Tim peneliti UDEM telah menemukan bahwa tanah jarang yang digunakan dalam produk berteknologi tinggi saling bersaing dalam organisme akuatik, mengurangi efek biologis mereka.
Di dunia yang semakin terhubung, logam tanah jarang dengan nama -nama aneh seperti lanthanum, cerium dan yttrium telah menjadi aset strategis. Mereka digunakan dalam segala hal mulai dari ponsel hingga turbin angin hingga kendaraan listrik. Saat ini, mereka berada di pusat perang dagang antara AS dan Cina.
Namun, para ilmuwan khawatir tentang logam tanah jarang karena alasan yang tidak terkait dengan ketegangan politik internasional. Apa yang benar -benar kita ketahui tentang dampak lingkungan dari ekstraksi mereka?
Kevin Wilkinson, seorang profesor di Departemen Kimia Université de Montréal, bersama dengan murid-muridnya Laurianne Pagé dan Marie-Hélène Brunet, sedang mencoba mencari tahu. Penelitian mereka tentang interaksi kompleks antara logam tanah jarang dan organisme akuatik telah menemukan mekanisme yang dapat mengubah cara kita menilai risiko lingkungan.
Hasil mereka diterbitkan dalam jurnal Pencemaran lingkungan.
Geopolitik memasuki laboratorium
“(Presiden AS Donald) Trump menginginkan Lanthanum, Cerium dan Yttrium, tetapi Cina mengendalikan hampir 80 persen produksi global dan baru -baru ini menghentikan ekspor ke Amerika Serikat, mendorong Amerika Utara untuk menguji kembali kelayakan sumbernya sendiri, banyak di antaranya di Kanada,” kata Wilkinson.
Tambang Nechalacho dekat Yellowknife di Wilayah Barat Laut saat ini merupakan salah satu proyek ekstraksi paling canggih. Deposit lain dari logam berharga telah ditemukan di Quebec.
Bekerja sama dengan Lingkungan dan Perubahan Iklim Kanada, para peneliti UDEM berfokus pada lanthanum, cerium dan yttrium dan interaksinya dengan Chlamydomonas reinhardtiialga mikroskopis yang sering digunakan untuk menyelidiki mekanisme yang dengannya logam diserap oleh organisme hidup.
“Kami telah menggunakan alga ini di lab kami selama lebih dari 20 tahun,” Wilkinson menjelaskan. “Ini salah satu ganggang pertama yang genomnya telah sepenuhnya diurutkan, yang memungkinkan kita untuk memahami mekanisme molekulernya ketika terpapar logam.”
Persaingan Bagus untuk Lingkungan
Tes laboratorium menghasilkan hasil kontra-intuitif: keberadaan beberapa elemen tanah jarang tidak meningkatkan bioakumulasi mereka yang bersentuhan dengan Chlamydomonas reinhardtii. Sebaliknya, mereka bersaing untuk penyerapan seluler, mengurangi penyerapan masing -masing.
“Kami tidak berharap toksisitas menambah jumlah logam,” Wilkinson menjelaskan. “Mencampur logam -logam ini memiliki efek menguntungkan daripada aditif. Hasil terburuk adalah dua kontaminan untuk memiliki jumlah efeknya pada organisme, tetapi ini tidak terjadi di sini.”
Air Keras: Perisai Alami
Tim peneliti juga menemukan bahwa ion yang secara alami hadir dalam air yang menentukan “kekerasan”, seperti kalsium dan magnesium, memberikan perlindungan terhadap penyerapan logam.
Eksperimen telah menunjukkan bahwa bahkan konsentrasi kalsium moderat dapat secara signifikan mengurangi penyerapan logam -logam ini oleh suatu organisme. Di lingkungan alami dekat tambang, di mana rasio kalsium terhadap logam langka dapat setinggi 10.000 atau 100.000 hingga 1, efek perlindungan ini sangat penting.
“Di Quebec, air tawar kami mengandung sedikit kalsium dan magnesium, jadi ada lebih sedikit efek perlindungan,” kata Wilkinson. “Kami memang melihat efek ini di masa lalu, ketika provinsi lebih terpengaruh oleh hujan asam daripada Amerika Serikat.”
Daerah dengan air lunak, seperti Quebec dan Skandinavia, karenanya berisiko lebih besar dari polusi dari ekstraksi logam langka daripada daerah dengan air yang lebih keras.
Elemen lain dirilis
Untuk mengekstrak logam langka, batuan yang mengandung unsur -unsur dihancurkan. Ini meningkatkan luas permukaan kontak, memungkinkan untuk memulihkan logam yang diinginkan, tetapi juga melepaskan semua elemen lain yang ada di batu.
Oleh karena itu, limbah yang dihasilkan oleh proses ini mengandung berbagai kontaminan dan dapat meningkatkan konsentrasi mereka di alam karena eksploitasi logam tanah jarang meningkat di Kanada. Proyek Wilkinson adalah bagian dari upaya nasional yang terkoordinasi untuk menyelidiki dampaknya, yang melibatkan beberapa tim peneliti.
Sementara timnya mempelajari mekanisme penyerapan, profesor biologi UDEM Marc Amyot sedang mempelajari bagaimana kontaminan naik rantai makanan, dan di Ontario para peneliti sedang memeriksa toksisitas tanah jarang.
“Di lab, kami mengendalikan segalanya,” kata Wilkinson. “Di lapangan, lebih sulit tetapi lebih realistis, dengan konsentrasi yang lebih rendah. Penelitian dasar dan studi lapangan saling melengkapi dan bersama -sama akan memberi kita pemahaman yang lebih baik tentang masalah lingkungan yang terlibat dalam mengeksploitasi logam strategis ini.
“Saat ini, tim kami mengamati kontaminasi oleh logam -logam ini setelah daur ulang produk elektronik. Tidak ada solusi ajaib. Transisi energi membutuhkan logam ini untuk teknologi hijau, jadi kami perlu memahami dampak lingkungan mereka untuk menghindari menyelesaikan satu masalah ekologis dengan menciptakan yang lain.”
Tentang penelitian ini
“Interaksi kompetitif di antara logam tanah jarang (lanthanum, cerium, dan yttrium) menyebabkan penurunan kuantitatif dalam bioptake oleh Chlamydomonas reinhardtii “oleh Laurianne Pagé, Marie-Hélène Brunet dan Kevin Wilkinson, diterbitkan 15 Mei 2025 di Pencemaran lingkungan.
