(三)硒中毒的地理分布
1.硒中毒的地理分布
据报道,世界上发生硒中毒的国家和地区有:美国的南达科他、内布拉斯加、怀俄明、亚利桑那、堪萨斯、北达科他、新墨西哥、蒙他那、犹他等州,爱尔兰的利默里克、提珀雷里、未思等郡,以色列的Huleh盆地,澳大利亚的北昆士兰州,墨西哥的加纳华托、奇瓦瓦、托雷翁、萨尔提略、墨西哥城等。中国的湖北和陕西省,哥伦比亚,南非,委内瑞拉等。另外,阿尔及利亚、西班牙、保加利亚和法国曾发现含有致毒量 Se 的小麦和植物,而在前苏联和加拿大也报导有富Se植物和富Se土壤分布区。
硒中毒地区主要受非地带性的地质因素——岩石的影响,所以,其分布不是呈地带性规律,而是呈散灶状分布,如爱尔兰的硒中毒范围只不过30平方英里。我国的湖北恩施、陕西紫阳为硒中毒灶状病区,主要与高硒含煤地层有关。
2.硒中毒地区的高Se环境
①高 Se的地质背景——岩石含 Se高:世界的硒中毒地区一般都分布在富 Se岩层上,Beath等人(1934年)对怀俄明硒中毒地区各种岩石的含Se量进行研究后发现,该地的白垩系凝灰岩质沉积岩含有大量的Se,范围值为12.5~187ppm。犹他州硒中毒地区的碳质页岩和页岩含Se也较高,为 2~50ppm,海相碳质页岩为 1~277ppm,最高达 675ppm。这说明早至古生代植物或腐败的有机质就能累积或吸收 Se,其他大陆页岩的含 Se情况表明,中生代和古生代可能是Se最广泛的沉积时期,这个地质时代的沉积岩含Se一般较高。Fleming等人指出,爱尔兰的硒中毒地区,含黄铁矿的页岩、风化页岩和风化石灰岩等,含Se0.1~28.5ppm。湖北恩施硒中毒地区的煤含 Se 329ppm,陕西紫阳硒中毒地区的煤含 Sel.18~37.02ppm,而四川等非中毒地区的紫色砂岩含Se只有0.05ppm。硒中毒地区的富Se岩层为病区的土壤提供了富Se的成土母质。
②土壤含Se高:岩石风化产物是土壤形成的物质基础,富Se岩层的风化产物给土壤提供了丰富的Se,因此,硒中毒地区由于富Se岩层的影响,其土壤含Se量一般较高。美国南达科他和怀俄明等地的富 Se地区,土壤表层含 Se 22ppm,下层为 23ppm,其中 30%为有机硒,12%为硒酸盐。美国其它富 Se地区表层土壤含 Se 15~20ppm。下层为 0.7~16ppm。亚利桑那、新墨西哥、北达科他、蒙他那和犹他等地,硒中毒地区范围较小,土壤含Se量也较低,在5ppm以下。美国的非硒中毒地区,土壤Se只有0.01~2.5ppm。爱尔兰硒中毒地区土壤含Se高达 13~105ppm,而非中毒地区只有 1.4~3.3ppm。另外,该中毒地区土壤中的有机质含量较高,为0.62~75%,土壤含Se量与有机质含量呈正相关。湖北和陕西硒中毒地区土壤的含 Se量分别为 9.68ppm和 0.2~27.2ppm,而我国非中毒地区的土壤含 Se量仅为0.05~0.18ppm。
我国土壤的含硒量呈明显的地区差异,其特征为东南地区含硒量偏高,西北地区较高,而在这两带之间的过渡带土壤含硒量相对较低,是我国的一个缺硒带(表6-3)。而我国非中毒地区的土壤 Se只有 0.05~0.8ppm。
表6-3 中国不同地带土壤中的硒含量
③植物含 Se高:土壤中的 Se对植物的含 Se量有直接影响,是植物 Se的主要来源。土壤中硒的存在形态可能有硒酸盐(极少),亚硒酸盐、元素硒和未知组分的有机硒化合物等。其中最容易被植物吸收的是有机硒化合物和硒酸盐,但元素硒和硒化物等可能发生缓慢的水化作用,从而变成植物能够吸收的有效态Se。美国富Se地区年降雨量在500mm以下,属于旱半干旱地区,土壤呈碱性,因而,土壤中的Se多数都处于有效态。Beath等人研究了怀俄明州各种植物的含Se量,发现本地区生长的紫云英属植物含 Se较高,其中一种紫云英(Astraglusracemosus)含Se高达14920ppm。在澳大利亚昆士兰富Se土壤上生长的一种豆科植物含Se达4000ppm以上。Beath等人的研究说明紫云英等多种植物能将土壤中的Se转变成可以利用的形态,这些植物的分布仅局限于富Se的土壤中,所以,人们称之为Se的“指示植物”。南达科他的小麦含Se量比较高,为6~12ppm,称为“毒麦”。而美国非中毒地区植物的含Se量则低得多,均在0.1ppm左右。“毒麦”的含Se量已超过中毒水平,Mnnsen等(1936)报导,饲料中含Se量达3~4ppm时就可引起马发生硒中毒。动物饲料含Se量超过5ppm时,就会发生硒中毒。有人提出,慢性硒中毒的剂量范围为2~10ppm,如超过10ppm,则有致死的危险。在某些富 Se土壤中,如夏威夷的红壤,由于 Se和 Fe形成植物难于吸收的亚硒酸铁。所以,植物中的 Se并不高,也未出现硒中毒。我国湖北硒中毒地区的玉米含 Se 8.66ppm,稻米3.96ppm,黄豆11.86ppm,大白菜36.42ppm,白萝卜叶457ppm,青草21.92ppm。陕西硒中毒地区玉米的含 Se量也在 5ppm以上,但我国非硒中毒地区粮食的含 Se量却低得多,玉米、稻米和小麦的含Se量一般在 0.025~0.04ppm之间,牧草为 0.015~0.642ppm。
另外,在高 Se地区也有高 Se的地下水存在,并能引起硒中毒。美国某地在 Wasatch地质形成物上打的一口 140英尺的深井,井水含Se高达9ppm,而一般地下水含Se只有0.001ppm,有一户人家饮用上述高Se井水三个月之后,全家人都出现了硒中毒症状。如脱发,指甲褪色,最后变脆以至脱落,小孩还感觉疲乏。考虑到硒的毒性及其摄入量的影响,1973年世界卫生组织顾问委员会推荐水硒标准为0.01ppm。
硒中毒地区人和动物体内的Se:由于人和动物摄食了富Se食物和植物,致使血液、毛发、奶和尿中的含Se量也显著增高(表 6-4)。快要死亡的中毒绵羊血 Se为1.34~3.10ppm。以含Se量正常的牧草为饲料的绵羊血Se只有0.06~0.20ppm和0.04~0.08ppm。正常奶牛的血 Se为0. 08ppm。湖北恩施硒中毒地区人血 Se平均为3. 18ppm,而邻近非中毒区只有 0.444ppm。瑞典正常人的血 Se为 0.12ppm,新西兰人为 0.068ppm,均比硒中毒地区低。硒中毒地区动物毛和人发的含Se量比非中毒区高。在美国,牧草含Se平均在10ppm以上的富 Se地区,一岁左右的小牛毛 Se高达30ppm,正常地区的小牛毛 Se只有 1~4ppm。湖北硒中毒地区牛毛含Se平均为28.52ppm,人发Se为32.2ppm,而邻近非病区人发Se为3.69ppm,远离中毒地区的人发 Se只有 0.81ppm。陕西硒中毒地区人发Se高达 58.21ppm,猪毛为 12.67ppm。因为毛发 Se和血 Se是机体对外环境 Se水平的反映,所以许多国家都用毛发 Se或血 Se作为机体内 Se动态的监测指标。饲料中的 Se对奶中的 Se也有影响,Allawag等报导,俄勒冈非中毒地区的牛奶含Se量不足 0.02ppm,而在南达科他富Se地区,
表6-4 我国不同地区人群的发硒、尿硒水平
牛奶含Se量为0.05ppm,有些富Se地区为0.16~1.27ppm。尿Se可反映机体内吸收Se的情况,湖北硒中毒地区人尿 Se为 2.68ppm,邻近非中毒区只有 0.144ppm。可见硒中毒地区人体内确实吸收了比较多的Se(表6—5)。
表6-5 人体含硒水平判断参考标准