DOI: https://doi.org/10.1007/s12011-024-04297-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38970711
تاريخ النشر: 2024-07-06
المؤلف: Neus González وآخرون
الموضوع الرئيسي: الجيوكيمياء والتحليل العنصري
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على أهمية والمخاطر المحتملة المرتبطة بعناصر الأرض النادرة (REEs)، والتي تشمل 17 معدنًا مثل Ce وDy وNd. لقد زاد استخدام REEs في التطبيقات عالية التقنية في القرن الحادي والعشرين، مما أدى إلى مخاوف بشأن التعرض البشري والسمية، خاصة من خلال المدخول الغذائي. تستعرض الورقة الدراسات العالمية التي تقيم مستويات REE في مختلف المواد الغذائية، وتخلص إلى أن تقديرات المدخول اليومي الحالي (EDI) لا تشكل مخاطر صحية كبيرة لمستهلكي الأنواع المائية العذبة والبحرية الشائعة، فضلاً عن مختلف المواد الغذائية مثل الفواكه والخضروات والحبوب.
ومع ذلك، يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى مراقبة مستمرة لمستويات REE في الغذاء بسبب استخدامها المتزايد وإمكانية التلوث البيئي. يدعون إلى تقييمات دورية للتعرض الغذائي لـ REEs، على غرار الممارسات الحالية للمعادن السامة الأخرى مثل الزرنيخ والرصاص. يبرز المؤلفون ندرة المعلومات المتعلقة بالآثار السامة لـ REEs، مما يبرز ضرورة إجراء مزيد من الأبحاث لفهم تداعيات انتشارها المتزايد في البيئة وسلسلة الإمداد الغذائي.
مقدمة
تناقش مقدمة الورقة أهمية عناصر الأرض النادرة (REEs) كملوثات ناشئة مرتبطة بالتقنيات الحديثة. تشمل REEs عناصر مثل اللانثانوم (La) والسيريوم (Ce) والنيوبيوم (Nd)، ويتم تصنيفها إلى عناصر الأرض النادرة الثقيلة (HREEs) والعناصر الخفيفة (LREEs). تلعب دورًا حاسمًا في مختلف القطاعات الصناعية، وخاصة في الإلكترونيات والدفاع والطاقة النظيفة، حيث يعد تصنيع المغناطيس الدائم أكبر تطبيق، حيث يمثل 43% من طلب REE في عام 2021. تاريخيًا، تم استخدام REEs في تقنيات البطاريات وكعوامل حفازة، وقد أدت خصائصها الفيزيائية والكيميائية الفريدة إلى دمجها في العديد من الأجهزة عالية التقنية، بما في ذلك الهواتف الذكية والتلفزيونات ذات الشاشة المسطحة.
على الرغم من أهميتها، لا تزال الآثار البيئية والمخاطر الصحية المحتملة المرتبطة بإنتاج REE والتعرض لها غير مستكشفة بشكل كاف. تسلط الورقة الضوء على أن المدخول الغذائي هو مصدر رئيسي للتعرض البشري للمعادن، بما في ذلك REEs، وتؤكد على الحاجة لفهم تركيزات REEs في الغذاء. الهدف من الدراسة هو مراجعة الأدبيات الحالية حول تركيزات REE في الغذاء ومدخولها الغذائي، باستثناء الدراسات من السلطات الوطنية أو الإقليمية لسلامة الغذاء. استخدم المؤلفون قواعد بيانات مثل PubMed وScopus لجمع الدراسات ذات الصلة، مع التركيز على المصطلحات المتعلقة بـ REEs والتعرض البشري.
نقاش
تسلط قسم النقاش في الورقة البحثية الضوء على تركيزات عناصر الأرض النادرة (REEs) في الكائنات البحرية والعذبة، مع التأكيد على أهمية الأسماك والمأكولات البحرية في الأنظمة الغذائية البشرية إلى جانب المخاطر الصحية المحتملة من الملوثات الكيميائية. بينما قامت العديد من الدراسات بقياس تركيزات المعادن في الأسماك على مستوى العالم، لا تزال التحقيقات في مستويات REE محدودة، مع إجراء عدد كبير من الدراسات في الصين. على سبيل المثال، أفاد Zhang et al. بمتوسط تركيزات إجمالية لـ REEs في الكائنات البحرية من منطقة شنتشن الساحلية، كاشفين عن مستويات أعلى من العناصر الخفيفة مقارنة بالعناصر الثقيلة. وجد Yang et al. أن الأسماك العذبة من مقاطعة شاندونغ أظهرت تركيزات إجمالية أعلى من REE مقارنة بالأسماك البحرية، مع مخاطر صحية ضئيلة مرتبطة بالاستهلاك.
دراسات أخرى، مثل تلك التي أجراها Ma et al. وJiao et al.، أكدت هذه النتائج، مشيرة إلى تباين مستويات REE عبر أنواع ومناطق مختلفة. ومن الجدير بالذكر أن المحار في دلتا نهر اللؤلؤ أظهر امتصاصًا كبيرًا لـ REE من الجسيمات المعلقة، بينما كانت التركيزات في الروبيان الشفاف مشابهة لتلك الموجودة في الأسماك البحرية ولكن أقل من تلك الموجودة في المحار. تناقش الورقة أيضًا الحاجة إلى مراقبة مستمرة لمستويات REE في المأكولات البحرية لتخفيف المخاطر الصحية المحتملة، خاصة مع أنماط الاستهلاك التي قد تعرض البشر لهذه العناصر. بشكل عام، تؤكد النتائج على العلاقة المعقدة بين الفوائد الغذائية من الأسماك والمخاطر المحتملة التي تطرحها تلوث REE، مما يستدعي مزيدًا من الأبحاث وجهود المراقبة.
DOI: https://doi.org/10.1007/s12011-024-04297-z
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38970711
Publication Date: 2024-07-06
Author(s): Neus González et al.
Primary Topic: Geochemistry and Elemental Analysis
Overview
The section provides an overview of the significance and potential risks associated with rare earth elements (REEs), which include 17 metals such as Ce, Dy, and Nd. The use of REEs in high-tech applications has surged in the 21st century, leading to concerns about human exposure and toxicity, particularly through dietary intake. The paper reviews global studies assessing REE levels in various food items, concluding that current estimated daily intake (EDI) does not pose significant health risks for consumers of commonly consumed freshwater and marine species, as well as various foodstuffs like fruits, vegetables, and grains.
However, the authors emphasize the need for ongoing monitoring of REE levels in food due to their increasing use and potential for environmental contamination. They advocate for periodic assessments of dietary exposure to REEs, akin to existing practices for other toxic metals such as arsenic and lead. The authors highlight the scarcity of information regarding the toxic effects of REEs, underscoring the necessity for further research to understand the implications of their rising prevalence in the environment and food supply.
Introduction
The introduction of the paper discusses the significance of rare earth elements (REEs) as emerging contaminants linked to modern technologies. REEs, which include elements such as lanthanum (La), cerium (Ce), and neodymium (Nd), are categorized into heavy rare earth elements (HREEs) and light rare earth elements (LREEs). They play a crucial role in various industrial sectors, particularly in electronics, defense, and clean energy, with the manufacturing of permanent magnets being the largest application, accounting for 43% of REE demand in 2021. Historically, REEs have been utilized in battery technologies and as catalysts, and their unique physical and chemical properties have led to their integration into numerous high-tech devices, including smartphones and flat-screen televisions.
Despite their importance, the environmental impacts and potential health risks associated with REE production and exposure remain underexplored. The paper highlights that dietary intake is a primary source of human exposure to metals, including REEs, and emphasizes the need to understand the concentrations of REEs in food. The objective of the study is to review existing literature on REE concentrations in food and their dietary intake, excluding studies from regional or national food safety authorities. The authors utilized databases such as PubMed and Scopus to gather relevant studies, focusing on terms related to REEs and human exposure.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the concentrations of rare earth elements (REEs) in freshwater and marine organisms, emphasizing the importance of fish and seafood in human diets alongside potential health risks from chemical contaminants. While numerous studies have measured metal concentrations in fish globally, investigations into REE levels remain limited, with a significant number of studies conducted in China. For instance, Zhang et al. reported mean concentrations of total REEs in marine organisms from the Shenzhen coastal region, revealing higher levels of light rare earth elements (LREEs) compared to heavy rare earth elements (HREEs). Yang et al. found that freshwater fish from Shandong Province exhibited higher total REE concentrations than marine fish, with negligible health risks associated with consumption.
Further studies, such as those by Ma et al. and Jiao et al., corroborated these findings, indicating varying REE levels across different species and regions. Notably, the Pearl River Delta oysters showed significant REE uptake from suspended particles, while the concentrations in mantis shrimp were comparable to those in marine fish but lower than in oysters. The paper also discusses the need for ongoing monitoring of REE levels in seafood to mitigate potential health risks, particularly as consumption patterns may expose humans to these elements. Overall, the findings underscore the complex relationship between dietary benefits from fish and the potential risks posed by REE contamination, necessitating further research and monitoring efforts.