硒(Se)是人體健康必需的微量元素［1］，大量研究表明Se缺乏或過量都會(huì)導(dǎo)致人產(chǎn)生多種病癥［2-4］。從世界范圍來看，土壤Se缺乏很普遍，我國低Se、缺Se面積約占72%［5］。2006年海南生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)富Se土壤在海南島分布廣泛，約占其陸地面積的27%［6］，如何開發(fā)海南寶貴的富Se土壤資源，變資源優(yōu)勢為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢已成為研究熱點(diǎn)。由于大米在我國多數(shù)人們飲食結(jié)構(gòu)中具有不可或缺的地位，因此海南省富Se土壤資源開發(fā)的首選方向應(yīng)是種植富Se水稻。但是迄今為止，系統(tǒng)研究海南省稻田土壤中的Se含量未見相關(guān)報(bào)道。另外已有研究發(fā)現(xiàn)大巴山高Se土壤中V、Ni和Ca等元素的含量異常高，并存在顯著正相關(guān)［7］。紫陽蒿坪地區(qū)雙安鄉(xiāng)土壤中Se含量高達(dá)16．9mg/kg，但其中Mo、V、F和As的平均值也分別達(dá)到99、1134、1041和111mg/kg，均達(dá)到毒害水平［8］。因此土壤硒可能伴生其它元素，尤其重金屬，這對食品安全不利。目前對海南香蕉［9］、胡椒［10］和菠蘿［11］主要種植區(qū)土壤的重金屬含量進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)部分地區(qū)Cd、Cr、Pb和As等有毒重金屬元素中的一種或多種超過國家土壤環(huán)境質(zhì)量的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值(GB15618—1995)，針對海南稻田土壤中的重金屬含量只報(bào)道了文昌［12］和萬寧［13］兩個(gè)地區(qū)，但系統(tǒng)研究海南省稻田土壤重金屬含量未見報(bào)道，尤其與Se分布的相關(guān)關(guān)系不清楚，而這對清潔且富硒的稻田區(qū)劃非常重要。本文通過采集海南省18個(gè)市(縣)代表性的稻田土壤樣品，研究Se和5種有毒重金屬元素(Hg、Cd、Cr、Pb和As)的含量、分布及其相關(guān)關(guān)系，并對Se和重金屬的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，可為合理區(qū)劃清潔且富Se稻田提供理論依據(jù)，從而為開發(fā)海南寶貴的富Se土壤資源奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1．1土樣采集

分別在海南省18個(gè)市(縣)種植水稻規(guī)模較大的主要鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，選擇面積較大、代表幾種主要母質(zhì)類型發(fā)育的稻田土壤，采用GPS定位采集。每個(gè)樣點(diǎn)在同一母質(zhì)類型發(fā)育的成片水稻田中隨機(jī)選擇5—10個(gè)點(diǎn)，用木鏟采集0—20cm耕層土樣，混合后按四分法取樣品約1kg。由于海南省中部以山區(qū)為主，稻田土壤相對較少，因而布點(diǎn)較少，樣點(diǎn)具體分布如圖1，共采集280個(gè)土壤樣品。所有樣品自然風(fēng)干，通過0．25mm和0．15mm的尼龍篩，供分析所用。

1．2研究方法

1．2．1土壤Se含量的測定

參考周鑫斌等［14］的方法，并且做了一些改進(jìn)。稱取通過0．15mm篩的土壤樣品約0．25g于100mL的三角瓶，加入10mL混合酸(HNO3∶HClO4=4∶1)，蓋上彎頸漏斗，靜置過夜后在電熱板低溫砂浴硝化1h，然后再逐步升溫，微沸條件下硝化至無色并冒白煙，取下，稍冷后加入5mLHCl(HCl∶H2O=1∶1)，繼續(xù)加熱至無色并冒白煙，取下，冷卻，再加5mLHCl(HCl∶H2O=1∶1)，全部轉(zhuǎn)入25mL容量瓶中。硝化后待測液中的Se含量用北京吉天AFS-830a原子熒光光譜儀測定，每批樣品測定都以土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GSS-4、GSS-6、GSS-7，國家物化探研究所提供)作內(nèi)標(biāo)，測定回收率為87%—115%。

1．2．2土壤重金屬含量的測定

土壤樣品經(jīng)風(fēng)干并過0．25mm篩，按照土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ/T166—2004)測定5種重金屬含量，其中As和Hg用王水(HCl∶HNO3=1∶3)水浴加熱熔融，然后用原子熒光光譜儀測定;Cr、Cd以及Pb用王水再加HClO4、HF熔融，然后Cd用等離子體質(zhì)譜儀測定，Cr、Pb用等離子體光譜儀測定，所有樣品由海南省地質(zhì)測試研究中心測定。

1．2．3土壤重金屬安全性評(píng)價(jià)方法

評(píng)價(jià)方法采用最常用的單項(xiàng)污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法。為了進(jìn)一步確定稻田土壤重金屬潛在的生態(tài)危害效應(yīng)，還用Hakanson潛在生態(tài)指數(shù)法［15］，分別以海南省土壤背景值［16］和全國土壤背景值［17］作為參比值對海南稻田土壤重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，所有計(jì)算方法與分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見參考文獻(xiàn)［15，18］。

1．3數(shù)據(jù)分析

測定結(jié)果用DPSv7．05統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采樣點(diǎn)分布圖用ArcMap9．3軟件繪制，重金屬含量分布圖用相同軟件，并用克里格插值方法進(jìn)行繪制。

2結(jié)果與分析

2．1稻田土壤Se含量與分布

2．1．1稻田土壤Se含量

稻田土壤Se含量從痕量到1．532mg/kg之間，平均為0．211mg/kg，變異系數(shù)達(dá)到91%，說明不同地區(qū)稻田土壤Se含量差異較大。按照譚見安［19］的分級(jí)方法，采集的280個(gè)樣品中101個(gè)處于缺乏水平，占36%;高Se土壤(＞0．4mg/kg)僅占12%;未發(fā)現(xiàn)Se過剩(中毒)(＞3mg/kg)樣品(表1)。2．1．2稻田土壤Se分布海南各市(縣)的稻田土壤平均Se含量差異較大，最大值(瓊海0．364mg/kg)是最小值(樂東0．061mg/kg)的6倍。各市(縣)中稻田土壤Se含量的變異系數(shù)都超過50%，最高的為111%，說明即使在同一市(縣)的不同鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，稻田土壤的Se含量差異也較大，合理區(qū)劃富Se稻田非常必要。本研究采集的各市(縣)稻田土壤中Se含量達(dá)到高水平(＞0．4mg/kg，即富Se水平)都不是太多，但是占各自采集樣品百分比最高的是瓊海，即35%，其次是萬寧、澄邁、定安和文昌，略高于或等于20%，有四個(gè)市縣為零，即昌江、陵水、五指山和樂東。如果從中等及其以上水平(＞0．175mg/kg)來看，超過50%的有8個(gè)市(縣)，其中最高是瓊海和定安，分別達(dá)到85%和73%，即兩個(gè)地區(qū)采集的稻田土壤樣品多數(shù)處于中等Se含量水平以上，其次是澄邁、保亭、萬寧、文昌、昌江、海口，這些市(縣)多數(shù)集中在海南的東北部，最低的也是五指山(22%)和樂東(6%)(表2)。2．2稻田土壤重金屬含量與分布2．2．1稻田土壤重金屬含量由表3可知稻田土壤中Hg、Cd、Cr、Pb和As含量不高，平均值均低于國家土壤環(huán)境質(zhì)量的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值，也低于全國土壤背景值，表明海南稻田土壤相對比較清潔。但Hg、Cd和Cr3種重金屬元素含量的最大值均超過二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，Hg的最大值是二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的5倍多，Cd和Cr都是2倍多，只是超出二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的樣品個(gè)數(shù)不多，Hg、Cd和Cr的超標(biāo)率分別為0．7%、1．4%和3．9%，而且Hg、Cd平均含量分別比海南省土壤背景值增加1．6和2．3倍。土壤中5種重金屬含量的變異系數(shù)都很大，尤其是Hg和Cr的分別達(dá)到179%和171%，表明不同地區(qū)重金屬含量差異較大，在土壤重金屬含量較高的地方種植水稻時(shí)要特別注意監(jiān)測稻米中重金屬含量。