典型高硒表生环境中硒与腐殖质的关系及硒的生物利用性

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	典型高硒表生环境中硒与腐殖质的关系及硒的生物利用性
	秦海波
导师	朱建明
	2012
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位名称	博士
学位专业	地球化学
关键词	硒形态腐殖质同步辐射x射线吸收精细结构谱（xafs）恩施
摘要	硒（Se）是人体必需的微量元素，但人群暴露于高硒环境时也会产生硒中毒效应。硒的表生环境地球化学行为、生物有效性、毒性等与其形态、化学价态等关系密切。受分析方法的限制，有关环境介质中硒的赋存形态与价态转化过程等的研究极其匮乏，特别是在典型高硒环境中硒的迁移、转化过程机理的研究鲜有报道，严重制约了对硒环境行为的认识。本论文选择恩施渔塘坝、安乐井和花被三个高硒地区作为研究对象，通过连续化学提取和X射线吸收精细结构谱（XAFS）技术，系统研究了高硒表生环境中岩石、土壤、水及农作物中硒的形态、价态、生物有效性特征，阐明了区域高硒土壤风化过程中硒的转化机理，查明了富硒土壤和富硒植物中硒的形态，揭示了高硒与腐殖质的内在关系，探讨了高硒的生物可利用性，评估了当地居民硒暴露水平及硒中毒健康风险。主要取得了以下几个方面的认识： 1. 恩施富硒土壤中硒结合态以有机结合态硒、或元素硒为主。... [ 更多 ] 硒（Se）是人体必需的微量元素，但人群暴露于高硒环境时也会产生硒中毒效应。硒的表生环境地球化学行为、生物有效性、毒性等与其形态、化学价态等关系密切。受分析方法的限制，有关环境介质中硒的赋存形态与价态转化过程等的研究极其匮乏，特别是在典型高硒环境中硒的迁移、转化过程机理的研究鲜有报道，严重制约了对硒环境行为的认识。本论文选择恩施渔塘坝、安乐井和花被三个高硒地区作为研究对象，通过连续化学提取和X射线吸收精细结构谱（XAFS）技术，系统研究了高硒表生环境中岩石、土壤、水及农作物中硒的形态、价态、生物有效性特征，阐明了区域高硒土壤风化过程中硒的转化机理，查明了富硒土壤和富硒植物中硒的形态，揭示了高硒与腐殖质的内在关系，探讨了高硒的生物可利用性，评估了当地居民硒暴露水平及硒中毒健康风险。主要取得了以下几个方面的认识： 1. 恩施富硒土壤中硒结合态以有机结合态硒、或元素硒为主。其他结合态硒的含量较低，且分布变化较大。 2. 斜方元素硒是特高硒土壤中硒的主要存在形式，其形貌特征与石煤熏土中元素硒极为相似，表明当地村民喷撒石煤熏土的耕作方式导致了大量硒进入田地。 3. 随着样品风化和暴露程度的增加，Se的K边XANES吸收峰从低向高能侧（左→右）移动，即硒的形态从还原态Se(-II,0)逐渐转变为氧化态Se(IV)。这为恩施高硒表生环境中富硒碳质岩石风化氧化过程中硒从还原态逐渐转变成氧化态提供了直接证据。 4. 由于根际分泌物和微生物活动的影响，植物根际土壤中还原性硒的比例要高于周围环境土壤。硒在富集植物遏蓝菜中主要以硒甲基硒代半胱氨酸（SeMetCys）的形式存在，且越到植物地上部分，Se(VI）的比例越高。 5. 腐殖质在高硒表生环境中的硒生物地球化学循环过程中扮演着重要的源汇双重角色。弱结合态富里酸硒（FA-Se）可能是生物可利用硒的潜在源，而强结合态胡敏酸硒（HA-Se）是有机结合态硒的重要汇。 6. 富硒碳质页岩和废弃石煤堆的淋滤是恩施高硒区水中高硒的重要来源，高硒水的灌溉是土壤中硒含量和形态差异的重要影响因素。 7. 水稻植株中硒的分布模式为：根 > 叶 > 茎 > 糠 > 糙米 > 白米 > 稻壳。有机结合态硒在水稻对土壤硒的利用方面发挥着重要作用。 8. 恩施高硒区人体日硒摄入量为2144 μg/day，通过模型估算人体血硒浓度约为3200 μg/L，表明当地居民仍然有慢性硒中毒的健康风险。谷物是当地居民硒的主要摄入途径，其次是蔬菜，肉类和饮用水。然而，对高硒区人群进行硒健康风险评估时不能忽略水硒的贡献。
学科领域	环境地球化学
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.gyig.ac.cn/handle/352002/6662
专题	研究生_研究生_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	秦海波. 典型高硒表生环境中硒与腐殖质的关系及硒的生物利用性[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2012.

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