❶ 土壤中硒的形態及其有效性
黃懷曾劉曉端張玲金李奇
(中國地質科學院生物環境地球化學研究中心,北京100037)
武少興
(中國科學院南京土壤研究所,南京210008)
摘要從我國西北地區乾旱土,經中部半乾旱—半潮濕地區均腐土、淋溶土,到東南潮濕地區富鐵土、鐵鋁土,表土全硒含量總趨勢反映了氧化環境下硒易離散,還原狀態下硒易富集的特點;水溶態硒和交換態硒的含量幾乎依次下降(乾旱土>淋溶土>均腐土>富鐵土>鐵鋁土),而且含量都頗低,它們與總硒的比值在相應的范圍內出現了中—高—低的變化;有機硒、酸溶性硒含量明顯增高,與總硒量比值,從西北到東南,皆呈上升趨勢,與水溶態硒和交換態硒正相反;殘留態硒及其與總硒量比值,自西北向東南呈高—低—高的變化,況且無論哪一類土壤,殘留態硒量與其所佔比例均處於首位。
對植物有意義的是能被它直接吸收的硒,即有效態硒。土壤中釋放出來的有效硒受綜合因素控制,氧化還原電位和土壤溶液組分是決定硒溶解度和化學形態的最重要參數,土壤理化性質居次要地位,意味著不同環境背景下,有效態硒的內涵也不相同。微生物作用主要生成高分子有機緩效硒,是水溶性速效硒的重要補給源。由於自然環境中水熱狀態不斷變化,生物作用的差異,以及人為活動的干擾,處於動態化學平衡的土壤溶液,是硒形態轉化和硒遷移的原動力。硒形態分析和實際調查表明,岩石、土壤中無機硒總量,從我國東北三江(黑龍江—松花江—烏蘇里江)到西南三江(怒江—瀾滄江—金沙江)並非是一低硒帶。由水溶性硒、交換態硒和有機硒組成的非閉蓄性硒才是一低硒帶。我國東南潮濕地區雖處於酸性還原氛圍中,但生物作用強烈,有機硒含量頗高;西北乾旱區氧化環境有利於硒被氧化成高價的、能被植物直接吸收的水溶性無機硒;位於這兩區中間的半潮濕—半乾旱地區,水溶性硒低於西北區,有機硒低於東南區,從而造成我國中部地區非閉蓄性低硒帶,這就對低硒帶賦予了新含意。
關鍵詞土壤硒形態
以往硒的研究大多集中在全量和無機兩個方面。通過對岩石、土壤、作物、人體中硒的全量分析,得出結論:我國從東北三江(黑龍江、松花江、烏蘇里江)到西南三江(怒江、瀾滄江、金沙江)出現一低硒帶,位於東、西兩側的東南地區和西北地區為高硒區。在低硒帶內,因各種介質中硒皆貧乏而引發了克山病,這一認識一直為學術界的重要支柱。現代分子生物學研究揭示的克山病與硒之間的內在聯系,也支持了這一論點。
近幾年來,我們與英國合作,在河北張家口和邯鄲及湖北恩施等地區開展了硒的研究,並在現今克山病尚未絕跡的張家口地區進行流行病學調查,發現岩石、土壤中硒全量和作物、人體中硒含量與克山病並不完全呈對應關系,有些土壤硒總量高的地區照樣有克山病患者,某些土壤內全硒含量低的地區未必有克山病患者,調查研究還發現克山病與硒的形態以及有效硒豐度的關系更為密切。土壤中硒形態包含水溶態、交換態、有機態、酸溶態和殘留態五類。水溶態硒以Se6+為主,另有少量Se4+和低分子有機硒。交換態硒主要為Se4+,其次為Se6+。有機硒分高分子和低分子兩種,前者為緩效硒,賦存在酸不溶性蛋白質和高分子氨基酸中,但在鹼性溶液中,可降解為低分子硒氨基酸和+4價與+6價的無機硒;後者為速效態硒氨基酸,即有機水溶性部分。酸溶態硒指與鐵、錳和鋁氧化物結合的硒。殘留態硒、硒化物,以類質同象形式隱含在硫化物中的硒和被硅酸鹽礦物包裹的含硒物質。顯然,重新認識硒與克山病在地理分布上的關系,合理解釋各種矛盾現象,不僅是一種挑戰,也是研究深化的迫切需要。
1土壤中硒的形態
土壤中硒的賦存狀態,包括價態和結合形式兩個方面。硒可構成無機和有機化合物。我們選擇了典型土壤作了分析,結果如下。
水溶態硒:用水提取。以硒酸鹽類為主,次為亞硒酸鹽類。其實,在不同環境中,水溶態硒含意並不一樣,在氧化環境中,水溶性硒為鹼性水解的硒酸鹽和亞硒酸鹽;在較強的還原環境中,包括微量酸溶性的,溶於水與酸混合溶液中的結合態硒、次生硒化物和一些揮發性硒化物。此外,還包含有機硒中的水溶性部分以及與交換態的相互轉換部分。由此可見,同形態中含量最低的水溶態硒在不同情況下,有著復雜的變化。
交換態硒:吸附在氧化物、粘土礦物和有機質內的亞硒酸根和硒酸根離子。用磷酸二氫鉀提取。在實際分析中發現,鹼性情況下,硒酸根離子幾乎不被吸附,成為溶液中游弋的離子團,亞硒酸根為主要吸附對象,隨著pH下降至7~4.7,雖對硒酸根吸附能力增強,但仍以亞硒酸根離子為主,並保持穩定的吸附量。
有機態硒:用焦磷酸鈉提取。按分子量分大分子和小分子硒,前者為緩效硒,賦存在酸不溶性蛋白質和高分子氨基酸中,但在鹼性溶液中,可降解為低分子硒氨基酸和+4價與+6價的無機硒;後者為速效態硒氨基酸,即前述的有機水溶性部分。
酸溶態硒:指與鐵、錳和鋁氧化物結合的硒。加鹽酸破壞氧化物和碳酸鹽結構,使其從結合態中先分解出亞硒酸根,進而生成二氧化硒和單質硒,在強還原條件下,還可生成硒化氫。
殘留態硒:用消化方法將硒化物、以類質同象隱含在硫化物中的硒和被硅酸鹽礦物包裹的含硒物質全部消溶。
從表1看出,從我國西北地區乾旱土,經中部半乾旱—半潮濕地區均腐土、淋溶土到東南潮濕地區富鐵土、鐵鋁土,總硒量呈高—低—高馬鞍形序列,但中國環境監測總站眾多實測數據統計分析結果表明(表3),表土全硒含量總趨勢還是從西北到東南逐級升高,反映了氧化環境下硒易離散,還原狀態下硒易富集的特點;水溶態硒和交換態硒的含量幾乎依次下降(乾旱土>淋溶土>均腐土>富鐵土>鐵鋁土),而且含量都頗低,不超過總量的15%和10%,它們與總硒的比值在相應的范圍內出現了中—高—低的變化;有機硒、酸溶性硒含量明顯增高,與總硒量比值,從西北到東南,皆呈上升趨勢,與水溶態硒和交換態硒正相反;殘留態硒和它與總硒量之比,自西北向東南也呈高—低—高的變化,況且無論哪一類土壤,殘留態硒量與其所佔比例均處於首位,顯然,它在決定總硒量的分布上起著支配地位。這些殘留的無機態硒主要來源於母質,從而說明,原生基岩中硒對於土壤內硒的分布是何等重要。
表1我國代表性土壤(A層)硒形態分析(ng/g)
①非閉蓄性硒包括水溶態硒、交換態硒和有機硒。
2土壤水溶態硒與pH值的關系
圖1硒溶解態與Eh、pH值的關系
從化學平衡實驗中獲知(圖1),溶液電子活度負對數(pe)與pH之間的函數關系:當pH+pe>14.5時,為強氧化環境,溶液中
3土壤中硒的交換態與吸附作用
土壤對交換態亞硒酸鹽和硒酸鹽的吸附作用主要取決於pH值、活性鐵及粘土礦物的性質。現仍以表1中所述的五種典型土壤和我國土綱的綜合分析結果為例,將其理化性質和主要元素氧化物的含量分別錄於表2和表3中。
表2土壤表層理化性質
表3我國主要土綱的理化性質及硒含量
註:表土全硒據環境監測總站(1990)。
吸附分兩類,一種是極性吸附,或謂靜電吸附,如活性鐵凝膠體陽離子團對硒陰離子團的吸附作用;另一種是普通吸附,即固體物質表面自由力場的吸附,粘土礦物和有機質對硒離子團的吸附一般屬於這一類型。從其作用力大小來看,靜電吸附要大於自由力場的吸附,這就是活性鐵凝膠體比粘土礦物吸附能力強的原因,實驗結果也證實了這一點(圖2)。從我國西北到東南,隨著氣候條件的變化,處在不同風化階段、不同區域內土壤中Fe2O3及Al2O3活度和有機質含量相應增高,粘土礦物則相應地由乾旱區的水雲母、綠泥石,經半乾旱區的水雲母、蒙脫石、半潮濕區的蛭石、水雲母,到潮濕區的高嶺石,這些粘土礦物的吸附能力也由西北向東南增強。除礦物成分和含量外,粘土粒度是衡量吸附系數的另一個重要參數,顆粒愈細,物質表面積愈大,吸附作用越明顯。從我國西北到東南,隨著化學風化和生物風化作用的增強,土壤粘粒含量逐漸增加,表2和表3分析結果反映了這一變化。鑒於這些原因,土壤吸附量理應從西北到東南依序增加,但表1中不同土壤類型的交換態並不完全反映這一變化。這是因為硒有其自身獨特的化學屬性,東南沿海地區氣候炎熱,雨量充沛,植物茂盛,生物體本身製造和有機質分解使得水中02、C02十分豐富,而溶於水的C02、
圖2pH值和時間對粘土礦物、Fe2O3吸附Se4+量的影響
4土壤有機硒與有效性的關系
原生有機硒是植物遺骸中的殘留硒;新生有機硒,在微生物作用下,由無機硒直接轉化為有機硒,它還包含揮發性的硒化合物。無論哪一種形式,都是生物代謝作用的產物。總的說來,有機硒豐度隨有機質含量的增加而上升,但在我國東北三江地區土壤肥沃,有機質含量高達4%~10%,有機硒絕對含量偏低,如黑龍江省伊春淋溶土僅為20ng/g,甚至低於某些乾旱土中的有機硒絕對含量。若與硒總量相比,約為22.5%,相對含量並不低,有時可高出乾旱土十個百分點,顯然是原生母質硒總量過低造成的。乾旱的西北區年平均溫度和降水量都低,植被受到扼制而不能繁盛生長,導致有機質含量低,東南地區則相反;另一方面,微生物在推動生命物質的自然循環中起著巨大的、不可代替的作用,由於真菌類的活動,使無機硒轉為有機硒,而真菌類的繁殖,在還原狀態下遠勝於氧化狀態。正是這些原因造成我國東南沿海高有機硒背景。不過,真正水溶性的速效有機硒含量甚微,大多以大分子有機硒化物蘊藏在胡敏酸和富啡酸內,只有少數與富啡酸結合的小分子有機硒及含在其內的+6價和+4價無機硒才能被植物利用,大分子有機硒僅為速效硒供給的庫源。
5討論
對植物有意義的是能被它直接吸收的硒,即有效態硒。然而,無論理論上或實際上的分析結果,土壤內水溶性硒含量自西北向東南呈逐級遞減的趨勢,與我國中部作物中的低硒帶不相吻合。90年代初全國25個省、市、自治區開展了膳食抽樣調查,結果表明,我國現今食物流通量除城市甚高外,廣大農村以就地的植物類食物為主,居民元素攝入水平基本上受控於物源和經濟發展水平。與此同時,證實我國中部確實存在一個低硒帶,只是它的范圍比譚見安等所述的更廣。
如何解釋這一矛盾呢?我們注意到上述典型土壤樣品採集於80年代末90年代初,久置之後,近一、二年做的分析,可視為靜態的分析結果。這些結果與現今自然界中處於動態情景下的土壤有什麼差異?為解決這一問題,採用不同於常溫下處理樣品的方法,將表1中的各類土樣分別置於水浴鍋中沸騰1小時,測試結果迥異(表4),即水溶性硒含量從西北向東南傾斜,即鐵鋁土>富鐵土>淋溶土>均腐土>乾旱土。究其原因,原先沉寂平靜的狀態,在熱作用下,化學活動頓時活躍起來,不僅解吸了部分吸附物質,還促進有機質的分解和pH增高,從而導致了鐵鋁土和富鐵土中水溶性硒急劇上升。可是乾旱土卻不一樣,沸水處理過的比常溫下處理的水溶性硒低得多。表2列舉了各類土壤的Fe、Al、Ca、Mg、P氧化物含量,從西北到東南Fe、Al增高,Ca、Mg下降,符合不同地帶、不同風化階段的元素分布特點。乾旱土中Ca、Mg含量高出鐵鋁土和富鐵土15%左右,pH值為8.50,顯然,碳酸鹽和硫酸鹽為其重要組成,這類土壤通常有效Cu、Mo、Ca、Mg也較豐足,常與Pb、Ni等一同構成硫酸鹽和碳酸鹽化合物。在沸水熱作用下,碳酸氫鈣、碳酸氫鎂轉為碳酸鈣、碳酸鎂,CO2降低,Cu、Pb、Ni等金屬離子濃度增加,與亞硒酸根和硒酸根結合生成白硒鉛礦[PbSeO3]、藍硒銅礦[CuSeO3.2H2O]、復硒鎳礦[(Ni·Co)Se03·2H2O]、硒鉛礦[Pb2(SO4)(SeO4)]等新礦物淀積下來,降低了硒的有效性。礦物成因學也指出,這些礦物是在弱氧化狀態下生成的。由於土壤內硒豐度很低,組分復雜,目前還難以運用硒的形態以及溶解度與機制的關系證實這一分析。
人們曾試圖通過實驗了解硒有效性的變化,如在鹼性土壤內添加磷酸鹽、石膏和石灰,Ravikovitch和Margolin認為能降低硒的有效性,而Brown和Carter則認為可提高硒的有效性。盡管出現了截然不同的觀點,但都不否認土壤溶液組分變化所起的重大作用,正確認識土壤溶液內的化學平衡仍需作巨大的努力。
表4我國主要土類的理化性質及有效硒含量
誠如所述,不同形態的硒始終伴隨外界條件的變化而發生溶解和淋濾、吸附和解吸、氧化和還原、水解和水合,處在不斷的動態平衡之中。在耕作土中,不僅僅隨著一年四季水熱狀態的變換,水溶性硒的濃度不斷變化,其內在的含意也不盡相同,而且在不同環境中,不同形態可互相轉換,尤其是非閉蓄硒內的水溶態硒、交換態硒和有機硒轉化更為頻繁。人為因素又加劇了這種變化,譬如,施鉀、氮、磷肥,不僅會改變土壤的氧化還原程度,還會產生其他效應。鉀離子半徑大,極化能力強,起解吸作用,故用磷酸二氫鉀作為吸附態的提取液;氮肥施入後,轉為NH4OH,這種鹼性溶液在接觸點上瞬息間或許能促進有機硒水解,Cary和Allaway依此用氨水萃取有機硒。另據李書鼎和楊健秋用75Se示蹤實驗的報道,用NH4OH作提取液,在所選擇的黑土、草甸棕壤和暗棕色森林土中,有機硒化合物與
我國東南潮濕區有效硒正是處在這種不斷變化的環境中,既有充足的後備源——大量有機硒的存在,又有大量化肥不斷地投入,尤其是氮肥,加上微生物的強烈作用和水熱狀態的變換,可能正是這些綜合效應間隙性地提高硒的有效量,才使得這一地區作物中的硒水平上升。西北乾旱區可能由於+6價硒含量較高,且處於相對穩定的狀態,故作物所吸收的硒也偏高。中部半乾旱半潮濕區+6價硒低於西北區,有機硒大大低於東南區,可溶性硒又不能得到即時的補給,作物的吸收量相對偏低,以致人們膳食中硒也偏低。
綜上所述,土壤中釋放出來的有效硒受綜合因素控制,氧化還原電位和土壤溶液組分是決定硒溶解度和化學形態的最重要參數,理化性質居次要地位,微生物在硒的某些形態轉化中可能起著重要的作用,生成緩效態有機硒,是有效硒的重要補給源。由於自然環境中水熱狀態不斷變化,生物作用的差異,以及人為活動的干擾,處於動態化學平衡的土壤溶液,是影響硒形態轉化和硒遷移的直接因素。遇到適宜的環境時,我國東南潮濕地區高分子有機硒將會即時轉化為可被植物吸收的低分子有機硒和釋放出可被利用的無機硒,從而提高了植物對硒的有效利用率。西北乾旱區有效硒則以能被植物直接吸收的無機硒為主,從而形成了我國作物和膳食中硒含量中部地區低,東南、西北地區高的分布格局,不同於總硒含量從東南到西北逐級下降的變化趨勢。
區域性硒形態分析遠遠不足,尤其是土壤液相中不同含硒物質的溶解度和不同化學形態之間轉換的資料尚不完善,我們還難以定量考慮土壤溶液中溶解與沉澱、吸附與解吸以及無機和有機硒轉化過程中的物理和化學反應。
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❷ 土壤中的硒
(一)土壤硒的分布及其控制因素
高硒中毒區、非中毒區和低硒區土壤總硒含量與土壤水溶性硒的含量與平均值見表5-9、5-10。如果按這兩種硒參數指標考察高硒區土壤硒的分布,可將其劃分為三種類型:①相對高總硒含量高水溶性硒(沙地、花被、杉坨、芭蕉、羅家壩),②相對低總硒含量高水溶性硒(新塘、魚塘壩),③相對低總硒低水溶性硒(曉關、自生橋、范家坪)。第①類型既包括中毒村,也有非中毒村;第②類型為中毒村;第③類型為非中毒村。如果將①②類型看成中毒高危險區,它們的共同特點是具有高水溶性硒(12.93~112.66ng/g,平均50.98ng/g),然而總硒平均值相差甚遠(最低只有4.96μg/g,而最高可達25.42μg/g)。第③類可視為富硒非中毒危險區,其水溶性硒只有2.81~8.13ng/g,平均4.62ng/g,比高危險區低很多;但總硒含量卻與危險區中的低值接近(例如魚塘壩、新塘)。
上述三種硒分布類型的土壤分別來自兩種土壤母質。第①、③類型的土壤主要來自富硒岩石的殘坡積層,第②類型的土壤則來自富硒岩石和其它岩石的山麓堆積層、山間河流沖積層和池塘堆積層。殘坡積層原地發育的砂質粘土呈灰褐色、褐色;土層較薄;土壤成熟度中等,分異不明顯;土中岩石碎塊較多但成分單一,基本上為硅質白雲岩、硅質炭質頁岩;土壤pH大多數為6~7.5,呈中偏微酸性。土壤硒的分布特徵和土壤結構特徵(表5-10)表明,這類發育於富硒岩石殘坡積層的土壤繼承了岩石富硒的特徵,並受岩石分布范圍控制。但是同一岩石層位上不同地點土壤從母岩中繼承的硒含量是不一樣的。例如圖5-6中,范家坪與杉坨村都在吳家坪組層位上,採集的土壤都在這個層位的硅質炭質頁岩附近,然而范家坪土壤硒平均只有6.62μg/g,而杉坨村卻達到15.18μg/g。類似的情況,在自生橋、曉關硅質炭質頁岩附近採集的土壤樣品硒平均值分別只有3.99和2.19μg/g,而芭蕉、羅家壩、沙地等同樣的土壤樣品硒平均值卻分別達到25.42、20.56和18.04μg/g。這種同一類型土壤硒含量不均的現象極有可能是同一富硒層位的母岩在各地硒含量不均造成的,也有可能與地形坡度、侵蝕面位置或剝蝕深度等有關。
由沖積物的混合物發育而成的土壤有兩種產出形式,一種是新塘型,由山麓堆積+河流沖積組成;另一種為魚塘壩型,由山間窪地池塘堆積而成。山麓堆積形成的砂質粘土呈灰褐色,土層厚,成熟度中等,分異不好。土中碎塊多,成分復雜,有灰岩、頁岩、炭質頁岩、白雲岩、含炭硅質岩等(表5-10)。在遠離山麓的河流沖積土中碎塊明顯減少,砂質成分增多,大多數為粘土質砂岩,土壤pH6.60~7.75,呈中性。魚塘壩四面環山,中間為窪地,在最低處形成蓄水池塘,其北面即為硒礦層出露區。土壤為地表水搬運堆積形成的灰褐色粘土質砂土,土層厚,岩石碎塊少,土壤成熟度高,土壤pH6.04~6.67,略偏酸性(表5-9、10)。以上兩種產出形式的土壤總硒偏低,但水溶性硒很高,可能是運積物摻入了其它低硒物質,但可溶性硒卻隨富硒岩層演變的流體介質在地勢低窪處富集。因此該類型土壤硒的分布除了受富硒岩層的控制,還可能受當地環境介質和地形條件的影響。在低硒區,土壤總硒和水溶性硒分別為0.073~0.16μg/g和0.25~1.48ng/g,基本上處於低硒土壤范圍。但低硒非克山病村(如民生、繼昌)比克山病村(如長坪、支羅)無論總硒還是水溶性硒都偏高(表5-9,10)。在低硒的紫色粉砂質泥岩和泥質粉砂岩區發育紫色粘土和灰褐色粘土質細砂土。它們直接產於岩石風化形成的殘坡積層之上,土層薄,成熟度低,分異不明顯,腐質層極不發育,土壤肥效差,pH4~6,土壤呈酸性。很明顯,低硒土壤繼承了岩石低硒的特點,直接受低硒岩石控制。
(二)土壤硒分布與其他元素及參數的關系
表5-9恩施地區土壤硒含量統計
*為水稻土。
表5-10恩施地區土壤特徵及硒含量統計
土壤總硒、水溶性硒,以及其他22種元素和參數值列於表5-11、5-12,由表中可看出,在高硒非中毒村中,芭蕉和羅家壩土壤總硒和水溶性硒明顯比其它非中毒村高,而與高硒中毒病村一致;除此之外,它們的Zn、Pb、Cd、Mn、Mo、Cr、Ni、V等元素豐度也比其他非病村高;但三者之間Al、Fe、Ca、Mg、K、Na卻相差不大。土壤中Al、Fe、Ca、Mg、K含量相近反映了無論中毒村,還是非中毒村土壤的基本組成可能是一致的,它們都可能來自富硒岩層,只是由於成土的方式不同(形成殘坡積母質或運積母質)或者富硒岩石層位被剝蝕出露的深度不同而導致了不同地點土壤Se和Zn、Pb、Cd、Mn、Mo、Cr、Ni、V等分布的差異。另一個值得注意的現象是,高硒非中毒村(包括芭蕉和羅家壩非中毒村)的土壤S濃度比中毒村高,其平均值是中毒村的3倍(表5-11)。由於S與Se的特殊關系,它可能影響到糧食對Se的吸收。在高硒土壤中硒與某些元素及特徵參數的關系示於圖5-7中。圖中Se與V、Cr、P、Pb、Zn、Cd、F、LOI和TOC呈正相關關系,而與Fe、Mn、S和pH基本上不相關。也就是說土壤中Se濃度的增加與Fe、Mn、S、pH的變化不發生直接關系,而只與有機質,LOI和V、Cr、P、Pb、Zn、Cd、F等的變化有關。不過在S-Se關系圖中仍可分辨出中毒村和非中毒村兩種不同的演化趨勢。中毒村土壤中Se增加得比S快,而非中毒村土壤中S增加得比Se快,因而顯示出非中毒村土壤S平均值比中毒村高的特點。高硒土壤中硒分布動態變化的重要結論可用張忠(1995)和朱建明(1997)的土壤硒形態分析作進一步說明。他們二人都共同選擇雙河魚塘壩高硒土壤樣品用連續提取法對硒形態或結合態進行分析。張忠的分析結果列於表5-13中。從表中可以看出,土壤硒主要決定於有機態硒、硫化物硒和殘余態硒,它們三者加和達到95%以上,而水溶態硒、交換態硒和氧化物態硒的加和大多隻有1%~2%。對總硒的影響很小。這就是說高硒區土壤總硒只與土壤有機態硒,硫化物態硒和殘余態硒發生關系,而很少與水溶性硒、交換態硒和氧化物態硒發生關系。土壤中與鐵錳氧化物有關的硒包括氧化物結合態硒和被鐵錳氧化物吸附的交換硒,由於本區土壤中交換態硒和氧化物結合態硒很低,因此,土壤總硒與鐵和錳的關系自然不很明顯。但是當交換態硒(除了鐵錳氧化物吸附的硒,還有粘土礦物和有機物吸附的硒)與水溶性硒合並在一起時,它們與土壤總硒呈正相關關系(圖5-7)。盡管土壤總硒與硫化物硒的關系非常明顯,約17%~37%的硒進入硫化物中,但是由於S與Se在二者濃度都高時呈拮抗作用,二者濃度都低時呈協同作用,Se在硫化物中的含量因類質同像替代S的強弱而不同。S與Se的這種不確定關系,導致了土壤總硒與S的關系不穩定。
表5-11恩施地區土壤化學元素分析結果
地礦部測試所和英國地調所分析。
表5-12土壤硒有機炭和燒失量統計表
表5-13雙河魚塘壩土壤樣品硒形態分析結果
註:表中數據除所佔比例和加和/總量例外,其餘的單位為ng/g。(據張忠,1995)
本區土壤總硒與土壤有機質(硒)確定的正相關關系,使有機質硒在土壤硒狀態中起到重要影響。實際上由於有機硒中存在著可溶性的或者可被植物吸收的有效硒,當本區土壤中水溶性硒和可交換態硒對植物有效性影響很小時,有機硒的有效部分將起重要作用。因此,從土本區土壤總硒與土壤有機質(硒)確定的正相關關系,使有機質硒在土壤硒狀態中起到重要影響。實際上由於有機硒中存在著可溶性的或者可被植物吸收的有效硒,當本區土壤中水溶性硒和可交換態硒對植物有效性影響很小時,有機硒的有效部分將起重要作用。因此,從土壤角度來看,本區硒中毒可能來自水溶性硒+可交換態硒+有機態硒,其中有機態硒可能是最主要的作用因素,可交換態硒大部呈被鐵錳氧化物或有機質吸附的Ⅳ價態硒,其有效性受到pH和礦物粒度的影響(彭安等,1988;朴河春等,1996;Humdy等,1977;Balistrieri等,1990),而水溶性硒則可能因量小而作用不明顯。
圖5-7土壤硒與其它元素及特徵參數關系圖解(1)
圖5-7土壤硒與其它元素及特徵參數關系圖解(2)
❸ 全國含硒地區詳細情況
1、湖北恩施
恩施市是迄今為止「全球唯一探明獨立硒礦床」所在地,境內硒礦蘊藏量居世界第一,還是世界天然生物硒資源最富集的地區,被譽為「世界第一天然富硒生物圈」,獲取「世界硒都」殊榮當之無愧,同時也是全球唯一獲得「世界硒都」稱號的城市。
❹ 硒的作用跟危害
硒的有益量和中毒量之間的范圍,是所有微量元素中最窄的,所以補硒最要求技術含量,一不小心就會補過量。
過量補硒,人體內錳元素的吸收就會受阻,缺錳會產生一系列健康問題。所以,不能盲目補硒。盲目補硒,可能會增加罹患某些疾病的風險,如果特別想補硒,也一定要注意適量,不可盲目補硒。
硒過量會危害健康,導致硒中毒,如引起脫發、指甲與皮膚變暗等,因而盲目地補硒沒有必要。
一般推薦硒的每日攝取量為50-250μg,可耐受每日攝取量上限為400 μg,成人一般每日攝取50μg的硒即可滿足需求。
(4)英國哪裡土地含硒擴展閱讀:
人體自身不能合成硒,食物是硒的主要來源,一個不偏食、不挑食的健康人,身體對硒的需求能夠通過均衡膳食得到滿足,並不需要額外補充。
市場上賣的各種富硒食品,如富硒大米、富硒蔬菜等,偶爾吃可以,沒必要經常買。如果一定要吃富硒食品,最好選標明硒濃度的,計算好身體的需要量再購買。
天然食品中,硒含量從高到低分別為:動物內臟、海產品、魚、蛋、肉、糧食、牛奶、蔥、蒜、蔬菜、水果。芝麻和大蒜中的硒含量也不少。不同地區、同種農作物的硒含量有天壤之別,有千倍甚至萬倍的數量級差距。
❺ 張家口地區硒的環境地球化學背景
葛曉立張光弟張綺玲劉新平羅代洪
(中國地質科學院生物環境地球化學研究中心,北京100037)
Johnson C.C.
(British Geological Survey,U.K.)
王元吉富泉
(張家口地方病研究所,河北張家口)
摘要本文採用路線剖面法,通過岩石、水系沉積物、土壤及其剖面的綜合研究,對張家口克山病區硒環境背景和克山病間的關系得出以下結論。①本區各種岩石硒含量范圍為0.11~0.19μg/g,相互間差異不大,與克山病不發生直接關系。②水系沉積物主要來自上游的中基性火山岩和斜長片麻岩,硒含量為0.05~0.09μg/g,比岩石硒低近一倍,且未出現異常高值點。③克山病重中病村位於分水嶺兩側較平緩的坡地和北側低山丘陵之間開闊的谷地,前者的土壤為上侏羅系石英斑岩和流紋岩殘坡積層發育的草甸土,後者主要是黃土,其次是沖積層發育的灰鈣土和砂土(在分水嶺北側);中低病村和無病村主要分布在分水嶺南側山谷、沖積河灘、谷地和階地地形,土壤為沖積砂土(無灰鈣土),土壤硒的含量呈現從重病村→中低病村→非病村降低的趨勢。例外的情況是在分水嶺兩側附近的草甸土。上述土壤表層硒的分布趨勢在土壤剖面硒的分異中,被初步解釋。
關鍵詞張家口硒地球化學
張家口地區位於中國河北省北部,與內蒙古接壤,是我國克山病病區之一。從1945年發現病情到現在,已有50多年歷史。但大規模正式調查卻是在1962~1972年的10年間。根據這次調查,確認沽源、張北兩縣克山病區為重病區(發病率>50/10萬),赤城、崇禮、尚義縣為中病區(發病率30~50/10萬),懷來、康保、涿鹿縣為輕病區(發病率<31/10萬)。在8縣35個鄉366個村中共有人口303776人,病人4999人。主要集中於沽源縣的豐源店、小廠、長梁鄉和張北縣的戰海、大囫圇、三號鄉。幾乎80%以上的病人分布在這6個鄉的35個行政自然村中。發病人群主要集中於20~49歲年齡段的育齡婦女和10歲以下的兒童,前者更為顯著。
本區地形地貌上呈北高南低、南陡北緩的格局。就本文涉及到的沽源、張北、赤城、崇禮四縣而言,前兩縣處於高原低山平原區,後兩縣為山地丘陵谷地。兩者以近東西走向的分水嶺為界,克山病則沿分水嶺兩側分布,並發病率有由分水嶺向兩側隨海拔的降低而降低的趨勢(圖1、2)。目前,雖然一些病區有自然消退現象,但在另一些地方卻有新的病情出現。例如在沽源縣喇嘛洞村,1972年普查為輕病村,但1992年調查檢出率達到21/114,其中15個病人年齡都在50歲以下,包括20歲左右的年輕人。張北大囫圇二道灣村,1964年普查只有9個病人,現在已增至38人。值得注意的是,這些新檢出病人和病情有新發展的村,都位於分水嶺北側,離分水嶺較遠,屬於低山丘陵盆地。地形似乎有向山區與平原過渡帶發展的趨勢。
圖1貓峪-後平頭梁地質地球化學素描圖(A剖面)
1—第四系沉積物;2—上侏9統酸性火山岩;3—中侏羅統中基性火山岩:4—太古宇變質岩;5—燕山期花崗岩;6—土壤;7—水系沉積物;8—岩石
圖2海流圖-許家營地質地球化學素描圖(B剖面)
1—第四系沉積物;2—上侏羅統酸性火山岩;3—中侏羅統中基性火山岩;4—印支期花崗岩;5—岩石;6—土壤
這些新老病情的發生再次說明張家口地區目前依然存在克山病致病的因素和條件。然而由於本區研究工作滯後,使病因至今仍不十分清楚。張家口市地方病研究所與張家口醫專聯合對病區進行了飲水取樣化驗,發現病區水鎂比非病區低2~3倍,提出本區克山病與環境低鎂有關的結論。但是對病區與非病區,病人與非病人發鎂和血鎂的對比分析,卻未得出相似的結論。另一方面,對於全國比較一致公認的克山病與環境缺硒相關的觀點,在本區也未得到證實。正因為如此,本區克山病的防治效果並不十分理想。
中國地質科學院生物環境地球化學研究中心和英國地質調查局聯合張家口市衛生局和地方病防治研究所,從1995年開始對克山病開展的以硒為主的環境病因研究已經取得了重要進展。本文在病區進行的地質地球化學測量與地形地貌觀察的基礎上,對硒地球化學環境背景進行綜合分析,從而了解硒在張家口地區生態環境系統中的分布狀態、轉化規律及其與克山病間的成因聯系。
1克山病分布特徵
張家口地區克山病主要集中於沽源縣的豐源店、小場、長梁鄉和張北縣的戰海、大囫圇、三號鄉,全區幾乎90%以上的病人分布在這6個鄉的35個行政自然村。
2研究方法
根據克山病的分布特點和發展趨勢,本區硒地球化學環境背景分析採用了綜合地質、地理、地球化學和地方病流行病學調查的方法,在對克山病進行重、中、輕(非)分類基礎上,進行野外實地調查、重點取樣和路線剖面測量,以查明硒及相關元素在各種環境介質中(岩石、水系沉積物、非耕作土壤)的分布及其對本區硒環境狀態的作用與影響,為進一步分析硒與克山病的關系提供背景資料。
2.1路線剖面測量
根據克山病的分布、地形地貌和交通條件,在1:5萬地形圖上設計了東西2條剖面。東剖面南起赤城縣貓峪,北止沽源縣後平頭梁,呈北北東走向,39.4km;西剖面南起崇禮縣海流圖,北止張北縣許家營,呈南北向,全長35km。兩條剖面各自穿越了兩個類似的地貌景觀區(山地河谷灘地和高原丘陵平原)及其分布的重、中、輕(非)病村,沿剖面間隔2km左右選點觀察取樣,樣品包括岩石、水系沉積物、土壤等(表1)。
采樣情況如下。
岩石樣品:採集了出露的各種岩石類型樣品,共16件。
水系沉積物:本區水系不發育,只在東剖面南側虎龍溝、中堡採集了5個樣品。
土壤樣品:為了解本區的硒環境地球化學背景,盡量避開耕作土,採集未污染的原生土壤,共47件。
表1張家口地區地球化學剖面采樣情況
①1—殘積物,2—坡積物,3—沖積物,4—沖洪積物,5—風積物;②LPG示印支期花崗岩,J3示晚侏羅系酸性火山岩,J2示中侏羅系中-基性火山岩,AM示寒武紀變質岩,JG示侏羅系花崗岩。
土壤剖面樣:在上述土壤樣品中,選擇27件土壤深度剖面樣,觀察硒在土壤各層中的分異流動狀態。
2.2流行病學調查
沿剖面以村為單位進行1992~1996年間各種地方病和癌症等疾病的發病率和死亡人數的回顧性調查。有關克山病的檢出率列於表2中。
表2剖面樣點中克山病患病情況調查表(1992~1996)
續表
2.3樣品分析
採集的土壤、水系沉積物樣品帶回實驗室後自然風干並揀出枯草碎石放入烘箱,在不超過60℃的溫度下烘乾、粉碎磨至200目(74μm),岩石樣品也粉碎研磨至200目。地礦部岩礦測試所用原子熒光法分析測定了硒元素含量,土壤樣品還加測了pH值。
3克山病區硒的環境背景
由樣品的測試結果編制的綜合環境地質地球化學剖面圖(圖1、2),可總結出如下環境背景特徵。
3.1岩石硒地球化學特徵
本區各類岩石硒含量見表3。雖然病區與侏羅系火山岩對應,但各類岩石含量都較接近且偏低。因此,岩石中的硒與克山病無直接的成因關系。
表3岩石類型及硒含量(μg/g)
3.2水系沉積物硒的地球化學特徵
水系沉積物一般反映上游匯水盆地中岩石的特徵。在東剖面虎龍溝、中堡的水系沉積物主要來自上游的J:中基性火山岩和太古宙老變質岩(圖1)。5件水系沉積物硒的含量范圍為0.05~0.09μg/g,平均0.06&ug/g,低於上述兩類岩石硒含量。除中堡附近的一個樣點水系沉積物與岩石硒含量相差較大之外,其他各點岩石與水系沉積物的硒都較接近,因此水系沉積物基本反映了原岩低硒的特徵,而且沒有異常發生。
3.3非耕作土壤硒地球化學特徵
剖面沿線發育有砂土、褐土、灰鈣土和草甸土四種土壤類型(表1)。砂土的母質一般為沖積層,灰鈣土母質多為沖積層+風積層,而褐土和草甸土則主要是殘坡積母質層。草甸土呈黑色或灰褐色,分布於分水嶺附近及北側低山丘陵坡地,母質層原岩多為石英斑岩、流紋岩等,在原地風化剝蝕後形成土壤。一般在岩石出露的地方土層較薄,在地勢低窪的地方土層較厚。但不論厚薄,這種草甸土都能劃分出A、B、C三層,含有機物的腐殖層通常在10~20cm左右,A層土的pH值為7~8。褐土分布於分水嶺兩側,特別是北側高平原上的丘陵崗地,大多不在剖面圖范圍中。其母質層多為中基性安山岩,土層較薄,A層土壤不太發育,pH值為7.6~8.6。灰鈣土分布於分水嶺北側山丘之間開闊的谷地中,成土母質為厚達數米的黃土層+沖積層,有較薄的A層,pH7~8.2,B、C層則較難區分。這種灰鈣土是分水嶺北側特有的類型。砂土則在分水嶺兩側都有出現,主要產於河灘及一二級階地上。在分水嶺北側,地勢平坦,河流不發育,現有河流量小、流速緩,兩側無階地;而分水嶺南側則經常出現河谷階地,因而形成「U」形谷地貌。砂土一般呈褐灰黃色,土層厚薄不等。階地上的砂土較厚,分異較好;河灘砂土較薄,分異較差。A層不發育或較薄,土質差,肥效低,pH值為8~9。
在東剖面(圖1)分水嶺南側,虎龍溝至清泉堡一段為「V」形谷地,河流為山間小溪,沖積層對土壤貢獻不大,河流兩側土壤以殘坡積的褐土為主;清泉堡—貓峪一段,河流已發展成二級或三級較成熟河段,沖積層十分發育,河流兩側或一側出現一、二級階地,剖面南側土壤硒的分布除了清泉堡一個砂土樣品硒含量較高為1.2μg/g外,其餘都在0.2~0.6μg/g范圍內變化。但是虎龍溝以北2個中侏羅系玄武安山岩殘坡積層發育的褐土樣品和砂土樣品硒含量為0.3~0.6μg/g,呈鋸齒狀分布,一個砂土樣品硒為0.5μg/g,一個草甸土樣品硒為0.2μg/g。前韭菜溝—韭菜溝一段為草甸土,三個樣品硒含量分別為1.3、1.2、0.4μg/g,韭菜溝—後平頭梁一段是風成黃土形成的灰鈣土和沖積層形成的砂土,兩個灰鈣土樣品硒為0.6~0.7μg/g,一個砂土硒為1.0μg/g。
在西剖面(圖2)分水嶺南側壩頂—板申圖以北為晚侏羅流紋岩和石英斑岩殘坡積層發育的黑色草甸土,4件樣品硒含量范圍為0.15~0.2μg/g。板申圖—海流圖間為地勢較寬闊的河流灘地,砂土土壤,其母質為來自上游石英斑岩、流紋岩和以花崗岩為主的碎屑物質,8件樣品硒含量范圍為0.08~0.1「g/g。分水嶺北側—阿不太溝為黑色草甸土,4件樣品硒含量為0.1~0.4μg/g。阿不太溝—戰海一段為黃土+沖積土發育的灰鈣土和砂土,4件樣品硒含量為0.3~0.2μg/g。戰海—許家營北坡為草甸土,3件樣品硒含量為1.1~1.3μg/g。許家營北坡—許家營為河灘砂土,2件樣品硒含量為0.4μg/g。
由以上2條剖面土壤硒的分布可以看出:①草甸土有兩個硒值范圍,一個在分水嶺山脊兩側較平緩的坡地,范圍為0.10~0.2「g/g,另一個分布於離分水嶺北側較遠的低山丘陵坡地,硒在0.4~1.3μg/g之間變化;②中酸性火山岩、花崗岩和黑雲斜長片麻岩等,雖然時代不同,但岩石成分相近,岩石硒含量也較相近,因此由它們形成的土壤硒含量也大多相近;③由沖積層+黃土形成的灰鈣土硒含量在0.3~0.7「g/g之間變化,呈鋸齒狀分布,可能與黃土和沖積土的成分復雜有關;④河流沖積砂土硒的含量變化較大(0.08~1.5μg/g),表現為三種情況,一種為在本剖面分水嶺南側砂土,硒為0.4~0.6μg/g,第二種為兩剖面南側砂土,硒為0.08~0.1μg/g,第三種為兩剖面北側與灰鈣土伴生的砂土,硒為0.4~1.5μg/g。
4結果討論
調查發現克山病重病村和中病村耕作土有兩種類型,在分水嶺山脊附近村莊的耕作土大多為黑色草甸土(如壩頂、阿不太溝、平頭梁),在低山丘陵之間開闊的河灘和谷地中的村莊耕作土大多為灰鈣土和砂土(如後平頭梁、干水河、戰海、韭菜溝)。上述列舉的重中病村的耕作土與2條剖面中的非耕作土類型是一致的。因此可以認為本區克山病中高檢出率(>1%)村子的土壤類型主要是草甸土、灰鈣土和砂土。它們可以看成是克山病高危險區的一種土壤環境背景。在東剖面虎龍溝—貓峪一帶,近年也檢出克山病人(<1%),其耕地在虎龍溝主要是低山坡地,以褐土為主,母質層是玄武安山岩和黑雲斜長片麻岩的殘坡積層;在清泉堡—貓峪,耕地為河灘階地砂土,母質層來自黑雲斜長片麻岩和安山岩的水系沉積物。它們同樣與剖面測量的非耕作土類型一致。在西剖面中,板申圖—石窯子—海流圖一帶克山病檢出率為0,當地耕作土與剖面非耕作土類型一致,為河灘砂土,因此河灘砂土(無灰鈣土)可視為輕—非克山病區的土壤類型。
對比耕作土與非耕作土的硒含量水平發現,重中病村耕作土硒含量范圍為0.063~0.263μg/g,而非耕作土的草甸土硒則為0.1~0.2μg/g和0.4~1.3ug/g,灰鈣土0.3~0.7μg/g,砂土0.4~1.5μg/g;非病村耕作土硒為0.043~0.163μg/g,而非耕作河灘砂土則為0.08~0.1μg/g。其中非病村兩種土壤的硒含量變化較吻合,重中病村非耕作草甸土第一種硒含量與耕作土較一致,而第二種范圍的硒與灰鈣土和砂土組合的硒都遠遠高於耕作土,有的甚至超過了0.4「g/g高硒土壤界限,其原因目前還不清楚,有待進一步查明。本文對富硒草甸土提出一種可能的解釋是:前韭菜溝—韭菜溝(圖1)和許家營南坡(圖2)都是未開墾的山地草甸土,由於長期的土壤分異和土壤成熟度增高,富含有機物的A層土壤相對不含有機物的B層含硒量有較大增長(圖3-a)。由於母質中酸性火山岩硒平均為0.19μg/g(表3),由此推測由C→B→A層硒為強富集趨勢;與耕作土相伴的非耕作草甸土(如阿不太溝、壩頂)A、B、C層硒分異不明顯(圖3-b),C→B→A硒含量則呈弱富集趨勢。需要特別指出的是處於分水嶺頂端的B-13樣品是遠離耕地的山地草甸土,與兩側呈明顯不同的強分異特徵,雖然B→A富集方向不同,但它同樣表明遠離耕作區的耕作土的強烈分異和富集趨勢。由此看來,在耕作區的非耕作土(可能包括耕作土)由於弱的富集趨勢,從硒含量並不很高的母質層(C)進入表層(A)的硒也不高,從而呈低硒特徵,而遠離耕作區的非耕作土,由於強的富集趨勢,使A層的硒含量比C(或B)層高很多,呈高硒特徵。
圖3A、B兩剖面土壤硒含量深度變化圖
通常情況下,土壤硒的分異作用決定於土壤成分、粒度、氧化—還原電位、有機物含量等對於高硒的非耕作灰鈣土和砂土組合,由於成土母質來源相當復雜,既有風成黃土外來物質,又有附近的沖積物碎屑,因此其C層代表的母質層硒含量有可能較高(圖3-c)。對於灰鈣土,土壤粒度變化不大,pH分布特徵也不明顯,雖然土壤處於地勢開闊的低窪處,氧化淋濾作用相對不是太強,但由於表層(A)有機物對硒的吸附作用也較弱,因此形成A→B→C富集趨勢,其中A→B的分異不太明顯,只是由於成土母質本身硒含量高,所以在分異後A層仍處於高硒狀態。在砂土深度剖面中(圖3-C),則因為由下向上粒度變細,對硒的儲存作用由下向上增強,將這種作用疊加於類似灰鈣土的兩種作用上,可出現B→A的富集趨勢,並且由於C(或B)層本身高硒,故表層(A)處於高硒狀態。在圖3-B中,pH的分布無規律可循,它們對硒的影響亦不清楚,但由分水嶺B-13樣點向南北兩側A層土壤的厚度逐漸增加,因此有機物對硒的吸附也應逐漸增加。同時隨著高度降低,向兩側氧化淋濾作用也相應降低,表現為在由山頂向兩側的深度剖面中由表層向深部硒增加越來越慢。如果我們把所有草甸土的成分看成是一致的,土壤剖面粒度變化也是一樣的,那麼土壤分異作用強度主要由土壤有機質含量和氧化淋濾程度來判斷,這樣我們就將看到圖3-B中分水嶺最高點由於氧化淋濾作用大於有機質對硒的吸附作用而使B、C層硒含量急劇增高,分異作用明顯。向兩側由於氧化淋濾變弱而有機質作用增強,兩種作用抵消後,硒的分異變弱,但是隨著A層增加,有機質對硒的作用越來越強,而氧化淋濾越來越弱,A層硒的含量增高,B、C層硒含量減少,分異作用又變得明顯,只是硒積累的方向發生了變化。圖1中絕大多數土壤硒含量都大於0.4μg/g,然而剖面上幾乎每個村子都存在克山病。在圖2中許家營土壤硒大於0.4~1.3μg/g,仍然檢出1.04%的克山病人;相反板申圖—海流圖是本區土壤硒最低的(0.08~0.1μg/g),反而未檢出克山病人。這些都是令人費解的。但是耕作土硒與克山病關系研究成果顯示由重病村→中病村→非病村與土壤低硒→中硒→高硒間存在對應關系,這與非耕作土重中病村土壤硒大於0.4~1.5μg/g(圖1中重病村土壤硒除外),低病村土壤硒0.2~0.6μg/g,非病村0.08~0.1μg/g的分布有類似的特徵,只是非耕作土硒含量大多數情況下比耕作土高得多。
5結論
張家口克山病區硒的地球化學環境有以下特點。
(1)本區出露的各種岩石硒含量范圍為0.11~0.19μg/g,相互間差異不大。在綜合地球化學剖面圖上岩石硒分布近於直線,與克山病檢出率曲線不產生對應關系,因此岩石硒與克山病之間無直接關系。
(2)本區水系不發育,故用水系沉積物反映硒的環境背景存在困難,局部采樣試驗發現水系沉積物含量(0.05~0.09μg/g)是岩石中的一半,無異常特徵,這說明岩石在風化作用過程中硒因流失而離散。
(3)本區由於土壤類型多樣,硒地球化學環境特徵比較復雜。野外觀察和對比後發現,克山病重中病村主要發生於分水嶺兩側較平緩的坡地和低山丘陵之間開闊的谷地,前者的土壤為中侏羅系石英斑岩和流紋岩殘坡積層發育的草甸土,後者主要是黃土,其次是沖積物堆積發育的灰鈣土和砂土;中低病村主要分布於山谷沖積河灘與階地,土壤為沖積砂土(無灰鈣土)。無病村亦位於山間谷地,土壤為沖積砂土。因此草甸土和灰鈣土+砂土是克山病重中病區主要土壤環境類型,沖積砂土是低病區及非病區土壤主要類型。草甸土的硒有兩個分布范圍,位於分水嶺兩側的草甸土硒為0.1~0.2μg/g;位於分水嶺北側低山丘陵坡地的草甸土硒含量為4~1.3μg/g。灰鈣土含硒量為0.3~0.7μg/g。砂土有3個硒分布范圍:0.08~0.1μg/g,與無病村對應;0.4~0.6μg/g,與中輕病村對應;0.4~1.5μg/g,與灰鈣土組合及重中病村相對應。因此土壤類型、硒含量與克山病村間大體有以下對應關系:
地球化學環境:農業·健康
這與耕作土研究的結論基本上是一致的。就土壤中硒含量總體上高於岩石和沉積物的硒含量而言,表明成土作用過程中生物和有機質對硒起著富集的作用,區內大多數克山病重中病村土壤中的硒含量高於非病村土壤中硒含量這一事實,與其他克山病區的結論不符,同時也與本區病村糧食和人體硒水平較低不相吻合。由此可見,不同介質中硒含量與克山病間不是簡單的線性關系,而是蘊含著豐富的內涵。
(4)本文首次嘗試應用岩石、水系沉積物和土壤地球化學剖面與土壤深度剖面相結合的地球化學分析方法,在探討硒的地球化學背景分布和解釋不同土壤類型硒狀態的分布方面都取得了明顯效果。實踐證明這是一種比較經濟、快捷、實用的環境地球化學分析方法。
參考文獻
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❻ 世界五大礦產資源國是哪幾個丫
世界五大礦產資源國是:世界前三位的礦業大國是美國、俄羅斯和中國,它們也是世界的礦產資源大國。第四位是澳大利亞,第五位是巴西。
美國是世界上占第一位的礦業大國。1997 年的原礦總產值1473億美元,其中石油、天然氣和煤(即能源礦產)的產值為1068 億美元,非燃料礦產405 億美元。即在礦業產值中,能源礦產佔72%。
蘇聯曾是世界頭號礦業大國。蘇聯解體後的俄羅斯自1991年以來礦業產值銳減。俄羅斯1995 年原礦總產值為1150 億美元,稍遜於美國。據稱,俄羅斯礦業產值中約80%為燃料礦產。
近年來,俄羅斯原油和煤稍有減產,但天然氣產量回升。1998 年俄羅斯原礦總產值估計為1000 億美元左右。
(6)英國哪裡土地含硒擴展閱讀:
礦產資源的特性:主要有耗竭性、隱蔽性、分布不均衡性和可變化性四種。
礦產資源是經濟社會發展的重要物質基礎。開發利用礦產資源是現代化建設的必然要求。黨中央、國務院高度重視。
在黨的十六屆五中、六中全會文件中,對加快建設資源節約型社會、加強重要礦產資源地質勘查、實行合理開采和綜合利用、建立健全資源開發有償使用制度和補償機制,提出了明確要求。
國務院先後出台了一系列文件,從地質勘查、礦產開發、資源節約、循環經濟、環境保護、土地管理、安全生產、境外資源開發利用以及煤炭工業發展等方面,對礦產資源開發利用工作作了全面部署。
促進經濟社會全面協調可持續發展,必須加強礦產資源合理利用和保護管理。
❼ 糧食中的硒
(一)糧食中硒的含量
圖3-12飲水硒含量箱式分布圖
表3-5飲用水中各參數的測定結果統計
BGS—英國地質調查局,IRMA—岩礦測試技術研究所。
圖3-13不同克山病村中飲用水的pH、Eh、碳酸根、電導率箱式分布圖
研究區79個糧食樣品包括48個小麥樣、26個莜麥樣和5個小米樣品。在這些樣品中,硒的含量變化范圍為7~86ng/g,均值15.9ng/g。其中小麥中硒的含量平均值為16ng/g,莜麥為15ng/g,小米是13ng/g。不同的糧食種類硒的含量差別不大。
研究區糧食樣品中的硒含量結果與當地克山病發病率之間呈現較好的對應關系(圖3-14)。所有采自重克山病村的糧食樣品中的硒含量都較低,其他采樣村樣品中的硒含量變化雖有起伏,但隨著克山病發病率的減少至消失,糧食中硒含量呈明顯增加的趨勢。不同發病組糧食中的硒含量平均值分別為:克山病重病區8.1ng/g,克山病中輕病區15.8ng/g,非克山病村23.5ng/g。
(二)糧食硒含量與土壤硒及各參數間的相互關系
如果忽略吸收大氣降雨和灌溉水中的硒含量,作物中的硒主要來源於土壤。將土壤中全硒含量與糧食中全硒含量進行相關分析,在98%的置信水平兩者間的相關系數計算結果為-0.23,這表明土壤的全硒含量和糧食的全硒含量之間不存在直接的相關性(表3-6,圖3-15)。但在表3-6中糧食硒含量與土壤LOI和Cu、Fe、Mg、Mn、V、Zn含量之間呈現一定的負相關關系(表3-6)。特別是糧食硒與土壤LOI弱的負相關關系表明,土壤中有機質含量越高,糧食從土壤中吸收的硒越少。有機質可能固定了土壤中大部分可溶性硒。
表3-6糧食中硒含量與對應土壤中各參數間的相關系數統計表
(三)土壤中硒形態及植物有效態分析
糧食硒與土壤總硒不存在直接的相關關系和糧食硒與土壤LOI呈負相關關系表明,糧食從土壤中吸收硒,除了自身的因素外,還與土壤中有效態硒含量有關。本次研究用連續提取法提取土壤中的各種硒結合態,並進一步分析各種形態的植物有效性。結果列於表3-7。從表中可得出如下結論:
圖3-14不同克山病組糧食中硒含量
圖3-15土壤全硒含量與糧食全硒含量之間的相關關系圖
表3-7張家口土壤樣品硒結合態分析結果表
註:前6項分析中的%表示硒結合態/硒結合態加和的百分數。
(1)土壤中連續提取的各項結合態硒的加和與土壤總硒的比值為81.52%~111.29%,大部分在98%~106%之間;在Se加和與Se總關系圖中它們的分布基本呈一直線(圖3-16),相關系數達到0.9951,表明連續分步提取過程中基本上無硒的丟失,其結果非常接近土壤總硒水平。
圖3-16土壤硒含量加和與總硒含量關系圖
(2)非病村土壤水溶態硒含量為2~13ng/g,除去其中的最高值(13ng/g),平均為3.3ng/g;提取率為2.9%~15.9%,除去高值,平均為3.82%。重病村土壤水溶態硒含量為2~5ng/g,平均3.3ng/g;提取率為0.7%~1.9%,平均1.43%。雖然重病村土壤提取的水溶態硒與非病村含量相近,但提取率卻只是非病村的37%。
(3)重病村土壤交換態硒含量為3~16ng/g,平均9.17ng/g;提取率為1.36%~5.58%,平均為3.73%。非病村土壤交換態硒含量為3~28ng/g,除去高值,平均4.3ng/g;提取率為3.66%~23.53,平均為5.84%。重病村土壤提取的交換態硒比非病村高1倍以上,但提取率卻只是非病村的64%。
(4)重病村土壤有機態硒含量為23~79ng/g,平均43.3ng/g;提取率為10.12%~27.05%,平均18.05%。非病村土壤有機硒含量為10~19ng/g,平均14ng/g,提取率為10.08%~25.33%,平均11.36%。重病村土壤有機硒比非病村高2倍,但提取率高0.6倍;
(5)重病村土壤酸溶態硒含量為3~22ng/g,除去其中一個高值,平均為5.8ng/g;提取率為1.56%~7.53%,除去高值,平均2.58%。非病村土壤酸溶態硒9~13ng/g,平均11.5ng/g;提取率為10.95%~18.84%,平均13.85%;重病村土壤酸溶態硒只是非病村的50%,提取率也只是後者的24%。
(6)重病村土壤硫化物態硒含量為20~115ng/g,平均為73.5ng/g;提取率為6.85%~44.65%,平均為33.14%;非病村土壤硫化物硒含量為8~17ng/g,平均為12.55ng/g;提取率6.73%~24.64%,平均15.53%。重病村土壤硫化物態硒比非病村高5倍,提取率高1倍多。
(7)重病村土壤殘余態硒含量為61~157ng/g,平均為96.5ng/g;提取率27.73%~61.09%,平均40.24%;非病村土壤殘余態硒含量為22~54ng/g,平均為32.5ng/g;提取率為30.67%~45.38%,平均36.28%。重病村土壤殘余態硒比非病村高2倍,提取率僅高0.1倍。
以上分析結果表明:①雖然重病村土壤總硒比非病村高,但水溶性硒卻與非病村非常接近,二者處於同一水平,故導致提取率反而比非病村低;②同樣,由於重病村土壤總硒比非病村高,雖然其交換態硒提取量比非病村高,但提取率反而比非病村低;③非病村的酸溶態硒無論是提取量還是提取率都比重病村高,這似乎與硒的總量關系不大;④與水溶態硒和交換態硒特徵相反,不僅重病村土壤硒總量比非病村高,而且土壤有機態硒、硫化物態硒和殘余態硒的提取量和提取率都比非病村高;這三種形態提取率加和的結果為:重病村達到91.44%,非病村達到63.17%,可見重病村土壤中這三種形態佔了絕對支配地位。
在上述六種硒形態中,水溶態硒是最容易被植物吸收的有效態硒;硫化物硒和殘余態硒是最不容易被植物吸收的硒;交換態硒雖然能被植物吸收,但受到一定條件限制;有機態硒和酸溶態硒都是在強鹼強酸條件下釋放出來的硒,一般不被植物吸收,除非在某些特定條件下被轉換成可供植物吸收的形態。
可被植物吸收的水溶態硒包括可溶性無機硒和可溶性有機硒。張家口克山病區重病村和非病村土壤平均水溶性硒都在3.3ng/g左右,略高於或接近於全國低硒帶水溶態硒指標(3ng/g),二者處於同一個低硒邊緣狀態水平。
交換態硒系指那些被水合氧化物、粘土以及腐殖質表面吸附的四價態亞硒酸離子。在實驗中用KH2PO4強解吸劑從重病村土壤中提取出平均為9.17ng/g的交換態硒,從非病村土壤中提取出平均為4.3ng/g的交換態硒。這只能說明重病村土壤中被吸附的Se(Ⅳ)比非病村多,但並不能說明各自的生物有效性有多大。
在自然條件下,到底有多少吸附態的硒被解吸出來而轉換成可被植物吸收的交換態硒,則是一個比較復雜的問題。彭安(1989)的吸附實驗表明,MnO2和Fe2O3對Se(Ⅳ)的吸附量遠遠大於粘土和有機質的吸附量,且在pH值3~9范圍內隨著pH的增加而平穩地降低(圖3-17)。由此可以看出,吸附作用主要受吸附劑和pH條件的限制。彭安(1989)的
圖3-17各種吸附劑和平衡吸附量(QE)與pH值關系
(據彭安,1989)
各溶液中Se(Ⅳ)初始濃度均為0.5×10-6解吸實驗同時表明,
在通常情況下,土壤有機物中有85%~90%是腐殖酸物質,因此有機硒可能大部分賦存在腐殖酸中。腐殖酸結合態硒可分為胡敏酸結合態硒和富啡酸結合態硒。胡敏酸為大分子量有機化合物,結構穩定,不易礦化分解,因此胡敏酸結合態硒難以被植物吸收利用。富啡酸結構比較簡單,被認為是胡敏酸原始形態,與富啡酸結合的硒容易礦化分解成Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)和低分子有機硒化合物(如硒-氨基酸,硒-蛋氨酸等),這種硒可被植物吸收利用。研究發現,有機結合態硒含量與pH值呈負相關,與有機碳呈正相關。何振立等(1993)提出,用土壤有機碳(C)與有機態硒(Se)的含量比值w(C)/w(Se)來判斷土壤有機結合態硒中胡敏酸硒與富啡酸硒的相對含量。如果w(C)/w(Se)比值高,有機態硒以胡敏酸結合態為主;反之,以富啡酸結合態為主。對比本區重病村與非病村土壤,重病村有機碳含量佔1.25%~2.36%,pH值為6.75~8.15,有機態硒含量為23~79ng/g;非病村有機碳含量為0.32%~2.73%,pH值為7.10~8.84,有機態硒含量為10~19ng/g(表3-7,3-8),很明顯重病村有機碳含量比非病村高,pH值低,因而其有機態硒比非病村高。由表3-7可看出,非病村土壤的w(C)/w(Se)比值為(0.26~0.73)×106,平均0.42×106;重病村w(C)/w(Se)比值為(0.16~1.02)×106,平均0.59×106。顯然,非病村土壤的胡敏酸硒含量比重病村少,而富啡酸硒含量比重病村多,而且由於土壤呈偏鹼性,容易使富啡酸硒溶解而被植物吸收。
表3-8土壤形態樣品主要特徵參數表
土壤中可被4mol/L HCl溶解的礦物有鐵錳氧化物、碳酸鹽等。這些礦物中賦存的硒隨礦物分解進入溶液並流失。在重病村土壤中鐵錳氧化物的含量比非病村高一倍以上,然而其酸溶態硒卻比非病村土壤低,只有前者的30%左右(表3-7,3-8),平均提取率也只有2.58%。這可能是由於重病村土壤長期受到酸性淋溶作用,結果鐵錳成為次生礦物,而硒被淋溶流失。相反,非病村土壤呈偏鹼性環境,鐵錳礦物雖然較少,但相對較穩定,硒被保存下來,導致酸溶性硒含量較高。因此,酸溶態硒在鹼性條件下被礦物固定,不易被植物吸收;在酸性條件下硒易流失,或很快被鐵錳次生的水合礦物等吸附劑吸附,也難被植物吸收。
硫化物在還原環境中是一種穩定礦物,除非在強酸強氧化條件下它才能夠淋溶分解。因此,硫化物結合態的硒一般情況下是難以被植物吸收利用的。殘余態硒主要賦存於那些不易被酸鹼破壞的硅酸鹽礦物(如長石、石英、雲母等)中,很顯然,此種形態的硒是不能被植物利用的。
❽ 求微量元素硒的相關資料
基本信息
硒元素名稱:硒 中文讀音:xī 元素符號:Se 元素英文名稱:Selenium 元素類型:非金屬元素 原子體積:(立方厘米/摩爾) 16.45 元素在海水中的含量:(ppm) 太平洋表面 0.000000015 地殼中含量:(ppm) 0.05 自然環境中發現的最高含量:(ppm) 30000
[編輯本段]理化常數
相對原子質量:78.89 原子序數:34 氧化態: Main Se+4, Se+6 Other Se-2 化學鍵能: (kJ /mol) Se-H 305 Se-C 245 Se-O 343 Se-F 285 Se-Cl 245 Se-Se 330 晶胞參數: a = 905.4 pm b = 908.3 pm c = 1160.1 pm α = 90° β = 90.810° γ = 90° 質子數:34 中子數:45 摩爾質量:79 原子半徑:1.22 所屬周期:4 所屬族數:VIA 電子層排布:2-8-18-6 價層電子排布[Ar]4s24p4 晶體結構:晶胞為六方晶胞。 電離能 (kJ/ mol) M - M+ 940.9 M+ - M2+ 2044 M2+ - M3+ 2974 M3+ - M4+ 4144 M4+ - M5+ 6590 M5+ - M6+ 7883 M6+ - M7+ 14990 M7+ - M8+ 19500 M8+ - M9+ 23300 M9+ - M10+ 27200 莫氏硬度:2 常見化合價:+4、+6 同位素:Se-74 Se-76 Se-77 Se-78 *Se-80 Se-82 單質:硒 化學符號:Se 顏色和狀態: 有灰色金屬光澤的固體 聲音在其中的傳播速率:(m/S) 3350 密度: 4.81克/立方厘米; 熔點: 217℃ 沸點: 684.9℃
[編輯本段]硒的發現
發現人:永斯·雅各布·貝齊里烏斯(Jöns Jakob Berzelius) 發現年代:1817年 發現過程: 1817年,瑞典的貝采利烏斯從硫酸廠的鉛室底部的粘物質中製得硒。
[編輯本段]元素描述
稀散元素之一。在已知的六種固體同素異形體中,三種晶體(α單斜體、β單斜體,和灰色三角晶)是最重要的。也以三種非晶態固體形式存在;紅色和黑色的兩種無定形玻璃狀的硒。前者性脆,密度4.26克/厘米3;後者密度4.28克/厘米3。第一電離能為9.752電子伏特。硒在空氣中燃燒發出藍色火焰,生成二氧化硒(SeO2)。也能直接與各種金屬和非金屬反應,包括氫和鹵素。不能與非氧化性的酸作用,但它溶於濃硫酸、硝酸和強鹼中。溶於水的硒化氫能使許多重金屬離子沉澱成為微粒的硒化物[1]。硒與氧化態為+1的金屬可生成兩種硒化物,即正硒化物(M2Se)和酸式硒化物(MHSe)。正的鹼金屬和鹼土金屬硒化物的水溶液會使元素硒溶解,生成多硒化合物(M2Sen),與硫能形成多硫化物相似。
[編輯本段]元素來源
可從電解銅的陽極泥和硫酸廠的煙道灰、酸泥等廢料中回收而得。
[編輯本段]主要用途
1.光敏材料
如:干印術的光復制,這是利用無定形硒的薄漠對於光的敏感性,能使含有鐵化合物的有色玻璃退色。也用作油漆、搪瓷、玻璃和墨水中的顏色、塑料。還用於製作光電池、整流器、光學儀器、光度計等。硒在電子工業中可用作光電管、太陽能電池,在電視和無線電傳真等方面也使用硒。硒能使玻璃著色或脫色,高質量的信號用透鏡玻璃中含2%硒,含硒的平板玻璃用作太陽能的熱傳輸板和激光器窗口紅外過濾器。
2.電解錳行業催化劑
冶金方面,電解錳行業的硒用量佔到中國全部硒產量的較大比重,此外,含硒的碳素鋼、不銹鋼和銅合金具有良好的加工性能,可高速切削,加工的零件表面光潔;硒與其他元素組成的合金用以製造低壓整流器、光電池、熱電材料。硒以化合物形式用作有機合成氧化劑、催化劑,可在石油工業上應用。硒加入橡膠中可增強其耐磨性。硒與硒化合物加入潤滑脂。
3.營養元素
由於硒是動物和人體中一些抗氧化酶(谷胱甘肽過氧化物酶)和硒-P蛋白的重要組成部分,在體內起著平衡氧化還原氛圍的作用,研究證明具有提高動物免疫力作用,在國際上硒對於免疫力影響和癌症預防的研究是該領域的熱點問題,因此,硒可作為動物飼料微量添加劑,也在植物肥料中添加微量元素肥,提高農副產品含硒量。硒已被作為人體必需的微量元素,目前,中國營養學會推薦的成人攝入量為每日50-250微克,而我國2/3地區硒攝入量低於最低推薦值,因此,中國是一個既有豐富硒資源,又存在大面積硒缺乏地區,這也是國際學者對中國感興趣的原因。
[編輯本段]元素輔助資料
硒與它的同族元素硫相比,在地殼中的含量少得多。硒成單質存在的礦是極難找到的,目前全球唯一硒獨立成礦的地區位於我國湖北恩施。 硒是從燃燒黃鐵礦以製取硫酸的鉛室中發現的,是貝齊里烏斯發現鈰、釷後1817年發現的又一個化學元素。他命名這種新元素為selenium。他還發現到硒的同素異形體。他還原硒的氧化物,得到橙色無定形硒;緩慢冷卻熔融的硒,得到灰色晶體硒;在空氣中讓硒化物自然分解,得到黑色晶體硒。 硒 (Selenium) 亞硒酸鈉 (Sodium Selenite) 作用與應用:在體內硒和維生素E協同,能夠保護細胞膜,防止不飽和脂肪酸的氧化。微量硒具有防癌作用及保護肝臟的作用。 主要用於缺硒患者以及地方性疾病-克山病的防治,以及長時間依靠靜脈高營養維持的缺硒患者。由於無機硒鹽毒性較大,在日本1993年已禁止在食品和飼料中添加,支持採用安全性更高的含硒蛋白、氨基酸等有機形態硒,或富含硒的農副產品。 用法用量:口服,成人每月需用量50~500 mg。 兒童10~50 mg。 亞硒酸鈉片每片含亞硒酸鈉1 mg,(相當於含硒457 μg)11歲以上及成人每次2片。 兒童2-4歲,每日一次每次服半片;5 歲,每次服1片; 副作用:服用過量硒可引起中毒,每日最大安全量為400 μg。 硒的作用: 硒的作用比較寬泛,如下文詳述的多個方面,但其原理主要是兩個:第一、組成體內抗氧化酶,能提到保護細胞膜免受氧化損傷,保持其通透性;第二、硒-P蛋白具有螯合重金屬等毒物,降低毒物毒性作用。 硒被科學家稱之為人體微量元素中的「防癌之王」 (原稱「抗癌之王」) 科學界研究發現,血硒水平的高低與癌的發生息息相關。大量的調查資料說明,一個地區食物和土壤中硒含量的高低與癌症的發病率有直接關系,例如:此地區的食物和土壤中的硒含量高,癌症的發病率和死亡率就低,反之,這個地區的癌症發病率和死亡率就高,事實說明硒與癌症的發生有著密切關系。同時科學界也認識到硒具有預防癌症作用,是人體微量元素的「防癌之王」。 美國亞利聖那大學癌症中心Clark教授對1312例癌症患者進行13年對照試驗。結果表明每日補硒200 μg,癌症死亡率下降50%,癌症總發病率下降37%,其中肺癌下降46%,腸癌下降58%,前列腺癌下降63%。 2003年美國食品葯品管理局(FDA)明示:"硒能降低患癌風險"和"硒可在人體內產生抗癌變作用"。 在我國硒有防癌抗癌作用已被寫入化學教課書(九年級下冊96頁)以及高等院校醫葯教材(微量元素與健康262頁),"硒能抑制癌細胞生長及其DNA RNA和蛋白質合成,抑制癌基因的轉錄,干擾致癌物質的代謝"。 抗氧化作用: 硒是谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的組成成分,每摩爾的GSH-Px中含4克原子硒,此酶的作用是催化還原性谷胱甘肽(GSH)與過氧化物的氧化還原反應,所以可發揮抗氧化作用,是重要的自由基清除劑(是維生素E的50--500倍)。在體內,GSH-Px與維生素E抗氧化的機制不同,兩者可以互相補充,具有協同作用。 科學證實:正是由於"硒"的高抗氧化作用,適量補充能起到防止器官老化與病變,延緩衰老,增強免疫,抵禦疾病,抵抗有毒害重金屬,減輕放化療副作用,防癌抗癌。 增強免疫力: 有機硒能清除體內自由基,排除體內毒素、抗氧化、能有效的抑制過氧化脂質的產生,防止血凝塊,清除膽固醇,增強人體免疫功能。 防止糖尿病: 硒是構成谷胱甘肽過氧化物酶的活性成分,它能防止胰島β細胞氧化破壞,使其功能正常,促進糖份代謝、降低血糖和尿糖,改善糖尿病患者的症狀。 防止白內障: 視網膜由於接觸電腦輻射等較多,易受損傷,硒可保護視網膜,增強玻璃體的光潔度,提高視力,有防止白內障的作用。 防止心腦血管疾病: 硒是維持心臟正常功能的重要元素,對心臟肌體有保護和修復的作用。人體血硒水平的降低,會導致體內清除自由基的功能減退,造成有害物質沉積增多,血壓升高、血管壁變厚、血管彈性降低、血流速度變慢,送氧功能下降,從而誘發心腦血管疾病的發病率升高,然而科學補硒對預防心腦血管疾病、高血壓、動脈硬化等都有較好的作用。 防止克山病、大骨節病、關節炎: 缺硒是克山病、大骨節病、兩種地方性疾病的主要病因,補硒能防止骨髓端病變,促進修復,而在蛋白質合成中促進二硫鍵對抗金屬元素解毒。對這兩種地方性疾病和關節炎患者都有很好的預防和治療作用。 解毒、排毒: 硒與金屬的結合力很強,能抵抗鎘對腎、生殖腺和中樞神經的毒害。硒與體內的汞、鉛、錫、鉈等重金屬結合,形成金屬硒蛋白復合而解毒、排毒。 防治肝病、保護肝臟: 我國醫學專家於樹玉歷經16年的肝癌高發區流行病學調查中發現,肝癌高發區的居民血液中的硒含量均低於肝癌低發區,肝癌的發病率與血硒水平呈負相關。她在江蘇啟東縣對13萬居民補硒證實,補硒可使肝癌發病率下降35%,使有肝癌家史者發病率下降50%。 綜上所述,"硒"是人體必需的,又不能自製,因此世界衛生組織建議每天補充200 μg硒,可有效預防多種疾病的高發。世界營養學家、生物化學會主席,巴博亞羅拉博士稱:"硒"是延長壽命最重要的礦物質營養素,體現在它對人體的全面保護,我們不應該在生病時才想到它。 【硒的吸收代謝】成人體內硒的總量在6~20 mg。硒遍布各組織器官和體液,腎中濃度最高。在組織內主要以硒和蛋白質結合的復合物形式存在。硒主要在小腸吸收,人體對食物中硒的吸收率為60%~80%。經腸道吸收進入體內的硒經代謝後大部分經尿排出。尿硒是判斷人體內硒盈虧狀況的良好指標。硒的其他排出途徑為糞、汗。硒在體內的吸收、轉運、排出、貯存和分布會受許多外界因素的影響。主要是膳食中硒的化學形式和量。另外,性別、年齡、健康狀況,以及食物中是否存在如硫、重金屬、維生素等化合物也有影響。動物實驗表明,硒主要在十二指腸被吸收,空腸和回腸也稍有吸收,胃不吸收。經尿排出的硒占硒排出量的50%-60%,在攝入高膳食硒時,尿硒排出量會增加,反之減少,腎臟起著調節作用。 一些食品中含硒較高,如:海產品、食用菌、肉類、禽蛋、西蘭花、大蒜等食物。營養學家也提倡通過硒營養強化食物補充有機硒,如富硒大米、富硒雞蛋、富硒蘑菇、富硒茶葉、富硒麥芽、硒酸酯多糖、硒酵母等。現在國內開展這方面研究的機構有中國科技大學、中國科學院南京土壤研究所、中國科學院地理資源研究所、中國農業大學、中國農業科學院、中國環境科學院、上海農業科學院和南京農業大學等,這方面技術實力較強或市場規模較大的中國企業有:蘇州硒谷科技有限公司(Setek),安琪酵母(Angel),黃金搭檔(GlodenPartner),富硒康(Fuxikang,安徽華信葯業),南京遠望有限公司(Yuanwang)等。國際企業有紐西蘭的SouthStar、英國的GrowHow、美國AllTech。近年來,一些硒強化產品不斷涌現,美國科學家製成了富硒果汁、富硒牧草、富硒奶,澳大利亞科學家製成了富硒小麥、富硒啤酒、富硒餅乾和富硒牛肉乾,我國科學家研究的富硒水果、富硒穀物、富硒大閘蟹、富硒煙草也豐富了國際硒營養強化領域的應用。 硒的攝取與土壤的硒含量關系超過與飲食方式的關系。美國和加拿大的土壤含有足夠的硒。對美國的素食者和嚴格素食者的研究發現他們攝取了足夠的硒。很多食物中都有硒,但巴西堅果、全粒穀物(全麥麵包、燕麥粥、大麥)、白米和豆類中含量特別多。 蛋類略高於肉類,每100克食物中,豬肉含硒10.6 μg,雞蛋含硒15 μg,鴨蛋含硒30.7 μg,鵝蛋含硒33.6 μg,人參含硒15 μg,花生含硒13.7 μg。植物性食物的硒含量決定於當地水土中的硒含量。例如,我國高硒地區所產糧食的硒含量高達每公斤4~8 mg,而低硒地區的糧食是每公斤0.006 mg,二者相差1000倍。 食物來源 食物中硒含量測定值變化很大,例如(除穀物外以鮮重計):內臟和海產品0.4-1.5 mg/kg;瘦肉0.1-0.4 mg/kg;穀物0.1-0.8 mg/kg;奶製品0.1-0.3 mg/kg;水果蔬菜0.1 mg/kg。 生理需要 在2000年制訂的《中國居民膳食營養素參考攝入量》18歲以上者的推薦攝入量為50 μg/d,適宜攝入量為50-250 μg/d,可耐受最高攝入量為400 μg/d。 過量表現 指甲變厚、毛發脫落,肢端麻木,偏癱。 硒缺乏症 1.缺乏硒會導致未老先衰。 2.嚴重缺乏硒會引發心肌病及心肌衰竭。 3.發生克山病,大骨節病。 4.精神萎靡不振,精子活力下降,易患感冒。 世界硒都-恩施: 「恩施自治州岩石、土壤、動植物硒富集均達到世界之最」,為世界70%以上缺硒地區的人類帶來了福音,硒產品和硒礦床的開發利用前景廣闊。中國科技大學尹雪斌博士等就在該地區發現超過 10000 ppm的含硒岩石。恩施市目前已於中國科技大學、中國科學院地理資源研究所等建立了戰略合作關系。 目前,州內重點開發物種。是以市場需求的硒品種類。 1、1991年硒資源綜合開發富硒植物蛋白系列產品、保健產品、富硒茶、硒礦泉水,富硒煙。 2、特種食品資源:蒓菜、薇菜、蕨菜,雲豆、魔芋、葛仙米、鳳姜、茗合、山葯等稀有品種,斐聲海內外。 3、州境內的恩施市、建始縣、宣恩縣等地均蘊藏著豐富的硒礦泉水資源。泉水含硒量0.014-0.02 mg/L,並含有鍶、鋅、鈣、鎂、鍺等十幾種有益元素。 但在上述地區含硒量不穩定,較難控制,影響了富硒產品的安全性。 國際學術活動: 第一屆國際硒與環境和人體健康會議(SELENIUM 2009)於2009年10月18-21日在中國蘇州召開,由中國科技大學主辦,主要參加者包括我國知名研究機構的研究人員、國際上硒環境、農學和人體健康研究方面的學者。此前,生命科學和衛生系統人員參加較多的生物醫葯硒會議已召開過多次,2010年硒生物醫葯會議(SELENIUM 2010)將在著名的日本京都立命館大學召開。
[編輯本段]硒對人體的功用
硒——抗癌之王
科學界研究發現,血硒水平的高低與癌的發生息息相關。大量的調查資料說明,一個地區食物和土壤中硒含量的高低與癌症的發病率有直接關系。目前癌症治療中使用硒輔助治療十分普遍。 硒是迄今為止發現的最重要的抗衰老元素; 廣西巴馬縣是世界著名四大長壽地區之一。中國科學院專家對巴馬的研究表明:巴馬土壤、穀物中的硒含量高於全國平均水平10倍以上,百歲老人血液中的硒含量高出正常人的3-6倍。後來在安徽省石台縣又發現一個長壽村。80歲以上老人佔全村人口的12%。更為奇特的是50年來未發現一例癌症患者、心腦血管、糖尿病患者和肥胖患者。經對該村土壤中硒含量分析測定表明:硒含量高出一般地方10倍。原來,硒元素是抗氧化劑谷胱甘肽過氧化物酶的活性成分,人體補充了充足的硒元素,就能有效清除自由基,抗氧化,延緩衰老,另外曾經有專家用山東新稀寶公司出產的硒維康口嚼片對患者進行臨床補充研究,發現硒如果配合維生素E、β—胡蘿卜素進行適量補充,效果會更加出色。
硒——明亮的使者
生物學家們經過長期的研究發現:硒對視覺器官的功能是極為重要的。硒能催化並消除對眼睛有害的自由基物質,從而保護眼睛的細胞膜。若人眼長期處於缺硒狀態,就會影響細胞膜的完整,從而導致視力下降和許多眼疾病如白內障、視網膜病、夜盲症等的發生。目前,一些大城市的醫院對眼病患者已開展硒治療,臨床表明,硒對提高視力確有明顯的作用,能治療白內障、視網膜病等多種眼疾。
硒——心臟的守護神
硒是維持心臟正常功能的重要元素,對心臟肌體有保護和修復的作用。人體血硒水平的降低,會導致體內清除自由基的功能減退,造成有害物質沉積增多,血壓升高、血管壁變厚、血管彈性降低、血流速度變慢,送氧功能下降,從而誘發心腦血管疾病的發病率升高,然而科學補硒對預防心腦血管疾病、高血壓、動脈硬化等都有較好的作用。
硒——肝病的天敵
位於長江三角洲的江蘇啟東地區是漁米之鄉,經濟發達,但是長期以來這里的人們肝癌、肝炎發病率極高,發病原因不清楚。中國預防醫學科學院的專家們經16年研究終於找出原因 ,原來這里的水、土壤、糧食中缺少元素「硒」,生活在這里的人們從水和糧食中獲取的硒很少,體內硒含量特別低,而體內缺硒的人易被肝炎病毒傳染。 此外,體內長期缺硒的肝炎患者轉化為肝癌病人的危險是其它人群的202倍,特別值得一提的是:硒可以使肝炎病人的病情好轉,使肝炎病人發生癌症的比例大大降低 。專家們表示:即使在不缺硒的周邊地區,人們適量補充硒元素對預防肝癌、肝炎也是大有益處的。
硒——微量元素中的胰島素
硒是構成谷胱甘肽過氧化物酶的活性成分,它能防止胰島β細胞氧化破壞,使其功能正常,促進糖份代謝、降低血糖和尿糖。醫生通過讓糖尿病人定量服硒,可以起到保護和恢復胰島功能的作用,有利於改善糖尿病的症狀,降低尿中的葡萄糖和血紅蛋白水平。所以,有人稱硒是微量元素中的「胰島素」。
硒——解毒、排毒
硒與金屬的結合力很強,能抵抗鎘對腎、生殖腺和中樞神經的毒害。硒與體內的汞、錫、鉈、鉛等重金屬結合,形成金屬硒蛋白復合而解毒、排毒。因此經常接觸有毒有害工作的人群,尤其需要注意補硒。另外,在工作環境中或生活中,經常接觸電視、電腦、手機等輻射干擾的人,要補硒,因為補硒可以保護造血系統,最大限制地減少輻射傷害。