Il selenio è l'elemento chimico che ha numero atomico 34 e il cui simbolo è Se. È un elemento di post-transizione del quarto periodo appartenente al gruppo 16 della tavola periodica, dove è posto dopo lo zolfo e prima del tellurio. Il selenio è anche presente negli alimenti ed è un micronutriente essenziale.
Etimologia e storia Il selenio (dal greco σελήνη, selène, che vuol dire "Luna") è denominato così in analogia al tellurio (dal latino tellus, telluris, cioè Terra), che era già stato scoperto e con il quale si trovò che avesse delle somiglianze.
Fu scoperto nel 1817 dal chimico svedese Jöns Jacob Berzelius, che possedeva quote in una fabbrica chimica che produceva acido solforico, ossidando l'anidride solforosa nel processo delle camere al piombo. Egli notò che il processo lasciava un deposito rossastro che, riscaldandosi, emanava un odore simile a quello del rafano, e inizialmente pensò che somigliasse al tellurio.
Dopo aver analizzato la sostanza, Berzelius si rese conto che si trattava effettivamente di un nuovo elemento. Poiché mostrava proprietà intermedie tra quelle dello zolfo e del tellurio, chiamò il nuovo elemento selenio.
La scoperta delle proprietà fotosensibili del selenio di Willoughby Smith nel 1873, fu all'origine della prima ricerca sulla televisione.
Chimica nucleare CaratteristicaNumero atomico34Massa atomica relativa78,971
Isotopi Del selenio (34Se) si conoscono almeno 30 isotopi, con numeri di massa che vanno da A = 65, ad A = 94. Tra questi, quelli presenti in natura, e che sono stabili o osservativamente stabili, sono i sei isotopi che seguono, con le loro abbondanze relative in parentesi: 74Se (0,89%), 76Se (9,3%), 77Se (7,63%), 78Se (23,77%), 80Se (49,61%, il più abbondante), 82Se (8,73%). Sono inoltre presenti tracce dell'isotopo radioattivo 79Se, che è uno dei prodotti della fissione dell'uranio. +Isotopi osservativamente stabiliNuclideDecadimentoaSpinEmivita74Se2ε, ε+β+74Ge0> 1,5×1019 anni80Se2β−80Kr082Se2β−82Kr08,76×1019 anni +Isotopi radioattiviNuclideDecadimentoaQ valoreSpinEmivita72Seε72As335,4 keV08,45 giorni73Seε/β+ (35%/65%)73As335,4 keV9/27,139 ore75Seε75As863,4 keV5/2119,79 giorni79Seβ−79Br863,4 keV5/2327.000 anni81Seβ−81Br1.585 keV1/2-inuti81mSeγ (99,95%), β−1.688 keV83Seβ−83Br3.668 keV9/2inuti84Seβ−84Br1.847,5 keV0inuti
Abbondanza e disponibilità
Abbondanza Il selenio è presente:
nel sistema solare (6,3 × 10-5) nella crosta terrestre (5 × 10-8 kg/kg) nell'acqua di mare (2 × 10-10 kg/l) La distribuzione del selenio sulla superficie terrestre è irregolare. Possono formarsi geo-ecosistemi seleniferi e deficienti in selenio in zone geografiche limitate. Diverse aree, come la provincia di Enshi (Cina), le grandi pianure degli Stati Uniti e del Canada e alcune regioni dell'Irlanda, della Colombia e del Venezuela, sono note come zone selenifere e presentano alte concentrazioni di selenio nel suolo (>5 ppm).
Tuttavia, le aree a basso contenuto di selenio (<0.05 ppm) o con suoli carenti di selenio sono più comuni rispetto alle zone ricche di selenio e, secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, comprendono oltre 40 paesi, come la Cina (area di Keshan), la Danimarca, la Finlandia, la Nuova Zelanda e la Russia (Siberia orientale e centrale). +Minerali contenenti selenioAssociazione MineraleRameAllochalcoselite, Arsenoústalečite, Athabascaite, Bambollaite, Bellidoite, Berzelianite, Brodtkorbite, Bukovite, Burnsite, Bytízite, Cerromojonite, Calcomenite, Chaméanite, Chloromenite, Chromviskontite, Crookesite, Demesmaekerite, Derriksite, Eldragónite, Eskebornite, Eucairite, Favreauite, Francisite, Franksousaite, Geffroyite, Georgbokiite, Giraudite-(Zn), Grundmannite, Hakite-(Cd), Hakite-(Fe), Hakite-(Hg), Hakite-(Zn), Hansblockite, Ilinskite, Jagüéite, Junoite, Klockmannite, Kruťaite, Llantenesite, Luxembourgite, Marthozite, Masaitisite, Mgriite, Munakataite, Nickeltyrrellite, Nicksobolevite, Nordströmite, Okruginite, Oosterboschite, Parageorgbokiite, Pauladamsite, Penroseite, Penzhinite, Permingeatite, Petříčekite, Petrovicite, Pošepnýite, Prewittite, Příbramite, Proudite, Quijarroite, Ramaccioniite, Roterbärite, Sabatierite, Sarrabusite, Schlemaite, Schmiederite, Selenojalpaite, Selenojunoite, Selenopolybasite, Součekite, Stibioústalečite, Tombstoneite, Tyrrellite, Umangite, Viskontite e WatkinsoniteOssigeno e idrogenoAhlfeldite, Alfredopetrovite, Amurselite, Bernardevansite, Borzęckiite, Carlosruizite, Cobaltomenite, Downeyite, Guangyuanite, Guilleminite, Haynesite, Larisaite, Mandarinoite, Molybdomenite, Nestolaite, Olsacherite, Orlandiite, Paramolybdomenite, Petermegawite, Piretite, Plumboselite, Sofiite, Szilagyiite, Wangkuirenite, Yellowcatite e ZincomenitePiomboBabkinite, Clausthalite, Crerarite, Hansblockite, Litochlebite, Plumboselite, Poubaite, Weibullite e WittiteBismutoBohdanowiczite, Guanajuatite, Kawazulite, Laitakarite, Nevskite, Paraguanajuatite, Selenodantopaite, Skippenite, Telluronevskite e VihorlatiteZolfoAguilarite, Babkinite, Chaméanite, Crerarite, Geffroyite, Junoite, Laitakarite, Munakataite, Nevskite, Nordströmite, Olsacherite, Pauladamsite, Penzhinite, Poubaite, Proudite, Selenopolybasite, Součekite, Tombstoneite, Viskontite, Watkinsonite, Weibullite e WittiteCloroAllochalcoselite, Burnsite, Chloromenite, Francisite, Georgbokiite, Guangyuanite, Ilinskite, Llantenesite, Masaitisite, Nicksobolevite, Orlandiite, Parageorgbokiite, Prewittite, Sarrabusite, Sofiite e WangkuireniteArgentoAguilarite, Bohdanowiczite, Chrisstanleyite, Crookesite, Eucairite, Fischesserite, Geffroyite, Kurilite, Litochlebite, Luxembourgite, Naumannite, Penzhinite, Selenodantopaite, Selenojalpaite, Selenopolybasite e SelenostephaniteTellurioArsenoústalečite, Bambollaite, Gachingite, Kawazulite, Kitkaite, Kurilite, Maletoyvayamite, Miessiite, Poubaite, Skippenite, Stibioústalečite, Telluronevskite, Tombstoneite, Vihorlatite e WatkinsoniteAntimonioAntimonselite, Bytízite, Hakite-(Cd), Hakite-(Fe), Hakite-(Hg), Hakite-(Zn), Kvačekite, Milotaite, Permingeatite, Pošepnýite, Příbramite, Selenopolybasite, Selenostephanite e StibioústalečiteNichelAhlfeldite, Jolliffeite, Kitkaite, Kullerudite, Kvačekite, Mäkinenite, Nickeltyrrellite, Penroseite, Sederholmite, Trüstedtite, Tyrrellite e WilkmanitePalladioChrisstanleyite, Jagüéite, Kalungaite, Miessiite, Milotaite, Oosterboschite, Padmaite, Palladseite, Roterbärite, Tilkerodeite, Tischendorfite e VerbeekiteFerroAchávalite, Bukovite, Chaméanite, Dzharkenite, Eskebornite, Ferroselite, Geffroyite, Hakite-(Fe), Mandarinoite e YellowcatiteMercurioBrodtkorbite, Hakite-(Hg), Hansblockite, Jacutingaite, Petrovicite, Pošepnýite, Quijarroite, Tiemannite, Tilkerodeite e TischendorfiteUranioAmurselite, Borzęckiite, Demesmaekerite, Derriksite, Guilleminite, Haynesite, Larisaite, Marthozite, Piretite e SzilagyiiteArsenicoArsenoústalečite, Chaméanite, Giraudite-(Zn), Jolliffeite, Kalungaite, Laphamite, Mgriite e SelenopolybasiteZincoGiraudite-(Zn), Hakite-(Zn), Prewittite, Sofiite, Stilleite e ZincomenitePotassioBurnsite, Carlosruizite, Ilinskite, Masaitisite, Prewittite e YellowcatiteCobaltoBornhardtite, Cobaltomenite, Freboldite, Penroseite, Trogtalite e TyrrelliteSodioCarlosruizite, Ilinskite, Larisaite, Szilagyiite e YellowcatiteOroAuroselenide, Fischesserite, Gachingite, Maletoyvayamite e PenzhiniteAlluminioAlfredopetrovite, Bernardevansite, Llantenesite e PetermegawiteCalcioNestolaite, Piretite, Szilagyiite e TombstoneitePlatinoCrerarite, Jacutingaite, Luberoite e SudovikoviteCadmioBurnsite, Cadmoselite e Hakite-(Cd)TallioBukovite, Crookesite e SabatieriteStagnoOkruginite e SvetlanaiteSilicioPetermegawiteVanadioYellowcatiteCarbonio e fluoroSzilagyiiteAzotoAmurseliteMagnesioCarlosruiziteCromoChromviskontiteMolibdenoDrysdalliteRutenioSelenolauriteRodioZaykoviteIodioCarlosruiziteBarioGuilleminite
Disponibilità Il contenuto di selenio negli alimenti varia a seconda dell'origine geografica, sia all'interno che tra i diversi paesi. I livelli di selenio nelle piante sono direttamente influenzati dal contenuto di selenio nel suolo. Nei prodotti di origine animale, questi livelli sono direttamente correlati alla loro dieta.
I livelli di selenio nel suolo non sono l'unico fattore che determina il contenuto di selenio negli alimenti. Anche diverse condizioni fisico-chimiche del suolo, come il pH e il potenziale redox, sono importanti. Le due forme principali di selenio nel suolo sono selenato e selenito. Mentre il selenito è la specie principale nei suoli ben aerati e da neutri ad alcalini, il seleniato si trova a livelli più elevati nei suoli minerali ben drenati con pH da acido a neutro.Rayman MP. The use of high-selenium yeast to raise selenium status: how does it measure up? Br J Nutr 2004; 92:557-73. Queste caratteristiche sono importanti perché il trasporto del selenito è sia più basso che più lento rispetto a quello del seleniato.
Nei suoli, il selenito è meno biodisponibile del seleniato perché viene fortemente assorbito da ossidi e/o idrossidi di ferro. Nei suoli acidi, il selenio è solitamente legato come un selenito ferrico basico di bassa solubilità, essendo quindi praticamente indisponibile per le piante. Nei suoli alcalini, il selenio può essere ossidato a ioni seleniato, diventando solubile in acqua e facilmente disponibile per le piante. Tuttavia, poiché non è facile aumentare il pH dei suoli sabbiosi in modo esteso, i fertilizzanti arricchiti con selenio potrebbero essere un'opzione per aumentare le concentrazioni di selenio nelle colture.
Un ulteriore fattore importante è che le specie vegetali differiscono nella loro capacità di assimilare e accumulare il selenio, e possono essere divise in tre gruppi: non accumulatrici, accumulatrici secondarie di selenio e accumulatrici di selenio. L'unica pianta accumulatrice di selenio che viene utilizzata come fonte alimentare è la B. excelsa, un albero che produce le noci del Brasile, considerate la fonte alimentare più ricca di selenio (800-8300 µg per 100 g). Le Brassica (senape indiana, colza, broccoli e cavoli), Allium (aglio, cipolle, porri e porri selvatici) e alcune specie di funghi di interesse commerciale possono essere descritte come accumulatrici secondarie di selenio. I cereali come grano, avena, segale e orzo sono non accumulatrici e quindi non sono fonti di selenio. +Contenuto di selenio in vari alimentiAlmentoQuantità di selenio per 100g di prodottoFrattaglie, carne, uova e frutti di mare12,5 - 311,5 µgProdotti lattiero-caseari<0,1 - 30 µgCereali1,0 - 55,0 µgPane6,0 - 16,0 µgFrutta e verdura0,1 - 2,2 µg Le principali forme di selenio nelle piante e negli alimenti animali sono selenometionina, selenocisteina, metilselenocisteina e selenato. La selenometionina è predominante nei cereali, la metilselenocisteina nelle noci del Brasile e nelle specie di Brassica e Allium, e la selenometionina e il seleniato negli alimenti animali.
La lavorazione degli alimenti, come la cottura, riduce il contenuto di selenio nella maggior parte degli alimenti. Ad esempio, verdure come asparagi e funghi possono perdere il 40% durante la bollitura per alcuni minuti e altri studi hanno stimato che il 50% del contenuto di selenio viene perso da verdure e prodotti lattiero-caseari durante la cottura, specialmente in condizioni di pH basso. Tuttavia, altri ricercatori hanno riferito che processi come la cottura, l'aerazione o la liofilizzazione aumentano significativamente il contenuto di selenio in tutti gli alimenti.
Sebbene molti studi abbiano utilizzato il ripristino del selenio nei tessuti o dell'attività della glutatione perossidasi come criteri per determinare la biodisponibilità, la maggior parte degli isotopi stabili del selenio è stata impiegata per studiare il suo ruolo come nutriente essenziale. Questi isotopi possono essere prodotti come materiali altamente arricchiti a costi accessibili (Young et al., 1982) e analizzati tramite spettrometria di massa o analisi per attivazione neutronica.