湖北恩施硒中毒区土壤硒的分布及控制因素

(中国地质科学院，北京100037)

葛戴红

(中国地质科学院生物环境地球化学研究中心，北京100037)

毛大军苏宏灿胡伟红

(湖北省恩施市卫生防疫站，湖北恩施445000)

湖北恩施高硒环境土壤分为:①高总硒和高水溶性硒；②低总硒和高水溶性硒；③总硒低，水溶性低。前两类可定义为高硒中毒风险区土壤，后一类为非中毒区正常土壤。这种分类便于预测高硒风险区，制定相应的预防措施。控制高硒地区不同类型分布的主要因素是成土母质和出露岩石类型、赋存状态和地球化学环境。

恩施；硒中毒土壤

恩施地区是国内外著名的人体硒中毒区。研究证实，人体硒中毒是由于过量摄入高硒土壤中种植的高硒谷物和蔬菜所致。因此，弄清高硒土壤的分布及其控制因素是预防人体硒中毒的基础。在以往的研究中，高硒分为高硒中毒区和高硒非中毒区，即土壤、粮食、水和人体都处于高硒状态，有的地方有硒中毒，有的地方没有。但实际情况是，在非中毒区，不仅存在与中毒区相同的高硒介质环境，还存在相对富含硒但不足以引起人体硒中毒的介质环境。所以上面的分类不是很准确。本文希望通过硒的地球化学分类来区分硒中毒的危险区和正常非中毒区，从而提高防治的准确性。

1技术方法

按照传统的分类方案，恩施地区分为高硒中毒区和高硒非中毒区(图1)，每类地区选择5个采样村，系统采集土壤样品。每个采样村采集5个以上土壤样品。采样点均匀布置，间距300 ~ 500 m，尽量避开房前屋后易污染的耕地。每个样本采集自同一块耕地，布置一个20m×20m的正方形。在四个顶点，用取样钻钻取了地表下10 ~ 20cm的土壤。将四个点的土样混合均匀，去除石子和杂草，分成四等份，将两个对角线部分放入一个样品袋中。共采集了68个土壤样品，包括64个旱地土壤和4个水稻土。

样品在低于35℃的温度下干燥6 ~ 65438±02小时，以避免硒的挥发。用玛瑙碗研磨至150μm以下，用硝酸-高氯酸处理，然后用原子荧光光谱法测定硒。样品在40℃的去离子水中浸泡65438±0小时，摇匀过滤，然后用原子荧光光谱法测定滤液中的硒。

图1湖北省恩施市地方病分布及采样位置

1—花被；2-沙地；3-新塘；4-渔塘坝；5-山陀；6-南坛；7-范家平；8—罗家坝；9-香蕉；10—小关；11-自体桥；12—直罗；13—昌平；14—扶南；15-民生；16—铜锣关；17-剑南；18—箭竹溪；19—乐福店:20—吉昌

2结果和讨论

高硒中毒区和高硒非中毒区土壤全硒和土壤水溶性硒含量及平均值见表1和表2。根据这两个硒参数，高硒地区土壤硒的分布可分为三种类型:①相对高的总硒和高水溶性硒(沙地、花被、杉木、香蕉和罗家坝)；②总硒相对较低，水溶性硒较高(新塘和鱼塘坝)；③总硒和水溶性硒相对较低(小关、紫生桥和范家平)。第一种既包括中毒村庄，也包括未中毒村庄；第二种是毒村；第三种是无毒村。如果把①型和②型视为中毒的高危地区，它们的共同特点是水溶性硒含量高(12.93 ~ 112.66 ng/g，平均值为50.98ng/g)，但总硒平均值相差甚远(最低仅为4.96μg/g，最高为25.42μg/g)。第三类可视为富硒无毒危险区，其水溶性硒仅为2.81 ~ 8.13 ng/g，平均值为4.62ng/g，远低于高危险区。而总硒在危险区(如鱼塘坝、新塘)接近低值。

上述三种硒分布类型的土壤分别来自两种成土母质。第一类和第三类土壤主要来自富硒岩石的残积物，而第二类土壤来自富硒岩石和其他岩石的山麓沉积物，山区河流和池塘的冲积沉积物。残积物中原位发育的砂质粘土呈灰褐色和褐色；土层薄；土壤成熟度中等，分化不明显；土壤中岩石碎块较多，但成分单一，基本为硅质白云岩和硅质页岩；土壤pH值多为6 ~ 7.5，微酸性。土壤硒的分布特征和土壤结构特征(表2)表明，这类发育在富硒岩石残坡的土壤继承了富硒岩石的特征，并受岩石分布范围的控制。但同一岩层不同地方从母岩继承下来的硒含量是不同的。例如，在图2中，范家平和山坨村都位于吴家坪组，采集的土壤靠近该组的硅质页岩。然而，范家平土壤中硒的平均含量仅为6.62μg/g，而山沱村为15.18μ g/g..同样，在紫正桥和小关硅质页岩附近采集的土壤样品硒含量平均值分别只有3.99和2.19μg/g，而芭蕉、罗家坝和沙地的相同土壤样品硒含量平均值分别达到25.42、20.56和18.04μg/g。这种同类型土壤硒含量不均匀的现象，很可能是同一富硒层位的母岩硒含量不均匀造成的，也可能与地形坡度、侵蚀面位置或侵蚀深度有关。

表1恩施地区土壤硒含量统计表

由运输物质混合而成的土壤有两种输出形式。一种是新塘型，由山麓堆积和河流冲积组成；另一种是鱼塘坝型，是在山区洼地堆积池塘形成的。堆积在山麓的砂质粘土呈灰褐色，土层较厚，成熟度中等，分化差。土壤中有许多碎片和复杂的成分，包括石灰岩、页岩、碳质页岩、白云石和碳质硅质岩(表2)。冲积土壤中，远离山麓的一条河流，碎屑明显减少，砂质成分增多，多为粘质砂岩，土壤pH值6.60 ~ 7.75，呈中性。鱼塘坝四面环山，中间是洼地，最低点形成蓄水塘，硒局暴露区在北面。土壤为地表水运移堆积形成的灰褐色粘质砂土，土层厚，岩石碎块少，成熟度高。土壤pH值6.04 ~ 6.67，微酸性(表1，2)。上述两种生产形态的土壤中总硒含量较低，但水溶性硒含量较高，这可能是由于沉积物中添加了其他低硒物质，但可溶性硒随富硒岩石演化而来的流体介质在低洼地区富集。因此，硒在这类土壤中的分布不仅受富硒岩石控制，还受当地环境介质和地形条件的影响。

图2范家平-山托村路段示意图

恩施地区土壤特征硒含量统计表

3结论

根据土壤总硒和土壤水溶性硒，将高硒中毒区土壤分为三类:第一类为高土壤总硒和高土壤水溶性硒，第二类为低总硒和高水溶性硒，第三类为低总硒和低水溶性硒。沙地、华北、山坨、八角、罗家坝中毒村属于第一类，新塘、鱼塘坝中毒村属于第二类，小关、自升桥、范家平未中毒村属于第三类。第一、二类土壤的籽粒硒含量高，第三类土壤的籽粒硒含量低。因此，根据土壤总硒和水溶性硒含量，一、二类土壤属于高硒中毒危险区，三类属于正常硒非中毒区。这种分类适用于高硒风险区的预测，也可以从提高土壤硒的角度制定预防措施。

土壤中硒含量高主要取决于土壤母质的类型。当母质来自富硒岩石的残积层时，在这种富硒母质上发育的土壤中总硒和水溶性硒含量高；当母质来自冲积层时，由于混有许多低硒碎屑，母质含硒量低，这种母质发育的土壤总硒含量低，但富硒岩层演化的流体介质在低洼地区富集，可能导致土壤中水溶性硒含量增加。控制土壤硒含量的另一个重要因素是岩层产状和侵蚀面深度。岩层产状平缓，侵蚀面达到低硒岩层(如白云岩)时，发育土壤中硒含量低(如小关、自生桥)；如果侵蚀成高硒岩石(如硅质碳质页岩)，发育土壤中硒含量就高(如罗家坝、沙地)。

参考

杨光奇，王淑贞，等。湖北恩施不明原因脱发的病因学研究。中国医学科学院学报，1981，3，增刊(2)，1 ~ 6。

毛大军，苏宏灿。鄂西地区硒中毒的地理因素。湖北预防医学杂志，1993.4 (3)，23 ~ 25。

苏宏灿，毛大军，等。鄂西自治州环境硒成因调查，硒资源及其综合开发利用。北京:中国科学技术出版社，1993.278 ~ 289。