硒的生态环境与人体健康(二)
1、岩石中的硒
硒在地壳和各种岩石中的含量很低且分布极不均匀。如表1所示,大陆地壳硒的丰度值在0.05~0.12μg/g,不同的作者给出的值不同。地壳中不同性质的岩石,其含硒量又各不相同。Turekian和Wedepohl[1]提出岩浆岩中硒的平均含量均为0.05μg/g,页岩为0.6 pg/g,砂岩为0.05μg/g,碳酸盐为0.08μg/g。鄢明才等[2 ]提出中国华北地区地壳硒含量为0.11μg/g,碎屑岩为0.073μg/g,泥质岩为0.17 μg/g,碳酸盐岩为0.07 μg/g,华岗片麻岩为0.056μg/g。而中国花岗岩类硒的丰度值为0.02μg/g[3]。
表1 不同作者的大陆地壳硒元素丰度(μg/g)
2、土壤中的硒
岩石中的硒通过风化进入土壤。Allaway等认为从土壤系统进入生态系统中的硒是se元素的主要来源。世界各国土壤中的硒大多在0.1~2.0μg/g。中国土壤中硒的背景值为0.21μg/g[4]。自然土壤中的硒,主要来自形成土壤的母岩。因土壤母质和气候条件的差异,不同地区土壤中硒的含量差异很大。新西兰表层土壤硒含量为0.6μg/g。美国中西部高硒地区土壤中硒的含量高达20~40μg/g。中国东北地区土壤平均硒含量为0.108μg /g[5],海南省土壤硒含量平均0.295μg/g[6],陕北黄土高原为1~165 ng/g[7]。中国黄河、长江、珠江与浅海沉积物硒丰度分别为0.12、0.20、0.25、0.15μg/g[8]。Swaine[9]认为正常土壤平均含硒量为0.2μg/g,低硒土壤平均含硒量为0.01μg/g,高硒土壤可达30~324μg/g。
土壤中硒的迁移和硒的有效性与环境条件(如气候、pH、Eh值、有机质、Fe含量、微生物活动等)有关[10]。通常多雨湿润的气候有利硒的迁移,而在湿热地区及偏干的气候有利硒的累积。碱性条件有利于土壤中硒向有效态转化。酸性土壤中硒易于淋溶,碱性有利硒的累积。硒往往被土壤有机质所固定,特别是被富里酸所固定。
土壤中硒的有效性与硒的存在形式(相/形态)有关,它取决于土壤的含硒量和有关条件。土壤中硒的存在形式(相形态)有元素态硒(Se*)、硒化物(Se2-)、亚硒酸盐(Se4+)、硒酸盐(Se6+)、有机态硒和挥发态硒6种[11]。元素态硒和硒化物不溶于水,植物不能直接吸收利用。亚硒酸盐、硒酸盐和有机态硒均是水溶性的,也是植物重要的硒源。有机态硒是富硒植物腐解的产物,其含量与有机质多少有关。有机态硒易被植物吸收利用,但土壤中部分有机硒易被微生物分解呈气态烷基硒化物(ALKY—Selenium Compound)而挥发。杨光圻等[12]证实谷物和黄豆中硒的浓度和土壤中水溶性硒的含量成正比。
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