희토류 원소의 지구화학적 거동과 환경 지표로서의 활용
Geochemical Behavior of Rare Earth Elements and Their Use as Environmental Indicators
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초록
REEs는 산업적 수요 증가와 함께 환경 내 축적 및 독성 우려가 대두되고 있음에도 불구하고, 이들의 지구화학적 거동과 환경 내 존재형태에 대한 종합적 정리는 아직 부족한 실정이다. 특히 Ce 및Eu의 이상, LREE/HREE 비, PAAS 및 Chondrite 정규화 패턴은 오염원 기원과 환경 조건 해석에유용하며, 기존 중금속 지표만으로는 파악하기 어려운 첨단 산업 오염원을 탐지할 수 있는 가능성을 제시한다. 최근에는 오염원의 기여율을 보다 명확히 정량화하기 위하여 REEs를 PMF 모델에통합하려는 시도가 이루어지고 있으며, 이는 전통 산업과 첨단 산업에서 기인한 복합 오염원을 정밀하게 해석할 수 있는 새로운 도구로 주목받고 있다. 이에 본 총설에서는 REEs의 지구화학적 거동, 토양 및 퇴적물 내 존재형태, 연속추출을 통한 분획 특성, 환경 지표로서의 응용 가능성을 종합적으로 고찰하였다. 이를 통해 REEs의 환경지구화학적 활용에 대한 기초 이론과 응용 사례를 정리하고, 관련 연구 기반이 부족한 국내 현황에 기여함과 동시에 향후 다양한 분야에서 REEs의 환경응용 확대를 위한 지식 기반을 제공하고자 하였다.
Abstract
Rare earth elements (REEs) are increasingly being used in cutting-edge technologies, such as electric vehicles, wind turbines, and high-performance electronics, raising concerns over their environment accumulation and ecotoxicity. However, integrated reviews on their geochemical behavior and environ mental occurrence remain limited. Geochemical proxies—including cerium (Ce) and europium (Eu) anomalies, light-to-heavy REE ratios (LREE/HREE), and normalized REE distribution patterns— offer potential as metrics for investigating source attribution, particularly for advanced industrial contamination where conventional heavy metal indicators are insufficient. Recently, the incorporation of REEs into positive matrix factorization models has emerged as a new strategy for precisely quantifying source contributions from both traditional and advanced industries. In this article, the geochemical behavior of REEs and their speciation in soils and sediments, fractionation via the sequential extraction method, and applicability as environmental indicators are systematically reviewed, thereby providing a reference framework for advancing REE-based environmental geochemical investigations.