钟模科普作品选:化工·地质·环境漫谈
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

23 “魔谷”与“宝地”——硒

美国的内布拉斯加州和怀俄明州之间有一个谷地,那里气候温和,土壤肥沃,景色宜人。在200多年前,殖民者移居这里时,似乎一切都在欢迎他们,就连种下的小麦、燕麦、玉米等作物都长得非常茂盛。大丰收的喜悦使人们充满了希望。谁知,好景不长,没过多久,一种莫名其妙的病在移民中流行起来。患者毛发脱落,渐至双目失明,虚脱而死,甚至连家禽也不能幸免,因而这个谷地便被人们称之为“魔谷”。

那么,到底是何“妖魔”降祸于人呢?一时之间尚无人解答。直到第二次世界大战之后,这个“魔谷”之谜才被有关科学家彻底揭开。原来,这里的土壤中含有丰富的硒元素,却缺少硫元素,植物便把化学性质相似的硒元素吸收进来了。植物虽然长得茂盛,农作物丰收了,然而人和禽、畜从这些植物中吸取了过量的硒,机体的正常功能就被破坏了。

人体吸收过量的硒对健康是有害的,可造成较高的婴儿出生畸形率。硒中毒后,人会感到头痛,长期丧失嗅觉、不辨香臭。硒的化合物掉在皮肤上会产生斑疹等。牛羊吃了含硒较多的牧草,就会脱毛、软蹄。

看了这个故事,也许你会认为硒是一种危害人体健康的元素。其实不然,现代医学证明,硒(Se)是人体必需的14种营养元素之一,硒对人体有许多生理功能。首先它参与新陈代谢作用,硒参与某些酶如辅助酶A等的合成;硒与视力和神经传导有着密切的关系,人眼内含硒量很高,虹膜及水晶体含硒丰富,视网膜含硒量可达7克;硒在生物体内有抵抗和降低汞、镉、铊、砷等元素的毒性的作用,它还与钼、铬、铜、硫等元素有抵抗作用;硒能降低癌症的发病率,预防和阻止肿瘤的扩散,还能防治消化道癌以及降低克山病的发病率。因此,硒也被誉为“生命的奇效元素”。

秘密揭开后,“魔谷”成了“宝地”,成了特殊“矿场”。人们根据植物能吸收地里的硒的事实,在这里建立了近代第一个硒元素种植园,一年几次播种酷爱硒元素的紫云英,每公顷紫云英灰中可提炼出2.5千克硒。

硒是1818年瑞典化学家贝齐乌斯和甘英从硫酸厂铅室中的红色沉淀物中发现的,命名为“Selenium”(硒),希腊文的原意是月亮,以表示它是碲的姐妹,因为碲的希腊文原意是地球。硒是半金属,性质与硫相似,但金属性比硫强。硒的最显著的特性是在光照下的导电性比在黑暗中成千倍地增加。熔点220℃,沸点685℃,是典型的半导体。性脆,常温下硒不与氧气作用,在空气中加热会着火燃烧生成二氧化硒,在一定温度下(灰硒约为71℃)可被水氧化,硒溶解于强碱溶液中形成硒化物,但也形成硒酸盐和亚硒酸盐。

工业纯硒约55%用于玻璃的着色和脱色颜料及冶金工业,高质量信号灯用的透镜玻璃含硒2%,加入硒的平板玻璃用作太阳能的热传输板和激光器窗口红外过滤器。硒可以改善碳素钢、不锈钢和铜的切削加工性能。大约有30%的硒以高纯形式(99.99%)与其他元素被制作成合金,用以制造低压整流器、光电池、热电材料以及各种复印复写的光接收器。其余15%的硒,以化合物形式作有机合成的氧化剂、催化剂、动物饲料微量添加剂(0.1微克/克)。硒加入橡胶中可增加耐磨性。硒及硒化物加入润滑脂中,可用于高压润滑。硒还是制造光电管、晶体管必不可少的半导体材料。

硒主要赋存在黄铜矿、黄铁矿、方铅矿中,有时也存在于辉钼矿、铀矿中。主要的硒矿物有硒铜矿、硒铜银矿、硒银铅矿、辉汞矿,一般不形成单独矿床,工业上主要是在冶炼硫化矿物时综合回收硒。