土壤中硒、氟、碘元素的空间分异及其环境行为

土壤中硒、氟、碘元素的空间分异及其环境行为,一、土壤中硒、氟和碘的总况二、土壤中硒三、土壤中的氟四、土壤中的碘,土壤中硒、氟、碘元素的空间分布受生物气候、母质和地形控制。受生物气候影响,硒元素在硅铝土区、碳酸盐土区和部分盐渍土区含量较低,铁铝土区尽管含硒量较高,但大部分处于不可给状态,因此缺硒在我国是一个比较广泛的问题;富硒环境由局部地区母质高硒所造成。全氟在土壤中的分异受母质和气候共同影响,西北地区含量低,东南地区含量高;有效性氟则呈现相反的规律,即盐渍土区碳酸盐土区硅铝土区铁铝土区,土壤中碘的含量主要受气候条件影响,有自西北至东南增加的趋势。,地形对各元素的分异有重要影响:盐渍土区有效性硒在山前地段富集;有效性氟在地形低洼处富集,或与土壤中碱化作用相伴随。碳酸盐土区和硅铝土区硒、氟都表现为高地淋失,平原、洼地富集的趋势。碘元素在各土壤地球化学区均表现为山地缺乏,低地富集。硒的缺乏与克山病、大骨节病有关。氟的过量和缺乏分别导致氟中毒和龋齿等疾病。碘过多和缺乏都与地方性甲状腺肿有联系。,土壤中的硒的发现,硒是一种化学元素，化学符号是Se，一种非金属。可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂、动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素等。,1817年瑞典化学家柏采利乌斯在研究硫酸厂铅室中沉淀的红色淤泥性质时，发现它是一种性质与蹄相似的新元素，随即以希腊月亮女神塞勒涅的名字命名为硒。生物学界对硒的认识始于1934年。1957年德国的SchwarzK和FolizCM首次发表了硒具有动物营养作用的报告。硒是动物和人体必需微量元素的这一认识是20世纪后半叶营养学上最重要的发现之一。,土壤中的硒的含量,地壳中硒的平均含量在0.05-0.09mg/kg，世界土壤含硒量为0.01-12mg/kg,中值为0.04mg/kg,我国土壤（A层）硒范围在0.006-9.13mg/kg,95%范围在0.047-0.993mg/kg之间,算是平方值为（0.290+-0.255）mg/kg。各土类土壤（层）硒的背景值如图所示,土壤中的硒的形态,单质硒包括三种形态：无定形硒、晶体硒和金属硒。土壤中的硒有多种形态，按价态的不同可分为元素态硒、硒化物、硒酸盐、有几态硒化物和挥发态硒等；若按操作定义，即按与土壤组分的结合方式来划分。则包括吸附型、铝型铁型和钙型；该4种形态用连续分级浸提取法可细分为水溶态、交换态、有机结合态、酸溶性铁锰氧化物结合态、硫化物态和硅酸盐结合态。,在已知的六种固体同素异形体中，三种晶体（单斜体、单斜体，和灰色三角晶）是最重要的。也以三种非晶态固体形式存在；红色和黑色的两种无定形玻璃状的硒。溶于水的硒化氢能使许多重金属离子沉淀成为微粒的硒化物。硒与氧化态为+1的金属可生成两种硒化物，即正硒化物和酸式硒化物。正的碱金属和碱土金属硒化物的水溶液会使元素硒溶解，生成多硒化合物。,土壤中的硒的来源,1、可从电解铜的阳极泥和硫酸厂的烟道灰、酸泥等废料中回收而得。2、垃圾焚烧产生的烟灰也是硒的一个重要来源,土壤中的硒的转化,（1）酸性土壤和富含有机质的土壤中，硒化物和硒-硫化物占优势，这些化合物迁移能力较弱，因此较难被植物吸收利用。（2）在排水良好的矿质土壤中，PH接近中性，硒主要以亚硒酸盐形式存在（3）在碱性和氧化条件下的土壤，稀酸盐含量高，易于溶解，故易被植物吸收利用,硒对人类健康的影响,硒被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”（原称“抗癌之王”）科学证实：正是由于硒的高抗氧化作用，适量补充能起到防止器官老化与病变，延缓衰老，增强免疫，抵御疾病，抵抗有毒害重金属，减轻放化疗副作用，防癌抗癌硒与金属的结合力很强，能抵抗镉对肾、生殖腺和中枢神经的毒害。硒与体内的汞、铅、锡、铊等重金属结合，形成金属硒蛋白复合而解毒、排毒。,土壤中氟的含量,氟，气体元素，符号F，原子序数9。卤族元素之一，属周期系A族元素。淡黄色，有毒，腐蚀性很强，化学性质很活泼，可以和部分惰性气体在一定条件下反应。,土壤是氟环境化学体系的枢纽，地壳中氟的平均含量在270-800mg/kg，世界土壤含硒量为20-7000mg/kg,中值为200mg/kg,我国土壤（A层）硒范围在50-3467mg/kg,95%范围在191-1012mg/kg之间,算是平方值为（478+-197.7）mg/kg。,土壤中氟的形态,氟在卤族元素中的电负性最强，有较强的电子亲和力，易于与其他元素形成离子键或共价化合物。土壤中氟的存在形态极为复杂，分别为吸附态氟离子、氟配离子和氟化物,土壤中氟的迁移,土壤中氟的可溶性部分可由根被动吸收，在植物体内易于迁移，多数情况下，氟的有效性随土壤的PH的降低而升高植物对大气沉降氟的吸收主要是通过叶面吸收,土壤中氟的去向,存在于土壤溶液的游离氟离子，常常与土壤的钙离子发生沉淀在一些富铝化的酸性土壤中，由于存在着大量的游离铝离子，氟离子会与其发生配位反应土壤溶液中的氟还可被铁铝氧化物、黏粒矿物和有机大分子吸附而失去活性,氟对人类健康的影响,氟是人体内重要的微量元素之一，氟化物是以氟离子的形式，广泛分布于自然界。骨和牙齿中含有人体内氟的大部分，氟化物与人体生命活动及牙齿、骨骼组织代谢密切相关。氟是牙齿及骨骼不可缺少的成分，少量氟可以促进牙齿珐琅质对细菌酸性腐蚀的抵抗力，防止龋齿，因此水处理厂一般都会在自来水、饮用水中添加少量的氟。据统计，氟摄取量高的地区，老年人罹患骨质疏松症的比率以及龋齿的发生率都会降低。曾有长期饮用加氟水会致癌的说法，目前这种说法已被美国国家癌症协会否定了，所以大家尽可以放心。,土壤中碘的含量,地壳中碘的平均含量在0.3-0.6mg/kg，世界土壤含硒量为0.1-25mg/kg,中值为5mg/kg,我国土壤（A层）硒范围在0.13-33.1mg/kg,95%范围在0.39-14.71mg/kg之间,算是平方值为（3.76+-4.443）mg/kg。,土壤中碘的形态,元素态碘碘化物碘酸盐硅酸盐中的碘,土壤中碘的来源,母岩是自然土壤形成的物质基础，在长期的风化和生物作用下，碘可缓慢地从母岩中释放出来，成为土壤养分之一土壤中的碘主要是通过降水获得植物也是土壤碘的主要来源之一，植物可通过叶面和根部吸收大气和土壤中的碘，最后又以凋落物或者死亡后经微生物作用又把碘释放到土壤中工业生产也正是通过向海藻灰或智利硝石的母液加亚硫酸氢钠经还原而生产单质碘。,土壤中碘的用途,碘主要用于制药物、染料、碘酒、试纸和碘化合物等。碘酒就是用碘、碘化钾和乙醇制成的一种药物，棕红色的透明液体，有碘和乙醇的特殊气味。碘酸钾是制碘盐的材料。,碘对人类健康的影响,碘是人体的必需微量元素之一，有“智力元素”之称。健康成人体内的碘的总量为30mg（2050mg），其中