硒元素的形态及其转化
硒元素的形态及其转化ppt课件.pptx
土壤的氧化还原条件
硒的氧化还原状况能直接影响硒的价态变化,从而 影响硒的环境生物可利用性。在大多数自然氧化还 原状态下,亚硒酸盐( Se4 +) 和硒酸盐( Se6 +) 是主 要的无机硒形态。在氧化条件下,硒的主要形态是 SeO42 -,其环境生物可利用性升高; 在还原条件下, 氧化态硒在微生物作用下被还原为 Se0和 Se2 -,其 环境生物可利用性降低。
土壤中的其他元素
土壤除了通过吸附固定作用来影响硒的生物可利用性外, 还可以通过某些离子与硒竞争植物和土壤中的结合位置 来影响植物对硒的吸收。由于硫和硒在化学和物理性质 上的相似性,含硫化合物施加于土壤中会减少植物对硒 的吸收,硫—硒拮抗效应与硫及硫化合物的形式有关, SO42 -对硒酸盐的影响比对亚硒酸盐更大。相反,在土 壤中加入 PO43 -则会增加植物对硒的吸收,因为 PO43 -易于被土壤吸附,取代了土壤中固结的亚硒酸盐,从 而提高了硒的生物可利用性,但是由于 PO43 -促进了植 物的生长,又会稀释植物中硒的含量。此外,硒元素还 与重金属有较强的伴生关系,两者容易发生拮抗作用, 从而达到相互制约的作用。
其他条件
土壤硒的生物可利用性除了与土壤本身的物理化学 性质有关外,还与其他条件有关。通常,硒从土壤 转移至植物,植物死亡后就地分解,硒又回到土壤 中去。如果植物被转移,如收割作物,将会导致土 壤硒的耗尽,需通过其他途径,如灌溉、地表水、 施肥等加以弥补,因此,作物缺硒通常会出现在强 度耕种、土壤受到强烈淋溶的湿润地区,这些土壤 施过大量的商业肥料,并收获过很高的作物产量。
土壤的 pH 值与氧化还原条件
土壤的 pH 值和氧化还原状况是控制土壤离子化学 行为和许多其他重要过程的最重要因素,它们对土 壤硒的环境生物可利用性的影响主要表现在对土壤 硒的化学形态的影响,其中 pH值还会通过影响土壤 胶体对硒的吸附能力来影响土壤硒的环境生物可利 用性。
土壤-植物系统中的硒
土壤中的硒在微生物和化学作用下 会发生形态转化,影响其生物有效 性。
土壤中硒的含量与分布
土 壤中硒的含量存在显著差 异。
分布规律
土壤中硒的分布受到气候、 地形、母质等多种因素的 影响。
富硒土壤
部分地区存在天然富硒土 壤,具有较高的经济和生 态价值。
03 植物对硒的吸收与利用
硒在自然界中的分布
分布不均
硒在地壳中的含量非常低,且分布不均,导致不同地区土壤中的硒含量差异很 大。
富硒土壤
一些地区由于地质条件特殊,土壤中的硒含量较高,这些地区被称为富硒土壤。
硒的生理作用与健康影响
生理作用
硒是人体必需的微量元素之一,在维持正常生理功能方面发 挥着重要作用。
健康影响
适量摄入硒对预防某些疾病,如克山病、大骨节病等具有积 极作用。
适量的硒可以促进土壤中微生物的活性,提高土壤的肥力。
降低土壤污染风险
适量的硒可以降低土壤中重金属的生物有效性,降低土壤污染的 风险。
05 土壤-植物系统中硒的研 究方法与展望
土壤-植物系统中硒的研究方法
土壤硒含量的测定
通过化学分析法、原子吸收光 谱法、原子荧光法等手段测定 土壤中硒的含量,了解土壤硒 的分布和丰度。
运输途径
吸收的硒通过植物的木质部输送到地上部分,参与植 物的生理活动。
分布规律
不同植物对硒的积累和分布能力不同,通常在叶片、 茎和根部有不同程度的积累。
富集植物
某些植物对硒具有较强的富集能力,被称为“硒指示 植物”。
植物对硒的利用与需求
生理需求
01
适量的硒对植物的生长和发育具有促进作用,如提高抗逆性和
探索土壤-植物系统中硒的高效利用途径
硒的形态分析方法概述及其在生物有效性研究中的应用
硒的形态分析方法概述及其在生物有效性研究中的应用摘要:硒的形态研究是了解环境中硒的毒性、生物可利用性、迁移和生物地球化学循环等方面的基础。
本文总结了环境样品中硒形态的研究方法,及其形态分析在生物有效性研究中的应用。
关键词:硒;形态分析;方法;生物有效性;应用1前言硒位于第六主族, 是一种准金属元素。
地壳中硒的丰度仅为0.05-0.09 µg/g, 但由于人为因素与自然因素的影响使硒在自然界中分布日益广泛, 一般大气、水、土壤中硒水平为µg/g-ng/g级。
一定条件下, 各种形态的硒类化合物可相互转化。
有报道以葡萄糖作为外加碳源, 研究天然水体中亚硒酸钠通过微生物反应转化为单质硒和挥发态硒(如二甲基硒、二甲基二硒) 的实验。
1957年,Schwar首先证明硒作为谷胱甘肽过氧化物酶的活性中心, 是人体必需的微量元素。
近年来, 适量的硒摄入水平与癌症、心血管病、糖尿病、白内障、老年痴呆症等各种疾病的密切相关性日益引起人们的重视。
我们在贫硒地区通过口服亚硒酸钠来治疗预防克山病、大骨节病。
硒作为多种重金属元素(如Cd、Hg等)的天然解毒剂、可拮抗环境中多种有害物质的毒性。
硒化合物的生理、生物活性,及其在环境中的迁移转化规律,同硒存在的化学形态及不同化学形态下硒的浓度水平直接相关。
硒分析方法在研究生命科学、环境科学、材料科学等领域均具重要意义。
1 环境中硒的存在形式硒存在形式的早期研究主要集中于矿床学、矿物学和环境地球化学。
朱建明等[1]于2003年对已发现的107种硒矿物进行了总结和归类,概述了表生环境中硒的存在形式。
环境中硒主要以无机和有机硒形式存在(表1)[2-4,5],不同硒形态间会因pH、Eh和生物作用(如甲基化)等因素的影响而发生转变,其中pH-Eh是主要的影响因素。
图1给出了常温常压下不同形态硒稳定存在的pH-Eh范围。
表一环境中主要的硒化合物[2,5]Table 1 The major selenium compounds in the environment硒化合物化学式存在条件无机硒硒化氢(-Ⅱa) H2Se b气体,不稳定,水中易分解成Se0硒氢化物(-Ⅱ) Se2-还原环境,金属硒化物,土壤中元素硒(0) Se0还原环境稳定存在,水中不溶解亚硒酸盐(Ⅳ) SeO32-弱氧化条件,易溶解,如土壤或大气颗粒偏亚硒酸盐(Ⅳ) HSeO32-酸性或中性条件,易还原,如土壤中二氧化硒(Ⅳ) SeO2化石燃料燃烧放出的气体,易溶于水硒酸盐(Ⅵ) SeO42-弱氧化条件,易还原,易为植物利用硒酸根(Ⅵ) SeO42-,HSeO4-一般土壤环境有机硒二甲基硒化物(DMSe) (CH3)2Se b土壤中微生物、细菌形成的挥发组分二甲基二硒化物(DMDSe) (CH3)2Se2b植物形成的挥发组分二甲基硒砜(CH3)2SeO2b DMSe的前期还原挥发产物,由代谢形成三甲基硒(CH3)3Se+动物代谢产物,以尿形式排放注:a表示无机硒化合物中硒的价态;b表示该硒化合物具有挥发性。
浅谈硒的土壤地球化学特征
浅谈硒的土壤地球化学特征
硒在土壤中的迁移和转化过程十分复杂。
硒可以通过土壤颗粒的沉积、流失和淋溶作用迁移至不同的土壤层和水体中。
在土壤中,硒的形态包括
无机硒和有机硒。
无机硒主要以硒酸盐和硒化物的形式存在,而有机硒主
要来自于土壤中的有机物质。
硒的转化过程主要包括生物转化和非生物转化。
生物转化是指硒在土壤中通过微生物和植物的作用转变为有机硒的过程。
而非生物转化则是指硒在土壤中通过化学反应转变为无机硒或其他化
合物的过程。
硒与土壤健康密切相关。
正常情况下,土壤中的硒含量对人类和动物
的生长发育十分重要。
硒是一种必需微量元素,对机体的免疫系统、生殖
系统和甲状腺功能有着重要的影响。
硒在土壤中的缺乏会导致硒缺乏病,
表现为肌肉无力、免疫功能下降和甲状腺功能异常等症状。
但是,过量的
硒对生物体也有毒性。
土壤中过高的硒含量会引起硒中毒,表现为毛发脱落、生殖功能异常和神经系统损害等症状。
为了维持土壤健康和人体健康,需要合理管理土壤中的硒含量。
一方面,可以通过土壤改良措施来提高土壤中的硒含量。
例如,可以添加含硒
肥料或土壤改良剂来增加硒的供应。
另一方面,也应注意控制硒的排放,
防止硒在土壤中过量积累。
例如,应合理管理废水和废气的处理,减少硒
的排放。
硒及其化合物简介硒
硒及其化合物简介硒元素名称:硒元素符号:Se元素英文名称:元素类型:金属元素相对原子质量:原子序数:34质子数:34中子数:45摩尔质量:79原子半径:所属周期:4所属族数:VIA电子层排布:2-8-18-6常见化合价:+4、+6同位素:单质:硒化学符号:Se颜色和状态:密度:熔点:沸点:发现人:贝采利乌斯发现年代:1817年发现过程:1817年,瑞典的贝采利乌斯从硫酸厂的铅室底部的粘物质中制得硒。
元素描述:稀散元素之一。
在已知的六种固体同素异形体中,三种晶体(α单斜体、β单斜体,和灰色三角晶)是最重要的。
也以三种非晶态固体形式存在;红色和黑色的两种无定形玻璃状的硒。
前者性脆,密度4.26克/厘米3;后者密度4.28克/厘米3。
第一电离能为电子伏特。
硒在空气中燃烧发出蓝色火焰,生成二氧化硒(SeO2)。
也能直接与各种金属和非金属反应,包括氢和卤素。
不能与非氧化性的酸作用,但它溶于浓硫酸、硝酸和强碱中。
溶于水的硒化氢能使许多重金属离子沉淀成为微粒的硒化物。
硒与氧化态为+1的金属可生成两种硒化物,即正硒化物(M2Se)和酸式硒化物(MHSe)。
正的碱金属和碱土金属硒化物的水溶液会使元素硒溶解,生成多硒化合物(M2Sen),与硫能形成多硫化物相似。
元素来源:可从电解铜的阳极泥和硫酸厂的烟道灰、酸泥等废料中回收而得。
元素用途:硒的主要用途为干印术的光复制,这是利用无定形硒的薄漠对于光的敏感性,能使含有铁化合物的有色玻璃退色。
也用作油漆、搪瓷、玻璃和墨水中的颜色、塑料。
还用于制作光电池、整流器、光学仪器、光度计等。
元素辅助资料:硒与它的同族元素硫相比,在地壳中的含量少得多。
硒成单质存在的矿是极难找到的。
硒是从燃烧黄铁矿以制取硫酸的铅室中发现的,是贝齐里乌斯发现铈、钍后发现的又一个化学元素。
他命名这种新元素为selenium。
他还发现到硒的同素异形体。
他还原硒的氧化物,得到橙色无定形硒;缓慢冷却熔融的硒,得到灰色晶体硒;在空气中让硒化物自然分解,得到黑色晶体硒。
植物对硒的吸收转运和形态转化机制
J o u r n a l o f A g r i c u l t u r a l R e s o u r c e s a n d E n v i r o n me n t
D e c e mb e r 2 0 1 4・ Vo 1 . 3 1 ・ No . 6: 5 3 9 — 5 4
然而硒从有益作用到有害作用的浓度范围非常窄而硒是一把双刃剑过量的硒也会对人和动物产生在有益和有害水平的狭窄范围内硒对于人类的健康危害使人和动物患上碱性病或盲珊症等慢性中意义重大植物担任着这方面的关键角色 1 4年 1 2月 ・ 第3 1 卷・ 第6 期: 5 3 9 — 5 4 4
( 1 . C o l l e g e o f R e s o u r c e s a n d E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e s , C h i n a A g i r c u l t u r a l U n i v e r s i t y , B e r i n g 1 0 0 1 9 3 , C h i n a ; 2 . A g r i e u h u r a l C o mp r e h e n s i v e
摘
要: 阐述 了植物对不 同形态硒的吸收 、 转运和形态转化机制 。 植物主要吸收水溶性硒 , 包括部分有机硒 、 硒酸盐和亚硒酸盐 。多
数 研究表明植物对硒 酸盐的主动吸收是 通过 高亲和力 的硫酸盐转运子完成 ,最近的研 究表 明磷 酸盐可 以调节亚硒酸盐的吸收 , 磷 酸盐转运子在亚硒酸盐的主动吸收过程中有 重要作用 ; 植物吸收的硒 酸盐很快从根部转移到地上部 , 在 叶片中被还原成亚硒酸盐 , 进 而转 化为有机硒化 物进 入其他组织 ; 而亚硒酸盐及其代谢 产物 主要积 累在根部 , 极少 转移 到地上部 。 进入植物体中的硒转化为含
硒的同素异形体
硒的同素异形体
硒(Se)具有多种同素异形体,即原子排列方式不同的结构变体。
以下是硒的一些主要同素异形体:
1. α-硒(alpha-硒):α-硒是硒的晶体形态之一,具有灰黑色的外观。
它是一种单斜晶系的结构,其原子排列方式呈螺旋状。
α-硒在较低温度下稳定,但会在较高温度下转变为其他形态。
2. β-硒(beta-硒):β-硒是硒的另一种晶体形态,也称为灰白色硒。
它具有一种单斜晶系的结构,与α-硒相似,但原子排列方式略有不同。
β-硒在较高温度下稳定,但会在更高温度下发生相变。
3. γ-硒(gamma-硒):γ-硒是硒的一种非晶态或胶态形态。
它在常温下呈现为褐色胶状物质,没有明确的晶体结构。
γ-硒在升温时会转变为α-硒。
这些硒的同素异形体在不同的温度和压力条件下会发生相变,从而影响其物理和化学性质。
同素异形体的存在使得硒在不同应用领域具有不同的特性和用途,例如在光电子学、化学合成和生物学等领域。
硒的理化性质及用途
立志当早,存高远硒的理化性质及用途一、硒的理化性质元素符号:Se 相对原子质量:78.84 原子序数:34 摩尔质量:79 原子半径:1.22 所属周期:4 所属族数:VIA 颜色和状态:有灰色金属光泽的固体密度: 4.81 克/厘米³ 熔点:217℃沸点:684.9 ℃发现人:贝齐里乌斯(J.J.Bergelius)发现年代:1817 年稀散元素之一。
在已知的六种固体同素异形体中,三种晶体(α单斜体、β单斜体,和灰色三角晶)是最重要的。
也以三种非晶态固体形式存在;红色和黑色的两种无定形玻璃状的硒。
前者性脆,密度4.26 克/厘米3;后者密度4.28 克/厘米3。
第一电离能为9.752 电子伏特。
硒在空气中燃烧发出蓝色火焰,生成二氧化硒(SeO2)。
也能直接与各种金属和非金属反应,包括氢和卤素。
不能与非氧化性的酸作用,但它溶于浓硫酸、硝酸和强碱中。
溶于水的硒化氢能使许多重金属离子沉淀成为微粒的硒化物。
硒与氧化态为+1 的金属可生成两种硒化物,即正硒化物(M2Se)和酸式硒化物(MHSe)。
正的碱金属和碱土金属硒化物的水溶液会使元素硒溶解,生成多硒化合物(M2Sen),与硫能形成多硫化物相似,硒可从电解铜的阳极泥和硫酸厂的烟道灰、酸泥等废料中回收而得。
二、硒的用途:硒的主要用途为干印术的光复制,这是利用无定形硒的薄漠对于光的敏感性,能使含有铁化合物的有色玻璃退色。
也用作油漆、搪瓷、玻璃和墨水中的颜色、塑料。
还用于制作光电池、整流器、光学仪器、光度计等。
硒在电子工业中可用作光电管、太阳能电池,在电视和无线电传真等方面也使用硒。
另外,硒可在玻璃、颜料及冶金工业中应用。
硒能使玻璃着色或脱色,高质量的信号用透镜玻璃中含2%硒,含硒的平板玻璃用作太阳能的热传输板和激光器窗口红外过滤器。
冶金方面,含硒的碳素钢、不锈钢和铜合金具有良好的加工性能,可高速切削,加工的零件表面光洁;硒与其他元素组成。
硒形态分析研究进展
硒形态分析研究进展摘要:硒是人体必需的微量元素,与身体健康和疾病息息相关。
硒的形态类型众多,不同形态下所具有的功效和毒性也不同,因此通过对不同形态的硒以及价态进行准确的研究对保证人体的安全和健康具有重要意义。
本文通过综合近年来关于硒形态的分析最新的研究成果,介绍硒形态的提取方式、分离方式以及检测方式。
关键词:硒元素;研究进展;形态硒是人体必需的微量元素,并且硒能与身体中的多项活性细胞进行结合,提升人体的免疫力,同时还具有防癌以及缓解人体内重金属毒性的作用。
如果身体内缺少硒元素,可能会导致大骨病和克山病发生的几率较大,因此世界卫生组织建议每天人体都要补充大约200μg的硒,同时我国的营养组织学会也提出人们每天至少要补充50至200μg硒。
由此可见硒元素对于人体的健康有着关键作用,但是目前市场上存在伪造硒元素的食品,相关部门应该引起高度重视。
一、硒形态分析的重要性随着人们会环境问题的认知不断增加,通过研究发现环境中存在着各种有毒元素,且这些有毒元素的反应和迁移行为并不是取决于它们自身的总量,而是它们各自形成的元素形态所决定的。
因此对元素形态的分析可以使人们更好的认识这些有毒元素的特点以及它们的行为,更有利于人们对环境问题的不断探究和发现。
二、硒形态的提取方式提取方式是整个硒形态分析中最为关键的一步,因为它直接影响到整个实验结果的准确性。
因为在形态提取过程中,容易出现互相转换性质的情况。
因此在样品提取时必须要快速高效,避免出现元素之间转换性质的情况。
同样在提取硒化合物的时候,尽量使用无毒的提取剂,并快速的进行提取,保证硒化合物的原始特性不被破坏。
同时对于不同样本所采用的提取方式也有所不同,目前常用的提取方式有固相提取技术、超声提取技术以及微波辅助提取技术。
(一)固相提取固相提取技术的原理为采用固体吸附剂的方式,使液体样本中的目标物与干扰化合物分离,然后使用洗脱剂或热解进行吸附,达到收集样本的目的。
特别是SPE技术的问世,增加了对分析物的检测能力,提升了分析物的回收率,弥补了固相提取方式的存在的缺陷,提升了效率。
有机硒无机硒
有机硒无机硒有机硒和无机硒是两种不同形式的硒元素。
它们在生物体内的吸收和利用方式、生物学效应等方面有着很大的差异。
本文将从化学结构、生物转化、毒性等方面对有机硒和无机硒进行比较分析。
一、化学结构无机硒是指单质Se或者Se2-等无机离子形式,包括亚硒酸盐(如Na2SeO3)、亚硒酸(如H2SeO3)、硒酸盐(如Na2SeO4)等。
它们都是无色晶体,易溶于水,具有强氧化性。
有机硒则是指含有碳-硒键的化合物,包括甲基硒、亚甲基碲、硫代甲基和亚砜等。
其中最常见的有机硒化合物为亚甲基丙烯酸甲酯(MMA)和S-腺苷基-L-甲硫氨酸(SAM)。
二、生物转化无机硒在人体内可以被还原成为一些含有-Se-H键的中间体,并且这些中间体能够参与到一些关键的反应当中。
但是,这种还原过程需要依赖于一些还原酶的作用,而且还原得到的中间体很容易被氧化成为无机硒形式,从而降低了其生物学效应。
相比之下,有机硒更容易被人体吸收和利用。
有机硒在人体内可以通过代谢过程转化为一些含有-Se-C键的中间体,并且这些中间体可以直接参与到蛋白质合成、DNA修复等生物学过程中。
此外,有机硒还可以通过甲基化反应转化为甲基硒形式,从而进一步提高其生物学效应。
三、毒性无机硒具有很强的毒性,摄入过量会引起急性中毒症状,如恶心、呕吐、腹泻等。
长期摄入也会导致慢性中毒症状,如肝损伤、贫血等。
此外,无机硒还具有致癌作用。
相比之下,有机硒的毒性较小。
大量摄入会引起胃肠道不适和头晕等轻微症状,但是不会引起急性或慢性中毒。
此外,在适量范围内摄入有机硒对人体健康有益,可以提高免疫力、预防癌症等。
四、营养价值无机硒虽然具有一定的生物学效应,但是其吸收利用率较低,一般只有10%左右。
因此,无机硒对人体的营养价值较低。
相比之下,有机硒在人体内的吸收利用率较高,可以达到50%以上。
此外,有机硒还具有一些特殊的生物学效应,如对心血管系统、免疫系统等方面的保护作用。
因此,在适量范围内摄入有机硒对人体健康具有很大的营养价值。
植物硒的营养特点及吸收转化机理研究进展
参考内容
摘要
植物对铜的吸收运输及毒害机理是当前研究的热点问题。铜是植物必需的微 量元素之一,但过量的铜对植物生长和发育具有严重的毒害作用。因此,深入了 解植物对铜的吸收运输及毒害机理有助于为植物耐铜性状的遗传改良提供理论依 据。
本次演示综述了近年来植物对铜的吸收运输及毒害机理的研究进展,重点探 讨了植物根系对铜的吸收、运输和分布机制,以及铜离子对植物细胞的毒害作用 及其分子机理。最后,本次演示指出了当前研究的不足之处和未来研究的方向。
三、展望
随着科技的不断发展,我们有理由相信,未来的植物营养诊断方法将更加精 确、快速、无损和高通量。这将使我们能够更好地理解植物的营养需求,实现精 确施肥,提高农业生产效率,保护生态环境。
四、总结
本次演示详细介绍了传统和现代的植物营养诊断方法,并讨论了它们的特点、 优势和局限性。传统的方法如形态学和化学诊断,虽然在实践中已经广泛使用, 但存在一定的主观性和繁琐的操作步骤。现代的方法如生物学和光谱学诊断,具 有更高的精度和更强的无损性,代表了未来植物营养诊断的发展方向。
铜的吸收运输
植物对铜的吸收主要发生在根系。根系通过主动运输和被动运输两种方式吸 收铜离子。其中,被动运输是通过离子通道或水通道蛋白进行的,而主动运输则 需要能量供应和载体蛋白的参与。在铜离子被吸收后,通过细胞内的胞内分布途 径进入细胞器或细胞壁中储存或利用。植物根系对铜离子的吸收受到多种因素的 影响,如土壤中铜离子的浓度、其他离子竞争吸收等。
铜的毒害机理
过量的铜离子对植物细胞的毒害作用主要表现为以下几个方面:
1、铜离子与蛋白质结合:铜离子可与植物体内某些蛋白质结合,干扰蛋白 质的结构和功能,导致植物生理代谢紊乱。
2、损伤细胞膜:铜离子可破坏植物细胞的细胞膜结构和功能,导致细胞内 物质外流,进而影响植物的正常生长和发育。
环境中硒的形态分析
环境中硒的形态分析【摘要】本文对光谱分析法、色谱分析法、电化学分析法、质谱法以及联用技术在硒形态分析中的应用进行了评述,并比较了各种方法的优缺点。
【关键词】硒;形态分析;光谱分析法;色谱分析法;电化学分析法;质谱法;联用技术硒是人体必需的微量元素,硒在环境中的迁移转化规律、生物效应及其毒理不仅取决于其总浓度,还依赖于其存在的具体化学形态,硒的形态常分为有机态硒和无机态硒,按其价态区分为硒化物、元素硒、亚硒酸盐和硒酸盐,其中硒酸盐和亚硒酸盐具较高水溶性,可被植吸收利用,因此硒的形态分析在环境科学、生命科学、食品和医药卫生等方面都具有重要意义。
目前,硒的形态一般为各种形态的有机硒和无机硒,各种形态硒的分析方法主要有光谱分析法、色谱分析法、电化学分析法、质谱法等,由于硒的含量低,样品基体复杂,很多情况下需将特效分离技术和特效检测方法结合起来,在硒的形态分析中,联用技术也获得了广泛的应用。
1.样品的预处理形态分析中样品预处理的关键在于防止处理过程中形态的转变和损失。
国内对血液、奶汁和组织体液中硒的形态进行了分析,对土壤、沉积物样品,如用水、盐溶液提取则液中主要含无机硒;如用碱溶液提取则可提取出较多的有机硒。
另外研究较多的是植物的样品、硒营养品、硒酵母等食品,除用水提取外,也用醇、醚、氯仿等有机溶剂来浸提,以提高硒代氨基酸及蛋白质等有机形态的提取率。
对固体样品进行提取,既要保证有足够的提取回收率,又要尽量避免提取过程中分析物的损失、污染、形态的转化且考虑是否和所用的检测方法相适合。
有文献对此有详细的论述。
测定前还涉及到不同形态的硒转变为易于测定的形式,为此要对样品进行消化。
消化时要保证样品中的硒全部转化为适于测定的形式,同时尽量避免硒的损失。
目前,常用HNO3—H2SO4、HNO3—HClO4、和HNO3—HClO4—HF等消解体系。
用紫外消化技术处理生物样品,有效防止了硒的挥发损失。
2.硒的分离富集环境和生物样品中的硒含量一般都很低,硒的各形态分量就更低,这就有必要在测定各形态之前进行分离富集,同时减少基体干扰,最终降低分析方法的检出限。
硒的化合价
硒的化合价硒是一种重要的微量元素,它在人体中占有重要的作用,尤其是对新生儿的脑发育有着特别的重要作用。
硒的化学特性是比较复杂的,它的化合价也有不同的版本。
本文旨在探讨硒的化合价。
关于硒的化学特性,它具有两种形态:晶体硒和气体硒,他们具有不同的性质。
晶体硒是硒的固体,白色、有光泽,熔点为450摄氏度,沸点为958摄氏度;气体硒是游离状态的,是无色透明的气体,沸点为-59.7摄氏度,熔点为-207.2摄氏度。
而硒的化合价,是指一个原子可以与其他原子分子结合时,所需的共价键的数量和类型。
关于硒的化合价,它有四种:1.t硒的二价:这是硒原子最常见的形式,其化合价为2,主要用于构成硒酸盐。
2.t硒的三价:这是硒原子的稳定形态,其化合价为3,主要用于构成硒的二价酰基类化合物。
3.t硒的四价:这是硒原子的一部分形态,其化合价为4,主要用于构成硒的三价酰基类化合物。
4.t硒的六价:这是硒原子另一种形态,其化合价为6,主要用于构成金属钝化膜。
硒的化合价深受人们的关注,它有着独特的特性,可以用于催化反应,并具有非常重要的应用价值。
例如,用于制造具有抗菌作用的硒化合物,这种化合物可以有效地抑制细菌的生长,可抗癌作用,抗病毒作用,也可以用于牙膏、洗发水等领域。
此外,硒具有独特的发光性质,例如可以用于制造硒荧光灯,这种灯能提供更多的颜色、更高的发光因子,而且寿命更长,有助于改善室内的光照条件。
另外,硒也可以用于生物技术领域,如细胞的激素识别,细胞的免疫抵抗等,以及用于制备医药中的药品。
就硒的化合价而言,由于其不同的形态有着不同的化学性质,所以有着不同的化合价,为硒的不同应用提供了有力的支撑。
因此,硒的化合价对于我们研究硒的化学特性,以及硒的应用发挥了重要作用。
综上所述,硒具有多重的化合价,不同化合价可以用于不同的应用领域。
硒的化合价不仅对于硒的研究和应用具有重要意义,还对于人类健康有着重要作用。
硒ppt课件
在食品工业中,硒元素作为营养强化剂和抗氧化剂被广泛 应用,未来随着人们对健康饮食的追求,硒元素在食品中 的应用将更加广泛。
如何更好地利用硒元素
加强科研合作
加强国际间的科研合作,共享研究成果和资源, 共同推进硒元素的研究和应用。
提高公众认知
加强硒元素的科普宣传,提高公众对硒元素的认 知水平,促进其在日常生活中的合理利用。
硒元素课件
contents
目录
• 硒元素简介 • 硒元素的生物学作用 • 硒元素的缺乏与过量 • 硒元素的应用 • 硒元素的前景展望
01
硒元素简介
硒元素的发现与命名
发现
硒元素是在1817年被瑞典化学家 雅各布·贝采利乌斯首次发现的。
命名
根据元素拉丁名称的命名规则, 贝采利乌斯用古希腊语中的 "Selene"一词来命名这个新元素 ,"Selene"在古希腊语中表示月 亮。
分布
硒在地壳中的丰度较低,约为0.05mg/kg,分布不均匀。全 球范围内,一些地区由于地质条件和自然环境因素,土壤中 的硒含量较高,如中国、美国、加拿大等国家的一些地区。
02
硒元素的生物学作用
硒元素与人体健康的关系
01
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抗氧化作用
硒是人体内重要的抗氧化 物质,可以清除自由基, 减少氧化应激反应,预防 细胞损伤和疾病发生。
控制摄入量
了解食物中硒的含量,控制每 天摄入的硒总量,避免过量或
缺乏。
特殊人群注意
孕妇、哺乳期妇女、老年人等 特殊人群对硒的需求量较高,
应特别关注硒的摄取量。
04
硒元素的应用
硒元素在农业上的应用
植物生长促进
硒 生物 转化
硒生物转化硒的生物转化指的是微生物和植物吸收利用土壤或饲料中的硒,将其转化为有机的过程。
这个过程主要通过以下步骤实现:1. 微生物对硒的代谢:微生物对硒的代谢主要包括硒的转运、还原、氧化、同化、甲基化等。
其中,微生物对可溶态硒的吸收转运通过一套硫酸盐ABC转运通透酶系统完成。
有的细菌可以将化学单质硒和含硒矿物(硒混合物)转化为亚硒酸盐。
同时,细菌、真菌和酵母都可以进行硒的生物甲基化,将硒酸盐或亚硒酸盐转化为二甲基硒化物(DMSe)和二甲基联硒化物(DMDSe)。
2. 硒在微生物细胞中的同化:硒在微生物细胞中被同化为硒氨基酸,包括硒代蛋氨酸、硒代胱氨酸和硒代半氨酸,并进一步参与硒蛋白的合成。
硒代半胱氨酸是第21种氨基酸,其密码子为UGA,并有专门的tRNA。
3. 富硒农产品的生产:富硒农产品就是通过生物转化的方法,在动植物的自然生长过程中,把土壤或含硒肥料和富硒饲料中的硒吸收利用到动、植物体内,并转化成为有机硒,如硒代蛋氨酸、硒代胱氨酸、硒代半胱氨酸等,从而生产出有机硒含量较高的产品。
主要有两种方式实现:直接从富硒土壤中生长出来的天然农作物和通过使用富硒肥或喷洒富硒丰产液等手段来培育的富硒产品。
硒的生物转化是一个复杂的过程,涉及到微生物和植物对硒的吸收、转化以及最终将其转化为有机硒。
这个过程需要经过一系列的化学反应和生物化学反应,最终使得硒被植物和微生物所利用。
在这个过程中,硒首先被植物的根系吸收,然后通过植物的细胞膜进入植物细胞内。
在植物细胞内,硒被转化为有机硒,如硒蛋白或硒核酸,这些有机硒具有许多生物学功能,如抗氧化、免疫调节等。
除了植物外,微生物也能吸收和转化硒。
微生物将硒摄入后,通过自身的生物化学反应将其转化为有机硒。
这些有机硒可以被微生物利用,也可以被植物吸收并转化为自身的有机硒。
硒的生物转化对于环境和人类健康具有重要意义。
一方面,通过生物转化将无机硒转化为有机硒,可以减少对环境的污染和对人体的毒性;另一方面,有机硒对于人体具有许多重要的生物学功能,如抗氧化、免疫调节等,对于预防和治疗一些疾病具有重要作用。
农产品中五种硒形态
农产品中五种硒形态
农产品中的硒形态主要分为无机硒和有机硒两大类。
无机硒主要有Se(IV)、Se(VI)和硒化物等形式。
而有机硒则是通过生物转化的方式,使硒与生物体内的有机物质相结合形成,主要包括硒蛋白、硒氨基酸、硒多肽、硒多糖和硒核酸等。
在有机硒中,硒代氨基酸是一种重要的存在形式,包括硒代蛋氨酸(SeMet)、硒代半胱氨酸(SeCys)和甲基硒代半胱氨酸(MeSeCys)等。
这些硒代氨基酸在人体日常膳食中扮演着重要的角色,其中硒代蛋氨酸主要来源于植物体,而硒代半胱氨酸则主要来自于动物体。
此外,硒还可以与纤维素、蛋白质以及糖类中的C、N 等原子结合,形成含硒大分子,如硒蛋白和硒多糖等。
总的来说,农产品中的硒形态多种多样,这些不同形态的硒在营养价值和生物利用度上也有所差异。
如需更多信息,建议咨询农业专家或查阅相关文献资料。
富硒土壤中硒的形态和价态转化特征
总762期第二十八期2021年10月河南科技Journal of Henan Science and Technology 能源与化学富硒土壤中硒的形态和价态转化特征马彦斌 步 娟 马 瑛 张浩生 马 程(宁夏回族自治区基础地质调查院,宁夏 银川 750021)摘 要:硒作为人体必不可少的微量元素之一,对人体的健康有着很大影响,而人类摄入硒的主要来源之一是食用富硒的农作物。
相关研究显示,富硒的土壤不一定能够种植出硒元素含量多的植物,因为植物只能够吸收有效态的硒,而土壤中的硒是以不同的形态存在的,所以富硒土壤中并不能保证其有效态硒含量高。
以宁夏石嘴山土壤为研究对象,主要研究在不同时间和温度下培养土壤时硒的形态和价态转化特征。
结果表明,硒在土壤中的赋存形态主要可分为RES-Se、OM-Se、FMO-Se、SOL-Se和EX-Se。
其中:EX-Se、SOL-Se含量最少;可交换态及碳酸盐结合态硒和可溶态硒以Se4+和Se6+为主,无Se2-,其Se4+、Se6+含量占比为73%~76%。
研究还发现,SOL-Se和EX-Se的含量与培养时间与温度成正比,其中Se4+和Se6+会在时间温度增加的同时一起增加,而FMO-Se、OM-Se和RES-Se的含量则与之相反。
关键词:硒;富硒土壤;价态;形态;转化特征中图分类号:S153.6 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2021)28-0124-03 SPECIATION and Valence Transformation of Selenium in Selenium-Rich SoilsMA Yanbin BU Juan MA Ying ZHANG Haosheng MA Cheng(Geological Bureau of Ningxia Hui Autonomous Region, Yinchuan Ningxia 750021)Abstract: As one of the essential trace elements in human body, selenium has a great impact on human health, and one of the main sources of human intake of selenium is to eat selenium rich crops. Relevant studies show that plants with high selenium content may not be able to grow in selenium rich soil, because plants can only absorb available selenium, and selenium in soil exists in different forms. Therefore, the content of Available Selenium in selenium rich soil can not be guaranteed to be high. Taking the soil in Shizuishan area of Ningxia as the material, this paper mainly studied the cultivation of soil at different time and temperature, and studied the characteristics of selenium form and valence transformation. The results show that the occurrence forms of selenium in soil can be divided into RES-Se, OM-Se, FMO-Se, SOL-Se and EX-Se, in which the contents of EX-Se and SOL-Se are the least. Exchangeable and carbonate bound selenium, soluble selenium is mainly Se4+ and Se6+ without Se2-, and the contents of Se4+ and Se6+ account for 73%~76%. It was also found that the contents of SOL-Se and EX-Se were directly proportional to the culture time and temperature, and the contents of Se4+ and Se6+ increased with the increase of time and temperature, while the contents of FMO-Se, OM-Se and RES-Se were opposite.Keywords: selenium;selenium rich soil;valence state;form;transformation characteristics硒作为人体必需的微量元素之一,适量摄入可以帮助人们预防心血管等疾病,同时可以帮助人们提高免疫力,但过量摄入也会导致人体健康受损[1]。
硒元素特点
硒元素特点硒是一种非金属元素,其化学符号为Se,原子序数为34。
硒的特点包括物理性质、化学性质以及生物学作用等方面。
从物理性质方面来看,硒是一种脆性固体,具有灰白色或红色的外观。
它的密度较低,约为4.79克/立方厘米。
硒的熔点较低,约为221摄氏度,而沸点则较高,约为685摄氏度。
此外,硒是一种良好的电导体,在光照下具有光电效应,可以转化为电能。
这使得硒在光电子技术和光伏产业中有着广泛的应用。
从化学性质方面来看,硒是一种活泼的元素。
它可以与多种元素发生化学反应,如与氧、硫、氟等元素形成化合物。
硒还可与金属形成硒化物,例如与铜形成Cu2Se。
此外,硒还可以与氢化物反应生成硒化氢(H2Se)气体。
硒的化学性质使得它在化学工业、农业和医药领域有着广泛的应用。
在生物学作用方面,硒是一种重要的微量元素。
它在人体内具有多种生物学功能,其中最为重要的是硒对抗氧化应激和参与酶的活性调节。
硒可以作为一种抗氧化剂,帮助清除体内的自由基,减少氧化应激的损害。
此外,硒还参与多种酶的活性调节,例如硒依赖性谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和硒蛋白P等。
这些酶在维持细胞内氧化还原平衡和抵抗氧化应激方面发挥着重要作用。
硒还与人体的免疫系统、生殖系统以及甲状腺功能等密切相关。
硒可以提高免疫细胞的活性,增强机体的免疫力。
它还参与男性的生殖功能和女性的生殖健康。
此外,硒还是一种重要的甲状腺功能的调节剂,可以促进甲状腺激素的合成和代谢。
因此,适量的硒对于人体的健康非常重要。
除了在人体内的作用外,硒还在环境中具有一定的生物学效应。
一方面,硒可以在土壤中富集,进入植物体内,进而通过食物链传递到动物体内。
这使得土壤中的硒含量对植物的生长和动物的健康具有重要影响。
另一方面,硒也可以在环境中发挥毒性作用。
高浓度的硒会对生物体造成损害,引起硒中毒。
因此,在农业和环境保护中,合理管理硒的含量是非常重要的。
总结一下,硒是一种重要的非金属元素,具有多种特点。
硒的化学形态分析
硒(Selenium)是一种半金属元素,其化学形态有多种,常见的有四种:硒元素(Elemental Selenium)、硒化物(Selenides)、硒酸盐(Selenates)和硒酸根(Selenites)。
一、硒元素(Elemental Selenium)
硒元素是一种半金属元素,它以三种不同的结构形式存在:α-硒(α-Se)、β-硒(β-Se)和γ-硒(γ-Se)。
这三种结构形式的物理性质有所不同:α-硒是红色粉末,熔点低达90℃;β-硒是黑色晶体,熔点为221℃;γ-硒是黑色晶体,熔点为217℃。
二、硒化物(Selenides)
硒化物是一类普遍存在的硒化合物,其化学结构为SeX2,其中X可以是氢、铁、锡、铝、钠、镁等一系列元素。
它们的熔点均比硒元素要高,有的甚至可以达到1000℃以上。
三、硒酸盐(Selenates)
硒酸盐是以硒元素为中心,结合六个氧原子而形成的六角结构,其化学式为SeO42-,熔点较低,一般在100℃左右。
四、硒酸根(Selenites)
硒酸根是由一个硒元素与四个氧原子结合而成的六角结构,其化学式为SeO32-,熔点比硒酸盐要低,一般在50℃左右。
上述是硒的四种化学形态,它们的物理性质各有差异,应用也有所不同。
硒元素主要应用于医药、电子等行业,硒化物主要用于铸造业和制造行业。
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土壤中硒的形态及转化
硒为稀有分散元素,在地壳中含量很少,并且在土壤中的分 布极为不均,甚至因点而异。世界土壤自然含硒量在 0.01 ~ 2.0 μg/g,一般土壤中硒含量约 0.4 μg/g ,刘铮(1996)认为 可以把 0.3 μg/g 作为当今世界土壤含硒量的平均值。我国 土壤硒元素背景值约为0.13 μg/g.元素态硒和有机结合态 硒是土壤中硒的主要成分,分别占到了总硒的 46%和 33%, 可溶态硒和可交换态硒含量较低,分别为总硒的 5%和 13%. 硒在土壤中以多种形态存在,包括元素态硒、矿物态硒、 水溶性硒、吸附态硒、有机态硒和挥发性硒等,硒的价数 有Se6+、Se4+、Se2+、Se0和Se2-等。不同形态硒的化学性 质、生物利用率有所不同,其形态影响硒的有效性。
土壤中的其他元素
土壤除了通过吸附固定作用来影响硒的生物可利用性外, 还可以通过某些离子与硒竞争植物和土壤中的结合位臵 来影响植物对硒的吸收。由于硫和硒在化学和物理性质 上的相似性,含硫化合物施加于土壤中会减少植物对硒 的吸收,硫—硒拮抗效应与硫及硫化合物的形式有关, SO42 -对硒酸盐的影响比对亚硒酸盐更大。相反,在土 壤中加入 PO43 -则会增加植物对硒的吸收,因为 PO43 -易于被土壤吸附,取代了土壤中固结的亚硒酸盐,从 而提高了硒的生物可利用性,但是由于 PO43 -促进了植 物的生长,又会稀释植物中硒的含量。此外,硒元素还 与重金属有较强的伴生关系,两者容易发生拮抗作用, 从而达到相互制约的作用。
土壤的氧化还原条件
硒的氧化还原状况能直接影响硒的价态变化,从而 影响硒的环境生物可利用性。在大多数自然氧化还 原状态下,亚硒酸盐( Se4 +) 和硒酸盐( Se6 +) 是主 要的无机硒形态。在氧化条件下,硒的主要形态是 SeO42 -,其环境生物可利用性升高; 在还原条件下, 氧化态硒在微生物作用下被还原为 Se0和 Se2 -,其 环境生物可利用性降低。
土壤的 pH 值与氧化还原条件
土壤的 pH 值和氧化还原状况是控制土壤离子化学 行为和许多其他重要过程的最重要因素,它们对土 壤硒的环境生物可利用性的影响主要表现在对土壤 硒的化学形态的影响,其中 pH值还会通过影响土壤 胶体对硒的吸附能力来影响土壤硒的环境生物可利 用性。
土壤的 pH 值
土壤的 pH 值在很大程度上决定着土壤硒的存在形态 与环境生物可利用性。硒在碱性土壤中易被氧化为 SeO42 -,而 SeO42 -是可溶性硒,比SeO32 -更 易被植物吸收利用。在酸性与中性土壤中,SeO32 -是土壤中无机硒的主要形式,这种硒易被土壤胶 体复合物吸收,尤其易与铁、铝氢氧化物形成难溶 性复合体,而且这种吸附作用随 pH 值的升高而下降
影响硒有效性的因素
硒的有效性除了受它的形态影响之外,还与土壤类型、质 地、pH、氧化还原电位(Eh)、有机质含量等因素有关。 由于pH在很大程度上决定了硒存在的化学形态,因此影响 了硒的有效性,当土壤溶液呈酸性到中性时,土壤中硒的有 效性最低,随着pH升高,硒的有效性也相应提高,土壤Eh影 响土壤硒的价态变化。土壤有机质与土壤有机硒在数量 上关系密切,一般成正比,但与有机硒的关系则决定于有机 质分解的程度,有机质未完全分解可降低土壤硒的有效性。 土壤质地对硒的影响主要是指粘土矿物和氧化铁可迅速 吸收Se4+,降低Se4+的有效性。离子竞争主要指SO42-和PO43。 SO42-对硒有拮抗作用,植物组织中含硒量随所施加的SO42量增加而减少,抑制植物吸收硒,而PO43-促进植物吸收硒。
其他条件
土壤硒的生物可利用性除了与土壤本身的物理化学 性质有关外,还与其他条件有关。通常,硒从土壤 转移至植物,植物死亡后就地分解,硒又回到土壤 中去。如果植物被转移,如收割作物,将会导致土 壤硒的耗尽,需通过其他途径,如灌溉、地表水、 施肥等加以弥补,因此,作物缺硒通常会出现在强 度耕种、土壤受到强烈淋溶的湿润地区,这些土壤 施过大量的商业肥料,并收获过很高的作物产量。
有机态硒
土壤中有机态硒主要来源于含硒植物分解产物及其 合成物,是土壤有效硒的主要来源。植物体内的硒及 其有机化合物在分解转化过程中进入土壤,与土壤腐 殖质或有机质络合形成有机-矿质复合体。一般与富 里酸络合的硒易被植物吸收,而与胡敏酸络合的硒为 不溶态,植物难以吸收。
挥发性硒
土壤中部分无机硒和有机态硒化物经微生物分解后, 呈气态烷基硒化物挥发散失到大气中。在嫌气条件 下,土壤中元素态硒、亚硒酸盐、硒酸盐和硒化胱氨 酸可被微生物作用,产生硒化氢。
总的来说,硒的环境生物可利用性随 pH 值和 Eh 值 的增大而增大。
土壤质地
除了土壤的 pH 值和氧化还原条件外,土壤质地也会 影响土壤硒的生物可利用性。虽然全硒含量与黏土 矿物含量呈正相关,但是由于细颗粒物对硒的吸附 作用,水溶性硒和植物含硒量则与黏粒含量呈负相 关,黏土质土壤上生长的植物吸收的硒只有沙土上 与硒的生物可利用性也密切相关,氢氧化铁对硒的 固定作用甚至超过黏土矿物。
元素态硒
在土壤中含量很少,不溶于水,植物难于吸收,在适宜条 件下,可通过水解、氧化剂及微生物作物直接氧化为 亚硒酸盐或硒酸盐。而亚硒酸盐和硒酸盐,经微生物 作用可被还原成元素态硒。
矿物态硒
包括硒矿物和硒化物(Se2+),普遍存在于半干旱地区 土壤中,大多难溶于水,除碱金属的硒化物外,植物难以 吸收,可通过风化作用释放一些可溶性硒。
水溶性硒
主要包括硒酸盐和亚硒酸盐,硒酸盐(Se6+)在土壤中 含量很少,是干旱、碱性土壤中硒的存在的主要形态, 其可溶性高,易被植物吸收利用,并易被还原为亚硒酸 盐(Se4+),植物的硒毒主要是吸收Se6+所致,常把水 溶态硒作为测定土壤有效硒的1种方法。亚硒酸盐 (Se4+)是温带湿润森林土壤和酸性土壤中可溶性硒存 在的主要形态,易溶于水,并易被植物吸收利用。
土壤有机质
有机质对土壤硒有双重作用,一方面有机组分中的 硒是以与有机化合物成结合物的形式存在,或者由 于微生物的作用结合到氨基酸和蛋白质中,所以比 粘土矿物有更强的固定能力; 另一方面有机质的增加 会导致有机硒的增加,从而增加硒的生物可利用性。 这与有机质的组成有关,富里酸比例大时,硒的生 物可利用性升高; 而胡敏酸比例大时,硒的生物可利 用性降低。
影响土壤硒生物可利用性的条件多种多样,但总的 来说,一般通过3 条途径来发挥作用: ( 1) 影响或改变 土壤硒的存在形式或状态; ( 2) 改变土壤对硒的固定 能力;(3)通过竞争、拮抗等方式影响植物吸收硒的 过程。
展望
今后在研究理论上,还需对硒在作物体内的生理作用 机制、硒对作物生长发育进程的影响、硒在土壤和 植物体内迁移与转化、硒在食物链中的迁移与转化 等方面进行深入研究;在生产应用上,加强硒在作物上 的有效施用方式研究,做到合理施用硒肥,提高作物产 量、品质和作物体内硒含量,特别是有机硒的含量,以 更好地发挥有益于人类健康和畜牧业生产的硒生物 效应。