セレンサイクル

セレンサイクルは、炭素、窒素、硫黄のサイクルに似たセレンの生物学的サイクルです。サイクル内では、最も酸化された形態の元素を還元する生物があり、別の生物が還元された元素を初期状態に酸化することでサイクルを完了します。

セレンサイクルでは、細菌、真菌、植物、特に黄耆属の種が、セレンの最も酸化された形態であるセレン酸塩または亜セレン酸塩をセレン化物に代謝することがわかっています。微生物は、価数ゼロのセレンを価数+6のセレンに酸化できる可能性があるとも考えられています。

セレンサイクルの証拠は、セレン蓄積植物の研究を通じて発見されました。これらの植物は半乾燥のセレン含有土壌に生息しています。植物は有機セレン化合物を生合成し、それが分解すると土壌に放出します。化合物が酸化されなければ、有機セレンの増加が見られますが、これらの地域のセレンは主に無機物です。^[2]

水生生態系における溶解セレンの運命は3つあります。1. 生物に吸収または摂取される、2.浮遊物質または堆積物と結合する、または3. 自由溶液中に残る。^[3]時間の経過とともに、セレンのほとんどは生物に取り込まれるか、他の固体と結合します。浮遊物質が沈殿するにつれて、セレンは堆積物の最上層に蓄積します。水生生態系の動的な流れにより、セレンは通常、一時的に堆積物にとどまり、その後システムに戻って循環します。

セレンは、セレン酸塩形態から亜セレン酸塩形態への化学的および微生物的還元という自然のプロセスを通じて生態系から除去され、堆積物中に固定される可能性があります。還元に続いて粘土への吸着、鉄種との反応、共沈または沈殿が起こります。セレンが堆積物に入った後、他の化学的および微生物的還元が起こり、不溶性の有機、鉱物、元素、または吸着されたセレンが生じる可能性があります。一部の有機形態は、水や堆積物中の化学的または微生物的活動による揮発、または植物からの直接放出によって大気中に放出される可能性があります。固定化プロセスは、特に流れの遅いまたは静水域で、生態系からセレンを効果的に除去します。

セレンは、4つの酸化およびメチル化プロセスを通じて食物連鎖で利用できるようになります。最初のプロセスは、植物の根と微生物による無機および有機セレンの酸化およびメチル化です。^[3] 2番目のプロセスは、底生無脊椎動物の穴掘りと魚類や野生動物の摂食による堆積物の生物学的混合とそれに伴う酸化です。3番目のプロセスは、水流、風、降水、湧昇などの水の循環と混合による物理的移動と化学的酸化です。4番目のプロセスは、植物の光合成による酸化です。^[4]