安康西部縣域硒鎘影響因素與土地安全研究開題報告

論文題目或

選題範圍

安康西部縣域硒鎘影響因素與土地安全研究

選題背景及

支撐項目

《安康西部土壤硒鎘共生區富硒土地安全利用研究》科研項目，來源於陝西省水工環地質調查中心

閱讀文獻

情況

閱讀國內文獻 20 篇
，其中近10年出版的文獻 10篇；

閱讀國外文獻 10篇
，其中近10年出版的文獻5篇。

文獻綜述及

開題報告

內容提要

陝(shan)西(xi)紫(zi)陽(yang)是(shi)全(quan)國(guo)出(chu)名(ming)的(de)富(fu)硒(xi)區(qu)，地(di)下(xia)有(you)兩(liang)片(pian)異(yi)常(chang)大(da)麵(mian)積(ji)的(de)寒(han)武(wu)統(tong)魯(lu)家(jia)坪(ping)組(zu)碳(tan)矽(gui)板(ban)岩(yan)以(yi)及(ji)下(xia)誌(zhi)留(liu)統(tong)大(da)貴(gui)坪(ping)組(zu)碳(tan)質(zhi)板(ban)岩(yan)及(ji)含(han)矽(gui)頁(ye)岩(yan)，被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)該(gai)地(di)區(qu)高(gao)硒(xi)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。對(dui)該(gai)研(yan)究(jiu)區(qu)開(kai)展(zhan)調(tiao)查(zha)研(yan)究(jiu)，可(ke)以(yi)為(wei)安(an)康(kang)地(di)區(qu)富(fu)硒(xi)農(nong)產(chan)品(pin)調(tiao)整(zheng)提(ti)供(gong)技(ji)術(shu)參(can)考(kao)和(he)第(di)一(yi)手(shou)數(shu)據(ju)資(zi)料(liao)。

主要研究內容如下：

1.分析研究區相關元素的地球化學特征，包括含量特征及分布特征。

2.探討研究區硒、鎘等元素的影響因素。

3.以根係土以及農作物測試數據為基礎

，對農作物進行安全評價，並結合硒對鎘的拮抗作用，建立模型。

現在已經完成了硒元素

、鎘(ge)元(yuan)素(su)以(yi)及(ji)其(qi)他(ta)重(zhong)金(jin)屬(shu)元(yuan)素(su)的(de)地(di)球(qiu)化(hua)學(xue)圖(tu)的(de)製(zhi)作(zuo)。發(fa)現(xian)硒(xi)元(yuan)素(su)與(yu)鎘(ge)元(yuan)素(su)在(zai)研(yan)究(jiu)區(qu)的(de)高(gao)值(zhi)區(qu)非(fei)常(chang)接(jie)近(jin)，推(tui)測(ce)與(yu)當(dang)地(di)基(ji)岩(yan)有(you)關(guan)。完(wan)成(cheng)了(le)土(tu)壤(rang)樣(yang)數(shu)據(ju)的(de)相(xiang)關(guan)分(fen)析(xi)和(he)聚(ju)類(lei)分(fen)析(xi)。對(dui)根(gen)係(xi)土(tu)樣(yang)品(pin)的(de)硒(xi)形(xing)態(tai)分(fen)析(xi)進(jin)行(xing)了(le)初(chu)步(bu)的(de)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)。完(wan)成(cheng)了(le)對(dui)農(nong)作(zuo)物(wu)中(zhong)硒(xi)元(yuan)素(su)和(he)重(zhong)金(jin)屬(shu)元(yuan)素(su)的(de)富(fu)硒(xi)情(qing)況(kuang)和(he)超(chao)標(biao)情(qing)況(kuang)的(de)基(ji)礎(chu)分(fen)析(xi)工(gong)作(zuo)。研(yan)究(jiu)區(qu)主(zhu)要(yao)農(nong)作(zuo)物(wu)中(zhong)不(bu)存(cun)在(zai)砷(shen)、鉻、銅

、鎳和汞元素的超標現象
；但樣品中除了茶葉和油菜外，均存在鎘元素的超標現象，不同類型的植物中鎘元素超標率存在差異，其中魔芋
、土豆和大蒜的超標率分別高達65%
、84%和100%
，造成該現象的主要原因可能與地層分布有關。此外
，油菜樣品中出現個別的鉛元素超標現象，也應該引起足夠的重視。

下一步工作計劃如下：

1.對上述存在的問題進行技術攻關；

2.完成農作物硒元素預測模型的建立；

3.加強對文獻的收集整理
；

最終完成畢業論文。

導師

對開

題報

告的

評語

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姓名

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成績（優、良、中、及格、不及格）：

評議小組負責人（簽名）：

年月日

教

研

室

意

見

教研室主任（簽名）：年月日

1. 選題背景與研究意義

硒（Se）是人和動物必需的微量營養元素。它具有多種生物學功能
，例如增強動植物的免疫力
，抗氧化和影響癌症基因表達等（Fordyce, 2013；Khurana et al., 2019
；Huang et al., 2013；Mao et al., 2016）。硒在植物生長
，農業生產和生態學等其他幾個領域也受到了普遍關注（Fordyce et al., 2000
；Helzlsouer et al., 2018
；Johnson et al., 2010）。事實證明
，人體攝入硒不足會導致“克山病”和“白肌病”（Fordyce, 2005；Shi et al., 2017

；Wang and Gao, 2001）。然而，過量攝入硒會導致一係列健康問題，包括諸如脫發和指甲，皮膚損傷
，神經係統疾病甚至麻痹和死亡等症狀（Bajaj et al., 2011
；Fordyce, 2005；Lemire et al., 2012）。

在世界上絕大多數的土壤中，硒的濃度範圍為0.01-2.0 mg/kg，平均濃度為0.4 mg/kg
，且分布極不均勻（Fordyce, 2007；Pezzarossa and Petruzzelli, 2001）。許多國家相繼報道了土壤中硒含量過多或不足的現象（Dhillon and Dhillon, 2003； Ermakov and Jovanovic, 2010；Gabos et al., 2014）。研究人員觀察到各國土壤中的硒缺乏問題，包括蘇格蘭為0.11-0.88 mg kg-1（Fordyce et al., 2010）
；日本為0.05-2.80 mg kg-1（Yamada et al., 2009）；西班牙為0.01-2.7 mg kg-1（PérezSirvent et al., 2010）。我國主要農用地耕作層中硒元素含量範圍為0.06-0.32mg/kg，平均值為0.16 mg/kg。我國東北地區黑土中硒元素含量的平均值為0.11mg/kg，暗棕壤中硒元素含量的平均值為0.12mg/kg。黃土高原地區主要土壤類型褐土以及黑壚土中硒元素含量的平均值為0.08mg/kg。雲南

、四川等地區主要分布的土壤類型紫色土及棕壤中土壤硒元素的平均含量為0.06mg/kg。我國西藏高原南部、東部的黑氈土以及亞高山草甸土，土壤中硒元素含量均處於較低水平，形成了以土壤-植物-受體低硒及硒缺乏為主要特征的中國低硒帶（Tan, **；Tan et al., 2002；Wang et al., 2017）。

世界上低硒的土壤麵積比高硒的土壤麵積大得多（Girling.,1984
；Haudin et al.,2007）。隻有陝西紫陽、湖北恩施等個別地區為富硒地區。在湖北恩施地區的高硒區
，發現了沉積型硒獨立礦床，這可能是導致該地區高硒的主要原因；在zai陝shan西xi紫zi陽yang地di區qu的de高gao硒xi區qu，發fa現xian兩liang片pian異yi常chang大da麵mian積ji的de寒han武wu統tong魯lu家jia坪ping組zu碳tan矽gui板ban岩yan以yi及ji下xia誌zhi留liu統tong大da貴gui坪ping組zu碳tan質zhi板ban岩yan及ji含han矽gui頁ye岩yan，是shi該gai地di區qu高gao硒xi的de主zhu要yao原yuan因yin。受shou到dao地di層ceng分fen布bu的de影ying響xiang，土tu壤rang及ji農nong作zuo物wu中zhong鎘ge元yuan素su含han量liang也ye存cun在zai一yi定ding程cheng度du的de超chao標biao現xian象xiang
，鎘ge元yuan素su超chao標biao會hui對dui人ren體ti產chan生sheng嚴yan重zhong影ying響xiang，例li如ru骨gu骼ge、肝髒的損傷（謝浩等


，2019
；熊超等
，2019），guxuanzezaidianxinggaoxigaogequshanxiankangxibuxianyukaizhanturangxigedeyingxiangyinsujitudianquanquhuadeyanjiu。duigaiyanjiuqukaizhantiaozhayanjiu，keyiweiankangdiqufuxinongchanpintiaozhengtigongjishucankaohediyishoushujuziliao。

2. 研究現狀

地層單位

注：X-算術平均值
，S-標準離差，V-變化係數，R-富集係數

根據《安康土壤及農副產品硒資源調查與評價》結果

，2009-2010年安康學院在本地區完成了“九縣一區”硒資源普查工作
，按照土壤采集樣品數（7176件）及控製土地麵積（2506km2）計算，樣品控製密度為2.8個/km2
，同時采集了植物樣品，包括糧食作物、蔬菜

、林果、茶葉、肉類
、藥材等7類65種，共計607件。泉水
、溪水樣品612件。測定硒元素含量樣品8552件。分析統計結果如下：

1.認為安康地區富硒規律具有“南富北貧”的特征。在寧陝
、旬陽、漢濱三個北部縣區呈分散點狀分布，在西南部到東南端分布富硒土地麵積最大
，占中硒以上土壤總麵積的90%以上，富硒帶中的土壤表土含硒值均較高，硒含量0.006-15.395mg/kg，平均達到0.4671mg/kg。其中中硒(0.2-0.4mg/kg)占30.1%，富硒(0.4-3.0 mg/kg)占26.0%
，高硒(>3.0 mg/kg)占1.8%
，中硒以上土壤占到57.9%。對“九縣一區”可(ke)耕(geng)作(zuo)土(tu)壤(rang)樣(yang)本(ben)檢(jian)測(ce)硒(xi)含(han)量(liang)平(ping)均(jun)值(zhi)統(tong)計(ji)分(fen)析(xi)
，結(jie)果(guo)寧(ning)陝(shan)縣(xian)土(tu)壤(rang)屬(shu)於(yu)低(di)硒(xi)土(tu)壤(rang)區(qu)，旬(xun)陽(yang)縣(xian)土(tu)壤(rang)屬(shu)於(yu)中(zhong)硒(xi)土(tu)壤(rang)區(qu)
，其(qi)餘(yu)六(liu)縣(xian)均(jun)屬(shu)於(yu)高(gao)硒(xi)土(tu)壤(rang)區(qu)。土(tu)壤(rang)硒(xi)含(han)量(liang)順(shun)序(xu)為(wei)：紫陽縣＞嵐皋縣＞鎮坪縣＞平利縣＞漢陰縣＞石泉縣＞漢濱區＞白河縣＞旬陽縣＞寧陝縣。

2.種植不同農作物的表層土壤硒含量有明顯差異。順序為：油菜地＞茶園土＞桑地＞水稻土＞紅薯地＞菜地土＞蓮藕地

，菜地土和蓮藕地屬於低硒土壤，其餘土壤均屬於中高硒土壤。

綜上所述
，安康學院對安康地區的土壤調查分析結果表明
，富硒土壤的分布範圍與1:5萬調查富硒地層的分布範圍基本一致。

3. 研究內容

本文的主要研究內容包括：

1、查閱相關的文獻及資料
，了解研究區岩石、土壤等介質的分布狀況。開展野外樣品采集及室內分析測試。

2、分析研究區相關元素的地球化學特征，包括含量特征及分布特征。

3
、探討研究區硒、鎘等元素的影響因素。

4
、以根係土以及農作物測試數據為基礎，對農作物進行安全評價
，並結合硒對鎘的拮抗作用
，建立模型。