作者:沈桓昊 沈穎
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還有不少是富硒食品、保健品的廣告
硒是什么?
為什么突然之間出現那么多的富硒產品?
它們有哪些特殊的功能?
我們通常說的富硒產品的硒是指產品中富含硒這種元素,在食品中硒是以有機硒的形式存在。各種富硒產品琳瑯滿目,富硒雞蛋、富硒大米、富硒茶、富硒果蔬等等。當然也不乏富硒的保健品。為什么富硒食品如此火爆,冠以富硒就備受青睞呢?
01****硒的發現與應用硒的發現純屬偶然,1817年瑞典化學之父貝采利烏斯在鉛室焙燒黃鐵礦制硫酸時,發現鉛室有紅色的殘泥。本來以為這是一種影響生產的廢物,卻從中發現了仙子——月亮女神。
老貝將殘泥加熱,產生一股臭味,性質與碲相似,經過反復研究確認其中有一種新的元素,參照碲(原意為地球)的命名,他用希臘文**“月亮女神(Selene)”一詞給了新元素一個仙氣飄飄的名字Selenium,也就是硒。**
硒是一種非金屬元素,與氧、硫和碲同一家子,在元素周期表同位于第六主族(ⅥA)。從硒被發現的200來年間,對于硒的研究逐步深入,硒的廣泛應用也越來越被認識。硒元素**可以應用于冶金、化工、電子、玻璃、陶瓷、農業、生物、醫藥、食品等眾多行業。**例如激光打印機里的硒鼓,就是用硒做光敏材料。工業純硒主要用于玻璃、顏料和冶金等工業。
而從1915年Walker和Klein建議將硒用于癌癥的化學治療開始,硒在生物醫學領域的創新研究正日益成為科研的熱點。國內外大量臨床實驗證明,人體缺硒可引起某些重要器官的功能失調,導致許多嚴重疾病發生。
1973年,世界衛生組織確認,硒是人和動物活動必需的微量元素,并建議:人體每天補充200μg的硒,可有效預防多種疾病的高發。根據2000年制訂的《中國居民膳食營養素參考攝入量》,明確提出:18歲以上者硒元素推薦攝入量為50微克/天,適宜攝入量為100微克/天,可耐受最高攝入量為400微克/天。同時,硒在疾病預防與治療方面所起的作用超乎人們的想象。適量補硒不但能夠預防腫瘤、肝病等的發生,而且可以提高機體免疫能力,維護心、肝、肺、胃等重要器官正常功能,預防老年性心、腦血管疾病的發生。
人體所需的硒或硒化物通過飲食、呼吸和皮膚接觸途徑獲得。也就是說硒的攝入水平直接受到食物含硒量的影響,間接受環境硒含量影響。然而,由于硒的分布極為不均衡,有些地方硒含量豐富,有些地方卻極度缺乏,也會導致不同地區人們攝入的硒不同。
02****硒的來源與循環、富集
說實話,確實是物以“硒”為貴。硒是一種地殼中含量極微的稀有元素。
據研究硒在地殼中的含量約為0.05×10-6g/kg。地殼中的硒主要集中在火山巖、沉積巖和某些特定土壤中,分布非常分散而且極為不均衡。俄羅斯、秘魯、美國等是全球硒資源最豐富的國家(圖6a)。我國雖然硒資源豐富,但是分布也不均衡,主要集中在甘肅、江西、新疆和浙江等4個省區(圖6b)。世界范圍來看,缺硒土地范圍要明顯高于富硒土地;在中國,硒缺乏地區占到了國土面積的72%。而因為硒缺乏引起的疾病地區分布很顯著。
硒在自然環境中的循環主要包括巖石風化、土壤淋溶、水體遷移和生物轉化等過程。巖石中的硒經過風化作用釋放到土壤中,土壤中的硒通過淋溶作用進入水體,進而通過食物鏈進入生物體。生物體中的硒經過代謝轉化,最終以硒酸鹽、亞硒酸鹽等形態排出體外,再次進入自然環境,形成硒的循環。有研究表明,循環過程中,有機硒成分占據了幾乎一半循環周期,而這些成分主要由動植物貢獻。
飲食是人體攝入硒的重要途徑。隨著民眾生活水平提高,健康飲食意識越來越強,社會對硒元素的認識更加深入,市場對富硒食品的需求逐漸增加,推動富硒食品的研究與開發。
當然我們應當理性對待硒元素,不應過分夸大硒的生理功能、無節制地使用無機硒(硒肥等添加劑),做到綠色研發,保護生態環境。我們也需要加強對硒的環境監測和評估,及時發現和解決硒污染問題,保護生態環境和人類健康。
03****硒的污染與修復
硒作為人體必需的微量元素之一,在維護人體健康方面發揮著重要作用。然而,在20世紀前,硒一直被當成有毒物質。因為過量的硒攝入(850~900μg/d)會導致一系列健康問題,包括頭發和指甲脫落、皮膚損傷、神經系統疾病、癱瘓,甚至死亡。1980年,美國Kesterson水庫的野生動物中毒事件引發多地的環境硒污染的調查。由于硒在缺乏(小于40μg/d)到過量(大于400μg/d)之間具有非常窄的范圍,所以必須嚴格控制硒元素的攝入量,當然也就要注意硒及其化合物對環境造成的污染。燃煤動力工業,玻璃陶瓷工業,銅、鋅和鉛礦石焙燒工業,半導體和電子工業以及顏料、染料、橡膠、冶金等工業生產與應用過程中都會排放含硒廢水。硒在水體中常以硒酸鹽和亞硒酸鹽形式存在,在酸性條件下亞硒酸根離子可被還原為細顆粒狀的元素硒。攝入過量的硒會刺激人眼和呼吸系統,嚴重時會引起胃腸功能紊亂等。
1、硒污染的主要來源與途徑
硒污染的主要來源與途徑多樣且復雜,工業排放、農業活動、自然因素是主要來源。其中工業排放是硒污染的主要源頭之一。據環境監測數據顯示,有色金屬冶煉、煤炭開采與燃燒、化工生產等行業是硒污染的主要貢獻者。
例如,在有色金屬冶煉過程中,硒作為雜質元素被釋放到大氣和廢水中,進而通過降雨和地表徑流進入土壤和水體。農業活動也是硒污染的重要來源。在農業生產中,硒肥的過量使用或不合理使用,會導致土壤中硒的積累,進而通過農作物吸收進入食物鏈。自然因素同樣對硒污染有所貢獻。火山噴發、巖石風化和土壤侵蝕等自然現象會釋放硒元素,但這些自然來源的硒污染通常較為分散,且濃度較低,對環境和人體健康的影響相對較小。
值得注意的是,硒污染的途徑多樣,包括大氣沉降、水體遷移和土壤滲透等。大氣中的硒污染物可通過降雨、降雪等過程沉降到地表,進而進入土壤和水體。水體中的硒則可能通過地表徑流、地下水流動等方式遷移至其他區域,造成更廣泛的污染。土壤中的硒則可能通過滲透作用進入地下水,或通過風蝕、水蝕等過程進入大氣和水體。
2、硒污染的治理
硒污染土壤的修復技術是當前環境保護領域的重要研究方向之一。針對硒污染土壤,科學家們已經開發出多種修復技術,旨在降低土壤中硒的含量,恢復土壤的健康狀態。生物修復技術、化學修復技術和物理修復技術都有其相應的運用。其中,生物修復技術因其環境友好、成本較低而備受關注。
例如,通過引入能夠吸收和轉化硒的微生物或植物,可以有效降低土壤中硒的濃度。據研究,某些特定植物品種對硒具有較強的吸收能力,通過種植這些植物,不僅可以減少土壤中的硒含量,還能將硒轉化為無害或低毒形態,降低其對環境和生物的危害。
在實際應用中,硒污染土壤的修復技術選擇需要根據具體情況進行綜合考慮。例如,污染程度、土壤類型、環境條件等因素都會影響修復技術的選擇。同時,修復技術的實施也需要考慮成本效益、環境風險等因素。因此,在制定硒污染土壤修復方案時,需要綜合考慮各種因素,選擇最適合的修復技術,確保修復效果的同時,降低環境風險和經濟成本。
引用環保專家的話來說:“硒污染土壤的修復技術選擇是一個復雜而重要的決策過程,需要綜合考慮多種因素。只有選擇最適合的修復技術,才能在確保修復效果的同時,降低環境風險和經濟成本。”因此,在未來的研究中,我們需要繼續探索新的硒污染土壤修復技術,提高修復效率和質量,為環境保護事業作出更大的貢獻。在治理硒污染水體時,也有物理方法、化學方法和生物方法。主要包括共沉淀法、離子交換法、吸附法、生物法等方法。
來源: 福建省科學技術協會