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恩施硒资源开发的理论与实践

发布时间:2015-06-15 11:21 编辑:州科协

恩施硒资源从1966年发现,到1990年前后以政府的名义正式进行开发利用,至今已经快50年了。回首这几十年的艰辛历程,恩施人民经历了发现、认识、开发的三个阶段,几起几落,道路曲折。

随着科学研究的进程和时代的进步以及全面营养的需求增加,人们对开发硒资源也有了更大的热情和更高的积极性。本文就恩施硒资源开发的理论和实践进行回顾,旨在为人们提供已经证明了的科学的理论依据和成功的实践经验。

1 独立硒矿床的存在,改写了硒不能独立成矿的理论

1.1恩施州富硒岩石分布广泛,但极不均衡

一般认为 ,硒是稀有分散元素,由于不能独立成矿 ,大多只能从生产其它矿产品的副产物中提取。尽管硒广泛而极不均匀的分布于地壳中,但并不丰富,其丰度仅为0.05—0.09毫克/千克。

湖北省第二地质大队1966年在恩施双河首次发现了硒异常区和硒矿点。1987年对恩施双河渔塘坝矿段进行了硒矿普查,首次发现浅部存在工业硒矿体。1994年6月完成了《湖北省恩施市双河硒矿区渔塘坝矿段详查》,探明硒的平均品位达0.13%,硒金属资源量45.699吨。这是迄今为止发现的全球唯一独立沉积型硒矿床,改写了硒不能独立成矿的理论,也为恩施被国际人与动物微量元素学术委员会(TEMA)命名为“世界硒都”奠定了基础。

恩施双河硒矿床位于东经109°53′18″—109°55′00″,北纬30°15′22″—30°17′00″。渔塘坝矿段共圈定9个硒矿体(工业指标采用边界品位≥0.05%、工业品位≥0.08%、可采厚度≥0.7m),矿体硒品位极值0.08—0.7158%,平均0.13%,品位变化系数50—95%,属不均匀变化类型。

恩施红土溪矿点,圈出3个硒矿化体(Se :0.05—0.08%)和1个硒矿体(Se>0.08%);矿(化)体主要产于第Ⅱ含矿层下部,硒含量为0.0502—0.073%。

恩施沙地矿化点,由下而上分三个含矿层,其中第二层为主要含硒层位,平均Se含量约为 0.013%。

恩施花被矿化点,赋矿层位为炭质硅质岩,厚12.60—14.84米,自下而上分为三个含矿层。三个矿层均含硒,第二层为主要含硒层位,平均含硒 0.0118%。

经对恩施州岩石硒资源的调查,除下二叠统孤峰组富硒外,还发现州内出露的岩层中,下寒武统牛蹄塘组(硒含量:6.6-79mg/kg)、上奥陶~下志留统龙马溪组(硒含量:2.52-4.97mg/kg)、下二叠统梁山组(硒含量:1.3-19.2mg/kg)、上二叠统龙潭组(硒含量:3.05-125.1mg/kg)和大隆组也富硒或比较富硒。新发现的这些富硒岩层,在州内8县市广泛分布,分属不同的地质时代,分布相对分散且比较广,其风化物或周围的土壤也相应富硒,为发展富硒产业提供了更大的空间。

1.2恩施州耕地多属富硒土壤,部分高硒土壤为人为因素所致

上世纪八十年代,中国科学院院地球化学研究所的研究团队,经过多年反复深入现场实地采样研究,并在权威专业学术杂志上发表论著,报告他们在恩施高硒区耕作的土壤中发现大量硒的多种晶体,这种晶体是不应该出现在土壤中的,是在硒矿体中才能存在的形态,而硒矿体要经过成百上千年的风化,才能缓慢迁移到土壤中来。根据当时的多种人为因素,认为大量开挖高硒岩石用于“五小工业”,烧硫磺、烧石灰、炼钢铁,空气受硒污染而沉降到土壤中,经过燃烧活化后的高硒灰渣大量进入土壤,使土壤受到污染。

2013年秋,湖北省第二地质大队承担了《恩施州硒资源与生态农业地质调查》项目。该项目采用了点面结合的工作方法,在调查全州岩石与土壤硒分布的同时,重点调查恩施市龙凤坝镇(适硒区)和新塘乡(高硒区)的部分地区土壤硒含量详细分布,并取得阶段性成果。

采集州域表层土壤硒资源调查样品1500余件,现完成822件样品分析测试。阶段性结果表明:样品中硒含量最小值为0.013毫克/千克,最大值为14.41毫克/千克。

龙凤镇选取的1:5万调查区域位于该镇中东部地区,面积219平方千米,采集样品924件,采样密度为4.22点/平方千米。样品硒含量最小值0.10毫克/千克),最大值20.3毫克/千克),均值0.81毫克/千克)。表层土壤硒含量大于0.4毫克/千克)的富硒地区面积约160 平方千米,占该镇219 平方千米调查面积的73.06%。

新塘乡选取的1:5万调查区位于该乡西北部地区的保水溪、龚家坪、前坪三个村,面积120平方千米,采集样品522件,采样密度为4.35点/平方千米。样品硒含量最小值0.16毫克/千克,最大值23.74毫克/千克。表层土壤硒含量大于0.4毫克/千克的富硒地区面积约113平方千米,占该镇120平方千米调查面积的94.17%。

上述调查和数据表明:恩施地区分布的岩石和土壤大面积富硒,具备发展富硒产业的独特资源优势。

2恩施地方性硒中毒是人为因素所造成

2.1恩施地方性硒中毒是由5大因素综合作用

恩施地方性硒中毒,让人们知道了恩施高硒区的存在。经过20多年的调查研究,当年发生地方性硒中毒的真相早已云开雾散,真相大白。

1959—1963年期间,在恩施州恩施市、建始县、巴东县和宣恩县的部分村组发生了原因不明人脱发脱甲病,家畜、家禽也出现掉毛烂蹄等现象。人的发病率达30—80%,家畜、家禽发病率最高达90%。

人的地方性硒中毒病人共477例,无人死亡。70%以上的病人集中在1959—1963年期间,其它为此前散在发生;发病年龄3—66岁,3岁以下婴幼儿和高龄老人未见发病,大多集中在青壮年,所有病人均分布在高硒石煤出露区。使用高硒石煤熏制肥料、烧火粪以及石煤烘炕粮食是造成硒中毒的主要原因,有几个村都是在利用石煤作肥料的当年发生家畜硒中毒,紧接着发生人的硒中毒。

以高硒区某村民小组为例,未发生硒中毒之前,村民所使用的燃料大都是木柴,由于过渡砍伐没有木柴可伐了,只好以高硒页岩为燃料。调查表明,年均燃烧高硒页岩2400斤的农户,生猪中毒率为10.4%,而燃烧高硒页岩量年均达到14000斤的农户,生猪中毒率达到60%以上。从季节性看,冬春季为燃烧高硒页岩的高峰期,硒中毒发生率达78.8%,而夏秋季只有21.2%,硒中毒的发生显然与燃烧高硒页岩有直接关系,人的硒中毒发生率也是冬春季为高,与燃烧高硒页岩的高峰季节相吻合。自从禁止燃烧高硒页岩后,人畜硒中毒就再也没有发生了。

中国科学院及省、州专业机构调查结果表明:五大因素在特定的时间和空间内综合作用,是造成地方性硒中毒的原因,即(1)特殊的自然环境:连续三年干旱,地下高含硒量的水被蒸发到地表;(2)特殊的时代背景:大兴“五小工业”,森林植被严重破坏,硒矿大量裸露地面,大量硒进入土壤中;(3)传统的耕作方式:以煤灰、火粪作肥料,燃烧过的高硒石煤中的硒变成可以溶于水的活性硒,进入土壤;(4)传统的生活习惯:燃煤及用煤火烘炕玉米、腊肉、辣椒等,使表面富集大量无机硒,人、畜食入后便发生中毒反应,未食用者则不发生硒中毒;(5)生活困难时期,居民蛋白质食品摄入量少,自身缺乏抗病和解毒能力。

2.2恩施地方性硒中毒实际是无机硒中毒

专家们现场调研时还发现,凡是吃高硒页岩烘炕玉米的人都发病了,而少食或不吃的很少发病。经检测,经过烘炕过的玉米含硒比未经烘炕的玉米高十几倍,烘炕过的玉米表层油状物就是无机硒的大量富集。试验表明,将低硒(0.17毫克/千克)玉米20份悬挂在2米以上的高处,以燃烧高硒页岩烘炕,第10天硒含量平均升至0.98毫克/千克,第20天升至1.04毫克/千克,第30天升至1.98毫克/千克。

以高硒页岩烧水也得到同样的结果,水从放到火源上至煮沸为止,水硒可增加1倍。土壤用高硒页岩燃熏3小时,硒增加1.5倍,12小时硒增加11倍。以熏3小时的土壤种油菜,53天后油菜硒比对照增加57%。现场调查与试验研究证明,燃烧高硒页岩是加重环境硒污染的一个特别重要的因素,与硒中毒的发生存在直接的因果关系。

高硒页岩燃烧时,室内空气也受到硒的污染,经测定,燃烧高硒页岩前,室内空气含硒量0.68微克/立方米,2小时后增至87.84-182微克/立方米,平均增加129倍,气态硒也可通过呼吸道进入人体。

在特殊干旱自然条件下,农作物“突击性”吸收大量的硒,在植物体内大量堆积,来不及转化为有机硒。所以,发生在上世纪50年代末至60年代初的地方性硒中毒实际是人为硒污染环境引起的无机硒中毒事件。自80年代以后上述五大因素彻底消失,特别是不再烘炕粮食后,硒中毒便不再发生了。

2.3食用天然富硒农产品是安全的

当年有3位外地专家,在高硒区调研,每人每天通过膳食摄入26毫克硒,加上蔬菜、副食、水等每天总摄入量超过30毫克(30000微克),第4天有2人出现前期症状,即“口发酸、身发软、头发痒、胃发呆”症状,另一人第5天开始发病。有一位高硒区嫁出去的姑娘,生小孩后带着孩子回娘家探亲,住到第10天开始有上述前期症状,婴儿却安然无恙。这些现象表明,无机硒中毒也需达到一定剂量和一定时间。同时说明食用有机硒食品是安全的,母亲高硒的乳汁并没有致婴儿中毒。

现场调查显示,3岁以下婴幼儿和66岁以上老人未见发病。这是因为这两种人群基本上都没有或很少食用受硒污染的玉米。正常土壤条件下生长的农产品,农作物吸收硒后转化为有机硒,食用是安全的。植物本身就起到了屏障作用,硒过量植物首先就有中毒反应,无法生长而至枯死。至今也没有食用天然富含有机硒的农产品发生硒中毒的报告。值得注意的是,某些人工培养性产品(如食用菌类)生长过程中添加超过产品本身转化能力的硒剂量,由于生物质量比较小,造成体内短时间吸收堆积的仍然是大量的无机硒,存在安全隐患。

自上世纪八十年代中期以后,高硒区通过退耕还林、封山育林,森林植被得到迅速恢复,禁止采挖高硒页岩作燃料,禁止烧火肥和熏肥,加强农田水土保持和改良土壤,不再采用页岩烘炕食物等,从此再也没有发生人畜硒中毒现象。湖北省疾控中心对恩施硒中毒区进行了长达20年的监测,2007年国家卫生部派出专家组对恩施、建始等地进行了现场考察,认定恩施高硒区不再有发生地方性硒中毒的自然条件。2009年3月14日,卫生部公告取消食品中硒限量标准,硒不再被当成食品污染物进行管理。

硒中毒并不可怕,不象农药中毒、重金属中毒那样口吐白沫、四肢抽畜,不及时抢救就有生命危险。急性硒中毒多见于误食硒的化合物或是在生产硒的工厂吸入大量含硒的气体所致,可有急性腹痛、呕吐、头痛、眼花等症状,应及时送医诊治;慢性硒中毒有一个长期过量摄入硒的过程,发病有前期症状,继而出现掉眉毛、掉头发,从少量开始,而后大把大把的脱发(毛),直至脱光;同时有指(趾)甲根疼痛、发炎,并慢慢开始溃烂。只要在前期症状出现后离开高硒环境、脱离高硒食物并补充牛奶、 瘦肉、鸡蛋等高蛋白食物,即可自行痊愈。

3恩施硒资源开发顺应时代需求

3.1我国是缺硒大国,广大居民硒摄入量普遍不足

中国是一个缺硒大国,且地表硒分布极不均衡,特别是从东北到西南的15个省市自治区的部分区域构成了狭长“缺硒地带”,也是著名的克山病和大骨节病区,上个世纪70年代,我国政府在10多个省区的310个病区进行人群补硒,通过在食盐中添加硒,使病区人均每日摄入硒的量在平均11.5微克的基础上增加40微克左右,达到中国营养学会推荐每日硒摄入量的下限值,从而使克山病和大骨节病的流行得到有效控制,急性克山病的发病率已控制的3/10万以内,但是,慢型克山病和潜在型克山病病区仍然存在,心电图异常率也仍然很高,克山病的再度流行不可忽视。

中国科学院对我国1094个县市(约占全国一半)的土壤样品的硒含量进行了测定,测定结果显示:中国是一个缺硒的国家。土壤硒含量达到国际公布的正常临界值的县只有三分之一,即我国三分之二地区属缺硒地区,占72%。其中硒含量≤0.02毫克/千克的占29%,为严重缺硒地区。

人体中的血硒含量标准值为0.10—0.50毫克/千克,低于此值就会发生缺硒症。而我国有29%地区人均血硒含量在0.02毫克/千克以下,有43%的地区人体含硒值在0.03——0.04毫克/千克之间。换言之,我国有72%的地区受到缺硒的威胁。欧美国家,已把人体内血硒含量是否达标作为衡量身体健康与否的重要指标之一,这些国家居民日均摄入量都在120—190微克水平。中国营养学会早在1988年就将硒列为15种每日必需的膳食营养之一,硒是要象摄取蛋白质和淀粉一样每天都需要补充的膳食营养素。

中国营养学会对全国13个省市的调查显示成人日均硒摄入量为26—32微克,离世界卫生组织和中国营养学会推荐的最低摄入量50微克相差甚远。但是从2013年1月起,国家已禁止的食盐中添加硒,居民每天从硒盐摄取的硒就减少了.调查表明,克山病区人均每日硒摄入量平均值已经降为每天16.8微克,只比克山病流行界限值(11.5微克/天)增加了5.5微克,需要从其它膳食中加以补充,这就为富硒食品产业带来了机遇。

3.2与缺硒相关的疾病发病率逐年上升

硒与40多种疾病的发生发展有关,但主要的是癌症、心血管病、糖尿病、病毒性疾病等。此外,中国已经进入老年社会,老年人的健康与硒也有非常密切的关系。

硒是一个能够在细胞膜水平抗病毒的微量元素。中国医学科学院肿瘤专家于树玉历经16年研究证实,硒能阻止乙型肝炎病毒在人群中的传播.我国乙型肝炎病毒无症状携带者超过1.2亿人,现患乙型肝炎病人为2800万人,现患率约为2770/10万,年发病率约为230/10万。补硒对预防乙型肝炎传播和预防乙肝向肝癌转化具有重要意义.

中国科学院在肝癌高发区的研究表明,居民血液中的硒含量均低于肝癌低发区,肝癌的发生率与硒水平呈负相关。补硒可使肝癌发生率下降35%;使有肝癌家庭史者发病率下降50%。我国每一分钟确诊6例癌症病人,每一分钟有5例癌症病人死亡。研究表明,癌症的发病率和死亡率与硒水平呈负相关,低硒地区癌症的发病率及死亡率较高,癌症患者体内硒水平较正常人低。2003年9月美国食品药品管理局(FDA)批准了一项重大决议,即认为硒为抑癌剂,允许硒营养品标识硒的抑癌性质,允许硒营养品的销售商为硒抑癌效果作出标识。

我国的心血管病已成为威胁我国人民健康的主要疾病。统计显示我国心血管病患病人数 2.3亿人,高血压 2亿人,脑卒中 700万人,心肌梗死 200万人。每10个成年人中有2人是心脑血管病,约10.5 秒钟就有1人因心脑血管病死亡。世界卫生组织的一项流行病学调查显示,我国已经成为世界上因冠心病死亡人口第二高的国家,仅次于印度。而且我国心血管病的发病率和死亡率仍有上升的趋势。硒与心血管病的关系非常密切,缺硒引发的克山病就是一种心肌病,缺硒引起的心电图异常率是富硒区的3—10倍。

研究发现,缺硒是患糖尿病的诱因之一。糖尿病已经成为继癌症、心血管病之后第三大严重威胁人类健康的慢性疾病。我国的发病率40岁以上为20.44%,并且在向年轻人蔓延,患病人数居世界第二,患病率已达9.7%,糖尿病前期的人群达到近1.5亿,糖尿病已经是一个严重的公共卫生问题。

4、地方经济发展需要特色产业支撑

4.1富硒产业已成为恩施州最大的特色产业

经过20多年的硒资源开发,恩施州初步形成了十大富硒产业,成为了恩施州最大、最具特色的区域性特色产业。恩施富硒茶、高山富硒蔬菜、富硒烟叶、富硒食用菌、富硒加工食品等已经发展成了县域经济的支柱产业,富硒肉、蛋及其制品、富硒保健品、富硒饲料、富硒肥料、富硒中药材等产业正在发展和成长之中,未来5—10年,恩施州硒产业通过与其它产业的融合发展,通过产业内部的协调发展,整个产业链将会做大做长,成为武陵山区最大的新兴产业集群。

近年来,恩施州加大了对硒产业的发展力度,建成了国家富硒产品质量监督检验中心,掌握了硒产业发展的至高点和发言权;建立了硒应用技术与产品开发研究院,积极开展院企合作并取得了一批研究成果;成立了硒产业协会,带领企业抱团发展,做大做强产业链;政府也制定了相应的规划和政策措施,编制了富有机硒食品省级地方标准,制定了硒食品专用标识及其管理办法,开展了硒矿资源和土壤资源的调查等基础工作,为恩施硒资源开发打下了坚实的基础。

4.2富硒产业是恩施州农业发展的方向

前不久召开的中央经济工作会议和中央农村工作会议,都提出要加快农业发展方式的转变,积极培育新增长点,实现农业现代化。恩施州硒产业发展也迎来了突破性发展的机遇。第一,把发展富硒产业与县域经济发展规划和目标结合起来。从稳增长,调结构,重质量,促效益的总体要求出发,让富硒产业成为引领县域经济新常态的亮点之一。第二,把发展富硒产业与培育新增长点结合起来,与相关产业实现融合发展。立足生态、富硒、旅游、文化等特色资源、培育优质企业和优秀企业家、提升产业核心竞争力。第三,把发展富硒产业与转变农业发展方式结合起来。把握农业发展方向,注重功能农业、现代农业和农产品规模化、工业化、标准化结合起来。第四,把发展富硒产业与扶贫开发结合起来。注重提升产业科技水平和农产品附加值,让农民从富硒产业发展中实现增收致富。

责任编辑:州科协