重金属地质高背景区土壤Se的地球化学特征及富Se耕地综合评价

为了合理保护和利用富Se耕地资源,为重金属地质高背景区富Se农产品的安全开发提供科学依据,以重庆市黔江区白土乡为例,采集74份耕地土壤(0~20 cm)及水稻籽实样品,分析稻谷及土壤中Se和重金属(Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn和Ni)含量,同时分析土壤中养分元素及氧化物含量,研究土壤及稻谷中各元素的地球化学特征,并开展富Se耕地综合评价。结果显示,研究区土壤环境综合质量等级以三等(轻度污染)和四等(中度污染)为主,面积占比分别为41.65%和50.71%,污染因子为Cd。土壤Se平均含量为0.91 mg·kg^(-1),含量介于0.4~3.0 mg·kg^(-1)之间的点位占比为97.29%,土壤Se资源丰富。研究区耕地土壤总体养分条件良好,但部分区域存在单元素缺乏问题,以K缺乏最为显著。耕地土壤重金属和Se含量主要与灰岩、炭质页岩(夹煤线)的风化成土有关。此外,农业活动会造成耕地土壤Cd和As的输入。研究区糙米富Se率为100%,糙米Cd超标率为7.4%,土壤pH值是影响稻谷吸收土壤Cd和Se的主控因素,中碱性条件有利于水稻富集Se而抑制其对Cd的吸收。研究区富Se耕地综合等级以二等为主,面积占比为95.68%,适宜开展富Se资源开发利用。可根据各耕地地块单项指标得分情况,通过养分元素补充、土壤酸碱度调节等措施,趋利避害利用土壤富Se资源,对部分不适宜开展富Se资源开发利用的耕地,可进行种植结构调整。

Environmental behaviors of selenium in soil of typical selenosis area,China

Daba Mountain area is one of the two endemic selenosis areas in China,which may relate with the environmental behaviors of selenium (Se) in soil.This study focuses on the concentraion and distribution of Se and its relationships with some other elements in natural soil in the area.The average concentration of Se in Daba Mountain soils was 14.3 times higher than the value cited for natural soil background worldwide,suggesting that soils in the region were contaminated by the element.The finding was confirmed...

不同pH条件和P-Se交互作用对茶园土壤Se(Ⅳ)吸附行为的影响

为了给生产上采取增施磷肥措施提高茶园土壤硒的有效性提供理论依据,通过实验室模拟实验,研究了不同pH条件和P-Se交互作用对茶园土壤Se(Ⅳ)吸附行为的影响。结果表明,在吸附液3种pH条件下Se(Ⅳ)的吸附平衡时间无明显变化。当吸附液pH=3时土壤对Se(Ⅳ)的吸附量显著高于pH=5和pH=7的处理,而后两者之间差异较小。P-Se交互作用不仅延长了Se(Ⅳ)达到吸附平衡所需的时间,而且导致其平衡吸附量显著下降。茶园土壤对Se(Ⅳ)的吸附动力学曲线用双常数方程和Elovich方程拟合效果较好,而Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程均可较好地描述Se(Ⅳ)的吸附热力学特征。P对土壤中Se(Ⅳ)吸附行为的影响与两者的摩尔浓度比以及添加顺序有关,在3种不同添加顺序下,Se(Ⅳ)吸附量的大小为先加Se后加P>Se与P同时加入>先加P后加Se,且当P/Se摩尔浓度比>1时,土壤对Se(Ⅳ)的吸附量呈现明显的下降趋势。

黑龙江省讷河市土壤-作物系统Se元素地球化学特征

根据东北黑土地1∶25万土地质量地球化学调查资料,采集黑龙江省讷河市表层土壤(0~20 cm)样品1627组,深层(150~200 cm)样品415组.对不同类型土壤微量元素Se的全量、有效态含量、农作物籽实Se含量,以及Se在剖面中的分布特征进行了分析研究.结果显示:1、表层土壤Se元素含量平均为0.239×10-6,低于全国和世界土壤平均值,高于黑龙江省和东北平原平均值,表层土壤Se含量以足硒为主要特征,足硒土地面积达84.21%;2、不同类型土壤硒含量有一定差异,黑土、黑钙土、草甸土Se含量高于暗棕壤、沼泽土和新积土;3、不同土地利用类型Se含量表现为交通用地、建设用地和耕地Se含量高于林地、草地和水利用地,反映出与人类活动强度关系密切;4、在土壤剖面中Se含量随深度增加呈现降低的趋势,表层土壤Se含量最高;5、玉米、大豆、水稻主要农作物籽实Se元素平均含量0.035×10-6,呈低Se特征,可依靠农业科技开发富硒产品,提高粮食质量.

长三角典型地区土壤环境中Se的空间变异特征及其与人类健康的关系

农业土壤环境中硒(Se)的缺乏或过量都会通过食物链最终影响人类健康。在203个土壤采样点的基础上,利用GIS和地统计学相结合的方法,对江苏省如皋市农田土壤环境中Se的空间变异特征及其影响因素进行分析,同时,对土壤中Se的空间分布与长寿人口的空间分布进行空间叠加分析。研究结果表明,如皋市土壤环境中总Se及水溶态Se的平均含量分别为0.13 mg/kg和2.16μg/kg,研究区处在相对低Se的土壤环境中。总Se的空间变异性不大,其空间分布比较均一;但水溶态Se的空间变异性较大,主要受成土条件及土壤母质、土壤类型及地形地貌等结构性因子的影响。水溶态Se对土壤的理化性质也比较敏感,特别是速效磷、有机质及全钾含量与水溶态硒的相关性较显著,因此在有机质及土壤养分含量较高、土壤颗粒组成较细的东部及北部地区水溶态硒的含量也较高。土壤水溶态Se的空间分异与长寿人口比率的空间分异呈极显著的正相关关系(P<0.01),相关系数达r =0.325,表明人类的健康长寿现象与环境中水溶态硒的含量有很大关系,但人类长寿的本质和真正机理仍需进一步研究验证。

浙江富阳金属冶炼厂周围水田土壤-水稻系统中As、Se含量特征

本文研究了浙江富阳金属冶炼厂周围水田土壤-水稻系统中As、Se含量特征。所采土壤样品中,As含量高于土壤环境质量一、二和三级标准的分别占总数的21.15%、9.62%和7.69%。该金属冶炼厂周围88.46%的土壤属于富Se土壤。足Se土壤占总样的5.77%,过量Se土壤占3.85%,高Se土壤占5.77%。水田土壤可能受与金属冶炼有关的点源污染影响。糙米的As、Se含量高于全国糙米As、Se背景值,可食部分As、Se浓度均未超过我国规定的水稻卫生标准。

恩施富硒茶叶中Se含量与对应土壤中Se及重金属元素As、Cd、U的关系

采用氢化物-原子荧光分光光度法(AFS)对恩施芭蕉地区玉露茶园不同坡度的茶叶、土壤样品中的Se及重金属元素Cd、U的质量分数分别进行了测试。研究了恩施富硒茶叶中的Se与As质量分数的关系以及其Se质量分数与其种植土壤中的Se质量分数和重金属元素Cd、U质量分数的关系,旨在为恩施富硒茶叶的种植提供依据。研究表明:在w(Se)为0.40～1.50 mg/kg的范围内,随着土壤中w(Se)的上升,茶叶中的w(Se)呈现出先上升后又下降的趋势,并在土壤w(Se)为0.911 mg/kg时,茶叶中的w(Se)达到最大值0.247 mg/kg。研究了茶叶中w(Se)和w(As)的关系,认为As对Se存在拮抗作用;分析了土壤中金属元素Cd、U对茶叶中w(Se)的影响,得出二者对茶叶中的Se没有直接影响关系的结果;最后探究了富硒茶叶的最佳种植条件。

土壤中SeO_3^（2－）和SeO_4^（2－）的提取及其离子色谱分析

本文研究了土壤中ＳｅＯ和ＳｅＯ的提取并成功地用离子色谱进行分析。方法灵敏、简便，可用于土壤中微量ＳｅＯ和ＳｅＯ的同时测定，取５ｇ于土样，其检测限分别为４０和５０ｎｇ／ｇ。

晋北大同盆地土地生态安全评价中的土壤Se指标

通过对大同盆地土壤Se含量水平的调查和160组玉米籽实与根系土Se含量关系的研究发现:①大同盆地土壤Se含量一般在100～200 ng/g之间,平均值为152 ng/g;②玉米籽实Se含量对土壤Se全量、水溶态Se含量、离子交换态Se含量、碳酸盐态Se含量均具有很好的响应关系,在统计学上印证了植物中的矿质营养元素主要来自土壤和土壤溶液;③土壤全量Se可以作为土壤质量评价的重要指标之一,建议大同盆地土壤缺Se和土壤富Se的评价标准值分别为180 ng/g、360 ng/g;④大同盆地研究区内大面积缺Se和富Se的土壤仅分布在浑源县和朔州东部滋润一带。

氢化物发生-原子荧光法测定不同产地绞股蓝及其根际土壤中As,Hg,Se

通过优化了的氢化物发生—原子荧光法测定了7个省产绞股蓝及其根际土壤中As,Hg,Se三种元素的含量,研究结果表明:7个省产绞股蓝中As,Hg,Se的含量存在较大差异,但As和Hg两种重金属元素含量均低于《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》中As和Hg的限量标准。Se元素含量同根际土壤中Se元素含量显示极显著相关性,故湖北恩施富硒区产绞股蓝中Se含量明显高于其他6省产绞股蓝。研究结果可以初步判定,绞股蓝中Se元素主要来源于土壤,而As和Hg元素的积累则不同于Se元素,还可能受到大气气溶胶的干、湿沉降等因素的影响。

广西中东部9县区农田土壤Se输入通量研究

对广西中东部9县区农田土壤中Se的输入通量进行了初步研究,确定大气干湿沉降是Se的主要输入途径。研究区大气干湿沉降通量平均值为6.36 g/(hm^2·a),灌溉水输入通量次之,施肥输入通量明显较低,三者对土壤Se输入的贡献率分别为70.93%、27.35%和1.72%,其中不同县区三者比例略有不同,但大气干湿沉降贡献比例大部分在50%以上。因此,大气干湿沉降是研究区Se的主要输入途径。研究区Se输入通量与进入农田土壤的As、Cd、Cr^6+、Hg、Pb 5种重金属元素总量在各地区间的差异以及三种输入途径所占比例方面表现基本一致,说明外源输入在带入有益元素Se的同时也带入了一定量的重金属元素,因此要严格预防和控制外源输入造成的土壤重金属污染。

添加Se元素对Cu污染土壤磷酸酶活性的影响

通过对Cu污染土壤添加Se元素的土培试验,研究了不同加Se水平和培养时间对不同浓度Cu污染土壤酶活性的影响。结果表明,重金属Cu显著抑制土壤磷酸酶活性,加入适量Se元素可提高Cu污染土壤酶活性,土壤磷酸酶活性与Se浓度呈显著或极显著相关。Se对土壤磷酸酶活性影响随培养时间而变化,培养25 d、45 d土壤酶活性增加,到45 d增幅最大,之后培养65 d有所下降,但仍高于培养5 d的土壤磷酸酶活性。由此可得,Cu污染土壤中添加Se元素可以提高土壤磷酸酶活性,降低Cu对土壤磷酸酶活性的抑制作用。土壤Cu浓度在35~1 600 mg/kg范围,最适加Se范围为1.0~2.0 mg/kg,最佳培养时间约为45 d。

四川省泸州市页岩和碳酸盐岩区水稻根系土Se含量和生物有效性的控制因素

以四川省泸州市碳酸盐岩和页岩分布区为研究区,开展了Se在成土母岩-根系土-水稻籽实体系中含量特征及迁移规律研究,丰富Se元素迁移转化理论,支撑服务富硒土地开发利用。研究结果表明,研究区页岩、根系土和水稻籽实Se含量分别为0.03~1.97 mg/kg、0.27~2.38 mg/kg和0.02~0.16 mg/kg,土壤硒以有机结合态(73%)和残渣态(25%)为主,有效态硒仅占0.69%。碳酸盐岩、根系土和水稻籽实Se含量分别为0.02~0.12 mg/kg、0.21~1.33 mg/kg和0.02~0.12 mg/kg,明显低于页岩区,土壤中有机结合态和残渣态硒所占比例高达97%,有效硒比例(1.58%)高于页岩区土壤。成土母岩的矿物组成和化学成分、Se含量及赋存形式对土壤性质和Se含量具有一定的控制作用。有机质、粘土矿物和pH值是土壤Se含量和生物有效性的主要控制因素。有机质和粘土矿物对硒的强烈吸附作用是研究区土壤富硒但生物有效性低的主要原因;pH值降低导致土壤胶体对硒的吸附能力升高,使土壤Se含量升高,但硒生物有效性随pH值降低明显降低。综上所述,研究区土壤Se含量高但生物有效性低,因此水稻籽实Se含量并不高,富硒土地的开发利用不能仅以土壤全Se含量作为判别标准,应结合土壤性质及硒生物有效性综合考虑。

广州及周边地区森林土壤As、Se、Hg质量分数特征及污染评价

研究了广州及周边地区5处代表性森林土壤(鼎湖山、西樵山、华南植物园、黄埔和南昆山)As、Se、Hg质量分数特征及污染状况。结果表明,上述5地森林表层土壤As质量分数平均值分别为18.6、18.0、12.2、11.4、26.1 mg.kg-1,Se质量分数平均值分别为0.360、0.729、0.286、0.421、0.434 mg.kg-1,Hg质量分数平均值分别为0.201、0.270、0.139、0.224、0.087 mg.kg-1。除植物园土壤Se质量分数、南昆山土壤Hg质量分数较接近背景值外,5林地As、Se、Hg质量分数均超过背景值,可能存在外源As、Se、Hg输入。其中,南昆山As输入,西樵山Se、Hg输入,黄埔、鼎湖山Hg输入较明显。单因子污染指数分析结果表明在南昆山As为最严重的污染物,而在鼎湖山、植物园、西樵山和黄埔Hg为最严重的污染物。综合污染指数分析结果表明5林地土壤均受到不同程度的污染,其中西樵山土壤属重度污染,南昆山、黄埔、鼎湖山属中度污染,植物园污染较轻,属轻度污染。

有机质对广西酸性富硒土中Se(Ⅳ)吸附解吸特性的影响

为探究有机质在酸性富硒土吸附Se(Ⅳ)过程中的作用,以广西典型富硒区的赤红壤为材料,研究了酸性富硒土去除有机质后,土壤硒的赋存形态、土壤对Se(Ⅳ)的吸附解吸特征及吸附前后土壤基团的变化。结果表明:①去除有机质后,土壤中有机结合态硒大幅度减少,铁锰结合态硒成为土壤硒的主要赋存形态。②吸附试验表明,土壤对Se(Ⅳ)吸附过程以多分子层的不均质表面吸附为主,吸附过程受控于化学反应与化学吸附;去除有机质后,土壤对Se(Ⅳ)吸附量和吸附强度均显著下降。③解吸试验表明,吸附以难解吸的专性吸附为主;去除有机质后,解吸量与解吸率下降,固液分配系数Kd值下降。④傅里叶变换红外光谱表明,土壤吸附Se(Ⅳ)与静电引力、络合反应和配位体交换有关;去除有机质减少了有机官能团的数量,导致吸附量减少。综上,有机质的存在,提升了酸性富硒土对Se(Ⅳ)的吸附容量和吸附强度,是造成酸性富硒土硒有效性较低的重要因素。

恩施市高Se区农田土壤Se地球化学特征

对恩施市高硒区农田土壤Se地球化学特征进行系统研究分析,结果表明:恩施市富硒地区土壤Se含量均值1.8 mg/kg,为全国土壤Se含量均值的6倍,表层土壤Se富集系数约为2.5,成土母岩是土壤Se含量的直接控制因素,土壤Se含量与Fe、S、P、Cd含量有显著正相关关系;土壤Se结合态以腐殖酸结合态、有机结合态和残渣态为主,离子交换态、水溶态Se含量较少,成土过程和人为因素是土壤表层Se含量高的后期因素。

三原—阎良地区土壤及农作物Se含量特征

以三原—阎良地区土壤为对象,研究了三原—阎良地区土壤中Se元素、pH值和有机质的含量及其分布,以及土壤中Se的主要赋存形态,发现当地拥有大面积的富Se土地资源;土壤基本属碱性、强碱性,有利于植物对土壤Se的吸收利用;土壤中丰富的有机质有利于土壤Se的富集;Se主要以有机结合态形式存在,可提供大量可溶性有机和无机Se为植物利用。通过对调查区主要农作物的研究,发现区内油菜、小麦、大蒜、白萝卜、玉米、芹菜的富Se食品达标率高达55%以上;农作物对土壤Se的富集能力为:油菜>小麦>大蒜>玉米>白萝卜>白菜>花白>芹菜>花椰菜;区内大部分农作物达到食品卫生标准。因此,调查区具有发展"天然、绿色、安全"的富Se农作物得天独厚的优势。

富硒土壤中Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)测定

采用氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS)测定土壤样品中Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)时,选择K2SO4提取剂,沸水浴1h后HG-AFS测定Se总量,水浴40℃提取测定Se(Ⅳ)含量,以差减法得出Se(Ⅵ)含量。方法回收率为96.9%~101.3%,相对标准偏差为1.76%~2.07%(n=10)。标准物质的测定值与标准值相符。实验证实此方法提取效果好,是测定土壤样品中硒不同价态的可行性方法。

基于GIS的河北平原土壤Se年增长量估算

利用多类样品数据对河北平原Se元素的输入输出通量进行了空间分析,并在此基础上对土壤Se的年增长量进行了估算.结果显示:在河北平原,大气干湿沉降为土壤中Se主要输入方式,输入通量达到5. 88 g·(hm2·a)^-1,灌溉水和化肥输入通量较低,通过粮食籽实输出通量极小,研究区Se属于净输入的形势.河北平原Se净增量均值为3. 4μg·kg^-1.由于大气干湿沉降的分布较均匀,Se净增量的区域分布差异由灌溉水输入决定,整体上形成山前和滨海地区两个高净增量区域;除此之外,各地工业结构,以及土壤类型等也会影响了当地Se的净增量,如城市Se净增量高于农村,化工城市Se净增量高于其他城市,适宜农作物生长的土壤类型的Se净增量低于不适宜农作物生长的土壤类型.