稀土元素(REE)是位于化学元素周期表第六周期3B族的斓系元素(Ln)和钪(Sc)，钇(Y)共17种化学元素的总称，镧系元素包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钜(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、饵(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)和镥(Lu)。根据稀土元素在岩石和矿物中的共生情况，将它们分为轻稀土(铈组，La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm和Eu)和重稀土(钇组，Gd,Tb,Dy, Ho, Er,Tm, Yb, Lu和Y)，人们曾认为钜是自然界中不存在的人造元素，但后来已在高品位的天然铀矿中发现有低含量钜的存在。

随着稀土在农业(稀土微肥、饲料添加剂)、工业(各种稀土工业材料、稀土添加剂等)及现代生物医学上的广泛应用，稀土元素将不可避免地通过各种途径进入生物圈，进而影响人体。我国从20世纪70年代开始进行稀土的农业应用，并自80年代以来稀土农用面积迅速扩大。由于外源稀土元素通过各种途径进入生物圈有可能带来新的环境问题，因此了解稀土元素在土壤中的行为及其对环境的影响具有重要的意义。

一、土壤中稀土元素的来源和含量

(一)土壤中稀土元素的来源

稀土(RE)元素广泛分布在自然界中，主要以单矿物形式存在，已发现的稀土矿物有250多种，稀土元素总含量(∑REE)>5.8％的有50～65种，有开采价值的不到10种。重要的稀土矿物主要为氟碳铈矿、独居石、褐忆妮矿和磷忆矿，稀土一般以氧化物形式分离出来。Sc的比重为2.99 g/cm³ , Y为4.47 g/cm³，镧系元素在6～10 g/cm³之间。稀土元素在矿物和岩石中主要以三价(RE³⁺)离子存在，少数稀土元素能以二价或四价离子存在。由于稀土元素的原子结构相似，所以共存在相同的矿物中，在矿物中存在的形态有：①存在于矿物晶格中，是矿物的主成分，如独居石；②存在于造岩矿物中，以同晶置换方式分散在造岩矿物中，例如磷灰石、钦铀矿等；③以吸附态存在于次生矿物中，如吸附在黏粒矿物和铁锰氧化物上，称为离子型稀土矿。

自然土壤中的稀土元素主要来自母岩，不同类型的岩石中稀土含量不同，一般酸性岩中的稀土含量高于基性岩，超基性岩和古石灰岩中稀土含量最低。

20世纪80年代以来，我国开始稀土农用的推广应用，从此外源稀土开始进入农田生态系统，稀土农用以喷施“常乐”(硝酸稀土)为主，用量约为600 g/hm²，折稀土氧化物(RE_xO_y)225 g/hm²左右。由于稀土碳铵复合肥的应用，同时又以基肥方式施入土壤，从而加速了稀土在土壤中的积累速度。

(二)土壤中稀土元素的含量

稀土元素在世界土壤中的分布较为均匀，且均以轻稀土为主，严格地来说以La、Ce和Nd三个元素为主。土壤中稀土元素的含量与成土母质和土壤类型有关，土壤稀土元素的含量在一定程度上也反映出母岩的这种差异性。不同成土母质发育的土壤稀土元素含量不同(刘铮1996)，稀土元素以基性火成岩、酸性火成岩、砂岩和页岩的含量为最高，黄土母质和石灰岩最低。中国主要土壤(A层)的稀土元素含量在18.0～582 mg/kg，95％的范围值为97.1～330.2 mg/kg，平均为187.6±58.6 mg/kg，各土类的稀土背景含量见表5-10。从平均含量看，以风沙土稀土含量最低，石灰岩土最高。同一土壤类型因成土母质不同而稀土元素含量也有较大差异，例如不同母质发育的红壤中稀土的含量顺序为花岗岩＞第四季红色黏土＞玄武岩＞紫色砂岩＞红砂岩。

表5-10 中国土壤(A层)中稀土元素的背景值(mg/kg)

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