邯郸中西部表土硒的分布特征及富集机制

【摘要】：硒是生物体必需的微量元素,硒元素的双重生物学特征导致长期摄入硒元素过多或过少均会引发疾病。硒由于其自身性质在土壤中分布极不均匀,中国72%的土壤被划分为低硒和缺硒水平,河北省总体处于缺硒水平。但调查发现邯郸市中西部地区明显存在富硒土壤,然而前人只描述了邯郸市东部平原区土壤中硒的含量,西部山地丘陵地带硒元素含量分布特征仍处于空白区,且地层出露复杂,具有硒元素的潜在来源,亟待调查。因此本文以邯郸市中西部地区的表层土壤为研究对象,利用多种统计分析手段,系统研究表层土壤中硒元素的含量特征、分布规律,探讨土壤中硒的富集因素及来源、土壤有效硒含量及控制因素,最后综合评价研究区土壤质量。通过对192个表层土壤样品的分析,发现研究区表土硒含量为0.00～1.95μg/g,平均值为0.45μg/g,其中达到富硒标准的土壤样品占42.19%。研究区内富硒带主要位于太行山区以东邯郸市以西的丘陵地带,以及邯郸市附近的平原地带,尤其是邯郸市、永年区、峰峰矿区、武安市等地。采用Pearson相关分析研究土壤中硒的富集机制,发现硒的富集与氧化物、重金属元素、有机质的影响有关。聚类分析和主成分分析等表明表层土壤中的硒元素主要受重金属元素Cd、Pb以及亲铁元素和亲硫元素的综合影响,进而判断土壤中的硒在一定程度上来源于裸露岩石的风化沉积。受自然因素的影响,研究区西部山地丘陵富硒土壤主要为富硒基岩的风化富集;受人为因素的影响,研究区中部平原富硒土壤主要为煤炭开采运输造成的污染富集。通过逐级化学提取实验研究土壤中各形态硒含量,发现土壤有效硒含量占比3%～24%,水溶态硒平均含量为0.0089μg/g,属于高硒环境。土壤有效硒含量受控于全硒含量、有机质及各形态硒含量。根据内梅罗综合污染指数,研究区东西两侧大范围地区主要处于安全地区,中部大范围地区处于潜在污染级别。综合来看,研究区有效硒资源相对丰富,土壤质量较好,因此具备生产富硒农产品的良好基础。叠加选取富硒土壤以及环境清洁土壤作为优质资源区,为合理开发当地富硒农产品提供参考。