De seleenconcentratie in zeewater ligt bij ongeveer 0,1-0,5 ppb. Rivierwater heeft over het algemeen een gehalte van 0,2 ppb seleen. In opgeloste vorm is het element waarschijnlijk vooral als SeO32-, maar mogelijk ook als HSeO3-, H2SeO3, SeO42- en HSeO4- aanwezig.
Seleen wordt bij contact met water niet aangetast. Er zijn echter seleenverbindingen die wel met water reageren. Een voorbeeld hiervoor geeft de volgende reactievergelijking:
Al2Se3 + 6H2O -> 3H2Se + 2Al(OH)3
Elementair seleen is onder normale omstandigheden niet oplosbaar in water. Voorbeelden voor oplosbare seleenverbindingen zijn seleenzuur met een zeer hoge oplosbaarheid van 10600 g/L en selenigzuur met een iets lagere oplosbaarheid van 3250 g/L.
Oplosbaarheid en waardoor deze beïnvloed kan worden Elementair seleen is in de natuur heel zeldzaam. Er zijn ongeveer 40 seleenhoudende mineralen, zoals berzeliiet, die echter ook niet heel vaak te vinden zijn. Grote hoeveelheden aan seleen worden uit industrieel afval gerecycled. Ook is het element een bijproduct van het smelten van andere ertsen, vooral koperertsen.
Metallisch seleen heeft de eigenschap bij lichtinval duizend keer beter elektriciteit te geleiden dan in het donker. Daarom wordt het bijvoorbeeld in foto-elektrische cellen, lichtmeters, zonnecellen, camera’s en kopieerapparaten toegepast. Op dit industriële gebied wordt ongeveer een derde van het seleen van hoge zuiverheid benodigd. Een ander kwart van het commercieel toegepaste seleen gebruikt men in verschillende verbindingen in de glasindustrie, of om glas te ontverven of om het een rode kleur te geven. Ten slotte worden ongeveer 15% van het element als toevoeging aan veevoer of voedingssupplementen gebruikt. De rest wordt in batterijen, gelijkrichters, bij de vulkanisatie van rubber, in anti-roosshampoos of in verfpigmenten toegepast. In installaties voor de drinkwaterverzorging wordt seleen wegens zijn geringe giftigheid voor een deel in plaats van lood gebruikt.
Steenkool kan tot 10 ppm seleen bevatten. Daarom kan het element in grote hoeveelheden in het milieu vrijkomen uit krachtcentrales die op deze fossiele brandstof draaien. Hetzelfde geldt voor metaalsmelten en afvalverbrandingsinstallaties die papier, karton of ook autobanden verbranden. Bovendien werd seleen in pesticiden toegepast. Sulfiden en zwaveldeposities bevatten vaak seleen, omdat het chemisch zeer op zwavel lijkt.
Het isotoop 75Se wordt in het wetenschappelijk onderzoek en voor medische doeleinden gebruikt.
De natuurlijke cyclus van seleen lijkt op de zwavelcyclus. Methylselenide en dimethylselenide komen door de activiteit van anaërobe bacteriën uit grond en water vrij en komen in de atmosfeer terecht. Twee derde van het seleen in de lucht is echter afkomstig van menselijke activiteiten. Voor een deel kunnen deze zelfs een positief effect hebben, als het element door de regen op seleenarme grond gespoeld wordt.
Luchtdroge grond bevat normaal 0,01-5 ppm seleen. In sommige delen van de aarde is dit gehalte echter duidelijk hoger dan in anderen. In fosfaatmeststoffen is seleen zowel natuurlijk aanwezig als ook als toegevoegde voedingsstof.
Seleen kan door planten in organische en anorganisch vorm worden opgenomen. In kruid- en houtplanten zijn in Europa meestal gehaltes van 0,01-2 ppm (drogestofgehalte) te vinden. Ook zij kunnen anorganische seleenverbindingen tot methyl- en dimethylseleniden reduceren. Als de grond extreem seleenrijk is, kunnen de erop groeiende planten giftig zijn voor grazend vee, dat na een vergiftiging een waggelende gang heeft. Bijvoorbeeld wikken kunnen seleen tot 1,4% van hun drogestof accumuleren en zijn daarom vaak verantwoordelijk voor het ziek worden van dieren. Ook bij kippensoorten werden misvormingen, veroorzaakt door seleenvergiftigingen, geconstateerd. Als concentratie in de grond die nog getolereerd kan worden, geldt 10 ppm. Astragalus-soorten kunnen seleen tot een gehalte van 5000 ppm accumuleren zonder dat er groeistoornissen ontstaan. Dit soort planten die extreem veel seleen accumuleren, zouden als hulpbron verbouwd kunnen worden, waarbij per hectare tot 7 kg van het element geëxtraheerd kunnen worden.
Seleen is voor veel organismen essentieel en bijvoorbeeld een bestanddeel van de glutathionperoxidase. Selenieten en selenaten zijn echter sterk toxisch voor warmbloedige organismen en kunnen bovendien goed geresorbeerd worden.
Bij herkauwers is de resorptiequote iets lager, omdat het seleen voor een deel in het maag-darm-stelsel door micro-organismen geïmmobiliseerd wordt. Bovendien heeft men in het levende organisme organoseleenverbindingen gevonden, waaruit blijkt dat bij het aminozuurmetabolisme zwavelatomen door seleenatomen vervangen worden. Een voorbeeld voor een seleenverbinding die als hoogtoxisch geldt, is selenocysteine, een verbinding die in het levende organisme voorkomt.
Alhoewel het element zelf al in relatief geringe dosering toxisch is, kan het de toxische werking van andere giftige stoffen, zoals cadmium, kwik, arseen of thallium tegenwerken. Dit werd vooral bij zeezoogdieren, zoals zeehonden, geobserveerd, maar is waarschijnlijk ook bij de mens van toepassing.
Ook in oppervlaktewateren levende micro-organismen kunnen seleenverbindingen bijvoorbeeld tot gemethyleerde vormen metaboliseren. Bovendien reduceren algen zij tot methyl- en dimethylseleniden.
Seleen heeft van nature zes isotopen die allemaal stabiel en dus niet radioactief zijn. Er zijn inmiddels echter ook 18 instabiele seleenisotopen.
De concentratie aan seleen in het menselijke lichaam ligt bij ongeveer 0,05 ppm. Het gaat hierbij om een essentieel element, omdat het onder andere bestanddeel van de antioxidant glutathionperoxidase is die peroxiden verwijdert voordat zij vrije radicalen kunnen vormen, en van het enzym deiodinase dat de hormoonproductie van de schildklier bevordert.
In de hoogste concentraties komt seleen in het haar, de nieren en de testes voor. Afhankelijk van de voeding consumeert de mens dagelijks 60-200 μg van het element, waarbij mannen ongeveer 75 μg en vrouwen ongeveer 60 μg per dag nodig hebben. Seleen wordt voor een deel in de botten opgeslagen. In tijden van een lagere opname kunnen deze reserves gebruikt worden. Over het algemeen wordt het element als selenaation uitgescheden. Vluchtig dimethylselenide verschijnt met een knoflookachtige geur in de ademlucht.
Een seleentekort kan leiden tot anemie, verhoogde bloeddruk, onvruchtbaarheid, artritis, vervroegde veroudering en spierdystrofie. Het wordt zelfs in verbinding gebracht met multiple sclerose, grijze staar en kanker. In regio’s met een heel laag seleengehalte in China komen vaak ziekten van de hartspier bij kinderen en maagkanker voor. Over seleen wordt niet alleen gezegd dat het een voor kanker beschermende en een ontgiftende werking, maar ook een beschermfunctie voor zware metaalionen en een versterkende werking op vitamine E heeft. Vaak wordt het element toegevoegd aan voedingssupplementen.
Vanaf een inname van 450 μg kan een seleenvergiftiging ontstaan met slecht lichaamsgeur, maagpijn, braken, diaree, ademhalingsproblemen enz. als symptomen. Dit komt bij de mens niet heel vaak voor. Een acute vergiftiging met seleen kan bovendien consequenties hebben voor het functioneren van het centraal zenuwstelsel. De giftigheid ontstaat waarschijnlijk door de uitwisseling van seleenatomen tegen zwavelatomen in aminozuren. 5 mg seleen als eenmalige dosis leiden tot een vergiftiging, dagelijks ingenomen kunnen zij dodelijk zijn. Giftiger dan elementair seleen zijn bijvoorbeeld seleenwaterstof, maar ook andere verbindingen van het element.
De inhalatie van seleenstof kan ontstekingen van de ademhalings- en spijsverteringsorganen veroorzaken.
Seleen kan uit water bijvoorbeeld door coagulatie of met behulp van ionenwisselaars verwijderd worden. Ook adsorptie is een mogelijkheid. De drinkwaternormen van WHO, EU en Nederland geven allemaal een maximale seleenconcentratie van 0,01 mg/L voor. Literatuurverwijzingen
Terug naar het periodiek systeem der elementen
Terug naar de overzicht van elementen en water | | | | |
