2012年5月1日 星期二

有去無回谷的秘密


在南美洲哥倫比亞一個神秘的山谷,那裡土壤肥活,風和日麗,但到那裡居住的人,都很難逃脫死亡的命運,因此當地的印第安人稱它為"有去無回谷"。後來,歐洲移民來到那裡,耕耘播種, 種出了莊稼,獲得了豐收。可是好景不長,一種莫名其妙的怪病使他們驚恐不安。患了這種病的人,眼睛慢慢失明,毛髮逐漸脫落,最後體衰力竭而死亡。而且當地的婦女常常生下怪胎,因此最後居民死的死,逃的逃,這個山谷又荒蕪了。

這是怎麼回事呢?直到第二次世界大戰結束後,地質人員到那裡探礦,才揭開了其中之謎。原來,那裡地層和土壤中含有大量的硒(Selenium, Se),同時又缺少硫,植物為了能正常生長,就拚命地從土壤中吸收性質與硫相近的硒,以補充硫的不足。硒有毒,植物(莊稼)中富集了大量的硒,人們吃了之後就會患這種怪病而死亡。在美國西部針對放牧的牲畜經過長期調查,發現這種造成動物脫毛的怪病主要是由於牲畜在長有大量紫雲英(圖一)、黃芪和野豌豆一類植物的地區放牧而引起的(圖二)


圖一、紫雲英屬astragalus bisulcatus (http://www.ars.usda.gov/Services/docs.htm?docid=9979)


圖二、美國西部的硒分布區域

無獨有偶,在中國古籍的紀錄中也有類似的記載,西元1274年前後,義大利威尼斯人馬可波羅隨其父親和叔父來中國通商,途徑肅州(今甘肅省西部)時,聽說外地商人的馬吃了當地的某些草會掉蹄子、脫毛等。後來,他把這種見聞記述在《馬可波羅遊記》中。由於當時的醫學和科學水準所限,一直不明白這是一種什麼病。後人認為,這是有關硒中毒的最早記載。硒中毒的症狀包含:反胃嘔吐、疲勞、腹瀉、頭髮與指甲損壞、異常刺痛感等,也會干擾硫的正常代謝以及抑制蛋白質合成。服用含有高量硒的藥物會造成急性硒中毒,嚴重過量會導致肝硬化, 肺水腫,甚至喪命。
       地質學家弄清了"有去無回谷"的真象後,受到了很大的啟發,並發現植物可以幫助人們找礦,甚至富集礦產。像是硒,在二次世界大戰後,人們發現它的半導體性質和其導電能力會隨光強度增大而增加的特性,因此硒在電子工業中的應用量迅速增加。但是硒本身並不會形成特定礦床,而是於礦床開採提煉時所產生的副產品,約90%來自於銅礦床開採之副產品,剩下約10%來自於鉛礦床。所以,利用當地的植物協助富集稀有礦產,逐漸成為一種省能省力的開採方法,也因此,未來的地質學家或許還應該學學一些基本的動植物學啊!

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