低丘红壤硒的生物有效性及其潜在健康风险

本项目通过江西省低丘红壤硒的生物有效性动态变化研究来科学评价土壤退化对人体硒的潜在健康风险。首先分析低丘红壤的含硒水平、有效形态和植物对土壤硒的吸收特点，确定土壤-植物系统生命元素硒的迁移转化规律；然后比较不同土地利用方式土壤-植物系统硒的生物有效性和土壤理化性质差异，探讨该系统中硒迁移转化的主要影响因素；结合当地居民膳食结构的调查，估算人群硒的摄入量；最后，根据土壤-植物系统硒的生物有效性及其主要影响因素建立低丘红壤硒的潜在健康风险模型，科学评价可能存在的健康风险，并对不同风险区域提出相应的调控策略，以期为鄱阳湖生态经济区的持续健康发展提供重要支持。

红壤含硒水平相对较高，但土壤有效硒的含量和比例均不高，这直接影响着当地居民硒的摄入及其健康状况。本研究首先通过对低丘红壤的界定确定了研究区域并明确了江西省红壤的空间分布特征，然后，通过野外调查、室内分析与土柱淋溶实验明确了红壤-水稻系统硒的分布、形态、迁移及其主要影响因素，最后，通过膳食调查及模型建立，估算了当地居民硒的日摄入量并对其可能存在的健康风险进行评价。结果表明：（1）海拔高度位于100-800 m的红壤亚类被定义为“低丘红壤”，它占江西省土地面积的46.6%，主要分布于江西省中南部。（2）不同土地利用类型的土壤硒主要以有机结合态形式存在，且易于吸收的水溶态和可交换态硒的含量合计不足10%。不过，红壤水稻土种植作物后其有机硒的比例急剧下降，而水溶态硒的比例有所升高。（3）红壤水稻土属于中等含硒土壤，水稻的根和茎对土壤-水稻系统硒的吸收和运输具有重要的积极作用。（4）0.016M磷酸盐溶液能提取土壤中4.2%的硒，其中，有机硒占45%以上，而无机硒通常不到10%。土壤有机质与土壤可提取态硒的关系密切（P<0.05），而提取亚硒酸盐则对土壤pH值的变化颇为敏感（r=0.78，P<0.01）。（5）土柱淋溶实验表明：轻酸雨（pH=5.0）对红壤硒的淋失作用不大，但严重的酸雨（pH=2.5）对土壤硒的净淋溶损失率可达0.53%，可见，酸雨pH值的大小对土壤硒养分的淋失具有重要作用。（6）经模型估算，人体每日从粮食、蔬菜、饮用水途径摄入的硒分别为21.8 21.8 μg、18.5 μg和1.7 μg，合计为42.0 μg d-1。这一结果虽能满足人体基本的生理需求量（40 μg d-1），却明显低于基于膳食调查人群硒的日摄入量为（平均为77.9 μg d-1）。低丘红壤硒的生物有效性研究不仅有利于采取相应的措施维持或提高土壤硒的水平，而且有助于科学估算人群硒的日摄入量。