Geochemistry and spatial distribution of Se element in soils of typical Se-rich area in Xinmi, Henan Province
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摘要:
硒(Se)是人和动物体必需的微量元素之一。通过土地质量地球化学调查评价，发现新密市南部土壤富硒资源丰富，系统采集并分析了代表性的土壤(表层和深层土样)、农作物(小麦)及岩石样品，探讨了土壤Se元素的空间分布规律、富硒土壤成因及其生物效应。测试结果表明，土壤总Se含量介于0.06~3.99 mg/kg之间，Se元素平均含量为0.44 mg/kg。根据河南省富硒土壤评价标准，工作区圈定富硒土地面积103.7 km2。对土壤-岩石地球化学剖面进行分析，推断工作区土壤硒异常主要来源于成土母质、次生富集和人为作用。工作区大宗粮食作物小麦中品质较好，52.94%的样品为富硒小麦。
Abstract:Selenium (Se) is an essential trace element for humans and animals.Through the soil quality geochemical investigation and evaluation, it was found that the southern part of Xinmi was rich in selenium resources. Soils (topsoil and subsoil), crops (wheat) and rock samples were systematically collected and analyzed, and the spatial variation, genetic mechanism and biology effect of soil Se were discussed.The analytical data showed that soil total Se contents in southern Xinmi ranged from 0.06 mg/kg to 3.99 mg/kg, with an average of 0.44 mg/kg. According to the evaluation standard of selenium-rich soil in Henan Province, the area of selenium-rich land in the working area is 103.7 km2. The analysis of soil profile and soil-forming rock indicates that the soil Se in the study area was mainly derived from soil forming rock, secondary enrichment and anthropogenic source. The Se-enriched ratio of wheat samples was 52.94% according to national standards.
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Keywords:
- Xinmi /
- soil /
- selenium /
- selenium spatial variation /
- geochemistry
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致谢: 富硒土壤调查评价工作得到河南省地质调查院张燕平、胡永华教授级高工及河南省地矿局第二环境地质调查院郭坤、韩芳伟工程师等的指导和支持，在此一并表示感谢。
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图 4 岩石及土壤水平剖面Se元素含量对比
∈2zh—中寒武统张夏组；O2m—中奥陶统马家沟组；C2+3—中-上石炭统；P1—下二叠统；P2s1—上二叠统石盒子组下段；P2s2—上二叠统石盒子组上段；P2sh—上二叠统石千峰组
Figure 4. Comparison of Se contents of rock and soil in horizontal profile
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图 5 土壤垂直剖面Se元素含量特征(A和B剖面)
Figure 5. Characteristics of Se contents in vertical soil profiles (profiles A and B)
表 1 研究区表层土壤地球化学参数
Table 1 Geochemical parameters of surface soils in the study area
元素 原始数据/(mg·kg-1) 全国丰度/(mg·kg-1) K1 河南省背景值/(mg·kg-1) K2 最大值 最小值 平均值 标准差 中值 变异系数 Se 3.99 0.06 0.44 0.30 0.41 67.45 0.20 2.22 0.201 2.19 注：K1为研究区表层土壤Se元素含量平均值与全国土壤Se丰度的比值；K2为研究区表层土壤Se元素含量平均值与河南省土壤Se背景值的比值 
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表 2 研究区各地质背景表层土壤样品中Se含量
Table 2 Statistics of Se contents in surface soil samples of different geological background in the study area
地层 样本数 最小值/ (mg·kg-1) 最大值/ (mg·kg-1) 平均值/ (mg·kg-1) 富硒样品数 富硒率/% 寒武系 23 0.07 0.74 0.37 16 69.56 奥陶系 17 0.11 0.56 0.35 12 70.59 石炭系 23 0.27 1.06 0.5 21 91.30 二叠系 86 0.07 1.36 0.37 51 59.30 第四系 233 0.06 3.99 0.48 3 75.00
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表 3 研究区主要土壤类型中硒等指标含量
Table 3 Indexes statistics of Se and other elements of different soil types in the study area
土壤类型 统计参数 有机质/(g·kg-1) Fe2O3 /% pH Se /(mg·kg-1) 富硒样品个数 富硒率/% 褐土(n=387) 均值 31.64 4.19 8.29 0.42 254 65.63 中值 25.81 4.17 8.21 0.37 最小值 2.78 3.10 7.19 0.06 最大值 306.30 8.91 9.46 1.36 潮壤土(n=22) 均值 39.50 4.18 8.30 0.57 19 86.36 中值 33.00 4.16 8.30 0.47 最小值 5.96 3.78 7.71 0.09 最大值 147.72 5.65 8.55 2.70 红粘土(n=15) 均值 34.96 4.61 8.00 0.80 5 62.50 中值 33.19 4.49 7.97 0.60 最小值 13.90 3.91 5.98 0.20 最大值 54.20 9.43 8.50 3.99 潮土(n=8) 均值 29.56 4.17 8.40 0.42 13 86.67 中值 23.49 4.15 8.40 0.32 最小值 5.25 3.39 7.99 0.07 最大值 53.92 4.67 8.57 0.87
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