1817年瑞典化学家Berzelius发现了元素硒。由于硒具有一定的毒性，早在几百年前就引起了人们的关注，然而，人们在研究毒性的过程巾，却发现了硒的一些有益的生物学功能，并于20世纪70年代证实了硒是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)的活性成分，提出了硒是有机体的一种保护性因子，同时中国专家提出了用硒(Na₂SeO₃)预防和治疗克山病的建议。在1975年左右，硒被确认为是一种生物必需的微量元素，对人和动物的抗氧化系统起着关键作用。近年来越来越多的研究表明，除了与谷胱甘肽过氧化酶密切相关外，硒很可能还与其他一些硒蛋白的功能有关，这些硒蛋白与人体荷尔蒙三碘甲酰胺的合成有密切关系。因此，硒的缺乏可能会加重碘缺乏所导致的甲状腺肿。环境中硒的不足或过量都会通过食物链而影响人类的健康。世界上约有10亿人口由于硒摄入不足而导致健康问题；然而各国人体对硒的摄入量与血硒含量有着一定的差异(Gisse卜Nielsen et al.1984)。由于土壤与植物、植物与动物、动植物与人体之间有着密切的关系，因此有关土壤中硒的行为及其环境效应受到了普遍关注。

一、土攘中的硒

(一)土壤中硒的含量

硒(Se)位于元素周期表第四周期ⅥA族，原子量78.96。硒是分散的稀有元素，自然界中没有单独的硒矿，通常以硒化物的形式作为杂质存在于金属硫化矿中。主要的氧化值有-2、0、+2、+4、+6。对土壤中硒的研究，近年来基本查明了世界土壤硒的概况。地壳中硒的平均含量在0.05～0.09 mg/kg之间，世界土壤含硒量为0.01～12 mg/kg，中值为0.4 mg/kg。我国土壤(A层)硒范围在0.006～9.13mg/kg，95％范围在0.047～0.993 mg/kg之间，算术平均值为(0.290±0.255) mg/kg。各土类土壤(A层)硒的背景值如表4-1所示。由表4-1可见，富铁土中的红壤(0.494 mg/kg)、黄壤(0.488 mg/kg)和赤红壤(0.545 mg/kg)硒的含量较高．而新成土中风沙土(0.094 mg/kg)、绵土(0.094 mg/kg)的硒含量较低。

根据土壤硒含量的状况可以将全球土壤分为低硒土壤和高硒土壤，这是一个相对概念，目前尚无量化关系。高硒土壤主要分布在美国的中西部、加拿大、委内瑞拉、印度及中国的陕西紫阳和湖北恩施等部分地区。美国南达科他州、怀俄明州硒中毒地区土壤含硒量为22～23 mg/kg，而其他地区的含硒量仅为0.01～2.5mg/kg；爱尔兰硒中毒区土壤的含量很高，为13～105 mg/kg，而相邻地区土壤含硒量为1.41～3.3 mg/kg。我国湖北恩施硒中毒区土壤含硒量平均为9.68 mg/kg，而非中毒区土壤含硒量仅为0.05～0.8 mg/kg。然而，与富硒上壤相反，世界上还存有大面积的低硒土壤地区。我国从20世纪60年代开始研究环境中硒含量与一些地方病的相互关系，大量调查研究表明在我国存在着一条从东北到西南分布的低硒带。

(二)影响土壤中硒含量的因素

土壤中硒的含量及分布特征与土壤成土母质、生物和非生物环境条件等因素有关。它与成土母质、成土过程、土壤质地和土壤有机质含量等土壤理化性质密切相关(丁维新1996)。

表4-1 中国土壤(A层)硒的背景值(mg/kg)

1．成土母质

土壤中硒的含量虽然受多种因素的影响，但在很大程度上取决于成土母质的组成和性质，发育程度低的土壤尤为如此。土壤的硒含量与其母质、母岩密切相关，当不考虑其他因素时，这种相关性更为显著。大巴山地区自然土壤和母质中硒的含量的相关分析表明(王五一等2003)，自然土壤中硒的含量(y，mg/kg)和母质中硒的含量(r，mg/kg)可用下式表示：

y＝1.266 2x-0.5468     r＝0.995      (p＜0.01)       (4-1)

式(4-1)表明自然土壤中硒的含量和母质中硒的含量有极显著的相关性。

由于在白垩纪及其之前有广泛的火山活动贯穿于大陆架，释放出大量的硒，因此白垩纪年代的岩石和侏罗纪砂岩、板岩、石灰岩和页岩等发育的土壤硒的含量较高；其他火成岩中硒的含量较低，由其发育形成的土壤常常缺硒，而沉积岩形成的土壤，绝大部分硒的含量较高。归纳起来，低硒母质有近代风沙沉积岩、黄土、花岗岩、石英砂岩、砂岩和流纹岩等。陕西地区分布着全硒量较低的第四纪黄土、风沙沉积物和花岗岩，富硒岩石仅在陕西南部局部地区出露，因此陕西土壤硒平均含量仅为0.115 mg/kg。

2．成土过程

成土过程往往改变成土母质中硒的最初含量、结合形态及其在土壤剖面中的分布。随着成土过程的加深，母质对土壤的影响渐趋减弱。硒在土壤剖面中的分异，受到生物富集、淋溶与黏化作用的强烈影响。富铁铝化过程，常伴有硒的富集，淋溶作用则导致土壤贫硒。用第四纪红壤发育的熟红黄泥进行的土柱淋溶试验表明，随着淋溶深度的增加，土壤中的水溶态、交换态和富啡酸结合态硒等均呈现由上而下递增的趋势；这是因为土壤在淹水后渐渐转化为还原条件，促使氧化铁等的还原并同时释放出所含有的硒，从而导致无机硒溶解量增加并随水下移至土壤底层。成土过程中形成的黏粒和铁铝氧化物，对硒的化学行为、积累和淋溶具有重要的影响；一般说来，富铝化程度愈高，则硒含量愈多。在酸性条件下，硒主要以亚硒酸态(SeO₃^2-)存在，易被倍半氧化物、黏粒矿物和有机质吸附或生成配合物；而在碱性条件下，硒以硒酸态(SeO₄^2-)存在，由于SeO₄^2-与黏粒矿物和氧化物的亲合力较弱，活动性较高，容易遭受淋溶而损失。