❶ 土壤中硒的形态及其有效性
黄怀曾刘晓端张玲金李奇
(中国地质科学院生物环境地球化学研究中心,北京100037)
武少兴
(中国科学院南京土壤研究所,南京210008)
摘要从我国西北地区干旱土,经中部半干旱—半潮湿地区均腐土、淋溶土,到东南潮湿地区富铁土、铁铝土,表土全硒含量总趋势反映了氧化环境下硒易离散,还原状态下硒易富集的特点;水溶态硒和交换态硒的含量几乎依次下降(干旱土>淋溶土>均腐土>富铁土>铁铝土),而且含量都颇低,它们与总硒的比值在相应的范围内出现了中—高—低的变化;有机硒、酸溶性硒含量明显增高,与总硒量比值,从西北到东南,皆呈上升趋势,与水溶态硒和交换态硒正相反;残留态硒及其与总硒量比值,自西北向东南呈高—低—高的变化,况且无论哪一类土壤,残留态硒量与其所占比例均处于首位。
对植物有意义的是能被它直接吸收的硒,即有效态硒。土壤中释放出来的有效硒受综合因素控制,氧化还原电位和土壤溶液组分是决定硒溶解度和化学形态的最重要参数,土壤理化性质居次要地位,意味着不同环境背景下,有效态硒的内涵也不相同。微生物作用主要生成高分子有机缓效硒,是水溶性速效硒的重要补给源。由于自然环境中水热状态不断变化,生物作用的差异,以及人为活动的干扰,处于动态化学平衡的土壤溶液,是硒形态转化和硒迁移的原动力。硒形态分析和实际调查表明,岩石、土壤中无机硒总量,从我国东北三江(黑龙江—松花江—乌苏里江)到西南三江(怒江—澜沧江—金沙江)并非是一低硒带。由水溶性硒、交换态硒和有机硒组成的非闭蓄性硒才是一低硒带。我国东南潮湿地区虽处于酸性还原氛围中,但生物作用强烈,有机硒含量颇高;西北干旱区氧化环境有利于硒被氧化成高价的、能被植物直接吸收的水溶性无机硒;位于这两区中间的半潮湿—半干旱地区,水溶性硒低于西北区,有机硒低于东南区,从而造成我国中部地区非闭蓄性低硒带,这就对低硒带赋予了新含意。
关键词土壤硒形态
以往硒的研究大多集中在全量和无机两个方面。通过对岩石、土壤、作物、人体中硒的全量分析,得出结论:我国从东北三江(黑龙江、松花江、乌苏里江)到西南三江(怒江、澜沧江、金沙江)出现一低硒带,位于东、西两侧的东南地区和西北地区为高硒区。在低硒带内,因各种介质中硒皆贫乏而引发了克山病,这一认识一直为学术界的重要支柱。现代分子生物学研究揭示的克山病与硒之间的内在联系,也支持了这一论点。
近几年来,我们与英国合作,在河北张家口和邯郸及湖北恩施等地区开展了硒的研究,并在现今克山病尚未绝迹的张家口地区进行流行病学调查,发现岩石、土壤中硒全量和作物、人体中硒含量与克山病并不完全呈对应关系,有些土壤硒总量高的地区照样有克山病患者,某些土壤内全硒含量低的地区未必有克山病患者,调查研究还发现克山病与硒的形态以及有效硒丰度的关系更为密切。土壤中硒形态包含水溶态、交换态、有机态、酸溶态和残留态五类。水溶态硒以Se6+为主,另有少量Se4+和低分子有机硒。交换态硒主要为Se4+,其次为Se6+。有机硒分高分子和低分子两种,前者为缓效硒,赋存在酸不溶性蛋白质和高分子氨基酸中,但在碱性溶液中,可降解为低分子硒氨基酸和+4价与+6价的无机硒;后者为速效态硒氨基酸,即有机水溶性部分。酸溶态硒指与铁、锰和铝氧化物结合的硒。残留态硒、硒化物,以类质同象形式隐含在硫化物中的硒和被硅酸盐矿物包裹的含硒物质。显然,重新认识硒与克山病在地理分布上的关系,合理解释各种矛盾现象,不仅是一种挑战,也是研究深化的迫切需要。
1土壤中硒的形态
土壤中硒的赋存状态,包括价态和结合形式两个方面。硒可构成无机和有机化合物。我们选择了典型土壤作了分析,结果如下。
水溶态硒:用水提取。以硒酸盐类为主,次为亚硒酸盐类。其实,在不同环境中,水溶态硒含意并不一样,在氧化环境中,水溶性硒为碱性水解的硒酸盐和亚硒酸盐;在较强的还原环境中,包括微量酸溶性的,溶于水与酸混合溶液中的结合态硒、次生硒化物和一些挥发性硒化物。此外,还包含有机硒中的水溶性部分以及与交换态的相互转换部分。由此可见,同形态中含量最低的水溶态硒在不同情况下,有着复杂的变化。
交换态硒:吸附在氧化物、粘土矿物和有机质内的亚硒酸根和硒酸根离子。用磷酸二氢钾提取。在实际分析中发现,碱性情况下,硒酸根离子几乎不被吸附,成为溶液中游弋的离子团,亚硒酸根为主要吸附对象,随着pH下降至7~4.7,虽对硒酸根吸附能力增强,但仍以亚硒酸根离子为主,并保持稳定的吸附量。
有机态硒:用焦磷酸钠提取。按分子量分大分子和小分子硒,前者为缓效硒,赋存在酸不溶性蛋白质和高分子氨基酸中,但在碱性溶液中,可降解为低分子硒氨基酸和+4价与+6价的无机硒;后者为速效态硒氨基酸,即前述的有机水溶性部分。
酸溶态硒:指与铁、锰和铝氧化物结合的硒。加盐酸破坏氧化物和碳酸盐结构,使其从结合态中先分解出亚硒酸根,进而生成二氧化硒和单质硒,在强还原条件下,还可生成硒化氢。
残留态硒:用消化方法将硒化物、以类质同象隐含在硫化物中的硒和被硅酸盐矿物包裹的含硒物质全部消溶。
从表1看出,从我国西北地区干旱土,经中部半干旱—半潮湿地区均腐土、淋溶土到东南潮湿地区富铁土、铁铝土,总硒量呈高—低—高马鞍形序列,但中国环境监测总站众多实测数据统计分析结果表明(表3),表土全硒含量总趋势还是从西北到东南逐级升高,反映了氧化环境下硒易离散,还原状态下硒易富集的特点;水溶态硒和交换态硒的含量几乎依次下降(干旱土>淋溶土>均腐土>富铁土>铁铝土),而且含量都颇低,不超过总量的15%和10%,它们与总硒的比值在相应的范围内出现了中—高—低的变化;有机硒、酸溶性硒含量明显增高,与总硒量比值,从西北到东南,皆呈上升趋势,与水溶态硒和交换态硒正相反;残留态硒和它与总硒量之比,自西北向东南也呈高—低—高的变化,况且无论哪一类土壤,残留态硒量与其所占比例均处于首位,显然,它在决定总硒量的分布上起着支配地位。这些残留的无机态硒主要来源于母质,从而说明,原生基岩中硒对于土壤内硒的分布是何等重要。
表1我国代表性土壤(A层)硒形态分析(ng/g)
①非闭蓄性硒包括水溶态硒、交换态硒和有机硒。
2土壤水溶态硒与pH值的关系
图1硒溶解态与Eh、pH值的关系
从化学平衡实验中获知(图1),溶液电子活度负对数(pe)与pH之间的函数关系:当pH+pe>14.5时,为强氧化环境,溶液中
3土壤中硒的交换态与吸附作用
土壤对交换态亚硒酸盐和硒酸盐的吸附作用主要取决于pH值、活性铁及粘土矿物的性质。现仍以表1中所述的五种典型土壤和我国土纲的综合分析结果为例,将其理化性质和主要元素氧化物的含量分别录于表2和表3中。
表2土壤表层理化性质
表3我国主要土纲的理化性质及硒含量
注:表土全硒据环境监测总站(1990)。
吸附分两类,一种是极性吸附,或谓静电吸附,如活性铁凝胶体阳离子团对硒阴离子团的吸附作用;另一种是普通吸附,即固体物质表面自由力场的吸附,粘土矿物和有机质对硒离子团的吸附一般属于这一类型。从其作用力大小来看,静电吸附要大于自由力场的吸附,这就是活性铁凝胶体比粘土矿物吸附能力强的原因,实验结果也证实了这一点(图2)。从我国西北到东南,随着气候条件的变化,处在不同风化阶段、不同区域内土壤中Fe2O3及Al2O3活度和有机质含量相应增高,粘土矿物则相应地由干旱区的水云母、绿泥石,经半干旱区的水云母、蒙脱石、半潮湿区的蛭石、水云母,到潮湿区的高岭石,这些粘土矿物的吸附能力也由西北向东南增强。除矿物成分和含量外,粘土粒度是衡量吸附系数的另一个重要参数,颗粒愈细,物质表面积愈大,吸附作用越明显。从我国西北到东南,随着化学风化和生物风化作用的增强,土壤粘粒含量逐渐增加,表2和表3分析结果反映了这一变化。鉴于这些原因,土壤吸附量理应从西北到东南依序增加,但表1中不同土壤类型的交换态并不完全反映这一变化。这是因为硒有其自身独特的化学属性,东南沿海地区气候炎热,雨量充沛,植物茂盛,生物体本身制造和有机质分解使得水中02、C02十分丰富,而溶于水的C02、
图2pH值和时间对粘土矿物、Fe2O3吸附Se4+量的影响
4土壤有机硒与有效性的关系
原生有机硒是植物遗骸中的残留硒;新生有机硒,在微生物作用下,由无机硒直接转化为有机硒,它还包含挥发性的硒化合物。无论哪一种形式,都是生物代谢作用的产物。总的说来,有机硒丰度随有机质含量的增加而上升,但在我国东北三江地区土壤肥沃,有机质含量高达4%~10%,有机硒绝对含量偏低,如黑龙江省伊春淋溶土仅为20ng/g,甚至低于某些干旱土中的有机硒绝对含量。若与硒总量相比,约为22.5%,相对含量并不低,有时可高出干旱土十个百分点,显然是原生母质硒总量过低造成的。干旱的西北区年平均温度和降水量都低,植被受到扼制而不能繁盛生长,导致有机质含量低,东南地区则相反;另一方面,微生物在推动生命物质的自然循环中起着巨大的、不可代替的作用,由于真菌类的活动,使无机硒转为有机硒,而真菌类的繁殖,在还原状态下远胜于氧化状态。正是这些原因造成我国东南沿海高有机硒背景。不过,真正水溶性的速效有机硒含量甚微,大多以大分子有机硒化物蕴藏在胡敏酸和富啡酸内,只有少数与富啡酸结合的小分子有机硒及含在其内的+6价和+4价无机硒才能被植物利用,大分子有机硒仅为速效硒供给的库源。
5讨论
对植物有意义的是能被它直接吸收的硒,即有效态硒。然而,无论理论上或实际上的分析结果,土壤内水溶性硒含量自西北向东南呈逐级递减的趋势,与我国中部作物中的低硒带不相吻合。90年代初全国25个省、市、自治区开展了膳食抽样调查,结果表明,我国现今食物流通量除城市甚高外,广大农村以就地的植物类食物为主,居民元素摄入水平基本上受控于物源和经济发展水平。与此同时,证实我国中部确实存在一个低硒带,只是它的范围比谭见安等所述的更广。
如何解释这一矛盾呢?我们注意到上述典型土壤样品采集于80年代末90年代初,久置之后,近一、二年做的分析,可视为静态的分析结果。这些结果与现今自然界中处于动态情景下的土壤有什么差异?为解决这一问题,采用不同于常温下处理样品的方法,将表1中的各类土样分别置于水浴锅中沸腾1小时,测试结果迥异(表4),即水溶性硒含量从西北向东南倾斜,即铁铝土>富铁土>淋溶土>均腐土>干旱土。究其原因,原先沉寂平静的状态,在热作用下,化学活动顿时活跃起来,不仅解吸了部分吸附物质,还促进有机质的分解和pH增高,从而导致了铁铝土和富铁土中水溶性硒急剧上升。可是干旱土却不一样,沸水处理过的比常温下处理的水溶性硒低得多。表2列举了各类土壤的Fe、Al、Ca、Mg、P氧化物含量,从西北到东南Fe、Al增高,Ca、Mg下降,符合不同地带、不同风化阶段的元素分布特点。干旱土中Ca、Mg含量高出铁铝土和富铁土15%左右,pH值为8.50,显然,碳酸盐和硫酸盐为其重要组成,这类土壤通常有效Cu、Mo、Ca、Mg也较丰足,常与Pb、Ni等一同构成硫酸盐和碳酸盐化合物。在沸水热作用下,碳酸氢钙、碳酸氢镁转为碳酸钙、碳酸镁,CO2降低,Cu、Pb、Ni等金属离子浓度增加,与亚硒酸根和硒酸根结合生成白硒铅矿[PbSeO3]、蓝硒铜矿[CuSeO3.2H2O]、复硒镍矿[(Ni·Co)Se03·2H2O]、硒铅矿[Pb2(SO4)(SeO4)]等新矿物淀积下来,降低了硒的有效性。矿物成因学也指出,这些矿物是在弱氧化状态下生成的。由于土壤内硒丰度很低,组分复杂,目前还难以运用硒的形态以及溶解度与机制的关系证实这一分析。
人们曾试图通过实验了解硒有效性的变化,如在碱性土壤内添加磷酸盐、石膏和石灰,Ravikovitch和Margolin认为能降低硒的有效性,而Brown和Carter则认为可提高硒的有效性。尽管出现了截然不同的观点,但都不否认土壤溶液组分变化所起的重大作用,正确认识土壤溶液内的化学平衡仍需作巨大的努力。
表4我国主要土类的理化性质及有效硒含量
诚如所述,不同形态的硒始终伴随外界条件的变化而发生溶解和淋滤、吸附和解吸、氧化和还原、水解和水合,处在不断的动态平衡之中。在耕作土中,不仅仅随着一年四季水热状态的变换,水溶性硒的浓度不断变化,其内在的含意也不尽相同,而且在不同环境中,不同形态可互相转换,尤其是非闭蓄硒内的水溶态硒、交换态硒和有机硒转化更为频繁。人为因素又加剧了这种变化,譬如,施钾、氮、磷肥,不仅会改变土壤的氧化还原程度,还会产生其他效应。钾离子半径大,极化能力强,起解吸作用,故用磷酸二氢钾作为吸附态的提取液;氮肥施入后,转为NH4OH,这种碱性溶液在接触点上瞬息间或许能促进有机硒水解,Cary和Allaway依此用氨水萃取有机硒。另据李书鼎和杨健秋用75Se示踪实验的报道,用NH4OH作提取液,在所选择的黑土、草甸棕壤和暗棕色森林土中,有机硒化合物与
我国东南潮湿区有效硒正是处在这种不断变化的环境中,既有充足的后备源——大量有机硒的存在,又有大量化肥不断地投入,尤其是氮肥,加上微生物的强烈作用和水热状态的变换,可能正是这些综合效应间隙性地提高硒的有效量,才使得这一地区作物中的硒水平上升。西北干旱区可能由于+6价硒含量较高,且处于相对稳定的状态,故作物所吸收的硒也偏高。中部半干旱半潮湿区+6价硒低于西北区,有机硒大大低于东南区,可溶性硒又不能得到即时的补给,作物的吸收量相对偏低,以致人们膳食中硒也偏低。
综上所述,土壤中释放出来的有效硒受综合因素控制,氧化还原电位和土壤溶液组分是决定硒溶解度和化学形态的最重要参数,理化性质居次要地位,微生物在硒的某些形态转化中可能起着重要的作用,生成缓效态有机硒,是有效硒的重要补给源。由于自然环境中水热状态不断变化,生物作用的差异,以及人为活动的干扰,处于动态化学平衡的土壤溶液,是影响硒形态转化和硒迁移的直接因素。遇到适宜的环境时,我国东南潮湿地区高分子有机硒将会即时转化为可被植物吸收的低分子有机硒和释放出可被利用的无机硒,从而提高了植物对硒的有效利用率。西北干旱区有效硒则以能被植物直接吸收的无机硒为主,从而形成了我国作物和膳食中硒含量中部地区低,东南、西北地区高的分布格局,不同于总硒含量从东南到西北逐级下降的变化趋势。
区域性硒形态分析远远不足,尤其是土壤液相中不同含硒物质的溶解度和不同化学形态之间转换的资料尚不完善,我们还难以定量考虑土壤溶液中溶解与沉淀、吸附与解吸以及无机和有机硒转化过程中的物理和化学反应。
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❷ 土壤中的硒
(一)土壤硒的分布及其控制因素
高硒中毒区、非中毒区和低硒区土壤总硒含量与土壤水溶性硒的含量与平均值见表5-9、5-10。如果按这两种硒参数指标考察高硒区土壤硒的分布,可将其划分为三种类型:①相对高总硒含量高水溶性硒(沙地、花被、杉坨、芭蕉、罗家坝),②相对低总硒含量高水溶性硒(新塘、鱼塘坝),③相对低总硒低水溶性硒(晓关、自生桥、范家坪)。第①类型既包括中毒村,也有非中毒村;第②类型为中毒村;第③类型为非中毒村。如果将①②类型看成中毒高危险区,它们的共同特点是具有高水溶性硒(12.93~112.66ng/g,平均50.98ng/g),然而总硒平均值相差甚远(最低只有4.96μg/g,而最高可达25.42μg/g)。第③类可视为富硒非中毒危险区,其水溶性硒只有2.81~8.13ng/g,平均4.62ng/g,比高危险区低很多;但总硒含量却与危险区中的低值接近(例如鱼塘坝、新塘)。
上述三种硒分布类型的土壤分别来自两种土壤母质。第①、③类型的土壤主要来自富硒岩石的残坡积层,第②类型的土壤则来自富硒岩石和其它岩石的山麓堆积层、山间河流冲积层和池塘堆积层。残坡积层原地发育的砂质粘土呈灰褐色、褐色;土层较薄;土壤成熟度中等,分异不明显;土中岩石碎块较多但成分单一,基本上为硅质白云岩、硅质炭质页岩;土壤pH大多数为6~7.5,呈中偏微酸性。土壤硒的分布特征和土壤结构特征(表5-10)表明,这类发育于富硒岩石残坡积层的土壤继承了岩石富硒的特征,并受岩石分布范围控制。但是同一岩石层位上不同地点土壤从母岩中继承的硒含量是不一样的。例如图5-6中,范家坪与杉坨村都在吴家坪组层位上,采集的土壤都在这个层位的硅质炭质页岩附近,然而范家坪土壤硒平均只有6.62μg/g,而杉坨村却达到15.18μg/g。类似的情况,在自生桥、晓关硅质炭质页岩附近采集的土壤样品硒平均值分别只有3.99和2.19μg/g,而芭蕉、罗家坝、沙地等同样的土壤样品硒平均值却分别达到25.42、20.56和18.04μg/g。这种同一类型土壤硒含量不均的现象极有可能是同一富硒层位的母岩在各地硒含量不均造成的,也有可能与地形坡度、侵蚀面位置或剥蚀深度等有关。
由冲积物的混合物发育而成的土壤有两种产出形式,一种是新塘型,由山麓堆积+河流冲积组成;另一种为鱼塘坝型,由山间洼地池塘堆积而成。山麓堆积形成的砂质粘土呈灰褐色,土层厚,成熟度中等,分异不好。土中碎块多,成分复杂,有灰岩、页岩、炭质页岩、白云岩、含炭硅质岩等(表5-10)。在远离山麓的河流冲积土中碎块明显减少,砂质成分增多,大多数为粘土质砂岩,土壤pH6.60~7.75,呈中性。鱼塘坝四面环山,中间为洼地,在最低处形成蓄水池塘,其北面即为硒矿层出露区。土壤为地表水搬运堆积形成的灰褐色粘土质砂土,土层厚,岩石碎块少,土壤成熟度高,土壤pH6.04~6.67,略偏酸性(表5-9、10)。以上两种产出形式的土壤总硒偏低,但水溶性硒很高,可能是运积物掺入了其它低硒物质,但可溶性硒却随富硒岩层演变的流体介质在地势低洼处富集。因此该类型土壤硒的分布除了受富硒岩层的控制,还可能受当地环境介质和地形条件的影响。在低硒区,土壤总硒和水溶性硒分别为0.073~0.16μg/g和0.25~1.48ng/g,基本上处于低硒土壤范围。但低硒非克山病村(如民生、继昌)比克山病村(如长坪、支罗)无论总硒还是水溶性硒都偏高(表5-9,10)。在低硒的紫色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩区发育紫色粘土和灰褐色粘土质细砂土。它们直接产于岩石风化形成的残坡积层之上,土层薄,成熟度低,分异不明显,腐质层极不发育,土壤肥效差,pH4~6,土壤呈酸性。很明显,低硒土壤继承了岩石低硒的特点,直接受低硒岩石控制。
(二)土壤硒分布与其他元素及参数的关系
表5-9恩施地区土壤硒含量统计
*为水稻土。
表5-10恩施地区土壤特征及硒含量统计
土壤总硒、水溶性硒,以及其他22种元素和参数值列于表5-11、5-12,由表中可看出,在高硒非中毒村中,芭蕉和罗家坝土壤总硒和水溶性硒明显比其它非中毒村高,而与高硒中毒病村一致;除此之外,它们的Zn、Pb、Cd、Mn、Mo、Cr、Ni、V等元素丰度也比其他非病村高;但三者之间Al、Fe、Ca、Mg、K、Na却相差不大。土壤中Al、Fe、Ca、Mg、K含量相近反映了无论中毒村,还是非中毒村土壤的基本组成可能是一致的,它们都可能来自富硒岩层,只是由于成土的方式不同(形成残坡积母质或运积母质)或者富硒岩石层位被剥蚀出露的深度不同而导致了不同地点土壤Se和Zn、Pb、Cd、Mn、Mo、Cr、Ni、V等分布的差异。另一个值得注意的现象是,高硒非中毒村(包括芭蕉和罗家坝非中毒村)的土壤S浓度比中毒村高,其平均值是中毒村的3倍(表5-11)。由于S与Se的特殊关系,它可能影响到粮食对Se的吸收。在高硒土壤中硒与某些元素及特征参数的关系示于图5-7中。图中Se与V、Cr、P、Pb、Zn、Cd、F、LOI和TOC呈正相关关系,而与Fe、Mn、S和pH基本上不相关。也就是说土壤中Se浓度的增加与Fe、Mn、S、pH的变化不发生直接关系,而只与有机质,LOI和V、Cr、P、Pb、Zn、Cd、F等的变化有关。不过在S-Se关系图中仍可分辨出中毒村和非中毒村两种不同的演化趋势。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,因而显示出非中毒村土壤S平均值比中毒村高的特点。高硒土壤中硒分布动态变化的重要结论可用张忠(1995)和朱建明(1997)的土壤硒形态分析作进一步说明。他们二人都共同选择双河鱼塘坝高硒土壤样品用连续提取法对硒形态或结合态进行分析。张忠的分析结果列于表5-13中。从表中可以看出,土壤硒主要决定于有机态硒、硫化物硒和残余态硒,它们三者加和达到95%以上,而水溶态硒、交换态硒和氧化物态硒的加和大多只有1%~2%。对总硒的影响很小。这就是说高硒区土壤总硒只与土壤有机态硒,硫化物态硒和残余态硒发生关系,而很少与水溶性硒、交换态硒和氧化物态硒发生关系。土壤中与铁锰氧化物有关的硒包括氧化物结合态硒和被铁锰氧化物吸附的交换硒,由于本区土壤中交换态硒和氧化物结合态硒很低,因此,土壤总硒与铁和锰的关系自然不很明显。但是当交换态硒(除了铁锰氧化物吸附的硒,还有粘土矿物和有机物吸附的硒)与水溶性硒合并在一起时,它们与土壤总硒呈正相关关系(图5-7)。尽管土壤总硒与硫化物硒的关系非常明显,约17%~37%的硒进入硫化物中,但是由于S与Se在二者浓度都高时呈拮抗作用,二者浓度都低时呈协同作用,Se在硫化物中的含量因类质同像替代S的强弱而不同。S与Se的这种不确定关系,导致了土壤总硒与S的关系不稳定。
表5-11恩施地区土壤化学元素分析结果
地矿部测试所和英国地调所分析。
表5-12土壤硒有机炭和烧失量统计表
表5-13双河鱼塘坝土壤样品硒形态分析结果
注:表中数据除所占比例和加和/总量例外,其余的单位为ng/g。(据张忠,1995)
本区土壤总硒与土壤有机质(硒)确定的正相关关系,使有机质硒在土壤硒状态中起到重要影响。实际上由于有机硒中存在着可溶性的或者可被植物吸收的有效硒,当本区土壤中水溶性硒和可交换态硒对植物有效性影响很小时,有机硒的有效部分将起重要作用。因此,从土本区土壤总硒与土壤有机质(硒)确定的正相关关系,使有机质硒在土壤硒状态中起到重要影响。实际上由于有机硒中存在着可溶性的或者可被植物吸收的有效硒,当本区土壤中水溶性硒和可交换态硒对植物有效性影响很小时,有机硒的有效部分将起重要作用。因此,从土壤角度来看,本区硒中毒可能来自水溶性硒+可交换态硒+有机态硒,其中有机态硒可能是最主要的作用因素,可交换态硒大部呈被铁锰氧化物或有机质吸附的Ⅳ价态硒,其有效性受到pH和矿物粒度的影响(彭安等,1988;朴河春等,1996;Humdy等,1977;Balistrieri等,1990),而水溶性硒则可能因量小而作用不明显。
图5-7土壤硒与其它元素及特征参数关系图解(1)
图5-7土壤硒与其它元素及特征参数关系图解(2)
❸ 全国含硒地区详细情况
1、湖北恩施
恩施市是迄今为止“全球唯一探明独立硒矿床”所在地,境内硒矿蕴藏量居世界第一,还是世界天然生物硒资源最富集的地区,被誉为“世界第一天然富硒生物圈”,获取“世界硒都”殊荣当之无愧,同时也是全球唯一获得“世界硒都”称号的城市。
❹ 硒的作用跟危害
硒的有益量和中毒量之间的范围,是所有微量元素中最窄的,所以补硒最要求技术含量,一不小心就会补过量。
过量补硒,人体内锰元素的吸收就会受阻,缺锰会产生一系列健康问题。所以,不能盲目补硒。盲目补硒,可能会增加罹患某些疾病的风险,如果特别想补硒,也一定要注意适量,不可盲目补硒。
硒过量会危害健康,导致硒中毒,如引起脱发、指甲与皮肤变暗等,因而盲目地补硒没有必要。
一般推荐硒的每日摄取量为50-250μg,可耐受每日摄取量上限为400 μg,成人一般每日摄取50μg的硒即可满足需求。
(4)英国哪里土地含硒扩展阅读:
人体自身不能合成硒,食物是硒的主要来源,一个不偏食、不挑食的健康人,身体对硒的需求能够通过均衡膳食得到满足,并不需要额外补充。
市场上卖的各种富硒食品,如富硒大米、富硒蔬菜等,偶尔吃可以,没必要经常买。如果一定要吃富硒食品,最好选标明硒浓度的,计算好身体的需要量再购买。
天然食品中,硒含量从高到低分别为:动物内脏、海产品、鱼、蛋、肉、粮食、牛奶、葱、蒜、蔬菜、水果。芝麻和大蒜中的硒含量也不少。不同地区、同种农作物的硒含量有天壤之别,有千倍甚至万倍的数量级差距。
❺ 张家口地区硒的环境地球化学背景
葛晓立张光弟张绮玲刘新平罗代洪
(中国地质科学院生物环境地球化学研究中心,北京100037)
Johnson C.C.
(British Geological Survey,U.K.)
王元吉富泉
(张家口地方病研究所,河北张家口)
摘要本文采用路线剖面法,通过岩石、水系沉积物、土壤及其剖面的综合研究,对张家口克山病区硒环境背景和克山病间的关系得出以下结论。①本区各种岩石硒含量范围为0.11~0.19μg/g,相互间差异不大,与克山病不发生直接关系。②水系沉积物主要来自上游的中基性火山岩和斜长片麻岩,硒含量为0.05~0.09μg/g,比岩石硒低近一倍,且未出现异常高值点。③克山病重中病村位于分水岭两侧较平缓的坡地和北侧低山丘陵之间开阔的谷地,前者的土壤为上侏罗系石英斑岩和流纹岩残坡积层发育的草甸土,后者主要是黄土,其次是冲积层发育的灰钙土和砂土(在分水岭北侧);中低病村和无病村主要分布在分水岭南侧山谷、冲积河滩、谷地和阶地地形,土壤为冲积砂土(无灰钙土),土壤硒的含量呈现从重病村→中低病村→非病村降低的趋势。例外的情况是在分水岭两侧附近的草甸土。上述土壤表层硒的分布趋势在土壤剖面硒的分异中,被初步解释。
关键词张家口硒地球化学
张家口地区位于中国河北省北部,与内蒙古接壤,是我国克山病病区之一。从1945年发现病情到现在,已有50多年历史。但大规模正式调查却是在1962~1972年的10年间。根据这次调查,确认沽源、张北两县克山病区为重病区(发病率>50/10万),赤城、崇礼、尚义县为中病区(发病率30~50/10万),怀来、康保、涿鹿县为轻病区(发病率<31/10万)。在8县35个乡366个村中共有人口303776人,病人4999人。主要集中于沽源县的丰源店、小厂、长梁乡和张北县的战海、大囫囵、三号乡。几乎80%以上的病人分布在这6个乡的35个行政自然村中。发病人群主要集中于20~49岁年龄段的育龄妇女和10岁以下的儿童,前者更为显着。
本区地形地貌上呈北高南低、南陡北缓的格局。就本文涉及到的沽源、张北、赤城、崇礼四县而言,前两县处于高原低山平原区,后两县为山地丘陵谷地。两者以近东西走向的分水岭为界,克山病则沿分水岭两侧分布,并发病率有由分水岭向两侧随海拔的降低而降低的趋势(图1、2)。目前,虽然一些病区有自然消退现象,但在另一些地方却有新的病情出现。例如在沽源县喇嘛洞村,1972年普查为轻病村,但1992年调查检出率达到21/114,其中15个病人年龄都在50岁以下,包括20岁左右的年轻人。张北大囫囵二道湾村,1964年普查只有9个病人,现在已增至38人。值得注意的是,这些新检出病人和病情有新发展的村,都位于分水岭北侧,离分水岭较远,属于低山丘陵盆地。地形似乎有向山区与平原过渡带发展的趋势。
图1猫峪-后平头梁地质地球化学素描图(A剖面)
1—第四系沉积物;2—上侏9统酸性火山岩;3—中侏罗统中基性火山岩:4—太古宇变质岩;5—燕山期花岗岩;6—土壤;7—水系沉积物;8—岩石
图2海流图-许家营地质地球化学素描图(B剖面)
1—第四系沉积物;2—上侏罗统酸性火山岩;3—中侏罗统中基性火山岩;4—印支期花岗岩;5—岩石;6—土壤
这些新老病情的发生再次说明张家口地区目前依然存在克山病致病的因素和条件。然而由于本区研究工作滞后,使病因至今仍不十分清楚。张家口市地方病研究所与张家口医专联合对病区进行了饮水取样化验,发现病区水镁比非病区低2~3倍,提出本区克山病与环境低镁有关的结论。但是对病区与非病区,病人与非病人发镁和血镁的对比分析,却未得出相似的结论。另一方面,对于全国比较一致公认的克山病与环境缺硒相关的观点,在本区也未得到证实。正因为如此,本区克山病的防治效果并不十分理想。
中国地质科学院生物环境地球化学研究中心和英国地质调查局联合张家口市卫生局和地方病防治研究所,从1995年开始对克山病开展的以硒为主的环境病因研究已经取得了重要进展。本文在病区进行的地质地球化学测量与地形地貌观察的基础上,对硒地球化学环境背景进行综合分析,从而了解硒在张家口地区生态环境系统中的分布状态、转化规律及其与克山病间的成因联系。
1克山病分布特征
张家口地区克山病主要集中于沽源县的丰源店、小场、长梁乡和张北县的战海、大囫囵、三号乡,全区几乎90%以上的病人分布在这6个乡的35个行政自然村。
2研究方法
根据克山病的分布特点和发展趋势,本区硒地球化学环境背景分析采用了综合地质、地理、地球化学和地方病流行病学调查的方法,在对克山病进行重、中、轻(非)分类基础上,进行野外实地调查、重点取样和路线剖面测量,以查明硒及相关元素在各种环境介质中(岩石、水系沉积物、非耕作土壤)的分布及其对本区硒环境状态的作用与影响,为进一步分析硒与克山病的关系提供背景资料。
2.1路线剖面测量
根据克山病的分布、地形地貌和交通条件,在1:5万地形图上设计了东西2条剖面。东剖面南起赤城县猫峪,北止沽源县后平头梁,呈北北东走向,39.4km;西剖面南起崇礼县海流图,北止张北县许家营,呈南北向,全长35km。两条剖面各自穿越了两个类似的地貌景观区(山地河谷滩地和高原丘陵平原)及其分布的重、中、轻(非)病村,沿剖面间隔2km左右选点观察取样,样品包括岩石、水系沉积物、土壤等(表1)。
采样情况如下。
岩石样品:采集了出露的各种岩石类型样品,共16件。
水系沉积物:本区水系不发育,只在东剖面南侧虎龙沟、中堡采集了5个样品。
土壤样品:为了解本区的硒环境地球化学背景,尽量避开耕作土,采集未污染的原生土壤,共47件。
表1张家口地区地球化学剖面采样情况
①1—残积物,2—坡积物,3—冲积物,4—冲洪积物,5—风积物;②LPG示印支期花岗岩,J3示晚侏罗系酸性火山岩,J2示中侏罗系中-基性火山岩,AM示寒武纪变质岩,JG示侏罗系花岗岩。
土壤剖面样:在上述土壤样品中,选择27件土壤深度剖面样,观察硒在土壤各层中的分异流动状态。
2.2流行病学调查
沿剖面以村为单位进行1992~1996年间各种地方病和癌症等疾病的发病率和死亡人数的回顾性调查。有关克山病的检出率列于表2中。
表2剖面样点中克山病患病情况调查表(1992~1996)
续表
2.3样品分析
采集的土壤、水系沉积物样品带回实验室后自然风干并拣出枯草碎石放入烘箱,在不超过60℃的温度下烘干、粉碎磨至200目(74μm),岩石样品也粉碎研磨至200目。地矿部岩矿测试所用原子荧光法分析测定了硒元素含量,土壤样品还加测了pH值。
3克山病区硒的环境背景
由样品的测试结果编制的综合环境地质地球化学剖面图(图1、2),可总结出如下环境背景特征。
3.1岩石硒地球化学特征
本区各类岩石硒含量见表3。虽然病区与侏罗系火山岩对应,但各类岩石含量都较接近且偏低。因此,岩石中的硒与克山病无直接的成因关系。
表3岩石类型及硒含量(μg/g)
3.2水系沉积物硒的地球化学特征
水系沉积物一般反映上游汇水盆地中岩石的特征。在东剖面虎龙沟、中堡的水系沉积物主要来自上游的J:中基性火山岩和太古宙老变质岩(图1)。5件水系沉积物硒的含量范围为0.05~0.09μg/g,平均0.06&ug/g,低于上述两类岩石硒含量。除中堡附近的一个样点水系沉积物与岩石硒含量相差较大之外,其他各点岩石与水系沉积物的硒都较接近,因此水系沉积物基本反映了原岩低硒的特征,而且没有异常发生。
3.3非耕作土壤硒地球化学特征
剖面沿线发育有砂土、褐土、灰钙土和草甸土四种土壤类型(表1)。砂土的母质一般为冲积层,灰钙土母质多为冲积层+风积层,而褐土和草甸土则主要是残坡积母质层。草甸土呈黑色或灰褐色,分布于分水岭附近及北侧低山丘陵坡地,母质层原岩多为石英斑岩、流纹岩等,在原地风化剥蚀后形成土壤。一般在岩石出露的地方土层较薄,在地势低洼的地方土层较厚。但不论厚薄,这种草甸土都能划分出A、B、C三层,含有机物的腐殖层通常在10~20cm左右,A层土的pH值为7~8。褐土分布于分水岭两侧,特别是北侧高平原上的丘陵岗地,大多不在剖面图范围中。其母质层多为中基性安山岩,土层较薄,A层土壤不太发育,pH值为7.6~8.6。灰钙土分布于分水岭北侧山丘之间开阔的谷地中,成土母质为厚达数米的黄土层+冲积层,有较薄的A层,pH7~8.2,B、C层则较难区分。这种灰钙土是分水岭北侧特有的类型。砂土则在分水岭两侧都有出现,主要产于河滩及一二级阶地上。在分水岭北侧,地势平坦,河流不发育,现有河流量小、流速缓,两侧无阶地;而分水岭南侧则经常出现河谷阶地,因而形成“U”形谷地貌。砂土一般呈褐灰黄色,土层厚薄不等。阶地上的砂土较厚,分异较好;河滩砂土较薄,分异较差。A层不发育或较薄,土质差,肥效低,pH值为8~9。
在东剖面(图1)分水岭南侧,虎龙沟至清泉堡一段为“V”形谷地,河流为山间小溪,冲积层对土壤贡献不大,河流两侧土壤以残坡积的褐土为主;清泉堡—猫峪一段,河流已发展成二级或三级较成熟河段,冲积层十分发育,河流两侧或一侧出现一、二级阶地,剖面南侧土壤硒的分布除了清泉堡一个砂土样品硒含量较高为1.2μg/g外,其余都在0.2~0.6μg/g范围内变化。但是虎龙沟以北2个中侏罗系玄武安山岩残坡积层发育的褐土样品和砂土样品硒含量为0.3~0.6μg/g,呈锯齿状分布,一个砂土样品硒为0.5μg/g,一个草甸土样品硒为0.2μg/g。前韭菜沟—韭菜沟一段为草甸土,三个样品硒含量分别为1.3、1.2、0.4μg/g,韭菜沟—后平头梁一段是风成黄土形成的灰钙土和冲积层形成的砂土,两个灰钙土样品硒为0.6~0.7μg/g,一个砂土硒为1.0μg/g。
在西剖面(图2)分水岭南侧坝顶—板申图以北为晚侏罗流纹岩和石英斑岩残坡积层发育的黑色草甸土,4件样品硒含量范围为0.15~0.2μg/g。板申图—海流图间为地势较宽阔的河流滩地,砂土土壤,其母质为来自上游石英斑岩、流纹岩和以花岗岩为主的碎屑物质,8件样品硒含量范围为0.08~0.1“g/g。分水岭北侧—阿不太沟为黑色草甸土,4件样品硒含量为0.1~0.4μg/g。阿不太沟—战海一段为黄土+冲积土发育的灰钙土和砂土,4件样品硒含量为0.3~0.2μg/g。战海—许家营北坡为草甸土,3件样品硒含量为1.1~1.3μg/g。许家营北坡—许家营为河滩砂土,2件样品硒含量为0.4μg/g。
由以上2条剖面土壤硒的分布可以看出:①草甸土有两个硒值范围,一个在分水岭山脊两侧较平缓的坡地,范围为0.10~0.2“g/g,另一个分布于离分水岭北侧较远的低山丘陵坡地,硒在0.4~1.3μg/g之间变化;②中酸性火山岩、花岗岩和黑云斜长片麻岩等,虽然时代不同,但岩石成分相近,岩石硒含量也较相近,因此由它们形成的土壤硒含量也大多相近;③由冲积层+黄土形成的灰钙土硒含量在0.3~0.7“g/g之间变化,呈锯齿状分布,可能与黄土和冲积土的成分复杂有关;④河流冲积砂土硒的含量变化较大(0.08~1.5μg/g),表现为三种情况,一种为在本剖面分水岭南侧砂土,硒为0.4~0.6μg/g,第二种为两剖面南侧砂土,硒为0.08~0.1μg/g,第三种为两剖面北侧与灰钙土伴生的砂土,硒为0.4~1.5μg/g。
4结果讨论
调查发现克山病重病村和中病村耕作土有两种类型,在分水岭山脊附近村庄的耕作土大多为黑色草甸土(如坝顶、阿不太沟、平头梁),在低山丘陵之间开阔的河滩和谷地中的村庄耕作土大多为灰钙土和砂土(如后平头梁、干水河、战海、韭菜沟)。上述列举的重中病村的耕作土与2条剖面中的非耕作土类型是一致的。因此可以认为本区克山病中高检出率(>1%)村子的土壤类型主要是草甸土、灰钙土和砂土。它们可以看成是克山病高危险区的一种土壤环境背景。在东剖面虎龙沟—猫峪一带,近年也检出克山病人(<1%),其耕地在虎龙沟主要是低山坡地,以褐土为主,母质层是玄武安山岩和黑云斜长片麻岩的残坡积层;在清泉堡—猫峪,耕地为河滩阶地砂土,母质层来自黑云斜长片麻岩和安山岩的水系沉积物。它们同样与剖面测量的非耕作土类型一致。在西剖面中,板申图—石窑子—海流图一带克山病检出率为0,当地耕作土与剖面非耕作土类型一致,为河滩砂土,因此河滩砂土(无灰钙土)可视为轻—非克山病区的土壤类型。
对比耕作土与非耕作土的硒含量水平发现,重中病村耕作土硒含量范围为0.063~0.263μg/g,而非耕作土的草甸土硒则为0.1~0.2μg/g和0.4~1.3ug/g,灰钙土0.3~0.7μg/g,砂土0.4~1.5μg/g;非病村耕作土硒为0.043~0.163μg/g,而非耕作河滩砂土则为0.08~0.1μg/g。其中非病村两种土壤的硒含量变化较吻合,重中病村非耕作草甸土第一种硒含量与耕作土较一致,而第二种范围的硒与灰钙土和砂土组合的硒都远远高于耕作土,有的甚至超过了0.4“g/g高硒土壤界限,其原因目前还不清楚,有待进一步查明。本文对富硒草甸土提出一种可能的解释是:前韭菜沟—韭菜沟(图1)和许家营南坡(图2)都是未开垦的山地草甸土,由于长期的土壤分异和土壤成熟度增高,富含有机物的A层土壤相对不含有机物的B层含硒量有较大增长(图3-a)。由于母质中酸性火山岩硒平均为0.19μg/g(表3),由此推测由C→B→A层硒为强富集趋势;与耕作土相伴的非耕作草甸土(如阿不太沟、坝顶)A、B、C层硒分异不明显(图3-b),C→B→A硒含量则呈弱富集趋势。需要特别指出的是处于分水岭顶端的B-13样品是远离耕地的山地草甸土,与两侧呈明显不同的强分异特征,虽然B→A富集方向不同,但它同样表明远离耕作区的耕作土的强烈分异和富集趋势。由此看来,在耕作区的非耕作土(可能包括耕作土)由于弱的富集趋势,从硒含量并不很高的母质层(C)进入表层(A)的硒也不高,从而呈低硒特征,而远离耕作区的非耕作土,由于强的富集趋势,使A层的硒含量比C(或B)层高很多,呈高硒特征。
图3A、B两剖面土壤硒含量深度变化图
通常情况下,土壤硒的分异作用决定于土壤成分、粒度、氧化—还原电位、有机物含量等对于高硒的非耕作灰钙土和砂土组合,由于成土母质来源相当复杂,既有风成黄土外来物质,又有附近的冲积物碎屑,因此其C层代表的母质层硒含量有可能较高(图3-c)。对于灰钙土,土壤粒度变化不大,pH分布特征也不明显,虽然土壤处于地势开阔的低洼处,氧化淋滤作用相对不是太强,但由于表层(A)有机物对硒的吸附作用也较弱,因此形成A→B→C富集趋势,其中A→B的分异不太明显,只是由于成土母质本身硒含量高,所以在分异后A层仍处于高硒状态。在砂土深度剖面中(图3-C),则因为由下向上粒度变细,对硒的储存作用由下向上增强,将这种作用叠加于类似灰钙土的两种作用上,可出现B→A的富集趋势,并且由于C(或B)层本身高硒,故表层(A)处于高硒状态。在图3-B中,pH的分布无规律可循,它们对硒的影响亦不清楚,但由分水岭B-13样点向南北两侧A层土壤的厚度逐渐增加,因此有机物对硒的吸附也应逐渐增加。同时随着高度降低,向两侧氧化淋滤作用也相应降低,表现为在由山顶向两侧的深度剖面中由表层向深部硒增加越来越慢。如果我们把所有草甸土的成分看成是一致的,土壤剖面粒度变化也是一样的,那么土壤分异作用强度主要由土壤有机质含量和氧化淋滤程度来判断,这样我们就将看到图3-B中分水岭最高点由于氧化淋滤作用大于有机质对硒的吸附作用而使B、C层硒含量急剧增高,分异作用明显。向两侧由于氧化淋滤变弱而有机质作用增强,两种作用抵消后,硒的分异变弱,但是随着A层增加,有机质对硒的作用越来越强,而氧化淋滤越来越弱,A层硒的含量增高,B、C层硒含量减少,分异作用又变得明显,只是硒积累的方向发生了变化。图1中绝大多数土壤硒含量都大于0.4μg/g,然而剖面上几乎每个村子都存在克山病。在图2中许家营土壤硒大于0.4~1.3μg/g,仍然检出1.04%的克山病人;相反板申图—海流图是本区土壤硒最低的(0.08~0.1μg/g),反而未检出克山病人。这些都是令人费解的。但是耕作土硒与克山病关系研究成果显示由重病村→中病村→非病村与土壤低硒→中硒→高硒间存在对应关系,这与非耕作土重中病村土壤硒大于0.4~1.5μg/g(图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的分布有类似的特征,只是非耕作土硒含量大多数情况下比耕作土高得多。
5结论
张家口克山病区硒的地球化学环境有以下特点。
(1)本区出露的各种岩石硒含量范围为0.11~0.19μg/g,相互间差异不大。在综合地球化学剖面图上岩石硒分布近于直线,与克山病检出率曲线不产生对应关系,因此岩石硒与克山病之间无直接关系。
(2)本区水系不发育,故用水系沉积物反映硒的环境背景存在困难,局部采样试验发现水系沉积物含量(0.05~0.09μg/g)是岩石中的一半,无异常特征,这说明岩石在风化作用过程中硒因流失而离散。
(3)本区由于土壤类型多样,硒地球化学环境特征比较复杂。野外观察和对比后发现,克山病重中病村主要发生于分水岭两侧较平缓的坡地和低山丘陵之间开阔的谷地,前者的土壤为中侏罗系石英斑岩和流纹岩残坡积层发育的草甸土,后者主要是黄土,其次是冲积物堆积发育的灰钙土和砂土;中低病村主要分布于山谷冲积河滩与阶地,土壤为冲积砂土(无灰钙土)。无病村亦位于山间谷地,土壤为冲积砂土。因此草甸土和灰钙土+砂土是克山病重中病区主要土壤环境类型,冲积砂土是低病区及非病区土壤主要类型。草甸土的硒有两个分布范围,位于分水岭两侧的草甸土硒为0.1~0.2μg/g;位于分水岭北侧低山丘陵坡地的草甸土硒含量为4~1.3μg/g。灰钙土含硒量为0.3~0.7μg/g。砂土有3个硒分布范围:0.08~0.1μg/g,与无病村对应;0.4~0.6μg/g,与中轻病村对应;0.4~1.5μg/g,与灰钙土组合及重中病村相对应。因此土壤类型、硒含量与克山病村间大体有以下对应关系:
地球化学环境:农业·健康
这与耕作土研究的结论基本上是一致的。就土壤中硒含量总体上高于岩石和沉积物的硒含量而言,表明成土作用过程中生物和有机质对硒起着富集的作用,区内大多数克山病重中病村土壤中的硒含量高于非病村土壤中硒含量这一事实,与其他克山病区的结论不符,同时也与本区病村粮食和人体硒水平较低不相吻合。由此可见,不同介质中硒含量与克山病间不是简单的线性关系,而是蕴含着丰富的内涵。
(4)本文首次尝试应用岩石、水系沉积物和土壤地球化学剖面与土壤深度剖面相结合的地球化学分析方法,在探讨硒的地球化学背景分布和解释不同土壤类型硒状态的分布方面都取得了明显效果。实践证明这是一种比较经济、快捷、实用的环境地球化学分析方法。
参考文献
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❻ 世界五大矿产资源国是哪几个丫
世界五大矿产资源国是:世界前三位的矿业大国是美国、俄罗斯和中国,它们也是世界的矿产资源大国。第四位是澳大利亚,第五位是巴西。
美国是世界上占第一位的矿业大国。1997 年的原矿总产值1473亿美元,其中石油、天然气和煤(即能源矿产)的产值为1068 亿美元,非燃料矿产405 亿美元。即在矿业产值中,能源矿产占72%。
苏联曾是世界头号矿业大国。苏联解体后的俄罗斯自1991年以来矿业产值锐减。俄罗斯1995 年原矿总产值为1150 亿美元,稍逊于美国。据称,俄罗斯矿业产值中约80%为燃料矿产。
近年来,俄罗斯原油和煤稍有减产,但天然气产量回升。1998 年俄罗斯原矿总产值估计为1000 亿美元左右。
(6)英国哪里土地含硒扩展阅读:
矿产资源的特性:主要有耗竭性、隐蔽性、分布不均衡性和可变化性四种。
矿产资源是经济社会发展的重要物质基础。开发利用矿产资源是现代化建设的必然要求。党中央、国务院高度重视。
在党的十六届五中、六中全会文件中,对加快建设资源节约型社会、加强重要矿产资源地质勘查、实行合理开采和综合利用、建立健全资源开发有偿使用制度和补偿机制,提出了明确要求。
国务院先后出台了一系列文件,从地质勘查、矿产开发、资源节约、循环经济、环境保护、土地管理、安全生产、境外资源开发利用以及煤炭工业发展等方面,对矿产资源开发利用工作作了全面部署。
促进经济社会全面协调可持续发展,必须加强矿产资源合理利用和保护管理。
❼ 粮食中的硒
(一)粮食中硒的含量
图3-12饮水硒含量箱式分布图
表3-5饮用水中各参数的测定结果统计
BGS—英国地质调查局,IRMA—岩矿测试技术研究所。
图3-13不同克山病村中饮用水的pH、Eh、碳酸根、电导率箱式分布图
研究区79个粮食样品包括48个小麦样、26个莜麦样和5个小米样品。在这些样品中,硒的含量变化范围为7~86ng/g,均值15.9ng/g。其中小麦中硒的含量平均值为16ng/g,莜麦为15ng/g,小米是13ng/g。不同的粮食种类硒的含量差别不大。
研究区粮食样品中的硒含量结果与当地克山病发病率之间呈现较好的对应关系(图3-14)。所有采自重克山病村的粮食样品中的硒含量都较低,其他采样村样品中的硒含量变化虽有起伏,但随着克山病发病率的减少至消失,粮食中硒含量呈明显增加的趋势。不同发病组粮食中的硒含量平均值分别为:克山病重病区8.1ng/g,克山病中轻病区15.8ng/g,非克山病村23.5ng/g。
(二)粮食硒含量与土壤硒及各参数间的相互关系
如果忽略吸收大气降雨和灌溉水中的硒含量,作物中的硒主要来源于土壤。将土壤中全硒含量与粮食中全硒含量进行相关分析,在98%的置信水平两者间的相关系数计算结果为-0.23,这表明土壤的全硒含量和粮食的全硒含量之间不存在直接的相关性(表3-6,图3-15)。但在表3-6中粮食硒含量与土壤LOI和Cu、Fe、Mg、Mn、V、Zn含量之间呈现一定的负相关关系(表3-6)。特别是粮食硒与土壤LOI弱的负相关关系表明,土壤中有机质含量越高,粮食从土壤中吸收的硒越少。有机质可能固定了土壤中大部分可溶性硒。
表3-6粮食中硒含量与对应土壤中各参数间的相关系数统计表
(三)土壤中硒形态及植物有效态分析
粮食硒与土壤总硒不存在直接的相关关系和粮食硒与土壤LOI呈负相关关系表明,粮食从土壤中吸收硒,除了自身的因素外,还与土壤中有效态硒含量有关。本次研究用连续提取法提取土壤中的各种硒结合态,并进一步分析各种形态的植物有效性。结果列于表3-7。从表中可得出如下结论:
图3-14不同克山病组粮食中硒含量
图3-15土壤全硒含量与粮食全硒含量之间的相关关系图
表3-7张家口土壤样品硒结合态分析结果表
注:前6项分析中的%表示硒结合态/硒结合态加和的百分数。
(1)土壤中连续提取的各项结合态硒的加和与土壤总硒的比值为81.52%~111.29%,大部分在98%~106%之间;在Se加和与Se总关系图中它们的分布基本呈一直线(图3-16),相关系数达到0.9951,表明连续分步提取过程中基本上无硒的丢失,其结果非常接近土壤总硒水平。
图3-16土壤硒含量加和与总硒含量关系图
(2)非病村土壤水溶态硒含量为2~13ng/g,除去其中的最高值(13ng/g),平均为3.3ng/g;提取率为2.9%~15.9%,除去高值,平均为3.82%。重病村土壤水溶态硒含量为2~5ng/g,平均3.3ng/g;提取率为0.7%~1.9%,平均1.43%。虽然重病村土壤提取的水溶态硒与非病村含量相近,但提取率却只是非病村的37%。
(3)重病村土壤交换态硒含量为3~16ng/g,平均9.17ng/g;提取率为1.36%~5.58%,平均为3.73%。非病村土壤交换态硒含量为3~28ng/g,除去高值,平均4.3ng/g;提取率为3.66%~23.53,平均为5.84%。重病村土壤提取的交换态硒比非病村高1倍以上,但提取率却只是非病村的64%。
(4)重病村土壤有机态硒含量为23~79ng/g,平均43.3ng/g;提取率为10.12%~27.05%,平均18.05%。非病村土壤有机硒含量为10~19ng/g,平均14ng/g,提取率为10.08%~25.33%,平均11.36%。重病村土壤有机硒比非病村高2倍,但提取率高0.6倍;
(5)重病村土壤酸溶态硒含量为3~22ng/g,除去其中一个高值,平均为5.8ng/g;提取率为1.56%~7.53%,除去高值,平均2.58%。非病村土壤酸溶态硒9~13ng/g,平均11.5ng/g;提取率为10.95%~18.84%,平均13.85%;重病村土壤酸溶态硒只是非病村的50%,提取率也只是后者的24%。
(6)重病村土壤硫化物态硒含量为20~115ng/g,平均为73.5ng/g;提取率为6.85%~44.65%,平均为33.14%;非病村土壤硫化物硒含量为8~17ng/g,平均为12.55ng/g;提取率6.73%~24.64%,平均15.53%。重病村土壤硫化物态硒比非病村高5倍,提取率高1倍多。
(7)重病村土壤残余态硒含量为61~157ng/g,平均为96.5ng/g;提取率27.73%~61.09%,平均40.24%;非病村土壤残余态硒含量为22~54ng/g,平均为32.5ng/g;提取率为30.67%~45.38%,平均36.28%。重病村土壤残余态硒比非病村高2倍,提取率仅高0.1倍。
以上分析结果表明:①虽然重病村土壤总硒比非病村高,但水溶性硒却与非病村非常接近,二者处于同一水平,故导致提取率反而比非病村低;②同样,由于重病村土壤总硒比非病村高,虽然其交换态硒提取量比非病村高,但提取率反而比非病村低;③非病村的酸溶态硒无论是提取量还是提取率都比重病村高,这似乎与硒的总量关系不大;④与水溶态硒和交换态硒特征相反,不仅重病村土壤硒总量比非病村高,而且土壤有机态硒、硫化物态硒和残余态硒的提取量和提取率都比非病村高;这三种形态提取率加和的结果为:重病村达到91.44%,非病村达到63.17%,可见重病村土壤中这三种形态占了绝对支配地位。
在上述六种硒形态中,水溶态硒是最容易被植物吸收的有效态硒;硫化物硒和残余态硒是最不容易被植物吸收的硒;交换态硒虽然能被植物吸收,但受到一定条件限制;有机态硒和酸溶态硒都是在强碱强酸条件下释放出来的硒,一般不被植物吸收,除非在某些特定条件下被转换成可供植物吸收的形态。
可被植物吸收的水溶态硒包括可溶性无机硒和可溶性有机硒。张家口克山病区重病村和非病村土壤平均水溶性硒都在3.3ng/g左右,略高于或接近于全国低硒带水溶态硒指标(3ng/g),二者处于同一个低硒边缘状态水平。
交换态硒系指那些被水合氧化物、粘土以及腐殖质表面吸附的四价态亚硒酸离子。在实验中用KH2PO4强解吸剂从重病村土壤中提取出平均为9.17ng/g的交换态硒,从非病村土壤中提取出平均为4.3ng/g的交换态硒。这只能说明重病村土壤中被吸附的Se(Ⅳ)比非病村多,但并不能说明各自的生物有效性有多大。
在自然条件下,到底有多少吸附态的硒被解吸出来而转换成可被植物吸收的交换态硒,则是一个比较复杂的问题。彭安(1989)的吸附实验表明,MnO2和Fe2O3对Se(Ⅳ)的吸附量远远大于粘土和有机质的吸附量,且在pH值3~9范围内随着pH的增加而平稳地降低(图3-17)。由此可以看出,吸附作用主要受吸附剂和pH条件的限制。彭安(1989)的
图3-17各种吸附剂和平衡吸附量(QE)与pH值关系
(据彭安,1989)
各溶液中Se(Ⅳ)初始浓度均为0.5×10-6解吸实验同时表明,
在通常情况下,土壤有机物中有85%~90%是腐殖酸物质,因此有机硒可能大部分赋存在腐殖酸中。腐殖酸结合态硒可分为胡敏酸结合态硒和富啡酸结合态硒。胡敏酸为大分子量有机化合物,结构稳定,不易矿化分解,因此胡敏酸结合态硒难以被植物吸收利用。富啡酸结构比较简单,被认为是胡敏酸原始形态,与富啡酸结合的硒容易矿化分解成Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)和低分子有机硒化合物(如硒-氨基酸,硒-蛋氨酸等),这种硒可被植物吸收利用。研究发现,有机结合态硒含量与pH值呈负相关,与有机碳呈正相关。何振立等(1993)提出,用土壤有机碳(C)与有机态硒(Se)的含量比值w(C)/w(Se)来判断土壤有机结合态硒中胡敏酸硒与富啡酸硒的相对含量。如果w(C)/w(Se)比值高,有机态硒以胡敏酸结合态为主;反之,以富啡酸结合态为主。对比本区重病村与非病村土壤,重病村有机碳含量占1.25%~2.36%,pH值为6.75~8.15,有机态硒含量为23~79ng/g;非病村有机碳含量为0.32%~2.73%,pH值为7.10~8.84,有机态硒含量为10~19ng/g(表3-7,3-8),很明显重病村有机碳含量比非病村高,pH值低,因而其有机态硒比非病村高。由表3-7可看出,非病村土壤的w(C)/w(Se)比值为(0.26~0.73)×106,平均0.42×106;重病村w(C)/w(Se)比值为(0.16~1.02)×106,平均0.59×106。显然,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,而且由于土壤呈偏碱性,容易使富啡酸硒溶解而被植物吸收。
表3-8土壤形态样品主要特征参数表
土壤中可被4mol/L HCl溶解的矿物有铁锰氧化物、碳酸盐等。这些矿物中赋存的硒随矿物分解进入溶液并流失。在重病村土壤中铁锰氧化物的含量比非病村高一倍以上,然而其酸溶态硒却比非病村土壤低,只有前者的30%左右(表3-7,3-8),平均提取率也只有2.58%。这可能是由于重病村土壤长期受到酸性淋溶作用,结果铁锰成为次生矿物,而硒被淋溶流失。相反,非病村土壤呈偏碱性环境,铁锰矿物虽然较少,但相对较稳定,硒被保存下来,导致酸溶性硒含量较高。因此,酸溶态硒在碱性条件下被矿物固定,不易被植物吸收;在酸性条件下硒易流失,或很快被铁锰次生的水合矿物等吸附剂吸附,也难被植物吸收。
硫化物在还原环境中是一种稳定矿物,除非在强酸强氧化条件下它才能够淋溶分解。因此,硫化物结合态的硒一般情况下是难以被植物吸收利用的。残余态硒主要赋存于那些不易被酸碱破坏的硅酸盐矿物(如长石、石英、云母等)中,很显然,此种形态的硒是不能被植物利用的。
❽ 求微量元素硒的相关资料
基本信息
硒元素名称:硒 中文读音:xī 元素符号:Se 元素英文名称:Selenium 元素类型:非金属元素 原子体积:(立方厘米/摩尔) 16.45 元素在海水中的含量:(ppm) 太平洋表面 0.000000015 地壳中含量:(ppm) 0.05 自然环境中发现的最高含量:(ppm) 30000
[编辑本段]理化常数
相对原子质量:78.89 原子序数:34 氧化态: Main Se+4, Se+6 Other Se-2 化学键能: (kJ /mol) Se-H 305 Se-C 245 Se-O 343 Se-F 285 Se-Cl 245 Se-Se 330 晶胞参数: a = 905.4 pm b = 908.3 pm c = 1160.1 pm α = 90° β = 90.810° γ = 90° 质子数:34 中子数:45 摩尔质量:79 原子半径:1.22 所属周期:4 所属族数:VIA 电子层排布:2-8-18-6 价层电子排布[Ar]4s24p4 晶体结构:晶胞为六方晶胞。 电离能 (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 常见化合价:+4、+6 同位素:Se-74 Se-76 Se-77 Se-78 *Se-80 Se-82 单质:硒 化学符号:Se 颜色和状态: 有灰色金属光泽的固体 声音在其中的传播速率:(m/S) 3350 密度: 4.81克/立方厘米; 熔点: 217℃ 沸点: 684.9℃
[编辑本段]硒的发现
发现人:永斯·雅各布·贝齐里乌斯(Jöns Jakob Berzelius) 发现年代:1817年 发现过程: 1817年,瑞典的贝采利乌斯从硫酸厂的铅室底部的粘物质中制得硒。
[编辑本段]元素描述
稀散元素之一。在已知的六种固体同素异形体中,三种晶体(α单斜体、β单斜体,和灰色三角晶)是最重要的。也以三种非晶态固体形式存在;红色和黑色的两种无定形玻璃状的硒。前者性脆,密度4.26克/厘米3;后者密度4.28克/厘米3。第一电离能为9.752电子伏特。硒在空气中燃烧发出蓝色火焰,生成二氧化硒(SeO2)。也能直接与各种金属和非金属反应,包括氢和卤素。不能与非氧化性的酸作用,但它溶于浓硫酸、硝酸和强碱中。溶于水的硒化氢能使许多重金属离子沉淀成为微粒的硒化物[1]。硒与氧化态为+1的金属可生成两种硒化物,即正硒化物(M2Se)和酸式硒化物(MHSe)。正的碱金属和碱土金属硒化物的水溶液会使元素硒溶解,生成多硒化合物(M2Sen),与硫能形成多硫化物相似。
[编辑本段]元素来源
可从电解铜的阳极泥和硫酸厂的烟道灰、酸泥等废料中回收而得。
[编辑本段]主要用途
1.光敏材料
如:干印术的光复制,这是利用无定形硒的薄漠对于光的敏感性,能使含有铁化合物的有色玻璃退色。也用作油漆、搪瓷、玻璃和墨水中的颜色、塑料。还用于制作光电池、整流器、光学仪器、光度计等。硒在电子工业中可用作光电管、太阳能电池,在电视和无线电传真等方面也使用硒。硒能使玻璃着色或脱色,高质量的信号用透镜玻璃中含2%硒,含硒的平板玻璃用作太阳能的热传输板和激光器窗口红外过滤器。
2.电解锰行业催化剂
冶金方面,电解锰行业的硒用量占到中国全部硒产量的较大比重,此外,含硒的碳素钢、不锈钢和铜合金具有良好的加工性能,可高速切削,加工的零件表面光洁;硒与其他元素组成的合金用以制造低压整流器、光电池、热电材料。硒以化合物形式用作有机合成氧化剂、催化剂,可在石油工业上应用。硒加入橡胶中可增强其耐磨性。硒与硒化合物加入润滑脂。
3.营养元素
由于硒是动物和人体中一些抗氧化酶(谷胱甘肽过氧化物酶)和硒-P蛋白的重要组成部分,在体内起着平衡氧化还原氛围的作用,研究证明具有提高动物免疫力作用,在国际上硒对于免疫力影响和癌症预防的研究是该领域的热点问题,因此,硒可作为动物饲料微量添加剂,也在植物肥料中添加微量元素肥,提高农副产品含硒量。硒已被作为人体必需的微量元素,目前,中国营养学会推荐的成人摄入量为每日50-250微克,而我国2/3地区硒摄入量低于最低推荐值,因此,中国是一个既有丰富硒资源,又存在大面积硒缺乏地区,这也是国际学者对中国感兴趣的原因。
[编辑本段]元素辅助资料
硒与它的同族元素硫相比,在地壳中的含量少得多。硒成单质存在的矿是极难找到的,目前全球唯一硒独立成矿的地区位于我国湖北恩施。 硒是从燃烧黄铁矿以制取硫酸的铅室中发现的,是贝齐里乌斯发现铈、钍后1817年发现的又一个化学元素。他命名这种新元素为selenium。他还发现到硒的同素异形体。他还原硒的氧化物,得到橙色无定形硒;缓慢冷却熔融的硒,得到灰色晶体硒;在空气中让硒化物自然分解,得到黑色晶体硒。 硒 (Selenium) 亚硒酸钠 (Sodium Selenite) 作用与应用:在体内硒和维生素E协同,能够保护细胞膜,防止不饱和脂肪酸的氧化。微量硒具有防癌作用及保护肝脏的作用。 主要用于缺硒患者以及地方性疾病-克山病的防治,以及长时间依靠静脉高营养维持的缺硒患者。由于无机硒盐毒性较大,在日本1993年已禁止在食品和饲料中添加,支持采用安全性更高的含硒蛋白、氨基酸等有机形态硒,或富含硒的农副产品。 用法用量:口服,成人每月需用量50~500 mg。 儿童10~50 mg。 亚硒酸钠片每片含亚硒酸钠1 mg,(相当于含硒457 μg)11岁以上及成人每次2片。 儿童2-4岁,每日一次每次服半片;5 岁,每次服1片; 副作用:服用过量硒可引起中毒,每日最大安全量为400 μg。 硒的作用: 硒的作用比较宽泛,如下文详述的多个方面,但其原理主要是两个:第一、组成体内抗氧化酶,能提到保护细胞膜免受氧化损伤,保持其通透性;第二、硒-P蛋白具有螯合重金属等毒物,降低毒物毒性作用。 硒被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王” (原称“抗癌之王”) 科学界研究发现,血硒水平的高低与癌的发生息息相关。大量的调查资料说明,一个地区食物和土壤中硒含量的高低与癌症的发病率有直接关系,例如:此地区的食物和土壤中的硒含量高,癌症的发病率和死亡率就低,反之,这个地区的癌症发病率和死亡率就高,事实说明硒与癌症的发生有着密切关系。同时科学界也认识到硒具有预防癌症作用,是人体微量元素的“防癌之王”。 美国亚利圣那大学癌症中心Clark教授对1312例癌症患者进行13年对照试验。结果表明每日补硒200 μg,癌症死亡率下降50%,癌症总发病率下降37%,其中肺癌下降46%,肠癌下降58%,前列腺癌下降63%。 2003年美国食品药品管理局(FDA)明示:"硒能降低患癌风险"和"硒可在人体内产生抗癌变作用"。 在我国硒有防癌抗癌作用已被写入化学教课书(九年级下册96页)以及高等院校医药教材(微量元素与健康262页),"硒能抑制癌细胞生长及其DNA RNA和蛋白质合成,抑制癌基因的转录,干扰致癌物质的代谢"。 抗氧化作用: 硒是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的组成成分,每摩尔的GSH-Px中含4克原子硒,此酶的作用是催化还原性谷胱甘肽(GSH)与过氧化物的氧化还原反应,所以可发挥抗氧化作用,是重要的自由基清除剂(是维生素E的50--500倍)。在体内,GSH-Px与维生素E抗氧化的机制不同,两者可以互相补充,具有协同作用。 科学证实:正是由于"硒"的高抗氧化作用,适量补充能起到防止器官老化与病变,延缓衰老,增强免疫,抵御疾病,抵抗有毒害重金属,减轻放化疗副作用,防癌抗癌。 增强免疫力: 有机硒能清除体内自由基,排除体内毒素、抗氧化、能有效的抑制过氧化脂质的产生,防止血凝块,清除胆固醇,增强人体免疫功能。 防止糖尿病: 硒是构成谷胱甘肽过氧化物酶的活性成分,它能防止胰岛β细胞氧化破坏,使其功能正常,促进糖份代谢、降低血糖和尿糖,改善糖尿病患者的症状。 防止白内障: 视网膜由于接触电脑辐射等较多,易受损伤,硒可保护视网膜,增强玻璃体的光洁度,提高视力,有防止白内障的作用。 防止心脑血管疾病: 硒是维持心脏正常功能的重要元素,对心脏肌体有保护和修复的作用。人体血硒水平的降低,会导致体内清除自由基的功能减退,造成有害物质沉积增多,血压升高、血管壁变厚、血管弹性降低、血流速度变慢,送氧功能下降,从而诱发心脑血管疾病的发病率升高,然而科学补硒对预防心脑血管疾病、高血压、动脉硬化等都有较好的作用。 防止克山病、大骨节病、关节炎: 缺硒是克山病、大骨节病、两种地方性疾病的主要病因,补硒能防止骨髓端病变,促进修复,而在蛋白质合成中促进二硫键对抗金属元素解毒。对这两种地方性疾病和关节炎患者都有很好的预防和治疗作用。 解毒、排毒: 硒与金属的结合力很强,能抵抗镉对肾、生殖腺和中枢神经的毒害。硒与体内的汞、铅、锡、铊等重金属结合,形成金属硒蛋白复合而解毒、排毒。 防治肝病、保护肝脏: 我国医学专家于树玉历经16年的肝癌高发区流行病学调查中发现,肝癌高发区的居民血液中的硒含量均低于肝癌低发区,肝癌的发病率与血硒水平呈负相关。她在江苏启东县对13万居民补硒证实,补硒可使肝癌发病率下降35%,使有肝癌家史者发病率下降50%。 综上所述,"硒"是人体必需的,又不能自制,因此世界卫生组织建议每天补充200 μg硒,可有效预防多种疾病的高发。世界营养学家、生物化学会主席,巴博亚罗拉博士称:"硒"是延长寿命最重要的矿物质营养素,体现在它对人体的全面保护,我们不应该在生病时才想到它。 【硒的吸收代谢】成人体内硒的总量在6~20 mg。硒遍布各组织器官和体液,肾中浓度最高。在组织内主要以硒和蛋白质结合的复合物形式存在。硒主要在小肠吸收,人体对食物中硒的吸收率为60%~80%。经肠道吸收进入体内的硒经代谢后大部分经尿排出。尿硒是判断人体内硒盈亏状况的良好指标。硒的其他排出途径为粪、汗。硒在体内的吸收、转运、排出、贮存和分布会受许多外界因素的影响。主要是膳食中硒的化学形式和量。另外,性别、年龄、健康状况,以及食物中是否存在如硫、重金属、维生素等化合物也有影响。动物实验表明,硒主要在十二指肠被吸收,空肠和回肠也稍有吸收,胃不吸收。经尿排出的硒占硒排出量的50%-60%,在摄入高膳食硒时,尿硒排出量会增加,反之减少,肾脏起着调节作用。 一些食品中含硒较高,如:海产品、食用菌、肉类、禽蛋、西兰花、大蒜等食物。营养学家也提倡通过硒营养强化食物补充有机硒,如富硒大米、富硒鸡蛋、富硒蘑菇、富硒茶叶、富硒麦芽、硒酸酯多糖、硒酵母等。现在国内开展这方面研究的机构有中国科技大学、中国科学院南京土壤研究所、中国科学院地理资源研究所、中国农业大学、中国农业科学院、中国环境科学院、上海农业科学院和南京农业大学等,这方面技术实力较强或市场规模较大的中国企业有:苏州硒谷科技有限公司(Setek),安琪酵母(Angel),黄金搭档(GlodenPartner),富硒康(Fuxikang,安徽华信药业),南京远望有限公司(Yuanwang)等。国际企业有新西兰的SouthStar、英国的GrowHow、美国AllTech。近年来,一些硒强化产品不断涌现,美国科学家制成了富硒果汁、富硒牧草、富硒奶,澳大利亚科学家制成了富硒小麦、富硒啤酒、富硒饼干和富硒牛肉干,我国科学家研究的富硒水果、富硒谷物、富硒大闸蟹、富硒烟草也丰富了国际硒营养强化领域的应用。 硒的摄取与土壤的硒含量关系超过与饮食方式的关系。美国和加拿大的土壤含有足够的硒。对美国的素食者和严格素食者的研究发现他们摄取了足够的硒。很多食物中都有硒,但巴西坚果、全粒谷物(全麦面包、燕麦粥、大麦)、白米和豆类中含量特别多。 蛋类略高于肉类,每100克食物中,猪肉含硒10.6 μg,鸡蛋含硒15 μg,鸭蛋含硒30.7 μg,鹅蛋含硒33.6 μg,人参含硒15 μg,花生含硒13.7 μg。植物性食物的硒含量决定于当地水土中的硒含量。例如,我国高硒地区所产粮食的硒含量高达每公斤4~8 mg,而低硒地区的粮食是每公斤0.006 mg,二者相差1000倍。 食物来源 食物中硒含量测定值变化很大,例如(除谷物外以鲜重计):内脏和海产品0.4-1.5 mg/kg;瘦肉0.1-0.4 mg/kg;谷物0.1-0.8 mg/kg;奶制品0.1-0.3 mg/kg;水果蔬菜0.1 mg/kg。 生理需要 在2000年制订的《中国居民膳食营养素参考摄入量》18岁以上者的推荐摄入量为50 μg/d,适宜摄入量为50-250 μg/d,可耐受最高摄入量为400 μg/d。 过量表现 指甲变厚、毛发脱落,肢端麻木,偏瘫。 硒缺乏症 1.缺乏硒会导致未老先衰。 2.严重缺乏硒会引发心肌病及心肌衰竭。 3.发生克山病,大骨节病。 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、动植物硒富集均达到世界之最”,为世界70%以上缺硒地区的人类带来了福音,硒产品和硒矿床的开发利用前景广阔。中国科技大学尹雪斌博士等就在该地区发现超过 10000 ppm的含硒岩石。恩施市目前已于中国科技大学、中国科学院地理资源研究所等建立了战略合作关系。 目前,州内重点开发物种。是以市场需求的硒品种类。 1、1991年硒资源综合开发富硒植物蛋白系列产品、保健产品、富硒茶、硒矿泉水,富硒烟。 2、特种食品资源:莼菜、薇菜、蕨菜,云豆、魔芋、葛仙米、凤姜、茗合、山药等稀有品种,斐声海内外。 3、州境内的恩施市、建始县、宣恩县等地均蕴藏着丰富的硒矿泉水资源。泉水含硒量0.014-0.02 mg/L,并含有锶、锌、钙、镁、锗等十几种有益元素。 但在上述地区含硒量不稳定,较难控制,影响了富硒产品的安全性。 国际学术活动: 第一届国际硒与环境和人体健康会议(SELENIUM 2009)于2009年10月18-21日在中国苏州召开,由中国科技大学主办,主要参加者包括我国知名研究机构的研究人员、国际上硒环境、农学和人体健康研究方面的学者。此前,生命科学和卫生系统人员参加较多的生物医药硒会议已召开过多次,2010年硒生物医药会议(SELENIUM 2010)将在着名的日本京都立命馆大学召开。
[编辑本段]硒对人体的功用
硒——抗癌之王
科学界研究发现,血硒水平的高低与癌的发生息息相关。大量的调查资料说明,一个地区食物和土壤中硒含量的高低与癌症的发病率有直接关系。目前癌症治疗中使用硒辅助治疗十分普遍。 硒是迄今为止发现的最重要的抗衰老元素; 广西巴马县是世界着名四大长寿地区之一。中国科学院专家对巴马的研究表明:巴马土壤、谷物中的硒含量高于全国平均水平10倍以上,百岁老人血液中的硒含量高出正常人的3-6倍。后来在安徽省石台县又发现一个长寿村。80岁以上老人占全村人口的12%。更为奇特的是50年来未发现一例癌症患者、心脑血管、糖尿病患者和肥胖患者。经对该村土壤中硒含量分析测定表明:硒含量高出一般地方10倍。原来,硒元素是抗氧化剂谷胱甘肽过氧化物酶的活性成分,人体补充了充足的硒元素,就能有效清除自由基,抗氧化,延缓衰老,另外曾经有专家用山东新稀宝公司出产的硒维康口嚼片对患者进行临床补充研究,发现硒如果配合维生素E、β—胡萝卜素进行适量补充,效果会更加出色。
硒——明亮的使者
生物学家们经过长期的研究发现:硒对视觉器官的功能是极为重要的。硒能催化并消除对眼睛有害的自由基物质,从而保护眼睛的细胞膜。若人眼长期处于缺硒状态,就会影响细胞膜的完整,从而导致视力下降和许多眼疾病如白内障、视网膜病、夜盲症等的发生。目前,一些大城市的医院对眼病患者已开展硒治疗,临床表明,硒对提高视力确有明显的作用,能治疗白内障、视网膜病等多种眼疾。
硒——心脏的守护神
硒是维持心脏正常功能的重要元素,对心脏肌体有保护和修复的作用。人体血硒水平的降低,会导致体内清除自由基的功能减退,造成有害物质沉积增多,血压升高、血管壁变厚、血管弹性降低、血流速度变慢,送氧功能下降,从而诱发心脑血管疾病的发病率升高,然而科学补硒对预防心脑血管疾病、高血压、动脉硬化等都有较好的作用。
硒——肝病的天敌
位于长江三角洲的江苏启东地区是渔米之乡,经济发达,但是长期以来这里的人们肝癌、肝炎发病率极高,发病原因不清楚。中国预防医学科学院的专家们经16年研究终于找出原因 ,原来这里的水、土壤、粮食中缺少元素“硒”,生活在这里的人们从水和粮食中获取的硒很少,体内硒含量特别低,而体内缺硒的人易被肝炎病毒传染。 此外,体内长期缺硒的肝炎患者转化为肝癌病人的危险是其它人群的202倍,特别值得一提的是:硒可以使肝炎病人的病情好转,使肝炎病人发生癌症的比例大大降低 。专家们表示:即使在不缺硒的周边地区,人们适量补充硒元素对预防肝癌、肝炎也是大有益处的。
硒——微量元素中的胰岛素
硒是构成谷胱甘肽过氧化物酶的活性成分,它能防止胰岛β细胞氧化破坏,使其功能正常,促进糖份代谢、降低血糖和尿糖。医生通过让糖尿病人定量服硒,可以起到保护和恢复胰岛功能的作用,有利于改善糖尿病的症状,降低尿中的葡萄糖和血红蛋白水平。所以,有人称硒是微量元素中的“胰岛素”。
硒——解毒、排毒
硒与金属的结合力很强,能抵抗镉对肾、生殖腺和中枢神经的毒害。硒与体内的汞、锡、铊、铅等重金属结合,形成金属硒蛋白复合而解毒、排毒。因此经常接触有毒有害工作的人群,尤其需要注意补硒。另外,在工作环境中或生活中,经常接触电视、电脑、手机等辐射干扰的人,要补硒,因为补硒可以保护造血系统,最大限制地减少辐射伤害。