法国南部伊泽尔河与罗纳河首次发现镥(Lu)微污染：关键原材料在水环境中的新兴风险

本研究揭示了法国南部伊泽尔河(Isère River)和罗纳河(Rh?ne River)水体中首次检测到的异常镥(Lu)微污染现象。研究人员通过多实验室验证的ICP-MS/MS等技术，追踪到污染源为格勒诺布尔市污水处理厂(WWTP Aquapole)排放物，证实该污染具有持续性（持续15个月）而非偶发事件。这一发现将Lu纳入水圈关键金属污染物清单，为REY（稀土元素与钇）环境行为研究提供了新范式，对全球水环境新兴污染物监测具有警示意义。

　　

镥的意外之旅：高科技城市如何改写河流的稀土指纹

在格勒诺布尔这座被誉为"法国硅谷"的城市，阿尔卑斯山脉融雪形成的伊泽尔河正悄然承载着现代科技的副产品。自1996年德国河流中发现钆(Gd)的人为污染以来，稀土元素与钇(REY)作为新兴环境污染物逐渐进入科学家视野。这些被称为"工业维生素"的元素，在MRI造影剂、催化剂等高科技领域广泛应用，却因其在常规污水处理厂(WWTP)中难以去除的特性，持续输入水环境。传统认知中，河流REY污染以Gd、La、Sm异常为主，直到2023年7月，研究团队在伊泽尔河下游检测到惊人的镥(Lu)异常峰值——这个最重、最硬的稀土元素，为何会出现在城市河流中？

为解开这个环境谜题，Constructor University等机构的研究团队开展了系统性调查。通过2023年夏季和2024年秋季两次采样，采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS/MS)三重四极杆氧反应模式等先进技术，对伊泽尔-罗纳河水系13个位点进行多维度分析。研究特别注重质量控制：使用SLRS-6标准物质验证数据可靠性，通过Tm同位素示踪剂(回收率94-107%)校正预处理损失，并采用欧洲页岩(EUS)标准化REY_SN模式识别异常。

4.1 物理化学参数
流域水体pH值7.07-8.25，电导率197-500 μS/cm，溶解有机碳(DOC)1.09-3.78 mg/L，呈现典型城市河流特征。值得注意的是，污水处理厂下游站点DOC升高至3.36 mg/L，暗示有机质可能影响REY迁移。

4.2 溶解态REY浓度
2023年ΣREY总量19.6-170 ng/kg，其中Lu在污水处理厂下游突增至12.5 ng/kg（上游仅0.149 ng/kg）。2024年数据重现这一趋势，Lu_SN/Lu*_SN比值从16.9升至20.5，证实污染持续加剧。同位素分析显示¹⁷⁵Lu/¹⁷⁶Lu保持自然丰度，排除核医学放射污染假说。

4.3 页岩标准化REY模式
所有样本均显示HREY富集（La_SN/Yb_SN 0.021-0.16）和负Ce异常（Ce_SN/Ce*_SN 0.29-0.48）。污水处理厂下游出现"双峰异常"：Gd_SN/Gd*_SN高达261（源自MRI造影剂），同时Lu_SN/Lu*_SN达20.5，后者贡献95%的总Lu负荷。

5.3 阳性Lu异常的溯源
通过质量位移方程计算，证实异常源自污水处理厂排放。特别具有说服力的是，河岸对面未受排放羽流影响的采样点未检出Lu异常。同位素指纹排除¹⁷⁷Lu-PSMA（前列腺癌治疗药物）等放射源，指向稳定Lu化合物的工业释放。

这项研究首次将Lu纳入水环境关键污染物清单，其科学价值在于：

1. 揭示高科技产业区新型污染路径，污水处理厂成为REY的"二次释放源"；
2. 建立Lu异常作为城市污染新指标，其持久性（15个月）远超预期；
3. 同位素指纹技术为区分自然与人为REY提供方法论范式；
4. 警示地中海流域可能正在积累"隐形"污染物——罗纳河已将Lu输送至入海口。

正如研究者Michael Bau指出："当我们在河流中发现比地壳丰度高出20倍的Lu时，这意味着人类活动已改写元素的地球化学循环。"这项发表在《Water Research》的成果，为全球水环境REY基准值建立和新兴污染物预警提供了关键案例。在格勒诺布尔这座科技之城，伊泽尔河的镥异常如同一个环境哨兵，提醒着高科技发展背后隐藏的生态代价。