论文题目或 选题范围 | 安康西部县域硒镉影响因素与土地安全研究 | ||||
选题背景及 支撑项目 | 《安康西部土壤硒镉共生区富硒土地安全利用研究》科研项目，来源于陕西省水工环地质调查中心 | ||||
阅读文献 情况 | 阅读国内文献 20 篇，其中近10年出版的文献 10篇； 阅读国外文献 10篇，其中近10年出版的文献5篇。 | ||||
文献综述及 开题报告 内容提要 | 陕西紫阳是全国出名的富硒区，地下有两片异常大面积的寒武统鲁家坪组碳硅板岩以及下志留统大贵坪组碳质板岩及含硅页岩，被认为是该地区高硒的主要原因。对该研究区开展调查研究，可以为安康地区富硒农产品调整提供技术参考和第一手数据资料。 主要研究内容如下： 1.分析研究区相关元素的地球化学特征，包括含量特征及分布特征。 2.探讨研究区硒、镉等元素的影响因素。 3.以根系土以及农作物测试数据为基础，对农作物进行安全评价，并结合硒对镉的拮抗作用，建立模型。 现在已经完成了硒元素、镉元素以及其他重金属元素的地球化学图的制作。发现硒元素与镉元素在研究区的高值区非常接近，推测与当地基岩有关。完成了土壤样数据的相关分析和聚类分析。对根系土样品的硒形态分析进行了初步的数据处理。完成了对农作物中硒元素和重金属元素的富硒情况和超标情况的基础分析工作。研究区主要农作物中不存在砷、铬、铜、镍和汞元素的超标现象； 下一步工作计划如下： 1.对上述存在的问题进行技术攻关； 2.完成农作物硒元素预测模型的建立； 3.加强对文献的收集整理； | ||||
导师 对开 题报 告的 评语 | 导师（签名）： 年月日 | ||||
评议 小组 主要 成员 | 姓名 | 职称 | 姓名 | 职称 | |
评议 小组 对开 题报 告的 意见 | 成绩（优、良、中、及格、不及格）： 评议小组负责人（签名）： 年月日 | ||||
教 研 室 意 见 | 教研室主任（签名）：年月日 | ||||
硒（Se）是人和动物必需的微量营养元素。它具有多种生物学功能，例如增强动植物的免疫力，抗氧化和影响癌症基因表达等（Fordyce, 2013；
Khurana et al., 2019；
Huang et al., 2013；
Mao et al., 2016）。硒在植物生长，农业生产和生态学等其他几个领域也受到了普遍关注（Fordyce et al., 2000；
Helzlsouer et al., 2018；
Johnson et al., 2010）。事实证明，人体摄入硒不足会导致“克山病”和“白肌病”（Fordyce, 2005；
Shi et al., 2017；
Wang and Gao, 2001）。然而，过量摄入硒会导致一系列健康问题，包括诸如脱发和指甲，皮肤损伤，神经系统疾病甚至麻痹和死亡等症状（Bajaj et al., 2011；
Fordyce, 2005；
Lemire et al., 2012）。
在世界上绝大多数的土壤中，硒的浓度范围为0.01-2.0 mg/kg，平均浓度为0.4 mg/kg，且分布极不均匀（Fordyce, 2007；
Pezzarossa and Petruzzelli, 2001）。许多国家相继报道了土壤中硒含量过多或不足的现象（Dhillon and Dhillon, 2003；
Ermakov and Jovanovic, 2010；
Gabos et al., 2014）。研究人员观察到各国土壤中的硒缺乏问题，包括苏格兰为0.11-0.88 mg kg-1（Fordyce et al., 2010）；
日本为0.05-2.80 mg kg-1（Yamada et al., 2009）；
西班牙为0.01-2.7 mg kg-1（PérezSirvent et al., 2010）。我国主要农用地耕作层中硒元素含量范围为0.06-0.32mg/kg，平均值为0.16 mg/kg。我国东北地区黑土中硒元素含量的平均值为0.11mg/kg，暗棕壤中硒元素含量的平均值为0.12mg/kg。黄土高原地区主要土壤类型褐土以及黑垆土中硒元素含量的平均值为0.08mg/kg。云南、四川等地区主要分布的土壤类型紫色土及棕壤中土壤硒元素的平均含量为0.06mg/kg。我国西藏高原南部、东部的黑毡土以及亚高山草甸土，土壤中硒元素含量均处于较低水平，形成了以土壤-植物-受体低硒及硒缺乏为主要特征的中国低硒带（Tan, 1989；
Tan et al., 2002；
Wang et al., 2017）。
世界上低硒的土壤面积比高硒的土壤面积大得多（Girling.,1984；
Haudin et al.,2007）。只有陕西紫阳、湖北恩施等个别地区为富硒地区。在湖北恩施地区的高硒区，发现了沉积型硒独立矿床，这可能是导致该地区高硒的主要原因；
在陕西紫阳地区的高硒区，发现两片异常大面积的寒武统鲁家坪组碳硅板岩以及下志留统大贵坪组碳质板岩及含硅页岩，是该地区高硒的主要原因。受到地层分布的影响，土壤及农作物中镉元素含量也存在一定程度的超标现象，镉元素超标会对人体产生严重影响，例如骨骼、肝脏的损伤（谢浩等，2019；
熊超等，2019），故选择在典型高硒高镉区陕西安康西部县域开展土壤硒镉的影响因素及土地安全区划的研究。对该研究区开展调查研究，可以为安康地区富硒农产品调整提供技术参考和第一手数据资料。
地层单位
X | S | V | R | 地层单位 | X | S | V | R | |
高桥组 | 3. 40 | 1. 67 | 49. 22 | 42. 5 | 耀岭河岩组 | 0. 97 | 1. 74 | 79. 0 | 12. 18 |
权河口组 | 0. 17 | 0. 12 | 69. 9 | 2. 18 | 灯影岩组 | 16. 98 | 27. 0 | 158. 96 | 212. 31 |
斑鸠关组 | 2. 24 | 1. 95 | 87. 12 | 27. 96 | 鲁家坪岩组 | 9. 19 | 8. 04 | 87. 55 | 114. 82 |
陡山沟组 | 0. 09 | 0. 09 | 99. 7 | 1. 24 | 箭竹坝岩组 | 2. 38 | 3. 35 | 140. 77 | 29. 73 |
滔河口组 | 0. 09 | 0. 05 | 53. 4 | 1. 24 | 洞河岩组 | 0. 42 | 0. 68 | 157. 53 | 5. 36 |
五峡河组 | 0. 58 | 0. 71 | 120. 9 | 7. 29 | 斑鸠关岩组 | 5. 39 | 5. 46 | 94. 32 | 72. 11 |
梅子垭岩组 | 0. 78 | 2. 47 | 316. 03 | 0. 98 | |||||
平均值 | 1. 95 | 4. 21 | 216. 2 | 24. 36 | 平均值 | 2. 53 | 9. 78 | 386. 86 | 31. 60 |
地层小区 | 高滩-兵房街地层小区 | 紫阳-平利地层小区 | |||||||
注：X-算术平均值，S-标准离差，V-变化系数，R-富集系数
根据《安康土壤及农副产品硒资源调查与评价》结果，2009-2010年安康学院在本地区完成了“九县一区”硒资源普查工作，按照土壤采集样品数（7176件）及控制土地面积（2506km2）计算，样品控制密度为2.8个/km2，同时采集了植物样品，包括粮食作物、蔬菜、林果、茶叶、肉类、药材等7类65种，共计607件。泉水、溪水样品612件。测定硒元素含量样品8552件。分析统计结果如下：
1.认为安康地区富硒规律具有“南富北贫”的特征。在宁陕、旬阳、汉滨三个北部县区呈分散点状分布，在西南部到东南端分布富硒土地面积最大，占中硒以上土壤总面积的90%以上，富硒带中的土壤表土含硒值均较高，硒含量0.006-15.395mg/kg，平均达到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%。对“九县一区”可耕作土壤样本检测硒含量平均值统计分析，结果宁陕县土壤属于低硒土壤区，旬阳县土壤属于中硒土壤区，其余六县均属于高硒土壤区。土壤硒含量顺序为：紫阳县＞岚皋县＞镇坪县＞平利县＞汉阴县＞石泉县＞汉滨区＞白河县＞旬阳县＞宁陕县。
2.种植不同农作物的表层土壤硒含量有明显差异。顺序为：油菜地＞茶园土＞桑地＞水稻土＞红薯地＞菜地土＞莲藕地，菜地土和莲藕地属于低硒土壤，其余土壤均属于中高硒土壤。
综上所述，安康学院对安康地区的土壤调查分析结果表明，富硒土壤的分布范围与1:5万调查富硒地层的分布范围基本一致。
本文的主要研究内容包括：
1、查阅相关的文献及资料，了解研究区岩石、土壤等介质的分布状况。开展野外样品采集及室内分析测试。
2、分析研究区相关元素的地球化学特征，包括含量特征及分布特征。
3、探讨研究区硒、镉等元素的影响因素。
4、以根系土以及农作物测试数据为基础，对农作物进行安全评价，并结合硒对镉的拮抗作用，建立模型。
