پایگاه خبری فولاد ایران - تقاضای جهانی برای عناصر خاکی کمیاب (REE) به‌سرعت در حال افزایش است؛ از توربین‌های بادی گرفته تا تلفن‌های هوشمند، همه به این عناصر نیاز دارند. به همین دلیل، درک نحوه رفتار این فلزات در محیط زیست به یک ضرورت فوری تبدیل شده است.
به گزارش environmentenergyleader، پژوهش اخیر با استفاده از جلبک سبز آب شیرین به نام Chlamydomonas reinhardtii نشان می‌دهد که چندین عنصر رایج خاکی کمیاب از جمله لانتان (La)، سریم (Ce) و ایتریوم (Y) از یک مسیر مشترک برای ورود به موجودات آبزی استفاده می‌کنند. این کشف دیدگاه‌های فعلی درباره میزان سمیت و مدل‌سازی خطر در محیط‌های آلوده به استخراج یا ضایعات عناصر خاکی کمیاب را متحول می‌کند.
این مطالعه نشان داد که فلزات خاکی کمیاب به‌طور مستقل عمل نمی‌کنند، بلکه از یک «ورودی» مشترک برای ورود به سلول‌های جلبک استفاده می‌کنند و در واقع با یکدیگر رقابت دارند. میزان جذب این فلزات توسط جلبک تقریباً یکسان بود، که نشان می‌دهد رفتار آن‌ها در محیط مشابه است. همچنین میزان چسبندگی این عناصر به سلول‌ها نیز تقریباً برابر بود، به این معنا که آثار آن‌ها در محیط به هم وابسته است و نباید به‌صورت جداگانه ارزیابی شوند.
مدل‌های افزودنی (Additive Models) برای ارزیابی سمیت ممکن است در شرایطی که چندین عنصر خاکی کمیاب به‌صورت هم‌زمان حضور دارند، میزان خطر را بیش از حد تخمین بزنند. در واقع، رقابت بین این فلزات در شرایط واقعی معدن‌کاری ممکن است به سمیت کمتری از حد انتظار منجر شود. این مسئله لزوم استفاده از مدل‌های دقیق‌تر و مبتنی بر واقعیت را نشان می‌دهد.
یافته مهم دیگر این پژوهش، نقش شیمی طبیعی آب در کنترل میزان دسترسی زیستی (Bioavailability) فلزات خاکی کمیاب است. یون‌هایی مانند کلسیم و منیزیم — که معمولاً در آب‌های شیرین وجود دارند — می‌توانند با فلزات خاکی کمیاب برای ورود به سلول‌ها رقابت کرده و مانع از جذب آن‌ها شوند، به‌ویژه وقتی در غلظت میلی‌مولی حضور داشته باشند.
در آزمایش‌های آزمایشگاهی، حتی مقادیر کم کلسیم در آب کافی بود تا مانع از جذب فلزات خاکی کمیاب توسط جلبک شود — به‌خصوص در سطوح پایین فلزات. نمونه‌های آب واقعی در نزدیکی معدن Nechalacho در کانادا شرایط مشابهی داشتند، جایی که سطوح بالای کلسیم به محافظت از موجودات آبزی کمک می‌کرد.
کلسیم و منیزیم در مقایسه با فلزات خاکی کمیاب به سلول‌های جلبک کمتر می‌چسبند، اما چون غلظت آن‌ها در طبیعت بسیار بالاتر است، می‌توانند به‌طور مؤثری این فلزات را از رقابت برای جذب بیولوژیکی کنار بزنند و تأثیر آن‌ها را کاهش دهند.
برای اپراتورهای معادن یا تأسیسات تصفیه آب، این یافته به معنای آن است که حفظ سطح کافی از مواد معدنی طبیعی مانند کلسیم در آب، می‌تواند روشی ساده و مقرون‌به‌صرفه برای کاهش خطر آلودگی فلزی باشد.
نتیجه کلی این پژوهش آن است که مدل‌های زیست‌محیطی سنتی ممکن است نیاز به بازنگری داشته باشند؛ این مدل‌ها باید نه‌تنها غلظت فلزات، بلکه پویایی رقابتی آلاینده‌های ترکیبی را نیز در نظر بگیرند.
مدل‌های اتصال زیستی (Biotic Ligand Models یاBLMs ) که تعاملات بین فلزات و شیمی آب را لحاظ می‌کنند، گزینه‌ای نویدبخش برای ارزیابی دقیق‌تر و اقتصادی‌تر تأثیر فلزات خاکی کمیاب هستند، به‌ویژه در محیط‌های پیچیده‌ای که چندین منبع فلزی در آن‌ها وجود دارد.
منبع: environmentenergyleader