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稀土元素(Rare Earth Elements，REEs)现已广泛应用于冶金、机械、化工和农林养殖等传统产业领域，因为可以显著改善产品性能和增加产量等优良特性，一直成为各个国家优先开发和发展的热点。我国是稀土的大国，稀土的开发利用一直受到高度重视。特别是近30年来稀土肥料在农业领域的大量推广应用，在增产提质的同时，无疑也加速了环境中稀土元素的富集和积累。对稀土元素在土壤中进行长期的环境行为分析有现实的理论指导意义。 土壤是纳米材料以及各种污染物进入环境的汇，又是污染物进入地下水的过渡带，研究纳米颗粒及其负载的污染物在土壤中的迁移规律也是研究纳米材料毒性的一个热点。以往的有关纳米材料迁移行为的研究多局限在规则的多孔介质（如玻璃珠介质、聚苯乙烯球等）中，这与真实的复杂自然环境相差甚远。土壤是一个复杂的体系，由固、液和气三相组成，土壤性质，如颗粒大小、表面积、电荷行为、矿物类型和有机质都将影响纳米颗粒的团聚和运移，这些特性对精确模拟污染物在其中的淋溶行为造成一定的难度。对土壤环境中纳米颗粒迁移行为研究的最大困难在于复杂环境基体中微量纳米颗粒的检测，常规的检测手段对此无能为力，因此关于纳米颗粒在土壤环境中的行为信息还很有限。放射性同位素示踪技术不仅灵敏度高、准确度好、测量方法简便，而且能够区分研究对象的内外源，是检测纳米颗粒物在环境介质以及动植物体内分布、代谢变化的理想手段。 本文拟采用放射性同位素示踪技术，研究纳米二氧化铈进入土壤环境后的存在状态、对污染物砷的水-土界面作用、纳米二氧化铈本身及其携带污染物砷的土柱淋溶行为。结合常规环境毒理学研究方法，探讨纳米材料环境行为与土壤的种类、pH值、Zeta电位、腐殖质等不同性质之间的内在关系，为纳米材料制造和使用的风险性评价提供依据，具有重要的学术价值和社会意义。 1.运用原子荧光检测砷的方法，研究环境条件下砷在纳米二氧化铈颗粒表面的吸附与解吸过程。 Langmuir和Freundlich模型可以用来很好的拟合吸附等温线。吸附过程为吸热过程，较高温度有利于砷在纳米二氧化铈颗粒表面的吸附。当砷的浓度较高时存在解吸滞后现象，砷的浓度较低时解吸滞后现象不明显。 2.研究砷在中国几种典型土壤中的吸附-解吸特性。重点通过吸附动力学、吸附热力学、等温吸附等研究砷在土壤中的吸附规律。 砷在北京土壤和海南土壤中吸附速度特别快，在反应最初的几小时内就可以达到吸附平衡，而在海南土壤中吸附速度非常慢，需要十几天才能达到吸附平衡。砷在三种土壤中的等温吸附过程可以用Langmuir和Freundlich吸附模型拟合。土壤中有机质的含量是影响砷在土壤中吸附的最重要的因素。吸附反应是吸热过程，高温有利于吸附反应的进行。吸附过程受到Fe(OH)3胶体和H2SiO3胶体的影响，磷酸与砷产生明显的竞争吸附。在所研究的砷浓度范围内存在解吸滞后现象。 3.建立了放射性同位素示踪技术定量检测铈的分析方法。运用放射性同位素示踪技术研究放射性纳米141CeO2在中国几种典型土壤中的吸附-解吸特性，同时初步探讨了放射性纳米141CeO2在中国几种典型土壤中的迁移规律。