㈠ 天然水中含有的硅起什麼作用
雖然硅很難吸收，但是少量硅還是對身體有益的，是人體必須的微量元素。
1、硅約等於石頭。硅是地殼中的含量僅次於氧。地殼的主要部分是由硅的岩石層構成的。常見的長石、雲母、水晶、瑪瑙等，都是硅石。2、水裡的硅是時間和地心引力的共同產物，不常見。礦泉水是一種地下水。大家對地下水的認識是有點模糊的，因為地下水、湖泊水、水庫水、山泉水、礦泉水等概念魚龍混雜。地下水分三種：1、與地表水有顯著區別的埋藏在地下的水，淺層地下水，主要用於市政自來水；2、向下流動或滲透，使土壤和岩石飽和，主要是水庫水和山泉水；3、在地下的岩石空洞里、在組成地殼物質的空隙中儲存的水，主要是礦泉水。
礦泉水之所以罕見有兩個原因：1，形成時間長。2，存在隔水層之下，所以土壤和淺層蓄水層的污染物很難滲透進去。當雨水經年累月在岩石中往下滲透，一方面水被砂層過濾干凈了，另一方面水裡有了離子狀態的「石頭」偏硅酸。水裡的偏硅酸，不僅有用，還很寶貴，物以稀為貴嘛。
我們從兩方面來說水裡的硅。1，硅的生理作用；2，是否好吸收。
上面我們提到，硅是人體必需的微量元素之一。它在人體中主要存在三個地方：1. 主動脈壁；2，關節軟組織和結締組織；3，皮膚。因此，硅的生理作用主要表現在三個方面：1、軟化血管，對於防止心腦血管疾病有幫助；2、促進骨骼生長，對於正在長身體的兒童很有意義。3、增加皮膚彈性，防止斷甲病。目前，營養學會沒有明確規定人體每日硅的需求量。動物實驗的推算結果是每天人體需要量是2-5mg。但由於食物中的大部分硅不容易吸收，所以推薦攝入量是20-50mg，約2瓶500ml的偏硅酸型天然礦泉水中的硅含量。
㈡ 為什麼凈水器中要添加硅磷晶有什麼作用
日常生活用水含有大量鈣、鎂離子，也都知道需要買凈水機過濾，但是當版水流經凈水器的濾芯時，權鈣、鎂離子被置換、沉澱，並逐漸堆積在濾芯管道內形成水垢，水垢增多後會影響濾芯在單位時間內的通量，從而影響濾芯壽命，同時為了達到3:1低廢水比的標准，需要以硅磷晶為介質，通過離子交換，再將水垢逐一溶解。但是當水垢增多導致水流減緩，硅磷晶長時間浸泡會大量溶解，相應的重金屬濃度也會提高，長期使用對人體的危害不言而喻。為此，比佛利凈水器G600E
Pro採用純物理過濾方式，完全不添加任何化學成分，更安全，更純凈。
㈢ 半導體純水為什麼對硅含量有要求
1)
本徵半導體是來一種完全純凈的自、結構完整的半導體晶體。絕對零度時價帶被價電子填滿，導帶是空的。
2)
隨著溫度的升高，本徵載流子濃度迅速地增加，在本徵時器件不能穩定工作。而對於摻雜半導體，室溫附近載流子主要來源於雜質電離，在雜質全部電離的情況下，載流子濃度一定，器件就能穩定工作。所以，製造半導體器件一般都會用含有何當雜志的半導體材料，而且每一種半導體材料製成的器件都有一定的極限工作溫度，超過這一溫度後，器件就會失效。
3)
雜質在元素半導體
Si和Ge中的作用：是半導體Si\Ge的導電性能發生顯著的改變。
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㈣ 海水中的營養元素
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在人類已經發現的100多種化學元素中，已有80多種在海水中被檢出。海水中由N、P、Si等元素組成的某些鹽類，是海洋植物生長必需的營養鹽，通常稱為「植物營養鹽」(Floralnutrients)、「微量營養鹽」(Micronutrients)或「生源要素」。此外，海水中痕量Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，Co，B等元素，也與生物的生命過程密切相關，稱為「痕量營養元素」。
由於各類營養元素在海水中含量很低，在海洋表層常常被海洋浮游植物大量消耗，甚至成為海洋初級生產力的限制因素，所以，又稱它們為「生物制約元素」(thebiologicallimitingelemens)。
下面主要討論氮、磷和硅這些海洋植物營養鹽在海洋中的存在形式、分布變化規律和循環。
4.4.1海洋中氮、磷、硅的主要存在形式
一、海洋中氮的主要存在形式
海洋中，氮以溶解氮(N2)、無機氮化合物、有機氮化合物等多種形式存在。
在各種形式的氮化合物中，能被海洋浮游植物直接利用的是溶解無機氮化合物(DissolvedInorganicNitrogen，DIN)，包括硝酸鹽、亞硝酸鹽和銨鹽。三者在海水中總量約為5.4×1017g。僅占海洋總氮量的2.4％。在大洋表層水中，它們的含量分別為(1～600)μg/dm3，(0.1～50)μg/dm3，(5～50)μg/dm3。
氮是構成海洋生物體內蛋白質、氨基酸的主要組分。據研究，海水中無機氮化合物被同化為植物細胞中的氨基酸，
此外，近年來的一些研究表明，還原浮游植物也會直接利用一部分溶解有機氮化合物(DissolvedOrganicNotrogen，DON)，但是吸收量甚少。
二、海洋中磷的存在形式
海洋中的磷分無機和有機兩種主要存在形式。
(一)海洋中的無機磷酸鹽
海洋中的無機磷酸鹽又有溶解態和顆粒態之分。
水溶液中溶解無機磷酸鹽(DissolvedInorganicphosphorus，DIP)存在如下平衡：
在海水和純水中，由於離子強度不同，在相同溫度下，H3PO4的三級離解常數有顯著差異，在25℃時，pK1在海水中為1.6，純水中為2.2；pK2在海水中為6.1，純水中為7.2；pK3在海水中為8.6，純水中為12.3。H3PO4為弱三元酸，其各種形式在水溶液中的分布受pH值控制(圖4—12)。由圖4—12可見，在海水(pH=8，S=33，t=20℃)中，約87％的DIP以
其中，兩個或兩個以上的磷酸根基團通過P—O—P鍵結合在一起，形成鏈狀或環狀結構。多磷酸鹽僅占海水總磷含量的一小部分，它們能和多種金屬陽離子形成溶解態絡合物。
海洋中顆粒態無機磷酸鹽(PIP)主要以磷酸鹽礦物存在於海水懸浮物和海洋沉積物中。其中豐度最大的是磷灰石(apatite)，約佔地殼總磷量的95％以上，磷灰石是包括人在內的各種生物體的牙齒、骨骼、鱗片等器官的主要成分。磷灰石的通式為Ca10(PO4)6X2，其中X=F-，OH-，Cl-。分子中Ca的可能取代物為Na+，K+，Ag+，Sr2+，Mn2+，
(二)海洋中的有機磷化合物
海洋中顆粒有機磷化合物(POP)指生物有機體內、有機碎屑中所含的磷。前者主要存在於海洋生物細胞原生質，例如，遺傳物質核酸(DNA、RNA)、高能化合物三磷酸腺苷(ATP)、細胞膜的磷脂等等。所有生物細胞中都含有有機磷化合物，所以，磷是生物生長不可替代的必需元素。在海洋生物體中，C/P原子比為(105～125)：1，而陸地植物由於沒有含磷的結構部分，C/P原子比高得多，約為800∶1。
海水中還存在溶解有機磷化合物(DOP)。在真光層內，DOP含量可能超過DIP。研究發現，某些不穩定的溶解有機磷化合物是海洋循環中十分活躍的組分。
三、海水中硅的存在形式
海水中硅主要以溶解硅酸鹽和懸浮二氧化硅兩種形式存在。硅酸是一種多元弱酸，在水溶液中有下列平衡：
通過0.1～0.5μm微孔濾膜，並可用硅鉬黃比色法測定的低聚合度溶解硅酸等稱為「活性硅酸鹽」，這部分硅酸鹽易於被硅藻吸收。
硅酸脫水之後轉化成為十分穩定的硅石(Silica，SiO2)：
H4SiO4→SiO2＋2H2O
硅是海洋植物，特別是海洋浮游植物硅藻(Diatom)類生長必需的營養鹽，硅藻吸收蛋白石(Opal，SiO2·2H2O)用以構成自身的外殼。含硅海洋生物的殘體沉降到海底後，形成硅質軟泥，是深海沉積物的主要組分。
4.4.2海洋中硝酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽的分布與變化
一、平面變化
受生物活動、大陸徑流、水文狀況、沉積作用、人為活動等各種因素的影響，海洋中微量營養鹽的平面分布通常表現為沿岸、河口水域的含量高於大洋，太平洋、印度洋高於大西洋。開闊大洋中高緯度海域高於低緯度海域。但有時因生物活動和水文條件的變化，在同一緯度上，也會出現較大的差異。
以磷酸鹽為例，在海洋浮游植物繁盛季節，沿岸、河口水域表層海水中含量可降到很低水平(0.1μmol/dm3)。而在某些受人為活動影響顯著的海區，當磷、氮等營養鹽大量排入，並在水體中積累時，則可能造成水體污染，出現富營養化，甚至誘發赤潮(Redtidal)。
大洋表層水中，DIP含量遠低於沿岸區域，並且，不同區域的含量存在一定差異。在熱帶海洋表層水中，由於生物生產量大，DIP含量低，通常僅為0.1～0.2μmol/dm3，而北大西洋和印度洋表層水中DIP含量則可達2.0μmol/dm3。總的來說，大洋表層水中DIP分布比較均勻，變化范圍一般不超過0.5～1.0μmol/dm3。
大洋深層水中，由北大西洋向南，經過非洲周圍海域、印度洋東部到太平洋，DIP含量平穩地增加，最終富集於北太平洋深層水中。營養要素在大洋深層水中的這種分布，與大洋深水環流和海洋中營養要素的生物循環作用有關。起源於北大西洋的低溫、高鹽、寡營養的表層水在格陵蘭附近海域沉降，形成北大西洋深層水(NADW)，途經大西洋，進入印度洋，最後到達北太平洋。在深層水團這一運動過程中，不斷地接受上層沉降顆粒物質分解釋放的營養要素，故營養鹽不斷得以富集。圖4—13是大洋2000m深處DIP的分布。由圖可見，大洋2000m深處水中DIP含量由北大西洋1.2μmol/dm3逐漸升高到北太平洋的3.0μmol/dm3。不僅DIP如此，深層大洋水中，DIN和溶解硅也有類似的分布，當然不同元素的富集程度有所差異。對N和P來說，約富集2倍，而硅則富集5倍左右。這可能與海洋生物殘體中含硅的硬殼組織比含N，P的軟組織更快地從表層沉降到深層有關。
二、鉛直分布
由圖4—14可見，三種營養鹽在大洋中鉛直分布呈現類似的特點。
在大洋真光層，由於海洋浮游生物大量吸收營養鹽，致使它們的含量都很低，有時甚至被消耗降低至分析零值。被生物攝取的N，P，Si等營養鹽轉化為生物顆粒有機物。生物新陳代謝過程的排泄物和死亡後的殘體在向深層沉降的
過程中，由於微生物的礦化作用和氧化作用，有一部分重新轉化為DIN、DIP和溶解硅酸鹽，釋放回水中。因而隨深度的增大，其含量逐漸增大，並在某一深度達到最大值，此後不再隨深度而變化。
當然，在各大洋中不同深度處，硝酸鹽、磷酸鹽和硅酸鹽的含量有一定差異。對硝酸鹽來說，表現為印度洋＞太平洋＞大西洋；磷酸鹽為印度洋=太平洋＞大西洋；而硅酸鹽則與前兩者有較明顯的不同，即太平洋和印度洋的深層水中含量比大西洋深層水高得多。
在河口、近岸地區，營養鹽的鉛直分布明顯受生物活動、底質條件與水文狀況的影響。若上下層水體交換良好，鉛直含量差異較小，但是在某些水體交換不良的封閉或半封閉海區，上下層海水難以對流混合，在200米以下
加。在上升流海區，由於富含N、P的深層水的涌升，也會影響它們的鉛直分布。
三、季節變化
關於海水中營養鹽的季節變化，已有不少研究。結果表明，中緯度(溫帶)海區和近岸淺海海區的季節變化較為明顯，而且與海洋浮游植物生物量的消長有明顯的關系，反映了生命過程的消長(圖4—15)。
海水磷酸鹽的季節變化。夏季(7月)浮游植物繁盛期間，無機氮被大量消耗，加上溫躍層的存在，妨礙了上下層海水的混合，它們的含量都降低到很
浮游植物繁殖速率下降，生物殘體中的有機氮化合物逐步被微生物礦化分解，加上水體混合作用，其含量逐漸上升並積累起來。到冬季，表層和底層水中無機氮含量都達到最大值。春季，浮游植物生長又開始
仍保持一定含量。
對比圖4—16和4—17，可以看出，英吉利海峽海水中磷酸鹽的季節變化規律與無機氮基本類似。
硅酸鹽的季節變化與磷酸鹽、硝酸鹽的季節變化有密切關系，但也有其特點。主要表現在海洋浮游植物繁盛季節，盡管溶解硅被大量消耗，但其在海水中的含量仍保持一定水平，而不象N、P那樣可降低至分析零值(圖4—18)。這是因為每年有相當大量的含硅物質由陸地徑流和風帶入海洋，使海水中溶解硅得以補充。有人估計，每年補充到海洋的溶解硅總量約相當於3.24×108tSiO2。其中，由河流攜帶入海洋的懸浮物質是決定海水中硅含量的主要因素。
4.4.3海洋中氮、磷、硅的循環
一、海洋中的氮循環
海洋中不同形式的氮化合物，在海洋生物，特別是某些特殊微生物的作用下，經歷著一系列復雜的轉化過程，這些過程可簡要概括如圖4—19。
圖中各具體轉化過程分別為：
1)生物固氮作用(Biologicalnitrogenfixation)：分子態氮(N2)
程；
收合成有機氮化合物，構成生物體一部分的過程；
3)硝化作用(Nitrification)：在某些微生物類群的作用下，NH3
4)硝酸鹽的還原作用(Assimilatorynitraterection)：被生物攝
5)氨化作用(Ammoniafication)：有機氮化合物經微生物分解產生
下，還原為氣態氮化合物(N2或N2O)的過程。
二、海洋中的磷循環
圖4—20是海洋中磷循環的示意圖，圖中左邊是大西洋一個測站(21°12』N，122°5』W)的位溫和磷酸鹽含量的鉛直剖面圖，右邊表示海洋中磷循環中控制磷分布的幾個主要過程：
1)富含營養鹽的上升流，這是真光層磷酸鹽的主要來源；
2)在真光層，磷酸鹽通過光合作用(photosynthesis)被快速地結合進生物體內，並向下沉降；
3)下沉的生物顆粒在底層或淺水沉積物中被分解，所產生的磷酸鹽直接返回真光層，再次被生物所攝取利用；
4)在表層未被分解的部分顆粒沉降至深層，其中大部分在深層被分解，參加再循環；
5)表層和深層海水之間存在的緩慢磷交換作用；
6)少部分(5％)在深層也未被分解的顆粒磷進入海洋沉積物，海洋沉積物的磷經過漫長的地質過程最終又返回陸地，參加新一輪的磷循環。
三、海洋中硅的循環
海洋中硅的循環過程為：在春季，因浮游植物繁殖而被吸收，使海水中的硅被消耗；在夏、秋季，植物生長緩慢時，海水中的硅有一定回升；臨近冬季時，生物死亡，其殘體緩慢下沉，隨著深層回升壓力增加，有利於顆粒硅的再溶解作用，又緩慢釋放出部分溶解硅。最後，未溶解的硅下沉到海底，加入硅質沉積中，經過漫長的地質年代後，可重新通過地質循環進入海洋(圖4—21)。