论文部分内容阅读
硒是环境中十分重要的微量元素。世界上有40多个国家的某些地区缺硒，我国有70％左右的县是低硒或缺硒地区。缺硒是人体克山病、大骨节病的主要原因，而摄入过多的硒则会导致硒中毒。湖北恩施地区拥有目前世界上丰度最大、品位最高分布又相对集中的富硒矿产资源，故恩施州的硒资源具有广阔的开发前景。有调查结果显示恩施石煤和石煤出露区土壤总硒和总镉含量都比较高，且当地成人及儿童头发硒和头发镉含量也超出其他地区人群，也有调查表明恩施州茶园土壤中总硒和总镉含量普遍较高。镉是危害动植物的有毒元素，会对生物体造成多种病理损害，如“痛痛病”及贫血症。环境中硒和镉的含量及形态影响着植物的吸收，进而通过食物链影响动物及人类的健康。目前为止，当地有硒中毒的现象发生，没有镉中毒现象出现，但镉会在人体内积累，到一定程度才会显现出受害症状，因此也不可忽视。近年来植物检测中镉含量超标的现象时有发生，因此研究高硒背景土壤中镉对植物质量安全的影响具有重要意义。
土壤总硒和总镉不能合理地反映土壤对植物的供硒、供镉水平，于是很多学者提出用有效态硒、镉来衡量土壤的供硒供镉能力。鉴于思施地区资源的特殊性，如若对资源进行综合开发利用，那么对恩施地区土壤总硒量、有效态硒量、总镉量、有效态镉量进行综合分析并研究硒和镉的相关性具有重要的意义。可以根据影响土壤中重金属有效性的因素，适当地改变土壤的一些物理及化学性质，以控制植物对重金属的吸收，从而减少重金属对生态系统的影响。
本课题对恩施地区土壤样品中硒、镉的分析方法进行了研究，并对硒、镉的相关性进行了初步探讨，主要工作内容如下：
1，建立了氢化物发生原子荧光光谱法(HG-AFS)测定恩施地区土壤总硒的方法及有效态硒的提取方法。对氢化物发生原子荧光光谱法测定硒的条件进行了优化；对土壤有效态硒的提取剂及提取条件进行了选择、优化。结果表明，HG-AFS测土壤中的总硒效果良好，用土壤成分分析标准物质验证所建立方法，结果与推荐值吻合；2.0mol/LK2HPO4-KH2PO4溶液为土壤有效态硒最佳提取剂，提取温度为30℃，振荡时间为120min，土液比1：15。
2，建立了火焰原子吸收光谱法测定土壤总镉的方法及有效态镉提取的方法。对火焰原子吸收光谱法测定镉的条件进行了优化;对土壤有效态镉的提取剂及提取条件进行了选择、优化。结果表明，火焰原子吸收光谱法测定土壤总镉效果良好，用土壤成分分析标准物质验证所建立方法，结果与推荐值吻合；1.2mol/LHCl溶液为土壤有效态镉的最佳提取剂，提取温度为25℃，振荡时间为60min，酸性土壤土液比为1：15，碱性土壤土液比为1:10。
3，通过对恩施土壤测试结果进行讨论分析，得出以下结论：
(1)2009年芭蕉和渔塘坝所采矿样和土壤样品含硒、镉量都很高，总硒总镉存在一定相关性，土壤有效态硒与有效态镉也存在一定相关性，这为当地村民撒入石煤熏烤土壤和用煤灰作肥料引入硒的结论提供了依据，可以推断，村民引入硒的同时，也引入了镉等其他重金属元素。
(2)2010年芭蕉、渔塘坝所采土壤样品硒、镉含量也都较高，利川土壤硒低镉高，且渔塘坝土壤硒和镉的含量要超出芭蕉和利川市土壤硒和镉含量很多倍。植物含硒量与有效态硒并没有良好的相关性，说明植物吸收的硒并未明显受我们认为的“有效态硒”控制，还和其他的很多因素有关。三个地区土壤样品的有效态镉比例高于有效态硒比例，即镉的有效性高于硒的有效性。
(3)研究探讨了2010年芭蕉、渔塘坝、利川所采土壤样品中砷与硒的相关性，二者存在硒高砷也高的趋势，且达显著性相关。鉴于土壤砷含量较高，远远超过了土壤硒、镉的含量，风险较大，因此建议将土壤进行修复后再进行富硒作物的大面积种植。
(4)渔塘坝、芭蕉、利川三个地区的土壤硒和有机碳含量呈显著性相关，说明恩施土壤硒与有机质结合在一起的占较大比例，因此硒的利用率低。