稀土元素是化学元素周期表中镧系元素和钪、钇共17种元素的统称,广泛应用于尖端军事、储能电池、电子信息、工业催化、机械能源以及环境生态等领域。稀土具有特殊的光电磁物理特性,即使少量添加即可大幅度提高产品的质量和性能,被誉为工业“味精”,是人类的“希望之土”。稀土是我国的优势矿产资源,具有储量大,种类全,开采易的特点。
稀土是广东为数不多的优势矿产之一,具有种类全且储量大的特点,特别是在国防安全和高新科技领域不可或缺的关键战略资源——重稀土,占全国总储量的三分之一。同时,广东也是我国稀土产业应用第一大省。近年来,广东依托稀土资源优势,致力打造稀土全产业链,通过带动电子信息、新能源汽车、半导体照明等高端产业,稀土产业链产值至2020年有望突破2万亿元,是广东经济增长的新引擎,对未来社会经济发展具有重要作用。
虽然稀土是我国优势矿产资源,但广东省乃至全国均面临资源消耗过快,世界资源储量占比下降的问题,严重削弱了我国稀土资源和产业优势。广东省科技厅2011年发布的《广东省稀土产业技术路线图》就明确指出,广东稀土产业发展存在的首要问题是矿产资源勘探工作滞后于产业发展需求。增加资源的保有量是保持广东稀土产业优势的关键基础。广东境内分布着大量不同地质时期、不同类型的花岗岩,在多地形成了规模不等且轻重稀土比例不同的离子吸附型稀土矿床,为探究花岗岩形成、演化和环境要素对离子吸附型稀土矿床形成的制约提供了天然实验室,也为新发现重稀土富集的优质离子吸附型稀土矿床提供了广阔前景。
近年来,因稀土开采所导致的重大污染事件已在广东省梅州、陆丰、河源、惠州等地屡次发生,稀土开采导致的重金属、氨氮及水土流失等问题对环境生态造成极大危害。同时,稀土与铅、铬、汞等元素类似,也属于重金属的范畴。虽然对稀土元素自身的生态毒理及环境化学危害性尚未得到全面系统的认识,但其在地表环境及水体中的高浓度汇集,无疑会对矿区以及周边区域内环境生态有重要影响。基于广东稀土开采地区生态环境风险的严峻形势,急需开展稀土矿区的生态修复及周边污染土壤的治理。同时,广东亦急需查明稀土元素随开采而迁移扩散的环境地球化学效应与生态风险,开发相应的稀土元素污染控制及修复新技术。
广东省基础与应用基础研究重大项目“广东省稀土资源与环境风险”针对上述问题,立足稀土的资源属性和环境风险对广东省经济发展和生态文明建设的影响,拟对稀土资源开展“求本-溯源-控梢”的系统研究,以“稀土元素的地球化学行为”为主线,通过着重开展不同类型稀土资源形成机制和资源特征、稀土赋存状态与绿色开采技术、稀土高丰度汇集区环境风险评估和稀土污染治理与修复等方面的研究,实现稀土的资源属性与环境属性研究并重。
该项目由中国科学院广州地球化学研究所所长徐义刚院士领衔,由中国科学院广州地球化学研究所、广东省有色地质勘查院、广东省环境科学研究院三家单位共同承担。研究群体由三家单位的相关领域的专家组成,核心成员包括院士1人、国家杰出青年基金获得者4人(何宏平,王焰,陈华勇,朱建喜),国家优秀青年基金获得者1人(朱润良),涵盖了两大领域八个团队:矿物化学与表面作用团队、岩石地球化学团队、成矿学团队、同位素地球化学团队、矿物资源利用团队、环境矿物学团队、环境地球化学团队、环境毒理学团队和土壤污染修复团队。该项目在资源方面聚焦轻-重稀土元素的分异/超常富集机制及其资源的可利用性与绿色开采技术,关注稀土环境效应与生态风险;在环境方面聚焦稀土的环境地球化学效应与生态环境风险,开发污染控制及修复新技术。
稀土资源及其生态环境风险对广东、特别是对未来粤港澳大湾区的经济发展和生态文明建设具有重要影响。该项目的顺利开展有望有效解决“离子吸附型稀土矿床形成机制”、“深部岩浆活动对稀土矿床形成的约束”和“稀土聚集的环境风险”三个关键科学问题。通过发现新资源、特别是新类型资源以扩大优质稀土资源储备,通过开采过程控制和污染土壤修复以降低生态环境风险,不但可以确保稀土全产业链条的可持续发展,而且还能促进未来粤港澳大湾区的生态文明建设。