硒是一种化学元素,化学符号是Se,在化学元素周期表中位于第四周期VI A族,是一种非金属。可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂、动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素等。硒在自然界的存在方式分为两种:无机硒和植物活性硒。无机硒一般指亚硒酸钠和硒酸钠,从金属矿藏的副产品中获得;后者是硒通过生物转化与氨基酸结合而成,一般以硒蛋氨酸的形式存在。

1基本信息

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硒

中文名称:硒[xī]

英文名称:Selenium

希腊语名称:Selene

分子式:Se

相对原子质量:78.96

原子序数:34

质子数:34

中子数:45

核电荷数:34

所属周期:4

电子层排布:2-8-18-6

原子半径:1.22

同位素:Se-74,Se-76,Se-77,Se-78,Se-80,Se-82

元素类型:非金属元素;ⅥA族元素。

原子体积(立方厘米/摩尔):16.45 立方厘米/摩尔

2历史发展

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永斯雅各布贝采里乌斯永斯雅各布贝采里乌斯

发现人永斯·雅各布·贝采利乌斯(Jöns Jakob Berzelius),并把它命名为Selene,希腊语,月亮的意思。

发现年份:1817

发现过程:1817年,瑞典的贝采利乌斯从硫酸厂的铅室底部的红色粉状物物质中制得硒。他还发现到硒的同素异形体。他还原硒的氧化物,得到橙色无定形硒;缓慢冷却熔融的硒,得到灰色晶体硒;在空气中让硒化物自然分解,得到黑色晶体硒。硒是一种多功能的生命营养素,常常用于肿瘤癌症克山病大骨节病、心血管病、糖尿病、肝病、前列腺病、心脏病、癌症等40多种疾病,广泛运用于癌症、手术、放化疗等。硒又分为植物活性硒和无机硒两种,无机硒一般指亚硒酸钠和硒酸钠,包括有大量无机硒残留的酵母硒、麦芽硒,从金属矿藏的副产品中获得,无机硒有较大的毒性,且不易被吸收,不适合人和动物使用。植物活性硒通过生物转化与氨基酸结合而成,一般以硒蛋氨酸的形式存在,植物活性硒是人类和动物允许使用的硒源。

植物活性硒的科技水平主要看人体的吸收利用率,从这点上看:中国自主研发的硒比国外的硒更适合人体吸收。

3理化性质

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物理性质

硒单质是红色或灰色粉末,带灰色金属光泽的准金属。在已知的六种固体同素异形体中,三种晶体(α单斜体、β单斜体,和灰色三角晶)是最重要的。晶体中以灰色六方晶系最为稳定,密度4.81g/cm3。也以三种非晶态固体形式存在:红色、黑色的两种无定形玻璃状的硒。前者性脆,密度4.26g/cm3;后者密度4.28克/厘米3,另外一种是胶状硒。

性脆,有毒。溶于二硫化碳、苯、喹啉。

能导电,且其导电性随光照强度急剧变化。可制半导体和光敏材料。

熔点:217℃。

沸点:684.9℃。

化学性质

硒

第一电离能为9.752电子伏特。硒在空气中燃烧发出蓝色火焰,生成二氧化硒(SeO2)。与氢、卤素直接作用,与金属能直接化合,生成硒化物。不能与非氧化性的酸作用,但它溶于浓硫酸、硝酸和强碱中。硒经氧化作用得到二氧化硒。溶于水的硒化氢能使许多重金属离子沉淀成为微粒的硒化物。硒与氧化态为+1的金属可生成两种硒化物,即正硒化物(M2Se)和酸式硒化物(MHSe)。正的碱金属和碱土金属硒化物的水溶液会使元素硒溶解,生成多硒化合物(M2Sen),和硫能形成多硫化物相似。

4工业生产

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工业提取硒的主要原料(90%)是铜电解精炼所产生的阳极泥,其余来自铅、钴、镍精炼产出的焙砂以及硫酸生产的残泥等。由于铜电解阳极泥中硒是以硒化合物形式与贵金属共生,硒含量约5%~25%(质量分数)所以工艺上一般是先回收贵金属金、银,然后再回收硒,也可以采用先从阳极泥中回收硒,再产出金银合金的方法。

国内外处理阳极泥的工艺主要有三大类:一是全湿法工艺流程.主要过程为:铜阳极泥一加压浸出铜、碲一氯化浸出硒、金一碱浸分铅一氨浸分银一金银电解;二是以湿法为主,火法、湿法相结合的半湿法工艺流程,为国内大多数厂家所采用。主干流程为:铜阳极泥一硫酸化焙烧蒸硒一稀酸分铜一氯化分金一亚硫酸钠分银一金银电解;三是以火法为主,湿法、火法相结合的火法流程,主干流程为:铜阳极泥一加压浸出铜、碲一火法熔炼、吹炼一银电解一银阳极泥处理金。

工业生产硒的方法主要有两种:一种是将阳极泥氧化焙烧和SeO2蒸馏,过程是将气态SeO2焙烧气体在洗涤塔用溶液捕获,然后在SO2作用下在酸性介质中或用碱液沉淀硒;另一种是在氧化气氛中加纯碱烧结阳极泥,使硒转化为硒化钠或硒酸钠水溶性溶液,过程是在烧结条件下使硒与硒化物氧化为易溶于水的亚硒酸钠或硒酸钠,再通过吹洗从溶液中分离出硒。

5资源概况

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硒在地壳中的含量为0.05 X 10-6,通常极难形成工业富集.硒的赋存状态大概可分为3类:一类以独立矿物形式存在,其次以类质同相形式存在,第三以黏土矿物吸附形式存在。其中以独立硒矿物产出的要相对少得多,这是因为硒在地壳中的丰度比硫低上千倍,硒与硫同属氧族元素,二者某些地球化学性质,如离子半径(S 一为0.184 nm,Se 一为0.191 nm)、离子电位(S 一为一1.09 eV,Se 一为一1.05 eV)、晶格能(S 一为1.15,Se。一为1.0)等十分相似,硒易取代硫化物中的硫而不易形成硒化物。硒在铜矿中的自然储量为17万吨,可开采储量约8.2万吨。2004年,世界硒的开采量为1330吨。日本、加拿大、比利时和德国是硒的生产大国。到目前为止,已发现硒矿物百余种,其中首次在中国发现的仅两种:即硒锑矿(antimonselite,Sb2Se3)和单斜蓝硒铜矿 (CuSeO3·2H20).由于硒形成独立矿物的条件非常有限,过去认为仅仅在岩浆期后的热液活动阶段并且硫逸度低的条件下,才可以形成大量硒的独立矿物.一些年以来发现硒在某些黑色岩系建造中有富集现象.例如在中国的兴山白果园银钒矿床(产于震旦系陡山沱组)中发现了硒银矿、辉硒银矿和富硒硫锗银矿;西秦岭拉尔玛一邛莫金一硒矿床中发现了硒硫锑矿、硒硫锑铜矿、灰硒铅矿和硒镍矿等及湖北恩施渔塘坝硒矿床中发现了硒铁铜矿硒铜蓝、蓝硒铜矿和方硒铜矿等。

硒矿床可以分为以下几种类型:

硒矿硒矿
岩浆岩型(铜一镍硫化物)矿床,为最主要的一种伴生硒矿床类型,其储量约占全国的1/2,硒矿物主要存在于硫化物中;

斑岩型(铜)矿床、Pb—zn矿床和锡石一硫化物矿床,这些都是含硒的热液矿床,除此以外,还有含se和Te的金银矿床及含硒化物的沥青铀矿矿床;

火山及火山沉积成因矿床,很多火山成因的硫矿床中常含有Se,有时可达百分之几,而黄铁矿型矿床也是提取硒的来源之一;④沉积型独立硒矿床,如钒、钾、铀矿床,黑色页岩、碳质硅质、煤、磷块岩等矿床.

硒是煤中除S、N、F、CI、Br、Hg外,极易挥发的微量元素,是煤中潜在的有毒微量元素之一,也是燃煤的元素之一,煤中硒大部分分布于黄铁矿中。用同步辐射X射线荧光光谱分析发现,英国煤中黄铁矿中硒为0-1250 ppm,平均为97ppm,白铁矿中为2-452ppm,平均为108 ppm,同时发现硒在黄铁矿中分布具有随机性.对欧美部分煤中矿物分析后,发现黄铁矿中硒含量明显高于高岭石、伊利石和石英,原因在于有机岩作为还原剂易于将Se自循环水中析出,因此煤中可以存有大量的Se,与已知许多煤中的Ge和As含量相似。等估算燃煤排放硒,火电工业为108×10 775×10kg/a,其他工业及民用燃煤排放为792×10 1980×10 kg/a,占全球人为硒排放量的50% 以上,美国煤燃烧引起的大气硒排放量占总量的62% ,而加拿大仅占25%。

地理分布

世界硒都

恩施自治州岩石、土壤、动植物硒富集均达到世界之最”,为世界70%以上缺硒地区的人类带来了福音,硒产品和硒矿床的开发利用前景广阔。中国科技大学尹雪斌博士等就在该地区发现超过 10000 ppm的含硒岩石。州内重点开发物种。是以市场需求的硒品种类。

1.1991年硒资源综合开发富硒植物蛋白系列产品、保健产品、富硒茶、富硒核桃、硒矿泉水,富硒烟。

2.特种食品资源:利川莼菜、利川高山核桃、薇菜、蕨菜,云豆、桑葚、魔芋、葛仙米、凤姜、茗合、利川山药等稀有品种天然含富硒,斐声海内外。

3.州境内的恩施市、利川市、建始县、宣恩县等地均蕴藏着丰富的硒矿泉水资源。泉水含硒量0.014-0.02 mg/L,并含有锶、锌、钙、镁、锗等十几种有益元素。

恩施世界硒都恩施

但在上述地区含硒量不稳定,较难控制,影响了富硒产品的安全性。

中国生态硒谷

2003年——2006年,江西省地质调查研究院在丰城发现富硒土壤面积达524.7平方公里,折合78.7万亩。集中分布于董家-泉港-湖塘46平方公里,梅林-尚庄-曲江94平方公里,荷湖-洛市-铁路-丽村240平方公里,平均每千克土壤含硒量为0.538微克,其中又以董家介山硒的含量最优,达到国家富硒土壤标准,属有机硒形态,极具农产品开发价值。丰城,也因为富硒,成为江西百岁老人最多的县市。

共引进珠海农丰、上海御润坊、河南华英、四川铁骑力士等九家农业龙头企业和一所产学研推机构——南昌大学低碳生态科技示范园。项目总投资15.6亿元,已完成投资4.5亿元。中国生态硒谷董家有机富硒核心区初步建成,除了招商引资的企业,还有当地的本土企业,其中就包括富硒核心区的丰城介山农业,除此以外,该影响力正向丽村小流域生态富硒区、荷湖高山有机富硒区扩张。2010年全市富硒产业总产值达8.7亿元,推出富硒农产品10个,介山村牌富硒大米以其细长的体形、浓郁的米香、美味的口感赢得江浙沪粤等沿海消费者的认可、泉硒牌富硒大米走进中南海,远销香港。从富硒产业中获利的农民已达4.2万户,近20万人,人平增收1000多元。

2009年9月,中国营养学会和中国食品科学技术学会联合授予丰城“中国生态硒谷”称号,由丰城起草的《富硒食品硒含量分类标准》被确认为江西省地方标准,成功通过中绿华夏有机食品认证中心有机环境鉴定。2010年分别荣获了鄱阳湖生态农业示范基地、江西省现代农业示范区、江西省农业科技示范园、全国AA级旅游景区等称号。

中国富硒宝地

说起龙游,大家马上想到民间号称世界第九大奇迹的龙游石窟,其实,祖先庇荫龙游人的还有一块很大的富硒宝地。

2006年之前,来自国家和省里的地质专家在这里发现并确认,龙游县藏有龙北、龙南两条富硒土壤高效农业经济带,总面积200.25平方公里。

富硒土壤区中平均含硒量在0.44mg/kg以上(平均含硒量超过0.40mg/kg即算富硒),最高平均0.84mg/kg。其中龙北的志棠、钱家、白鹤桥、龙门桥、石佛等村的富硒土壤达33.46平方公里。

因为在整个浙江省,如此集中的富硒土壤地带还找不出第二个。

于是,勤劳智慧的当地农民利用富硒土壤创造了很多绿色富硒的农产品。主要有:富硒大米、富硒莲子、富硒莲子酒。其中“硒莲液”还曾亮相中国人民大会堂,受到了来自全国各地人们的好评。

新疆天山北坡

经过3年时间的地质调查,新疆地矿部门在新疆天山北坡发现面积达千余平方公里的富硒土壤资源,成为继江西、浙江、海南、青海等地后中国发现的又一富硒地区,为当地提升农产品经济价值提供了广阔的发展前景。

据新疆地矿局第一水文工程地质大队大队长杜凯介绍,2011年国土资源部中国地调局对位于新疆天山北坡的呼图壁—沙湾地区下达多目标区域地球化学调查项目,新疆地调院、新疆地矿局第一水文工程地质大队承担实施工作。

6作用

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作用作用

硒的作用比较宽泛,如下文详述的多个方面,但其原理主要是两个:

第一、组成体内抗氧化酶,能提到保护细胞膜免受氧化损伤,保持其通透性;

第二、硒-P蛋白具有螯合重金属等毒物,降低毒物毒性作用。

硒被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王” (原称“抗癌之王”)

科学界研究发现,血硒水平的高低与癌的发生息息相关。大量的调查资料说明,一个地区食物和土壤中硒含量的高低与癌症的发病率有直接关系,例如:此地区的食物和土壤中的硒含量高,癌症的发病率和死亡率就低,反之,这个地区的癌症发病率和死亡率就高,事实说明硒与癌症的发生有着密切关系。同时科学界也认识到硒具有预防癌症作用,是人体微量元素的“防癌之王”。

美国亚利圣那大学癌症中心Clark教授对1312例癌症患者进行13年对照试验。结果表明每日补硒200 μg,癌症死亡率下降50%,癌症总发病率下降37%,其中肺癌下降46%,肠癌下降58%,前列腺癌下降63%。

2003年美国食品药品管理局(FDA)明示:"硒能降低患癌风险"和"硒可在人体内产生抗癌变作用"。

在中国硒有防癌抗癌作用已被写入化学教课书(九年级下册96页)以及高等院校医药教材(微量元素与健康262页),"硒能抑制癌细胞生长及其DNARNA和蛋白质合成,抑制癌基因的转录,干扰致癌物质的代谢"。

抗氧化作用

硒是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的组成成分,每摩尔的GSH-Px中含4克原子硒,此酶的作用是催化还原性谷胱甘肽(GSH)与过氧化物的氧化还原反应,所以可发挥抗氧化作用,是重要的自由基清除剂(是维生素E的50--500倍)。在体内,GSH-Px与维生素E抗氧化的机制不同,两者可以互相补充,具有协同作用。

科学证实:正是由于"硒"的高抗氧化作用,适量补充能起到防止器官老化与病变,延缓衰老,增强免疫,抵御疾病,抵抗有毒害重金属,减轻放化疗副作用,防癌抗癌。

增强免疫力

植物活性硒能清除体内自由基,排除体内毒素、抗氧化、能有效的抑制过氧化脂质的产生,防止血凝块,清除胆固醇,增强人体免疫功能。

防止糖尿病

硒是构成谷胱甘肽过氧化物酶的活性成分,它能防止胰岛β细胞氧化破坏,使其功能正常,促进糖份代谢、降低血糖和尿糖,改善糖尿病患者的症状。

防止白内障

视网膜由于接触电脑辐射等较多,易受损伤,硒可保护视网膜,增强玻璃体的光洁度,提高视力,有防止白内障的作用。

防止心脑血管疾病

硒是维持心脏正常功能的重要元素,对心脏肌体有保护和修复的作用。人体血硒水平的降低,会导致体内清除自由基的功能减退,造成有害物质沉积增多,血压升高、血管壁变厚、血管弹性降低、血流速度变慢,送氧功能下降,从而诱发心脑血管疾病的发病率升高,然而科学补硒对预防心脑血管疾病、高血压、动脉硬化等都有较好的作用。

防止克山病、大骨节病、关节炎

缺硒是克山病、大骨节病、两种地方性疾病的主要病因,补硒能防止骨髓端病变,促进修复,而在蛋白质合成中促进二硫键对抗金属元素解毒。对这两种地方性疾病和关节炎患者都有很好的预防和治疗作用。

解毒排毒

硒与金属的结合力很强,能抵抗镉对肾、生殖腺和中枢神经的毒害。硒与体内的汞、铅、锡、铊等重金属结合,形成金属硒蛋白复合而解毒、排毒。

万物皆有一克,硒对这些重金属中具有排毒解毒的作用,被誉为“重金属的天然解毒剂”。了解到,谷胱甘肽过氧化物酶参与生物体的氧化过程,并且对氧化过程中产生的有毒物质具有解毒作用,而硒正是谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成部分。硒作为带负电荷的非金属离子,在生物体内可以与带正电荷的有害金属离子相结合,形成金属硒蛋白质复合物,把能诱发癌变的有害金属离子直接排出体外,消解了金属离子的毒性,起到解毒和排毒作用。同时,硒能在体内与有毒物质如镉、汞、砷、铅等结合,使其失去毒性,排除体外。
这些重金属所引起身体的多种中毒症状都能被硒不同程度的消解。当然,最初硒由于历史上有硒中毒的记录,而被人误认为硒对人体而言就是有毒元素。但随着专家们的不懈努力,硒对人体所有的益处一一被挖掘出来。就如众所皆知的金枪鱼(thunnus tonggol),它体中含有毒的甲基汞,1970年美国政府曾下令,禁止销售鱼体中的汞达到能使人体中毒浓度的罐制金枪鱼。后经查明,虽然鱼体中含有浓度很高的、完全可以使人体中毒的汞,但鱼体中同时存在的硒可使人免遭汞的危害。基于这一事实,美国政府又撤销了原来发布的禁令。

防治肝病

中国医学专家于树玉历经16年的肝癌高发区流行病学调查中发现,肝癌高发区的居民血液中的硒含量均低于肝癌低发区,肝癌的发病率与血硒水平呈负相关。她在江苏启东县对13万居民补硒证实,补硒可使肝癌发病率下降35%,使有肝癌家史者发病率下降50%。

综上所述,"硒"是人体必需的,又不能自制,因此世界卫生组织建议每天补充200 μg硒,可有效预防多种疾病的高发。世界营养学家、生物化学会主席,巴博亚罗拉博士称:"硒"是延长寿命最重要的矿物质营养素,体现在它对人体的全面保护,不应该在生病时才想到它

7硒失调对人体的危害

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缺乏症

1、缺乏硒会导致未老先衰。

2、严重缺乏硒会引发心肌病及心肌衰竭。

3、发生克山病,大骨节病。

4、精神萎靡不振,精子活力下降,易患感冒。

过量表现

指甲变厚、毛发脱落,肢端麻木,偏瘫。

硒中毒

1.急性硒中毒

在工业生产中多见急性硒化氢中毒,焙烧阳极泥时,吸人有硒尘释放出的烟雾引起金属烟雾热。患者头晕、头痛、无力、嗜睡、恶心、呕吐、腹泻,呼吸和汗液有蒜臭味,上呼吸道和眼结膜有刺激症状。重者有支气管炎、寒战、高热、出大汗、手指震颤以及肝肿大等表现。实验室检查白细胞增高,尿硒含量不高,2—3日后症状逐渐好转。误服亚硒酸者,产生多发性神经炎和心肌炎,应与急性硒中毒鉴别诊断,以防误诊。

2.慢性硒中毒

食物食物

从事冶炼、加工、提取硒的工人,长期接触小剂量硒化物的蒸气和粉尘,一般2~3年后产生头晕、头痛、倦怠无力、口内有金属味、恶心、呕吐、食欲不振、腹泻、呼吸及汗液有蒜臭味,还可有肝肿大、肝功能异常,自主神经功能紊乱,尿硒增高。

8硒的食物来源

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将硒作为维持人体正常生理功能的重要微量元素(微量元素食品)则历经了多年的研究。开始发现过多的硒对人体和牲畜有毒性。直到20世纪50年代有关硒的营养健康(健康食品)证据才逐渐积累起来。硒被摄人并被肠吸收后分布在肝、脾、肾及心脏等脏器中。

人体血液中硒浓度为0.22微克/毫克。硒与蛋白质(蛋白质食品)结合并在血液中运送到组织。少量的硒从粪便和汗中排出,但主要通过肾脏排泄。硒参与人体组织的代谢过程。硒参与构成谷胱甘肽过氧化物酶,可催化还原型的谷胱甘肽转化成氧化型的谷胱甘肽,防止过氧化氢及氧化物对细胞的损害。硒可以预防克山病。

目前,某些人类种群资料和实验室实验说明硒可能有抗癌的生理功能。关于食物中的硒的含量,受各地土壤含硒量的影响很大。因此,缺硒地区和富硒地区植物含硒量可能有很大差异,通常了解食物中含硒量时应注意其产地。

硒的丰富来源有芝麻、动物内脏、大蒜(大蒜食品)、蘑菇、海米、鲜贝、淡菜、金针菇、海参、鱿鱼、苋菜、鱼粉、黄油(油食品)、啤酒酵母、小麦胚和龙虾。良好来源有海蟹、干贝、带鱼、松花鱼、黄鱼、龙虾、羊油、豆油、猪肾脏、全小麦粒(粉)、螃蟹、猪肉和羊肉。一般来源有小茴香、冬菇、桃酥、红萝卜、全燕麦粉、啤酒、大米、橘汁和全脂牛奶。微量来源有玉米、小米、核桃、奶油蛋糕、油饼、水果(水果食品)和糖。

参考资料

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[1].中国百科网:硒的理化性质及用途

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标签: 化学元素 科学

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  • 更新时间:2015-12-14
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