近几日,有关大鹅与美丽国间结束俄乌战争的谈判接触及其内幕交易成为国际头条新闻,一时间“美国要稀土,大鹅要领土,悲催的乌克兰,在战争焦土中等待着吃土”,成了政要们的聚会磋商的热点,也成了平民们街谈巷议的谈资。土文化这么形象地诠释了俄乌战争的结局,也是令人唏嘘。由此想起了土事二三桩,顺便说点土文化。
国土变焦土的黑土
当年,乌克兰是原苏联16个加盟共和国中最大的国家,也是文化、科技、教育和工业、农业各业最强的加盟共和国。1991年获得独立后的乌克兰,国土面积60.3万平方千米,是仅次于俄罗斯的欧洲土地大国。土地肥沃,农业发达。因地区东欧平原,东欧黑土带(世界三大黑土带中最大的黑土带)40%的面积在乌克兰。东欧黑土带的主要土壤类型是草原黑钙土(Chernozem; 美国分类制中称为软土 Mollisol),土层深厚,有机质丰富(含量可高达8-10%),团粒结构发达。大学教科书中也写到,这种土壤是最为肥沃的农业土壤。乌克兰黑土面积达25万平方千米以上,占世界黑土总面积的27%,盛产玉米、小麦、大豆、油料,素有欧洲粮仓和“面包篮子“之称。2021年,乌克兰粮食产量达1.06亿吨,粮食自给率接近500%,每年有一半(数千万吨之巨)的粮食产量出口全球市场,主要买家是中东和非洲国家,农业出口总值达到240多亿美元,占乌克兰出口总值的45%,贡献了约10%的GDP。即使是战争中的2024年,粮食出库近5000万吨。顿涅茨克和卢甘斯克所在的乌东地区,正是黑土在乌克兰的主要分布地区。俄乌战争使这里大面积的黑土农田化为“焦土”,因战争大量国民逃离故土,流离失所,农业损失首当其冲,全球深受其害。尽管乌入俄或俄乌合,数度反复演绎,但乌克兰脱苏独立,不再有中国古代吴越“纳土归宋”那样的历史条件,等待泽连斯基的恐怕只是城下之盟,割地而和了。呜呼,黑土变焦土,何来之祸?
俄乌战争以来,国际市场玉米和小麦价格飙升20%,非洲之角等地区缺粮严重。因此,“欧盟土壤战略2030“(参见厚土学社2025年2月15日推文)指出,俄乌战争影响了欧洲粮食生产能力,也影响了全球食物供应链,刺激原进口乌克兰农产品的国家和地区农业开发,导致土壤退化加剧,应对气候变化能力削弱。不得不说,俄乌战争直接和间接地影响了全球土壤健康和农业生产可持续性。在中国,保护黑土地,维持和提高这种肥沃土壤的农业生产力变得比以往更为迫切。继”绿水青山”理念后,“黑色沃土”已经成为习总书记稳定东北农业生产的又一新理念。在中国,保护耕地大熊猫、振兴黑土地农业,已然是全球黑土地的标杆。这是黑土之幸,华厦之幸!
矿产换军援的“稀土
俄乌战争3年,美国没有出一兵一卒,但是美国的确提供了巨额资金和大量武器装备,帮助泽连斯基抵抗普金。川普上台后,本着美国利益优先的原则,意欲结束俄乌战争,并换回美国援助的利益回报。2025年2月7日,慕尼黑安全首脑会议之际,泽连斯基披露了一份乌克兰绝密文件,是一张神秘的矿产分布图,标明了稀土等重要战略矿产的储量和分布位置。“稀土换军援”,泽连斯基藏着掖着的这张“稀土“图,彷佛是他的保命符,他用来换取未来的战争援助和安全保障,川普意欲从俄乌战争抽身,而直接提出用300百万吨稀土矿的开采权来冲抵美国已经给乌克兰的高达700亿美元的武器援助。
稀土是一类特殊的金属元素的总称。在我们常用的长式元素周期表中,左侧的第一主族金属元素称为碱金属元素,第二主族金属元素称为碱土金属元素,他们是先于稀土元素被发现和记载的。18世纪,化学家们就发现钠等金属元素极易遇水和空气而氧化生成强碱,除氢外的 IA主族元素就冠名碱金属元素了。18世纪中期,瑞典科学家发现铍、镁、钙、锶、钡、镭等元素的金属氧化物溶于水呈碱性,而早期化学家习惯将氧化物矿物称为土(earth),例如氧化铝曾被称为陶土),这些IIA主族元素也就被称为碱土元素。特别的,氧化钙称为(白)垩土,氧化镁常被称为苦土,氧化锶称为锶土,而氧化钡称为重土。这里的碱土元素,不是引起”碱土”(alkaline soil)--俄罗斯发生土壤学的 Solonetz土类(一种形成于干旱地区的盐渍土,因苏打Na2CO3积累而严重盐化和碱化而植物无法正常生长的土壤)—的元凶。相反,钙镁等碱土元素不但不是土壤盐碱化的始作俑者,而且多是土壤结构形成稳定的有益元素和植物营养上重要的中量元素。元素周期表中紧挨着于碱土金属的是第ⅢB族,含第6周期镧系15个元素和性质和功能相似的第4周期的“钪”和第五周期的”钇“等共17个元素。他们都是光泽介于铁和银间的金属元素,最早是18世纪末期芬兰科学家发现于形似沥青的重质矿石中,后来多发现于古老风化壳的土状矿石中。因其十分稀少,命名为稀土(rare earth),其金属被称为稀土金属(rare earth metals)。看来,化学家们在元素命名上有这样的常态思维:碱金属--碱土金属--稀土金属。
稀土金属与稀有金属一样,地壳丰度较低,通常不能单独成矿,而是吸附作用附生于其他矿体,偶尔作为主要元素成矿伴生于其他金属矿。因此,即使是富集稀土元素的矿体,仍然需要通过浸渍提取技术来浓聚和提纯工业用稀土金属。所幸,中国不但拥有占世界40%的稀土矿资源,而且还掌握了世界上最先进的稀土提纯技术。稀土金属在工业界称为超级工业维生素,在冶金、玻璃、石化、陶瓷和等电光源常规工业材料行业已经被广泛应用。因为稀土金属是显示器荧光材料、超导材料、超低温材料、超级永磁材料和储氢(电池)材料的重要原材料或关键功能成分,在智能工业、军事工业、新能源工业和其他涉及新材料的工业发展中具有掐脖子的战略地位。当前,稀土资源的战略意义更为突出。川普的稀土换军援计划,是乌克兰生死的机遇选择,还是围绕稀土的国际博弈的开场,我们拭目以待。稀土与红土
这里不禁想起了我国稀土农用的争议。我国因为我国稀土资源的丰富储存,20世纪80年代原国家科委组织了国家科技攻关项目开展了稀土农用技术的研究和推广,“农用稀土化合物的应用研究“在1988年获得国家科技进步二等奖。后来,国务院稀土领导小组等支持了全国的推广应用。不过,镧系稀土元素属于副族过渡金属元素,因此既可能具有微量营养元素的功能,又可能类似重金属元素,富集过多会污染环境危及食物链安全。在我国地理上富集稀土金属的红土地地区(容易伴生吸附型稀土富集矿),酸性的土壤条件使茶叶等植物常常会检测到与镉等重金属元素相当的含量水平。原卫生部于1991年出台《植物性食品中稀土限量卫生标准》,其中规定茶叶的稀土氧化物含量不得超过2毫克/公斤。南京农业大学后来开展的”核素示踪技术研究农用稀土的环境毒理及其安全性评价“的研究表明,稀土元素存在在植物-动物-人食物链中的强烈吸收富集作用,在动物和人体的部分器官产生选择性积累,并可能导致动物精子畸形和抑制性激素睾酮和孕酮分泌,因此主张慎重稀土农业应用。2012年,卫生部发布实施《食品安全国家标准 食品中污染物限量》(GB2672-2012)和《食品安全国家标准 植物性食品中稀土元素的测定》(GB 5009.94-2012),仍严格规定了茶叶中总稀土限量。这一强制性标准的实施,暴露了南方美国茶叶产区的很多茶叶产品稀土元素总量普遍超标现象,与当时甚嚣尘上的镉大米等热点食品卫生问题同时,构成了严重影响茶叶市场的“稀土门”事件(透视茶业“稀土限量令”取消之变-瞭望新闻周刊,2018-10-15)。后来,联系到茶叶的日常消费量和茶叶中稀土的浸出率,地方政府部门、人大代表、政协委员、行业协会、媒体、专家学者都在通过各种渠道向上反映问题,呼吁取消或修改标准。权宜之下,地方食品和环保部门采取了“三不策略“,不把稀土作为茶叶质量监管的重点内容;不处罚稀土超标不严重的茶叶企业;不曝光稀土超标不严重的茶叶产品。至2017年,国家卫生与健康委员会颁布实施了新的《食品安全国家标准 食品中污染物限量》(GB2672 2017),删除了原标准中对食品中稀土的限量规定。这相当于给了富稀土地区茶叶业的松绑,给稀土元素豁免了食品卫生安全监管,一时间茶业界奔走相告。稀土红土之关乎民生,由此可见一斑。尽管如此,稀土农用,中国是唯一一个做过试验研究、作过标准监管的国家。我想,从自然科学观点来说,稀就是少,少就不能多,多了总会有风险。目前稀土的战略意义凸显,国家也就没有再鼓励稀土农用,从科学发展来说,这也顺应了基于自然的解决方案。
在当年赤贫的红土地区,打土豪,分田地,红军的生存也部分依赖了钨矿(常与吸附富集稀土的矿产伴生或共生)的贸易。谁能想到,几十年以后,不是“有色”更出色了,而是红土变“稀土”了(图4),这里成了仅次于包头的稀土之都,共产党领导的国企,世界500强之一的五矿集团在当年的中央苏区地区风生水起,欣欣向荣。相比乌克兰的广袤黑土,中华大地的红土,有了“稀土”的名头,智慧时代造就新机遇,红土绘宏图,也就指日可待了!
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