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戍天九思:天佑中华!中国发现乌毛蕨生成稀土矿!

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发表于 2025-11-9 12:55:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
  据11月6日新华社报道,我国科研人员在一种名为乌毛蕨的蕨类植物体内,不仅发现大量富集的稀土元素,还首次观测到这些稀土元素在植物组织细胞间“自我组装”,形成了一种名为“镧独居石”的矿物。这是科学家首次在天然植物中发现稀土元素的生物成矿现象,为未来稀土资源的可持续利用提供了新路径。相关成果于11月5日在线发表于国际学术期刊《环境科学与技术》。

  笔者认为,如果说中国“稀土之父”徐光宪、高小霞院士夫妇创造了中国稀土技术革命的一个奇迹,那么,中国发现乌毛蕨生成稀土矿则可能创造另一个奇迹!

  中国到底发现了什么?

  中国科学院广州地球化学研究所朱建喜研究员团队在乌毛蕨这种蕨类植物中,全球首次观测到稀土元素的生物成矿现象——即植物体内自然形成了名为镧独居石的稀土矿物。主要有四大核心发现:

  ▲稀土元素在乌毛蕨中生物矿化为独居石纳米多晶聚集体

  ①高富集能力。乌毛蕨是一种“稀土超积累植物”,能从土壤中高效吸收并浓缩稀土元素,野外样地叶片稀土总量 0.17 %(干重),达到国际定义的“稀土超富集植物”阈值(≥0.1 %),远超普通植物。

  ②生物矿化机制。吸收的稀土离子在叶片的维管束和表皮组织中,以纳米颗粒形式沉淀,并与磷酸盐结合,在常温常压下结晶为镧独居石,属“生物诱导矿化”现象,而非地质意义上的“成矿”。

  ③自我保护机制。这实际上是植物为对抗稀土离子毒性而演化出的自我保护机制,将有毒的游离稀土离子,通过“打包封存”实现自然“解毒”,避免细胞损伤。

  ④纯净几乎无辐射。与天然独居石常伴生放射性铀、钍不同,生物成矿的“镧独居石”几乎不含放射性元素,更安全、更环保。

  中国发现乌毛蕨生成稀土矿,科学意义和战略意义重大。

  一方面,改写认知的科学突破。此前,科学界已知只有微生物和动物(如形成贝壳和骨骼)具有生物成矿能力,植物的这种能力一直被低估。这次发现不仅拓展了人类对生物成矿边界的认知,也为研究其他近千种超富集植物打开了全新的窗口。

  另一方面,颠覆传统的绿色前景。与传统高温高压地质作用形成的、常伴有放射性铀、钍的独居石不同,乌毛蕨在常温常压下形成的“生物独居石”纯净且无放射性。这使其在绿色提取方面拥有巨大潜力。

  有什么优势和潜在推广价值?

  目前,种乌毛蕨提稀土已经小范围实验证实“能种、能收、能提”,具备绿色矿山潜在价值。

  一是“植物采矿”新模式。

  技术路径:在稀土矿区、尾矿库或污染土壤中规模化种植乌毛蕨 → 生长6–8个月后收割 → 焚烧植物体获取稀土灰分 → 提取高纯度稀土氧化物。

  经济可行性:初步试验显示,每公顷每年可回收2–3公斤稀土氧化物,虽产量低于传统采矿,但兼具生态修复功能,综合效益显著。

  二是推动“边修复、边回收”循环经济。适用于废弃稀土矿区、重金属污染农田、尾矿库等场景,将“环境负债”转化为“资源资产”。

  三是技术可复制性。乌毛蕨生长适应性强(耐高温、耐贫瘠、喜湿润),易于人工栽培。研究团队正探索通过调节土壤pH、添加有机酸等方式提升富集效率,未来或可基因改良优化品种。

  四是带动新兴产业。可发展“生物矿化—绿色提取—循环经济”产业链,结合现代农业与环保科技,打造“碳中和”背景下的新型资源产业。

  国家正在部署试点探索推广

  该发现拓展了“植物—矿物交互”认知边界,为利用超富集植物回收低品位稀土提供了“低温—低酸—低放射性”新路径,但距“植物矿山”工业模型仍有三大缺口:

  ①规模未知。大于1公顷的连续种植连续种植对生物多样性、火灾风险及废渣量的系统评估空白。

  ②经济模型未建。缺少从“田间收割—干燥—焚烧—浸出—分离”全链条成本核算。

  ③产品纯度待提升。植物基稀土氧化物中 Ca、Al、Fe 杂质高于矿山料,需额外溶剂萃取工序。

  目前,国家主管部门已将该项目列入“稀土资源绿色利用”中试专项,拟在江西赣州、广东梅州两地建设 5–10公顷试验田,进行重点探索验证。

  为什么说中国发现乌毛蕨生成稀土矿堪比“天佑”?

  一是战略资源瞬间多了一条“绿色血脉”。传统离子型稀土开采要剥离山体、氨水浸出,生态欠债巨大;现在只需种蕨、收割、柠檬酸低温浸出,就能在修复尾矿和污染农田的同时收获高价值稀土,实现“边修复、边开矿”的循环模式。

  二是稀土供应链立刻多了一张“分布式底牌”。我国现有2000万亩稀土尾矿和重金属污染地,如果技术进一步成熟,全部能种上乌毛蕨,相当于把昔日“生态伤疤”变成隐蔽、可快速放大的“绿色矿山”,任何外部封锁都卡不住这条“植物矿山”通道。

  三是国际竞争瞬间多了一把“规则制定权”。西方一直诟病中国稀土“高污染、高辐射”。现在我们拿出“零辐射、负碳排”的生物独居石,可直接用于永磁、激光、芯片等高端制造,既输出原料,也输出标准,把环保牌、碳中和牌、资源牌一次打满。

  四是科技树立刻多了一扇“植物冶金”新大门。研究证实植物细胞具备“自下而上”组装纳米磷酸盐晶格的能力,为后续分子育种、合成生物学提供了模板;未来玉米、芦苇、速生杨都可能被改造成“移动矿山”,中国有望在全球率先建立“植物冶金”全产业链。

  天佑中华,科技兴国。这项由中国科学家自主完成的突破,不仅是“从0到1”的原始创新,更是“绿水青山就是金山银山”理念的生动实践。未来,我们或许将看到:一片片乌毛蕨在昔日荒芜的尾矿上茁壮成长,悄然“种”出高纯稀土,真正实现“大地生金,自然造矿”的绿色奇迹。

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