论文概述:
稀土(REEs)在推动绿色能源转型中的关键作用催生了全球需求的激增,但从采矿到清洁技术的最终应用,其提取过程中常被忽视的环境代价必须经过严格评估以确保供应链真正具备可持续性。然而,当前仍缺乏将稀土的基本性质、应用、开采与其环境影响联系起来的系统性综述。为填补这一空白,本综述首先明确了稀土独特的地球化学性质,以及它们在永磁体、光学材料和催化领域中不可替代的作用——这些性质和作用既是其“关键地位”的核心,也导致了其全生命周期内复杂的环境挑战。研究分析还揭示了关键的技术与环境权衡问题,即硫酸铵浸出等传统提取技术虽能实现较高的运营效率,却会产生严重且持久的环境代价,包括硝化作用导致的大范围土壤酸化、伴生钍与铀带来的放射性污染,以及威胁生态系统完整性和人类健康的重金属扩散。对此,本综述对全链条缓解措施进行了全面批判性评估,涵盖通过电动采矿等更清洁提取技术实现的源头污染控制,以及采用超积累植物辅助提取、微生物修复和基于功能化纳米材料的先进吸附技术等末端修复手段,最终通过将生命周期评估与循环经济原则相结合,提出了协调稀土元素利用与环境可持续性的整体框架,为政策制定者和行业提供了不可或缺的知识基础与清晰的战略路线图,助力其向环境可持续、经济可行的稀土产业转型。
论文信息:
Yong-He Han*, Xi-Wen Cui, Yong Zhang, Hong Zhang, Zhibiao Chen*. 2025. Environmental impacts of rare earth elements mining and strategies for sustainable management: A comprehensive review. Journal of Hazardous Materials, 500: 140400, DOI: 10.1016/j.jhazmat.2025.140400(论文链接)
论文摘要图(Graphical Abstract)

论文机理示意图(Schematic Diagram)

图1. 稀土开采工艺的历史发展脉络及其优缺点

图2. 稀土开采工艺机理示意图及其产生的环境污染问题

图3. 稀土超富集植物对轻稀土(左,铁芒萁为例)和重稀土(右,垂序商陆为例)的富集机理示意图

图4. 退化稀土矿区土壤碳、氮恢复的微生物驱动过程与机制

图5. 废弃稀土矿区土壤中残留稀土和重金属的植物-微生物修复和植物-微生物稳定化机制

图6. 废弃稀土矿区水体中残留稀土和重金属及含氮污染物的微生物(A)和化学(B)去除机理