2016年01月13日 星期三

华北平原土壤环境硒(Se)地球化学图

发布时间:2015-07-13

 

硒( Selenium, Se ),原子序数 34 ,原子量 78.96 ,电负性为 2 ,具 2 - 、 4 + 和 6 + 价态。属氧族元素,化学性质介于硫和碲之间 , 硒与硫之间更具有亲和力。地壳丰度较低,为 0.08mg/kg (0.08×10 -4 % ) ,但分布很广。

    硒易富集于含硫的矿物中。硒属亲铜元素,许多矿物中常与亲铜元素伴生。富硒矿物有 30 多种,如方硒锌矿 (ZnSeS) 、方硒钴矿 (Co 3 Se 4 ) 等。各类岩石中都含有硒,但含硒量差别较大。即使是同一类岩石含硒量也不一致。含硒较高的岩石有火山凝灰岩、碳质页岩、富含黄铁矿的页岩及灰岩,以及某些含煤地层。含硒量较低的岩石有花岗岩、玄武岩、砂岩、石英岩等。

     土壤硒含量差别较大,最低为 0.001mg/kg ,最高可达 105mg/kg 。我国土壤硒平均含量为 0.20 mg/kg ,东部平原地区平均含量为 0.10 mg/kg 。土壤硒贫富虽与母岩有关,但更主要的是决定于表生地球化学作用。湿润的偏酸性的还原环境有利于硒的淋溶和迁移,土壤中硒较缺乏,该环境降雨量为 600 ~ 1000mm ,属灰化土、灰棕壤、棕壤和草原黑土地带,土壤含硒量为 0.1 ~ 2.5mg/kg 。干旱的偏碱性氧化环境,土壤硒易于富集,从而导致硒过剩,该环境降雨量一般低于 400mm ,主要土壤为草原栗钙土、荒漠草原棕钙土和灰钙土,土壤含硒量 2 ~ 20mg/kg ,或更高,平均为 4.5mg/kg 。热带、亚热带湿热的环境,一方面淋溶作用强烈,另一方面风化壳多为富含铁、铝的粘土矿物所组成,它们对硒有较强的吸附能力,该带土壤也是缺硒的,如红棕壤、红褐土等含硒量为 O.09mg/kg 。砖红壤和红壤虽然含硒量较高,但硒多处于不可给状态。

    我国土壤含硒量呈明显的地带性分布。其特征是东南地区含硒量高,西北地区较高,而在这两带之间的过渡带土壤含硒量相对较低,是我国的一个缺硒带。

硒化物在天然溶液中的主要形式是硒酸盐 (Na 2 SeO 4 ) 和亚硒酸盐 (Na 2 SeO 3 ) ,即 Se 6 和 Se 4 。硒在天然水中的浓度很低,大约为 2.0×10 -5 ~ 2.0×10 -3 mg/kg 。海水中为 9.0×10 -5 mg/kg 。河水为 1.0×10 -4 ~ l.0×10 -3 mg/kg 。硒缺乏地区,地表水地下水硒的浓度均值为 5.0×10 -4 mg/kg ,范围值为 2.0×10 -5 ~ 2.5×10 -3 mg/kg 。干旱地区,水硒浓度较高,平均为 1.79×10 -3 mg/kg ,范围值为 8.0×10 -5 ~ 12.4×10 -3 mg/kg 。我国国家饮水卫生标准规定,水中硒浓度不得超过 1.0×10 -2 mg/kg ,在通常的情况下,天然水中硒的浓度远远低于这个数值。

人体中含硒约 13mg ,正常条件下,机体硒代谢保持着平衡,硒的代谢与摄入量有关。美国科学院食品营养委员会推荐成年人硒的摄入量应为 0.05 ~ 0.2mg/ 人 · 天。发硒可以作为判断人体硒含量水平的标准:缺硒( <0.1mg/kg )、适硒( 0.1 ~ 1.0mg/kg )、高硒( 1 ~ 5mg/kg )和硒中毒( 5 ~ >20mg/kg )。

研究区表层土壤硒平均含量为 0.19mg/kg ,大部分地区呈中等含量水平,太行山中段石家庄以南山前地区含量较高呈带状分布,天津、唐山、保定、德州、恒台等含量较高呈片中分布。高值环境分布在天津市、唐山市、保定市、石家庄市、邯郸、安阳、新乡和焦作城市地区,可达 0.30mg/kg 以上,主要分布在城市及其周边,比较分散,规模较大。含量低于 0.10mg/kg 的地区主要分布在河北及山东沿海地带。深层土壤硒含量处于较低水平,远低于表层土壤,也未见明显的高值环境。

 

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