属,减弱ARGs的共选择性压力;2)通过改变土壤理化特性影响微生物种群结构,从而限制细菌之间ARGs的水平转移;3)通过吸附或破坏质粒、转座子、整合子等水平转移载体,直接减弱基因水平转移能力。但生物炭对ARGs的阻控效果取决于生物炭的物料来源、热解工艺和添加水平等。此外,生物炭的老化可能会降低其阻控ARGs的效果。生物炭的内源性污染物,如多环芳烃和重金属,也可能导致环境中特定抗生素抗性细菌的富集或诱导水平基因转移。在后续研究中,应根据土壤环境选择合适的生物炭种类,并采取生物炭老化控制措施,以进一步提高生物炭对ARGs的阻控作用。