近年來硒廣受世人關注，含硒的食品、保健品紛紛上市，比如富硒茶、富硒蛋、富硒米等，讓人目不暇接。各種媒體的宣傳報道也聲稱，硒是人體必需的營養(yǎng)元素，補硒不容忽視。
那么硒到底是什么元素？硒又有哪些用途？要弄清楚這些，我們須從它的發(fā)現(xiàn)之旅說起。追本溯源，從首次實驗到各類硒產(chǎn)品在不同領域的廣泛應用，科學家們前赴后繼，花了整整200年！
不懼失敗的科學大咖
“太糟糕了，我難道只有祈求上帝幫助？”
1817年夏，在瑞典南部的一棟小洋樓里，瑞典化學家永斯·雅各布·貝采利烏斯聽到助手報告的一則消息后，立即中斷手中的鉛室實驗，走到窗前，喃喃自語。
原來，半年前為了給實驗室籌措資金，加大硫酸的研究力度，他向鄰鎮(zhèn)的一個硫酸廠投了一筆款，同時負責廠里產(chǎn)品的質量檢驗工作。
眼看就可以分紅，添購一批實驗器材，不料該廠發(fā)生了火災，化為灰燼。
貝采里烏斯畫像(圖片來源：科學網(wǎng))
短暫的沮喪和懊惱之后，貝采利烏斯調整狀態(tài)，還是回到實驗桌前，繼續(xù)分析鉛室底部的殘渣。鉛室法是指在鉛制的方形空室里制取硫酸的方法。
這種方法曾在西方盛行100多年。貝采利烏斯研究鉛室已經(jīng)有些時日了，但沒什么進展。
作為與著名科學家道爾頓、阿佛加德羅同時代的科學大咖，貝采利烏斯在多個領域尤其是化學領域取得了非凡的成就。
道爾頓提出原子論后，貝采利烏斯花十幾年時間，在其簡陋的實驗室里，先后對兩千多種物質進行精確分析，為原子論的確立提供了豐富的實驗數(shù)據(jù)。
后來，貝采利烏斯不但從烏拉爾鉑礦中首次分離出釷、銠等元素，還首創(chuàng)用拉丁字母作元素符號的方法，及用拉丁字母表達化學式的理論。現(xiàn)在中學生化學課的內(nèi)容部分來自貝采利烏斯的理論。
當然，這些成就背后究竟有多少失敗，估計只有他本人才清楚。
所以，貝采利烏斯深知，要解決目前的危機，只有通過實驗研究獲得新的理論，以得到政府和行業(yè)的更多資源和資金。
殘渣淘出的“月亮女神”
皇天不負有心人。貝采利烏斯通過細心觀察，發(fā)現(xiàn)鉛室殘渣里有一些紅色粉狀物質。他先除去紅色粉末里的硫酸，再用吹管進行加熱。這時，盛粉末的坩堝里發(fā)出很臭、像腐爛蔬菜一樣的味道。
貝采利烏斯捂住鼻子，反復用鑷子翻騰紅色粉末。一邊試圖判斷這是什么物質，“難道它們是不純的碲塊亦或者是硫的化合物？”他很快又打消了這個念頭。
因為碲單質是白色粉末，其化合物也沒有臭味。硫粉是淡黃色的，其代表化合物硫化氫低濃度時有臭雞蛋氣味，不是腐爛蔬菜的味道。
貝采利烏斯隱隱覺得，這些紅色粉末里大有文章。
硒粒(圖片來源：百度)
經(jīng)過反復試驗、分析，他確定紅色粉末是一種與碲元素性質相近、介于碲與硫之間的非金屬元素。
他按捺住內(nèi)心的激動，把研究結果與已出版的圖書內(nèi)容進行多次對照。
如何給未知元素命名呢？貝采利烏斯覺得碲的希臘文（Tellurium）意是“地球”，新元素與碲性質相近，相當于是碲的姊妹元素，不妨用“Selene”來表示它，化學符號設為“Se”。
若干年后西學東漸，中國科學家引入化學周期表，將“Se”譯作“硒”沿用至今。
Selene在希臘文里是“滿月女神”的意思，所以后人稱硒為“月亮女神”。
希臘神話中的滿月女神(圖片來源：搜狐網(wǎng))
再接再厲，貝采利烏斯又發(fā)現(xiàn)了硒的幾種同素異形體：從硒的氧化物中還原而得橙色的無定形硒，從氧化物中自然分解得到黑色的晶體硒。
后來的事實證明，硒對人體健康有著極其重要的作用，貝采利烏斯也因此得到世界各國和人民的尊重。
2017年，瑞典政府在本國召開第五屆國際硒研究會議及“貝采里烏斯發(fā)現(xiàn)硒200周年”系列紀念活動，主辦單位為國際硒研究學會和中國科技大學。
特殊的生日賀禮
貝采里烏斯發(fā)現(xiàn)硒元素并為之命名后，便計劃深入研究硒的有機化合物。
硒的有機化合物簡稱硒化物，包括正硒化物和酸式硒化物兩種。硒化物由重金屬離子沉淀而成，沉淀過程中硒化氫起到催化作用。弄清硒化物的結構和化學性質，是硒元素運用于各領域的關鍵。
由于他手里還有許多其它化學研究項目，哪一個都不能落下，所以把研究硒化物的任務交給學生，自己只是給予適當?shù)闹笇А?/p>
貝采里烏斯不但是當時知名的科學家，還是一流的教育家，歐洲各國的化學工作者都以到他的實驗室學習和工作為榮。學生自然不少，維勒、李比希、杜馬等化學家都是他的學生。
正如貝采里烏斯所料，硒化物的研究遇到空前的困難，一度處于停滯的狀態(tài)。原來，硒化物含強酸性，比硫化氫大2000倍，這種酸性具體在實驗中，就是對鼻粘膜的特殊刺激作用。
如果用“臭名昭著”來形容硫化氫的氣味，那硒化物的氣味不但是“臭名昭著”的若干倍，且這種氣味極易附在衣服、毛發(fā)和皮膚上，讓人感到惡心。
德國化學家維勒（圖片來源：百度）
直到1837年1月23日，貝采里烏斯68歲生日那天，他收到一份特殊的賀禮，是學生維勒寄來的一封信。信內(nèi)容很短：“今天，您的一個孫子，也是硒的孩子—;—;乙硒醇已經(jīng)來到世界?！?/p>
信中維勒把硒比作恩師貝采里烏斯的兒子，把乙硒醇比作硒的兒子。乙硒醇是硒化物的代表，硒的第二個同系物。有趣的是，乙硒醇正是維勒的學生，也就是貝采里烏斯的徒孫C·西蒙制備出來的。
乙硒醇的問世，只是硒元素研究路上的一段小插曲。后來的事實證明，作為人體必需的15種微量元素之一，硒一直像月亮女神一樣保護著人們的健康。
“硒像一顆原子彈，量很小很小……作用和威懾力卻很大很大，一旦被人們認識、利用，將對人類健康產(chǎn)生深刻的影響?！北蛔u為二十世紀最具權威的微量元素專家奧德菲爾德博士如此評價硒。
在貝采里烏斯及其徒子徒孫的不懈努力下，硒的第二個同系物乙硒醇終于問世了。許多科學工作者也發(fā)現(xiàn)了硒的魅力，紛紛加入到研究硒化物的大軍。
一位名叫瑞德的英國科學家上場。充滿韌勁的他，注定成為硒研究史上繞不開的人物。
破壞達爾文紀念大會的實驗
瑞德是英國劍橋大學泡普教授的助教。1909年的一天，他接到泡普教授的一個任務，即進行硒化物的研究并在短期內(nèi)有所突破。
瑞德先在室內(nèi)進行實驗。沒過幾天，同事們都被硒化物的臭氣熏到，抱怨連天。
不得已，瑞德把實驗陣地搬到劍橋大學實驗樓的樓頂。這下可好，既安靜，又通風?？蓻]過幾天，校長帶著一堆管理人員來到樓頂，當面指責他。
原來，劍橋大學正在廣場召開達爾文誕辰一周年紀念大會，不想一股臭氣順風而至，大會被迫停止。校長等人循著臭氣找到樓頂，見瑞德正專心致志地做著關于硒化物的研究實驗。
開明的校長知道瑞德此舉是專注研究，便說了幾句鼓勵的話帶人匆匆離去。
英國劍橋大學(圖片來源：新浪網(wǎng))
瑞德沒有放棄，他又把實驗陣地移到遠離市區(qū)的沼澤地邊。雖然不會影響別人，但很快就遇到了新的麻煩：實驗中硒化物的氣味招來了“臭味相投”的蚊蟲 ，瑞德被咬得全身是包！
沒辦法只能把自己包得嚴嚴實實的，只露出兩只眼睛，繼續(xù)在沼澤地邊的實驗室奮戰(zhàn)。
他的付出沒有白費。1930年，瑞德與同行一起制備出硒的第一個同系物—;—;甲硒醇。
硒對動植物的影響
硒醇是硒的有機化合物之一，包括甲硒醇、乙硒醇、正丙硒醇等。瑞德等人制備出甲硒醇后，又相繼發(fā)現(xiàn)甲硒醇對治療癌癥有一定作用。
一石激起千層浪，世界各國的科學家都對硒元素及硒醇展開深入研究，以期其在各領域得到廣泛運用。
1936年，美國科達他州的羊、牛等牲畜患上罕見的土磷病。它們的牙齒、四蹄等發(fā)軟，發(fā)育不良。原因是當?shù)氐耐寥乐泻写罅康奈?，硒被植物吸收后再進入牲畜身體，從而引起硒中毒?？茖W家們得出結論：過量的硒對動物有害。
無獨有偶。1950年，歐洲科學家發(fā)現(xiàn)低濃度的硒能防止實驗動物的肝壞死，減少各種因營養(yǎng)不良引起的病癥。一時間，西方媒體出現(xiàn)不少用硒化物及硒醇治療家畜疾病的報道。
西方科學家全力研究硒元素的同時，我國東三省發(fā)生了一件事，就是許多村民患上了克山病。
這種病因十多年前在黑龍江克山縣被首次發(fā)現(xiàn)而得名。作為病因不明的心肌病，克山病的癥狀主要表現(xiàn)為心肌的壞死、修復等改變，一直沒找到治病的方法。
解放后，在周總理的關注下，專家經(jīng)過多年研究得知，克山病的誘因之一就是缺硒。
醫(yī)生們通過對東北部分患病區(qū)域的居民進行補硒治療，克山病得到有效控制。此案例向世界初步表明，人體需要適量的硒元素。
克山病研究室的工作人員給食鹽加硒(圖片來源：新聞網(wǎng))
物以“硒”為貴的新解
上世紀五十年代后期，科學家們逐漸弄清了硒的生物原理，發(fā)現(xiàn)了它的醫(yī)學價值。
原來，硒直接參加人體里酶的代謝，缺硒可引起許多營養(yǎng)缺乏病的發(fā)生，致使腫瘤和心血管病發(fā)病率提高。與心血管病有關的微量元素除了釩、鉻外，最主要的就是硒。
1957年5月17日，美國生物化學家克勞斯·施瓦茨發(fā)表了一篇十余年前撰寫的論文，論文主題為：硒是營養(yǎng)性肝壞死的重要保護因子。
原來，二戰(zhàn)期間，許多德國市民和士兵患上肝病，德國政府請以研究營養(yǎng)健康聞名的施瓦茨來解決問題。
施瓦茨最先發(fā)現(xiàn)引起德國病人肝臟壞死的主要原因是人體缺乏蛋白質，后來弄清病毒性肝炎和肝硬化患者的血清里硒的濃度(即血硒)比正常人低很多。
經(jīng)過反復對比、分析，施瓦茨確定德國人患肝病的主要原因是缺硒，進一步研究得出結論，硒與人體健康息息相關。
施瓦茨教授畫像(圖片來源：騰訊視頻)
雖然施瓦茨的結論成為硒元素研究的重大突破，在硒研究史上有著里程碑的意義，但由于戰(zhàn)爭頻發(fā)等原因，他撰寫的關于硒與人體健康的論文直到1957年才發(fā)表。
為了表示對施瓦茨的尊敬和紀念，國際上設立“施瓦茨”獎，獎勵那些在硒研究領域中做出杰出貢獻的科學家們。中國科學家曾兩次獲得此獎：硒與克山病的關系（1984年）、硒與肝癌的關系（1996年）。
施瓦茨的論文引起世界各國及聯(lián)合國的重視。1973年，聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織（WHO）宣布硒是人和動物生命必需的微量元素。1988年，中國營養(yǎng)學會把硒列為15種每日必須攝入的膳食營養(yǎng)素之一，建議成人每天攝入硒50—;200微克。
時至今日，國際上專注于硒元素研究的團隊達上百個，分布在三十多個國家和地區(qū)。世界各國科學家對硒的科學作用，尤其是對人體的影響基本達成共識。
硒對人體來說既有益又有害。有益之處在于，人體不能離開硒，長期缺硒會導致抵抗力下降、神經(jīng)紊亂，影響視力，誘發(fā)肝炎、不孕癥、克山病、癌癥、心血管疾病等。硒被譽為“肝臟的守護神”，能殺死90%的肝炎病毒。
有害之處在于，過量攝于硒會導致人體中毒，臨床癥狀為頭疼、喪失嗅覺、神經(jīng)過敏等。
人體缺硒的后果(圖片來源：農(nóng)業(yè)網(wǎng))
補硒最好從食物中來，海魚、雞蛋、豬肉等高蛋白質食物中硒含量一般較高，另外某些蔬菜中的硒含量也較高。海魚是自然硒含量最高的食物，750克海魚含硒量可達50微克。由此可得，小孩如果偏食的話，很容易導致缺硒。
物以“硒”為貴。這句曾經(jīng)較流行的補硒宣傳語自有一定道理。這里的“物”，不是指物體，而是指動植物尤其是人類。
作為地球上的稀散元素，硒不但對動植物尤其是人類產(chǎn)生重要影響外，還在現(xiàn)代工業(yè)領域大顯身手。硒是優(yōu)良的光電和半導體材料，大量應用在光電管、激光器、鎮(zhèn)流器的制造和無線電傳真、電視技術上，與人類的生活息息相關。
硒在工業(yè)領域最廣泛的用途，莫過于推動激光打印機的發(fā)展。上世紀七十年代，科學家通過蒸鍍把硒附在鼓基上，制成感光鼓，俗稱硒鼓。硒鼓裝進打印機，就制成原始的激光打印機。物以“硒”為貴，稀有的原材硒導致激光打印機售價奇高，很難走向市場。
八十年代以來，由于科技的進步，硒鼓原材由硒改為有機光導材料，這樣既減少了成本，又讓污染變小，所以很受市場歡迎。雖然硒鼓里沒有硒或含極少量的硒，但市民都習以為常，還是叫感光鼓為“硒鼓”，沿用至今。
硒鼓（圖片來源：蘇寧企業(yè)購）
從“月亮女神”到人體必需元素，人類研究硒元素用了整整200年。雖然人類對硒的研究工作艱難而緩慢，但它在生理、生化等方面的獨特功能已引起生物、藥學、醫(yī)療、保健等領域的科學工作者的高度重視，相信為了人類更好的未來，定會有更多的科學工作者會投身到硒及其化合物的研究中。
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【參考資料】
1、 論文《神秘的“克山病”》，見“聚文薈”網(wǎng)站。
2、 論文《從貝采里烏斯發(fā)現(xiàn)硒說起》，作者金靈芬，《化學教學》1998年第2期。
3、 論文《為硒科學做出貢獻的人們》，《科學養(yǎng)生》2016年12期。
4、 論文《我國硒研究成果榮獲“施瓦茨獎”》， 《地方病通訊》1984年03期。
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