王莹：浅谈硒的土壤地球化学特征

　　硒是一种有关健康的重要元素，介绍了硒的土壤地球化学特征，包括硒的含量分布、形态特征、影响土壤中硒含量的因素及土壤中硒的赋存形态与转化等内容。

　　全球40多个国家缺硒，我国72%的县市属于低硒或缺硒区。克山病是人体缺硒所致，是一种心脏肌肉坏死的疾病，主要是由于发病地区水土、食物缺少硒、铜所致。美国正常人血硒含量为0.10～0.34mg/kg，新西兰人血硒浓度仅为0.068±0.013mg/kg。我国人民血中的硒含量非克山病病区群体总均值为0.095±0.088mg/kg，而克山病病区为0.021±0.001mg/kg。高硒非中毒地区为0.44mg/kg(0.35~0.58mg/kg)，高硒中毒地区为3.2mg/kg(1.3~7.5mg/kg)。硒是组成谷胱甘肽过氧化酶的成分，能促进生长，保护心血管和心肌的健康，解除体内重金属的毒性作用，保护视器官的健全功能和视力。

　　1土壤中硒的含量与分布

　　全世界范围看，低硒或表现缺硒的土壤面积远大于高硒或硒毒土壤。高硒区有美国北部大平原和西南部10个州的局部地区、爱尔兰的3个县、中国的恩施和紫阳地区，以及哥伦比亚、委内瑞拉和以色列境内有所报道的地区。世界土壤硒含量一般在0.1~2.0mg/kg，平均0.2mg/kg。我国表层土壤硒含量范围0.006~9.130mg/kg，算术平均值为0.29 mg/kg[1，2]。我国存在一条从东北地区的暗棕壤、黑土向西南方向经过黄土高原的褐土、黑垆土到川滇地区的棕壤性紫色土、红褐壤，再向西南延伸到西藏高原东部和南部的亚高山草甸土和黑毡土的低硒带，带内土壤硒含量均值仅0.1 mg/kg，显著低于其他地区的土壤硒含量。西北方向为干旱地区富硒环境，东南方向为湿润地区富硒环境，因此中国土壤中硒分布形成了以中间低，东南和西北地区高的马鞍型趋势。

　　硒的剖面分布特点：①表聚性，即随着土壤深度的增加而降低，干旱、半干旱地区的土壤属于此类;②心土层聚集类，这类土壤由于心土层有黏粒或铁氧化物等聚集，从而与硒结合发生聚集，南方铁铝土和富铁土一般属于此类;③均匀分布类;④随土壤深度的增加而增加的分布类型[3]。

　　2土壤中硒的形态

　　从世界各地土壤含硒状况中可以看出，Se(Ⅳ)为土壤中主要的硒形态，约占40%以上;以Se(Ⅵ)形态存在的硒，总量不超过10%。用不同连续分级法均发现有机结合态硒是土壤中硒的主要结合态，硒主要赋存在腐殖质和残余晶格中[4-6]。

　　在干旱地区的碱性土壤和碱性风化壳中，硒通常以Se(Ⅵ)形态存在为主，可被植物直接吸收利用;在中性和酸性土壤中，绝大部分硒以Se(Ⅳ)形态存在，并常为土壤黏粒和氧化物胶体吸附固定，不易被植物吸收利用;单质硒和有机质结合的硒则是湿地中硒的主要形态，分别约占土壤总硒的46%和33%，可溶态和吸附态硒含量较低，分别为土壤总硒的5%和13%。

　　3影响土壤硒含量的因素

　　土壤中的硒有各种来源，有成土母质、化学肥料、大气沉降、人畜粪便、灌溉水、污泥、农用石灰、农药、飞尘、机动车尾气等。

　　土壤硒的含量虽然要受多种因素的影响，但在很大程度上取决于成土母质的组成和性质，发育程度低的土壤尤为如此[7]。成土过程常常改变成土母质中硒的最初含量、结合特性及其在土壤剖面中的分布。硒在土壤剖面中的分布，除受生物富集的影响外，强烈地受淋溶和粘化作用的地制约。成土过程中的黏粒和铁铝氧化物，对硒地化学行为、积累和淋溶具有重要影响。低硒带土壤形成的主要外因是淋溶作用[8]，土壤中硒多以淋失的阴离子盐存在，在湿润地区硒与铁铝化合物、黏土矿物一起淋失，故世界低硒带多分布于温带和寒温带湿润气候带。在高原生态环境中硒以原生矿物的风化淋溶为主;在黄土低硒区，一方面由于黄土属于低硒岩类，另一方面和黄土化过程中的风化淋溶作用有关。

　　土壤pH值、Eh的影响[9]：在酸性条件下，硒呈硒酸态存在，易被氧化物、黏粒矿物和有机质吸附或络合。此外，易于淋失的有机态或钙结合态硒，也控制着土壤表层50%的硒含量。偏碱性条件下硒活性较强，可被氧化为SeO32-或 SeO42-，比酸性条件下更容易迁移淋溶。土壤pH值可通过影响土壤中硒的复合物稳定性从而影响硒的有效性，土壤Eh主要通过影响硒的价态转化而影响硒的生物有效性。

　　土壤硒的含量与有机质含量也具有显著的正相关性，反映到土壤中硒的含量上，即为富有机质土>细质土>粗质土。有机质对硒的生态效应具有二重性，当它作为有机-无机复合体黏粒并且吸附阴离子时，可能有利于硒的循环;当它只是作为阴离子的环境宿体时，则可能成为屏障从而影响硒的传输。试验结果证实后者占主导地位，即有机质对硒的影响主要表现为固定。研究表明，土壤中约80%的硒与腐

　　殖质结合，一般情况下，与富里酸结合的硒能被植物吸收，与胡敏酸结合的硒难以被植物吸收[10-12]。

　　土壤中硒的多少与黏粒含量密切相关，呈极显著的正相关关系，土壤质地越黏重，硒含量就越高。

　　4土壤中硒的赋存形态及转化

　　土壤硒的赋存形态因分类方法而异，按原子价态可分为元素硒、硒化合物、亚硒酸盐、硒酸盐及有机硒和挥发硒。土壤中硒形态随外界条件变化而转化。此外，土壤中各种形态硒因酸碱度、氧化还原电位等的变化而发生转化。土壤中硒以不同形态存在，对植物的有效性各异。植物能吸收利用的硒，包括部分有机硒(占水溶态硒的30%～95%)、硒酸盐和亚硒酸盐。

　　参考文献

　　[1] 何振立.污染及有益元素的土壤化学平衡[M].北京：中国环境科学出版社，1998.

　　[2] SWAINE D J.The trace element content in soil[J].Commonwealth Agricultural Bureau，Eng，1995(171)：134-141.

　　[3] 刘铮.中国土壤微量元素[M].南京：江苏科学技术出版社，1996.

　　[4] GUSTAFSSOW J P，JOHNSSON L.Selenium retention in the organic matter of Swedish forest soils[J].European Journal of Soil Science，1992， 43(3)：461-472.

　　[5] 王金达，于君宝，张学林.黄土高原土壤中硒等元素的地球化学特征[J].地理科学，2000，20(5)：469-473.

　　[6] 吴少尉，池泉，陈文武，等.土壤中硒的形态连续浸提方法的研究[J].土壤，2004，36(1)：92-95.

　　[7] 王美珠，章明奎.我国部分高硒低硒土壤的成因初探[J].浙江农业大学学报，1996，22(1)：89-93.

　　[8] 侯少范，王丽珍，李德珠，等.控制土壤硒化学行为因素的探讨[J].地理研究，1991，10(4)：12-17.

　　[9] 易秀.生态环境中的硒及其地方病[J].西安工程学院学报，2000，22(4)：69-72.

　　[10] 李永华，王五一.硒的土壤环境化学研究进展[J].土壤通报，2002，33(3)：230-233.

　　[11] 候军宁.硒的土壤化学研究进展[J].土壤学进展，1987，15(1)：10-17.

　　[12] 赵少华，宇万太，张璐，等.环境中硒的生物地球化学循环和营养调控及分异成因[J].生态学杂志，2005，24(10)：1197-1203.