白银土壤富硒与重金属污染特征

张嘉冕

（中冶地集团西北岩土工程有限公司，陕西 西安 710000）

甘肃省富硒土地面积较大，张掖、武威、兰州、白银一带都不同程度含硒或富硒，具有良好的开发前景，但目前尚未开发利用，潜在的经济效益没有引起重视。因此，依托天然富硒特色资源优势，结合土地整治，必将对优化农牧业种植结构产生深远影响。

1 硒的保健作用

硒属氧-硫族元素，具有金属和非金属过渡区的物理特性。硒在自然界以无机硒和植物活性硒存在。作为动物体必需、植物有益的营养元素，现已被广泛关注。

硒在人体组织内含量虽少，但它与铁、锌、碘等微量元素一样，对人体健康有着不可忽视的作用。硒作为唯一可以直接抗病毒的营养素，主要表现为免疫功能、抗辐射损伤能力、解毒功能、预防心血管疾病作用、抗癌作用以及对农作物的抗逆境作用、抗氧化作用等。1973年世界卫生组织（WHO）确认：硒是人体必需的微量元素，缺硒会导致癌症、心脑血管病、高血压综合症、肝病、糖尿病、胃肠道病、哮喘等四十余种并发症。

硒具有预防癌症的作用，是人体微量元素中的“防癌之王”，补硒能有效抑制人体多种肿瘤的发生，Larry C.Clark研究发现，每日补充200μg硒可使癌症死亡率下降50%，总发病率下降37%；硒可预防克山病和大骨节病，缺硒是导致克山病发生的一个基本因素；硒具有良好的抗衰老作用，硒还能够增强机体免疫力，预防高血压、高血脂、动脉粥样硬化等心脑血管疾病，防止糖尿病、白内障、肝病等疾病的发生。此外，硒与金属元素有很强的亲和力，在体内带负电荷的硒离子可与带正电荷的有害金属离子结合形成金属-硒蛋白复合物,从而将有害的金属离子排出体外，起到解毒排毒双重功效。研究表明，硒能拮抗铅、镉、铼、砷等许多金属元素的毒性作用。

在我国，除陕西安康及湖北恩施等个别富硒地区外，我国大部分地区食物中的硒含量均在0.02mg/kg以下，远低于WHO规定的0.10mg/kg的最低限值。而我国人均膳食中硒摄入量仅为14～21μg，与人体正常需求量50～200μg相距甚远。

2 白银富硒土地特征

白银地区富硒土壤分布范围较大，硒含量高，具备开发天然富硒农牧产品的基础条件。这些富硒区域多呈带状、不规则状、马鞍状分布。硒的分布特征又与地貌类型密切相关，各种地貌类型中国硒平均含量由高到低分别为：干燥剥蚀中山、洪冲击平原区、侵蚀中山区、干燥剥蚀中山区、冲击平原区、黄土塬、黄土丘陵区，干燥剥蚀中山区中硒含量较高，在0.26-0.8mg/kg之间，分布较均匀，且其他金属元素较低，健康养分元素适中，硒的分布特征与土壤成因密切相关。已知三处主要富硒区，其中富集系数最高的一处为重金属污染所致，另两处富硒有利区为非污染区（见表1）：

2.1 白银市区周边富硒土壤区

主要分布于白银市区及靖远县北湾一带，富硒有利区总面积为357km2，呈椭圆状近南北向展布。该富硒区分布面积大，呈不规则圆形分布，但该区域多为 Cd、Hg、Pb、As等重金属元素污染区。

2.2 北滩乡-王家山镇-水泉镇一带富硒有利区

主要位于北滩乡-王家山镇一带，富硒有利区总面积为1109km2，呈椭圆状近南北向展布，可将该富硒带划分为富硒土壤区、高富硒土壤区及极高富硒土壤区，富硒土壤区（Se含量0.222-0.30mg/kg）面积为 996km2（149.4万亩），高富硒土壤区（Se含量0.3-0.4mg/kg）面积为 75km2（11.25 万亩），极高富硒土壤区 （Se含量＞0.4mg/kg）面积为38km2（5.7万亩），主要分布富硒带的中间部位。该富硒带连续性较好，其中农田面积也较完整，开发潜力较大。

表1 靖远富硒土壤分布特征

2.3 高湾乡-共和镇-黄峤乡一带富硒有利区

主要位于北滩乡-王家山镇一带，富硒区总面积为210.75km2，呈椭圆状近南北向展布。可将该富硒带划分为富硒土壤区、高富硒土壤区及极高富硒土壤区，富硒土壤区（Se含量0.222-0.30mg/kg）面积为290km2（43.5万亩），高富硒土壤区（Se含量0.3-0.4mg/kg）面积为 24km2（3.6 万亩），极高富硒土壤区（Se 含量＞0.4mg/kg）面积为 40km2（6 万亩）。该富硒带连续性较好，富硒最有利地段位于悬帽井、高家川，但相对应的农田面积较少，开发前景一般。

3 重金属污染特征

白银异常区主要污染元素包括，元素Cd、Bi、Hg、Cu、Pb等，高值区多在白银市冶炼厂附近。而从背景值比较来看，都明显高出全域背景值。

3.1 大气扫尘特征

在扫尘17个样品中Cu的平均含量为4348.53ug/g，最高值为40982ug/g；Ag的平均含量为11649.12ng/g，最高值为124930ng/g；Hg的平均含量为909.05ng/g,最高值为12597ng/g；Pb的平均含量为1410.88ug/g，最高值为9449ug/g；Zn的平均含量为7087.94ug/g，最高值为48653ug/g；Cd的平均含量为31.53ug/g，最高值为118ug/g；Se的平均含量为12.46ug/g，最高值为104ug/g。

（1）Cd、Hg、Pb、Zn、As等元素，表层地球化学元素分布特征与深层地球化学元素分布特征比较变化较大，深层未受到污染，S、Cl则相对变化较小。

（2）S、Cl反映的与重金属元素不同，S表层污染面积 178.19km2，占23.40%，深层污染面积129.09km2，占16.95%；Cl表层污染面积291.14km2，占38.24%，深层污染面积647.42km2，占85.05%，由表到深具有继承性、叠加性特点；S元素表层污染已影响到了深层。表层重污染区与深层重污染区位置不同，对深层重污染来说，实质上是深部母质层的反应。

3.2 主要污染重金属

通过土壤垂向剖面采集分析（见表2），可以发现具有如下的特点：

白银异常区表层土壤重金属的均值高出全区1～42倍，尤其是Cd、Hg、Pb、Ag、Bi、Zn、Cu、Se等重金属元素高于全域平均值42.16、30.85、17.26、18.86、10.46、10.11、8.25倍，是异常区内的主要污染元素，元素高值区多在白银市冶炼厂附近。而从背景值比较来看，都明显高出全域背景值，以Cd、Bi、Hg、Cu、Pb等元素最为突出。重金属污染主要存在于土壤、植物中，局部地段的地下水也出现了重金属污染现象。

综上所述，白银土壤中重金属污染具有强度较高，规模大，积累较快特点。土壤中以镉、汞、铅、锌、铜、银为主的重金属污染主要覆盖在城区。但在其周边拥有连续性较好，相对应的农田面积也较完整的富硒土地，合理、高效开发利用，使富硒产业真正成为带领群众脱贫致富的支柱产业，对推动地方经济发展、新农村建设具有极大促进作用。

表2 白银市土壤垂向分布特征分布表