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,具有良好的開發(fā)前景,但目前尚未開發(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。
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)。
白銀地區(qū)富硒土壤分布范圍較大,硒含量高,具備開發(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)(見表1):
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)。
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,開發(fā)潛力較大。
表1 靖遠(yuǎn)富硒土壤分布特征
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??蓪⒃摳晃鴰澐譃楦晃寥绤^(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,開發(fā)前景一般。
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。
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)。
通過(guò)土壤垂向剖面采集分析(見表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