中新网北京11月6日电(记者 孙自法)传统稀土开采常伴随严重生态破坏,如何实现清洁、可持续的稀土获取成为全球关注焦点。近日,中国科学院广州地球化学研究所朱建喜研究员团队取得重大突破——在蕨类植物乌毛蕨体内首次发现稀土元素生物成矿现象,为稀土资源利用开辟绿色新路径。

植物体内“造矿”:颠覆传统认知的发现
研究团队在乌毛蕨叶片维管束和表皮组织中,观测到稀土元素以纳米颗粒形式沉淀,并结晶为磷酸盐稀土矿物——镧独居石。这一过程是植物为抵御稀土毒性而形成的自我保护机制,相当于将有害离子“打包封存”于矿物结构中。值得注意的是,此类矿物通常需高温地质条件形成,而乌毛蕨在常温常压下即可完成,堪称自然界中的“绿色化工厂”。
相关成果发表于国际权威期刊《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology),首次揭示植物对稀土的解毒与矿化机制,为稀土资源可持续利用提供理论支撑。
乌毛蕨:土壤中的“稀土吸尘器”
作为稀土超积累植物,乌毛蕨能高效吸收并浓缩环境中的稀土元素。研究显示,其叶片中稀土含量远超普通植物,且形成的“生物独居石”纯净无辐射,与天然独居石中伴生的放射性铀、钍形成鲜明对比。这一特性使其在稀土回收中具备显著优势:通过种植乌毛蕨,可同步实现污染土壤修复与稀土资源回收,构建“边修复、边回收”的绿色循环模式。

稀土战略价值与植物矿化潜力
稀土被誉为“工业维生素”,是人工智能、新能源、国防等领域的核心战略资源,也是全球供应链中风险最高的原材料之一。传统开采方式存在高污染、高能耗问题,而生物提取技术可大幅降低环境影响。研究团队指出,过去学界仅知微生物和动物能体内“造矿”(如贝壳中的方解石、骨骼中的磷灰石),但植物界的矿物制造能力长期被低估。此次发现不仅刷新了对植物矿物机制的认知,更为近千种已知超富集植物的研究打开新窗口。
朱建喜研究员表示,未来将深化植物矿化机制研究,探索规模化应用路径,助力我国在全球稀土资源竞争中占据主动。
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