Химия и химические технологии/7. Неорганическая химия
Кочеткова
Н.В.
Астраханский
государственный политехнический колледж, Россия
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЕ СЕЛЕНА В
ДЕПОНИРУЮЩИХ СРЕДАХ НА ТЕРРИТОРИИ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ
В последние годы наблюдается возрастающее
внимание исследователей к проблеме сбалансированности пищевых продуктов по
микроэлементарному составу. Селен в этом отношении представляет особый интерес,
который объясняется не только существованием обширных регионов с недостатком
селена в среде обитания, отрицательно влияющего на здоровье человека, но и
усугублением проявлений недостатка селена в результате антропогенных нарушений
организованности биосферы в целом, которые вызываются загрязнением тяжелыми
металлами и серой [3].
Цель настоящей работы - проанализировать собственные и литературные данные
о содержании селена в депонирующих средах (почвы, воды, культурная и
естественная флора).
Кларк селена в почвах составляет 400 мкг/кг.
Содержание его в почвах различных генетических типов варьирует обычно от 10 до
1200 мкг/кг.
Нами было проведено определение селена в
образцах почвы. Валовое содержание исследуемого элемента колебалось в пределах
61-729 мкг/кг. Результаты обследования хорошо согласуются с ранее выявленными
закономерностями распределения селена в почвах. В резкоокислительных и
резковосстановительных условиях селен является геохимическим аналогом серы. В
слабоокислительных и слабовосстановительных условиях, напротив, пути миграции и
концентрации этих элементов часто расходятся. В большинстве случаев
исследованные почвы следует отнести к дефицитным по содержанию селена.
Наибольшие концентрации микроэлемента (424-527 мг Se/кг, таблица 1) определены в аллювиальной
почве.
Таблица 1
Содержание селена в
почвах Астраханской области (слой 0-20 см, мкг/кг воздушно-сухой массы)
|
Место
взятия образца |
Почва |
Se |
|
|
Область
|
Район |
||
|
АСТРАХАНСКАЯ |
Черноярский
|
Светло-каштановые |
157 |
|
Ахтубинский
|
Светло-каштановые |
130 |
|
|
Володарский |
Бурые
полупустынные солонцеватые |
100 |
|
|
Икрянинский |
Аллювиальные
дерновые насыщенные |
426 |
|
|
Камызякский
|
Аллювиальные
луговые |
320 |
|
Около 10% от необходимой для человека дневной
нормы селена обеспечивается за счет питьевой воды. Воды рек Ахтубы, Волги,
Бузана содержат 0,05-1,60 мкг Sе /л. В таких же
пределах варьируют концентрации селена в водах озер. Такие воды не могут
служить заметным дополнительным источником селена для животных и человека,
поскольку к полноценным по содержанию селена водам относят те, в которых его
концентрация превышает 10 мкг/л.
Содержание селена в растениях часто варьирует
так же широко, как и в почвах – от 10 до 1100 мкг в 1 кг воздушно-сухой массы.
Доступность почвенного селена для растений зависит от нескольких факторов
окружающей среды (водообеспеченность, температура) и свойств почвы (рН,
механический состав и содержание гумуса). Доступными для растений формами
селена являются селениты, селенаты и частично селен, связанный с окислами
железа, алюминия, марганца, карбонатами, сульфидами и гидролизуемым
органическим веществом почвы.
По мнению разных авторов, нижнее пороговое
содержание селена в почвах составляет менее 50 или 100 мкг/кг. Известно, что
накопление селена растениями зависит, помимо содержания в почве и его
доступности, от вида растения [5]. В связи с этим на обследуемых территориях
параллельно почвенным образцам мы отбирали образцы наиболее характерных
растений. В таблице 2 приведены данные по содержанию селена в растениях
Астраханской области.
Таблица 2
Селен в растениях
Астраханской области, мкг/кг сухой массы
|
№
п/п |
Семейство |
Виды |
Число образцов, шт |
Sе |
|
1 |
Злаки |
Пшеница,
кукуруза, мятник луговой, полевица белая, куриное просо, канареечник |
12 |
12-409 |
|
2 |
Бобовые |
Клевер
луговой, вязень |
14 |
8-356 |
|
3 |
Зонтичные |
Дикая
морковь |
6 |
10-116 |
|
4 |
Капустные |
Пастушья
сумка, редька дикая |
4 |
10-121 |
|
5 |
Сложноцветные |
Полынь,
василек луговой, мать-и-мачеха, одуванчик лекарственный, ромашка
лекарственная |
40 |
1-348 |
Очевидно, что содержание селена в растениях
Астраханской области тесно связано с его концентратами в почве. При
относительно высоких величинах содержания селена (таблица 1) в почвах его
доступность для растений низка. Выделить семейства растений как концентраторы
селена не представляется возможным: во всех изученных содержанием селена. Его
концентрация варьировала от 1 до 409 кмг. Среднее содержание элемента в большинстве
видов не превышало 100 мкг, кг, т.е. близко к дефицитному.
Для человека оптимальной и безвредной суточной
нормой потребления селена считают 50-200 мкг. Потребность в селене варьирует в
зависимости от пола и возраста, причем более выражены возрастные различия.
Обширные исследования потребностей организма человека в селене привели к
заключению о необходимости поступления 30-120 мкг этого элемента в день для
детей в возрасте от 4 до 7 лет, При обосновании нормы потребления селена, как и
других микроэлементов, необходимо учитывать и адаптированность организма к
высоким или низким нормам поступления селена [1].
Недостаток селена в пище может быть восполнен
медикаментозным приемом селенита или селената натрия, марганца, железа и
некоторых других металлов, селеновой кислоты. Однако установлено, что
органические соединения селена усваиваются лучше неорганических и не вызывают
аллергических реакций. В современной мировой практике проводится поиск, синтез
и исследования по применению органических соединений селена. Наиболее широко
применяются аминокислоты, в которых сера замещена на селен, например метионин.
Селеносодержащие соединения неравноценны не
только по степени усвоения селена. От формы соединения зависит и его путь в
реакциях обмена веществ. При введении селена в виде неорганических селенатов и
селенитов или селенового аналога метионина он неодинаково распределяется между
протеинами эритроцитов и плазмы крови. При применении метионина наибольшее
количество селена обнаруживали в гемоглобине эритроцитов, при введении в
неорганических формах – в глютатион пероксидазе [4].
На доступность селена в пище влияют не только
количество вводимого селена и его форма, но и содержание общего белка в пище,
присутствие другие макро- и микроэлементов – как эссенциальных, так и
ксенобиотипов.
Наиболее обогащены селеном и продукты животного
происхождения: почки, печень, мясо, яйца, морская рыба. Из продуктов
растительного происхождения наибольшие количества селена поступают в организм
человека с лучшими продуктами при условии выращивания сырья в областях с его
высоким содержанием в почве. Следует отметить, что по аналогии с другими микроэлементами
содержание селена в продукте из необдирного зерна выше.
Учитывая известные агрохимические методы
внесения микроудобрений и особенности селена, мы пришли к выводу о
целесообразности разработки методов получения сельскохозяйственной продукции в
частично контролируемых условиях (теплицах). При выборе культур, с помощью
которых легко вводить добавочные количества селена в пищу, руководствовались,
во-первых, требование использования этих растений в сыром виде, так как
известно, что многие органические соединения селена летучи и при тепловой
обработке свыше 40оС могут утрачиваться, во-вторых, культуры должны
иметь непродолжительный период до сбора готовой продукции, в-третьих, растения
должны накапливать относительно много селена. Отвечают также требованиям в
первую очередь зеленые культуры. На почвах выращивали укроп, петрушку, редис,
чеснок в условиях вегетационного домика. Под указанные культуры на фоне
азотно-фосфорно-калийных удобрений (нитроаммофоска) в норме по 200 мг на 1 кг
почвы вносили селен в различных дозах в форме биселенита натрия (NаНSеО3).
В результате опытов без снижения продуктивности было получено обогащение
изучаемых культур селеном от 2 до более 16 раз (таблица 3) [2].
Таблица 3
Содержание селена в
некоторых сельскохозяйственных культурах при удобрении биселенитом натрия (в
числителе – мкг/кг сухой массы, в знаменателе - % от контроля)
|
Доза
Se мкг/кг почвы |
Укроп,
надземная часть |
Редис,
корнеплод |
Чеснок |
Петрушка |
|
|
Подземная
часть |
Корни |
||||
|
0 |
01-115 |
56-187 |
303 |
193 |
67 |
|
25 |
|
|
- |
- |
- |
|
50 |
- |
- |
- |
|
|
|
125 |
|
|
- |
- |
- |
|
250 |
|
|
|
|
|
|
500 |
- |
- |
- |
|
|
|
1000 |
- |
- |
|
- |
- |
|
|
0,610-0,949 |
0,550-0,966 |
0,955 |
0,828 |
0,909 |
При последовательном повышении дозы селена
увеличивалось накопление этого элемента различными частями растений (коэффициент
корреляции между дозой мелена и содержанием его в растениях варьирования в
пределах 0,610-0,966). Максимальное
количество селена накапливают растения чеснока. При дозе 1000 мкг Sе/кг
почвы его содержание в растениях чеснока составляло 1695% от контрольного
значения.
Следует
также отметить, что в надземных частях растений петрушки накапливалось больше
селена, чем в корнях.
Полученные нами результаты
и приведенные литературные данные по содержанию селена в почвах, растениях и
водах свидетельствуют о его дефиците на обследованных территориях. Поэтому
целесообразно проведение на них медицинского контроля за проявлением
специфических сердечно-сосудистых заболеваний у людей. Безусловно, следует
решать и проблемы устранения дефицита.
Овощные зеленые культуры (редис, петрушка и чеснок) целесообразно
использовать в качестве культур-накопителей селена с целью коррекции его
дефицита в питании человека.
Литература:
1. Авцын А.П., Жаворонков
А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. «Микроэлементозы человека». –М.: Медицина, 2005
г.-363 с..
2.
Берим Н. Г., Химическая защита
растений, 2 изд.. Л., 2004 г.-430 с.
3.
Биологическая
роль микроэлементов. М., 2002 г.-245 с.
4. Вачаава Н.И. Содержание
селена в продуктах питания и сыворотке крови жителей Норильска //Вопросы
питания, 2006 г., №4.
5. Виноградов А.П.
Геохимия редких и рассеянных элементов в почвах. –М.: Наука, 2005 г.-436 с.