白銀土壤富硒與重金屬污染特征

張嘉冕

（中冶地集團(tuán)西北巖土工程有限公司，陜西 西安 710000）

甘肅省富硒土地面積較大，張掖、武威、蘭州、白銀一帶都不同程度含硒或富硒，具有良好的開(kāi)發(fā)前景，但目前尚未開(kāi)發(fā)利用，潛在的經(jīng)濟(jì)效益沒(méi)有引起重視。因此，依托天然富硒特色資源優(yōu)勢(shì)，結(jié)合土地整治，必將對(duì)優(yōu)化農(nóng)牧業(yè)種植結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

1 硒的保健作用

硒屬氧-硫族元素，具有金屬和非金屬過(guò)渡區(qū)的物理特性。硒在自然界以無(wú)機(jī)硒和植物活性硒存在。作為動(dòng)物體必需、植物有益的營(yíng)養(yǎng)元素，現(xiàn)已被廣泛關(guān)注。

硒在人體組織內(nèi)含量雖少，但它與鐵、鋅、碘等微量元素一樣，對(duì)人體健康有著不可忽視的作用。硒作為唯一可以直接抗病毒的營(yíng)養(yǎng)素，主要表現(xiàn)為免疫功能、抗輻射損傷能力、解毒功能、預(yù)防心血管疾病作用、抗癌作用以及對(duì)農(nóng)作物的抗逆境作用、抗氧化作用等。1973年世界衛(wèi)生組織（WHO）確認(rèn)：硒是人體必需的微量元素，缺硒會(huì)導(dǎo)致癌癥、心腦血管病、高血壓綜合癥、肝病、糖尿病、胃腸道病、哮喘等四十余種并發(fā)癥。

硒具有預(yù)防癌癥的作用，是人體微量元素中的“防癌之王”，補(bǔ)硒能有效抑制人體多種腫瘤的發(fā)生，Larry C.Clark研究發(fā)現(xiàn)，每日補(bǔ)充200μg硒可使癌癥死亡率下降50%，總發(fā)病率下降37%；硒可預(yù)防克山病和大骨節(jié)病，缺硒是導(dǎo)致克山病發(fā)生的一個(gè)基本因素；硒具有良好的抗衰老作用，硒還能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫力，預(yù)防高血壓、高血脂、動(dòng)脈粥樣硬化等心腦血管疾病，防止糖尿病、白內(nèi)障、肝病等疾病的發(fā)生。此外，硒與金屬元素有很強(qiáng)的親和力，在體內(nèi)帶負(fù)電荷的硒離子可與帶正電荷的有害金屬離子結(jié)合形成金屬-硒蛋白復(fù)合物,從而將有害的金屬離子排出體外，起到解毒排毒雙重功效。研究表明，硒能拮抗鉛、鎘、錸、砷等許多金屬元素的毒性作用。

在我國(guó)，除陜西安康及湖北恩施等個(gè)別富硒地區(qū)外，我國(guó)大部分地區(qū)食物中的硒含量均在0.02mg/kg以下，遠(yuǎn)低于WHO規(guī)定的0.10mg/kg的最低限值。而我國(guó)人均膳食中硒攝入量?jī)H為14～21μg，與人體正常需求量50～200μg相距甚遠(yuǎn)。

2 白銀富硒土地特征

白銀地區(qū)富硒土壤分布范圍較大，硒含量高，具備開(kāi)發(fā)天然富硒農(nóng)牧產(chǎn)品的基礎(chǔ)條件。這些富硒區(qū)域多呈帶狀、不規(guī)則狀、馬鞍狀分布。硒的分布特征又與地貌類型密切相關(guān)，各種地貌類型中國(guó)硒平均含量由高到低分別為：干燥剝蝕中山、洪沖擊平原區(qū)、侵蝕中山區(qū)、干燥剝蝕中山區(qū)、沖擊平原區(qū)、黃土塬、黃土丘陵區(qū)，干燥剝蝕中山區(qū)中硒含量較高，在0.26-0.8mg/kg之間，分布較均勻，且其他金屬元素較低，健康養(yǎng)分元素適中，硒的分布特征與土壤成因密切相關(guān)。已知三處主要富硒區(qū)，其中富集系數(shù)最高的一處為重金屬污染所致，另兩處富硒有利區(qū)為非污染區(qū)（見(jiàn)表1）：

2.1 白銀市區(qū)周邊富硒土壤區(qū)

主要分布于白銀市區(qū)及靖遠(yuǎn)縣北灣一帶，富硒有利區(qū)總面積為357km2，呈橢圓狀近南北向展布。該富硒區(qū)分布面積大，呈不規(guī)則圓形分布，但該區(qū)域多為 Cd、Hg、Pb、As等重金屬元素污染區(qū)。

2.2 北灘鄉(xiāng)-王家山鎮(zhèn)-水泉鎮(zhèn)一帶富硒有利區(qū)

主要位于北灘鄉(xiāng)-王家山鎮(zhèn)一帶，富硒有利區(qū)總面積為1109km2，呈橢圓狀近南北向展布，可將該富硒帶劃分為富硒土壤區(qū)、高富硒土壤區(qū)及極高富硒土壤區(qū)，富硒土壤區(qū)（Se含量0.222-0.30mg/kg）面積為 996km2（149.4萬(wàn)畝），高富硒土壤區(qū)（Se含量0.3-0.4mg/kg）面積為 75km2（11.25 萬(wàn)畝），極高富硒土壤區(qū) （Se含量＞0.4mg/kg）面積為38km2（5.7萬(wàn)畝），主要分布富硒帶的中間部位。該富硒帶連續(xù)性較好，其中農(nóng)田面積也較完整，開(kāi)發(fā)潛力較大。

表1 靖遠(yuǎn)富硒土壤分布特征

2.3 高灣鄉(xiāng)-共和鎮(zhèn)-黃嶠鄉(xiāng)一帶富硒有利區(qū)

主要位于北灘鄉(xiāng)-王家山鎮(zhèn)一帶，富硒區(qū)總面積為210.75km2，呈橢圓狀近南北向展布。可將該富硒帶劃分為富硒土壤區(qū)、高富硒土壤區(qū)及極高富硒土壤區(qū)，富硒土壤區(qū)（Se含量0.222-0.30mg/kg）面積為290km2（43.5萬(wàn)畝），高富硒土壤區(qū)（Se含量0.3-0.4mg/kg）面積為 24km2（3.6 萬(wàn)畝），極高富硒土壤區(qū)（Se 含量＞0.4mg/kg）面積為 40km2（6 萬(wàn)畝）。該富硒帶連續(xù)性較好，富硒最有利地段位于懸帽井、高家川，但相對(duì)應(yīng)的農(nóng)田面積較少，開(kāi)發(fā)前景一般。

3 重金屬污染特征

白銀異常區(qū)主要污染元素包括，元素Cd、Bi、Hg、Cu、Pb等，高值區(qū)多在白銀市冶煉廠附近。而從背景值比較來(lái)看，都明顯高出全域背景值。

3.1 大氣掃塵特征

在掃塵17個(gè)樣品中Cu的平均含量為4348.53ug/g，最高值為40982ug/g；Ag的平均含量為11649.12ng/g，最高值為124930ng/g；Hg的平均含量為909.05ng/g,最高值為12597ng/g；Pb的平均含量為1410.88ug/g，最高值為9449ug/g；Zn的平均含量為7087.94ug/g，最高值為48653ug/g；Cd的平均含量為31.53ug/g，最高值為118ug/g；Se的平均含量為12.46ug/g，最高值為104ug/g。

（1）Cd、Hg、Pb、Zn、As等元素，表層地球化學(xué)元素分布特征與深層地球化學(xué)元素分布特征比較變化較大，深層未受到污染，S、Cl則相對(duì)變化較小。

（2）S、Cl反映的與重金屬元素不同，S表層污染面積 178.19km2，占23.40%，深層污染面積129.09km2，占16.95%；Cl表層污染面積291.14km2，占38.24%，深層污染面積647.42km2，占85.05%，由表到深具有繼承性、疊加性特點(diǎn)；S元素表層污染已影響到了深層。表層重污染區(qū)與深層重污染區(qū)位置不同，對(duì)深層重污染來(lái)說(shuō)，實(shí)質(zhì)上是深部母質(zhì)層的反應(yīng)。

3.2 主要污染重金屬

通過(guò)土壤垂向剖面采集分析（見(jiàn)表2），可以發(fā)現(xiàn)具有如下的特點(diǎn)：

白銀異常區(qū)表層土壤重金屬的均值高出全區(qū)1～42倍，尤其是Cd、Hg、Pb、Ag、Bi、Zn、Cu、Se等重金屬元素高于全域平均值42.16、30.85、17.26、18.86、10.46、10.11、8.25倍，是異常區(qū)內(nèi)的主要污染元素，元素高值區(qū)多在白銀市冶煉廠附近。而從背景值比較來(lái)看，都明顯高出全域背景值，以Cd、Bi、Hg、Cu、Pb等元素最為突出。重金屬污染主要存在于土壤、植物中，局部地段的地下水也出現(xiàn)了重金屬污染現(xiàn)象。

綜上所述，白銀土壤中重金屬污染具有強(qiáng)度較高，規(guī)模大，積累較快特點(diǎn)。土壤中以鎘、汞、鉛、鋅、銅、銀為主的重金屬污染主要覆蓋在城區(qū)。但在其周邊擁有連續(xù)性較好，相對(duì)應(yīng)的農(nóng)田面積也較完整的富硒土地，合理、高效開(kāi)發(fā)利用，使富硒產(chǎn)業(yè)真正成為帶領(lǐng)群眾脫貧致富的支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、新農(nóng)村建設(shè)具有極大促進(jìn)作用。

表2 白銀市土壤垂向分布特征分布表