㈠ 天然水中含有的硅起什么作用
虽然硅很难吸收，但是少量硅还是对身体有益的，是人体必须的微量元素。
1、硅约等于石头。硅是地壳中的含量仅次于氧。地壳的主要部分是由硅的岩石层构成的。常见的长石、云母、水晶、玛瑙等，都是硅石。2、水里的硅是时间和地心引力的共同产物，不常见。矿泉水是一种地下水。大家对地下水的认识是有点模糊的，因为地下水、湖泊水、水库水、山泉水、矿泉水等概念鱼龙混杂。地下水分三种：1、与地表水有显著区别的埋藏在地下的水，浅层地下水，主要用于市政自来水；2、向下流动或渗透，使土壤和岩石饱和，主要是水库水和山泉水；3、在地下的岩石空洞里、在组成地壳物质的空隙中储存的水，主要是矿泉水。
矿泉水之所以罕见有两个原因：1，形成时间长。2，存在隔水层之下，所以土壤和浅层蓄水层的污染物很难渗透进去。当雨水经年累月在岩石中往下渗透，一方面水被砂层过滤干净了，另一方面水里有了离子状态的“石头”偏硅酸。水里的偏硅酸，不仅有用，还很宝贵，物以稀为贵嘛。
我们从两方面来说水里的硅。1，硅的生理作用；2，是否好吸收。
上面我们提到，硅是人体必需的微量元素之一。它在人体中主要存在三个地方：1. 主动脉壁；2，关节软组织和结缔组织；3，皮肤。因此，硅的生理作用主要表现在三个方面：1、软化血管，对于防止心脑血管疾病有帮助；2、促进骨骼生长，对于正在长身体的儿童很有意义。3、增加皮肤弹性，防止断甲病。目前，营养学会没有明确规定人体每日硅的需求量。动物实验的推算结果是每天人体需要量是2-5mg。但由于食物中的大部分硅不容易吸收，所以推荐摄入量是20-50mg，约2瓶500ml的偏硅酸型天然矿泉水中的硅含量。
㈡ 为什么净水器中要添加硅磷晶有什么作用
日常生活用水含有大量钙、镁离子，也都知道需要买净水机过滤，但是当版水流经净水器的滤芯时，权钙、镁离子被置换、沉淀，并逐渐堆积在滤芯管道内形成水垢，水垢增多后会影响滤芯在单位时间内的通量，从而影响滤芯寿命，同时为了达到3:1低废水比的标准，需要以硅磷晶为介质，通过离子交换，再将水垢逐一溶解。但是当水垢增多导致水流减缓，硅磷晶长时间浸泡会大量溶解，相应的重金属浓度也会提高，长期使用对人体的危害不言而喻。为此，比佛利净水器G600E
Pro采用纯物理过滤方式，完全不添加任何化学成分，更安全，更纯净。
㈢ 半导体纯水为什么对硅含量有要求
1)
本征半导体是来一种完全纯净的自、结构完整的半导体晶体。绝对零度时价带被价电子填满，导带是空的。
2)
随着温度的升高，本征载流子浓度迅速地增加，在本征时器件不能稳定工作。而对于掺杂半导体，室温附近载流子主要来源于杂质电离，在杂质全部电离的情况下，载流子浓度一定，器件就能稳定工作。所以，制造半导体器件一般都会用含有何当杂志的半导体材料，而且每一种半导体材料制成的器件都有一定的极限工作温度，超过这一温度后，器件就会失效。
3)
杂质在元素半导体
Si和Ge中的作用：是半导体Si\Ge的导电性能发生显著的改变。
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㈣ 海水中的营养元素
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在人类已经发现的100多种化学元素中，已有80多种在海水中被检出。海水中由N、P、Si等元素组成的某些盐类，是海洋植物生长必需的营养盐，通常称为“植物营养盐”(Floralnutrients)、“微量营养盐”(Micronutrients)或“生源要素”。此外，海水中痕量Fe，Mn，Cu，Zn，Mo，Co，B等元素，也与生物的生命过程密切相关，称为“痕量营养元素”。
由于各类营养元素在海水中含量很低，在海洋表层常常被海洋浮游植物大量消耗，甚至成为海洋初级生产力的限制因素，所以，又称它们为“生物制约元素”(thebiologicallimitingelemens)。
下面主要讨论氮、磷和硅这些海洋植物营养盐在海洋中的存在形式、分布变化规律和循环。
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)、无机氮化合物、有机氮化合物等多种形式存在。
在各种形式的氮化合物中，能被海洋浮游植物直接利用的是溶解无机氮化合物(DissolvedInorganicNitrogen，DIN)，包括硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐。三者在海水中总量约为5.4×1017g。仅占海洋总氮量的2.4％。在大洋表层水中，它们的含量分别为(1～600)μg/dm3，(0.1～50)μg/dm3，(5～50)μg/dm3。
氮是构成海洋生物体内蛋白质、氨基酸的主要组分。据研究，海水中无机氮化合物被同化为植物细胞中的氨基酸，
此外，近年来的一些研究表明，还原浮游植物也会直接利用一部分溶解有机氮化合物(DissolvedOrganicNotrogen，DON)，但是吸收量甚少。
二、海洋中磷的存在形式
海洋中的磷分无机和有机两种主要存在形式。
(一)海洋中的无机磷酸盐
海洋中的无机磷酸盐又有溶解态和颗粒态之分。
水溶液中溶解无机磷酸盐(DissolvedInorganicphosphorus，DIP)存在如下平衡：
在海水和纯水中，由于离子强度不同，在相同温度下，H3PO4的三级离解常数有显著差异，在25℃时，pK1在海水中为1.6，纯水中为2.2；pK2在海水中为6.1，纯水中为7.2；pK3在海水中为8.6，纯水中为12.3。H3PO4为弱三元酸，其各种形式在水溶液中的分布受pH值控制(图4—12)。由图4—12可见，在海水(pH=8，S=33，t=20℃)中，约87％的DIP以
其中，两个或两个以上的磷酸根基团通过P—O—P键结合在一起，形成链状或环状结构。多磷酸盐仅占海水总磷含量的一小部分，它们能和多种金属阳离子形成溶解态络合物。
海洋中颗粒态无机磷酸盐(PIP)主要以磷酸盐矿物存在于海水悬浮物和海洋沉积物中。其中丰度最大的是磷灰石(apatite)，约占地壳总磷量的95％以上，磷灰石是包括人在内的各种生物体的牙齿、骨骼、鳞片等器官的主要成分。磷灰石的通式为Ca10(PO4)6X2，其中X=F-，OH-，Cl-。分子中Ca的可能取代物为Na+，K+，Ag+，Sr2+，Mn2+，
(二)海洋中的有机磷化合物
海洋中颗粒有机磷化合物(POP)指生物有机体内、有机碎屑中所含的磷。前者主要存在于海洋生物细胞原生质，例如，遗传物质核酸(DNA、RNA)、高能化合物三磷酸腺苷(ATP)、细胞膜的磷脂等等。所有生物细胞中都含有有机磷化合物，所以，磷是生物生长不可替代的必需元素。在海洋生物体中，C/P原子比为(105～125)：1，而陆地植物由于没有含磷的结构部分，C/P原子比高得多，约为800∶1。
海水中还存在溶解有机磷化合物(DOP)。在真光层内，DOP含量可能超过DIP。研究发现，某些不稳定的溶解有机磷化合物是海洋循环中十分活跃的组分。
三、海水中硅的存在形式
海水中硅主要以溶解硅酸盐和悬浮二氧化硅两种形式存在。硅酸是一种多元弱酸，在水溶液中有下列平衡：
通过0.1～0.5μm微孔滤膜，并可用硅钼黄比色法测定的低聚合度溶解硅酸等称为“活性硅酸盐”，这部分硅酸盐易于被硅藻吸收。
硅酸脱水之后转化成为十分稳定的硅石(Silica，SiO2)：
H4SiO4→SiO2＋2H2O
硅是海洋植物，特别是海洋浮游植物硅藻(Diatom)类生长必需的营养盐，硅藻吸收蛋白石(Opal，SiO2·2H2O)用以构成自身的外壳。含硅海洋生物的残体沉降到海底后，形成硅质软泥，是深海沉积物的主要组分。
4.4.2海洋中硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐的分布与变化
一、平面变化
受生物活动、大陆径流、水文状况、沉积作用、人为活动等各种因素的影响，海洋中微量营养盐的平面分布通常表现为沿岸、河口水域的含量高于大洋，太平洋、印度洋高于大西洋。开阔大洋中高纬度海域高于低纬度海域。但有时因生物活动和水文条件的变化，在同一纬度上，也会出现较大的差异。
以磷酸盐为例，在海洋浮游植物繁盛季节，沿岸、河口水域表层海水中含量可降到很低水平(0.1μmol/dm3)。而在某些受人为活动影响显著的海区，当磷、氮等营养盐大量排入，并在水体中积累时，则可能造成水体污染，出现富营养化，甚至诱发赤潮(Redtidal)。
大洋表层水中，DIP含量远低于沿岸区域，并且，不同区域的含量存在一定差异。在热带海洋表层水中，由于生物生产量大，DIP含量低，通常仅为0.1～0.2μmol/dm3，而北大西洋和印度洋表层水中DIP含量则可达2.0μmol/dm3。总的来说，大洋表层水中DIP分布比较均匀，变化范围一般不超过0.5～1.0μmol/dm3。
大洋深层水中，由北大西洋向南，经过非洲周围海域、印度洋东部到太平洋，DIP含量平稳地增加，最终富集于北太平洋深层水中。营养要素在大洋深层水中的这种分布，与大洋深水环流和海洋中营养要素的生物循环作用有关。起源于北大西洋的低温、高盐、寡营养的表层水在格陵兰附近海域沉降，形成北大西洋深层水(NADW)，途经大西洋，进入印度洋，最后到达北太平洋。在深层水团这一运动过程中，不断地接受上层沉降颗粒物质分解释放的营养要素，故营养盐不断得以富集。图4—13是大洋2000m深处DIP的分布。由图可见，大洋2000m深处水中DIP含量由北大西洋1.2μmol/dm3逐渐升高到北太平洋的3.0μmol/dm3。不仅DIP如此，深层大洋水中，DIN和溶解硅也有类似的分布，当然不同元素的富集程度有所差异。对N和P来说，约富集2倍，而硅则富集5倍左右。这可能与海洋生物残体中含硅的硬壳组织比含N，P的软组织更快地从表层沉降到深层有关。
二、铅直分布
由图4—14可见，三种营养盐在大洋中铅直分布呈现类似的特点。
在大洋真光层，由于海洋浮游生物大量吸收营养盐，致使它们的含量都很低，有时甚至被消耗降低至分析零值。被生物摄取的N，P，Si等营养盐转化为生物颗粒有机物。生物新陈代谢过程的排泄物和死亡后的残体在向深层沉降的
过程中，由于微生物的矿化作用和氧化作用，有一部分重新转化为DIN、DIP和溶解硅酸盐，释放回水中。因而随深度的增大，其含量逐渐增大，并在某一深度达到最大值，此后不再随深度而变化。
当然，在各大洋中不同深度处，硝酸盐、磷酸盐和硅酸盐的含量有一定差异。对硝酸盐来说，表现为印度洋＞太平洋＞大西洋；磷酸盐为印度洋=太平洋＞大西洋；而硅酸盐则与前两者有较明显的不同，即太平洋和印度洋的深层水中含量比大西洋深层水高得多。
在河口、近岸地区，营养盐的铅直分布明显受生物活动、底质条件与水文状况的影响。若上下层水体交换良好，铅直含量差异较小，但是在某些水体交换不良的封闭或半封闭海区，上下层海水难以对流混合，在200米以下
加。在上升流海区，由于富含N、P的深层水的涌升，也会影响它们的铅直分布。
三、季节变化
关于海水中营养盐的季节变化，已有不少研究。结果表明，中纬度(温带)海区和近岸浅海海区的季节变化较为明显，而且与海洋浮游植物生物量的消长有明显的关系，反映了生命过程的消长(图4—15)。
海水磷酸盐的季节变化。夏季(7月)浮游植物繁盛期间，无机氮被大量消耗，加上温跃层的存在，妨碍了上下层海水的混合，它们的含量都降低到很
浮游植物繁殖速率下降，生物残体中的有机氮化合物逐步被微生物矿化分解，加上水体混合作用，其含量逐渐上升并积累起来。到冬季，表层和底层水中无机氮含量都达到最大值。春季，浮游植物生长又开始
仍保持一定含量。
对比图4—16和4—17，可以看出，英吉利海峡海水中磷酸盐的季节变化规律与无机氮基本类似。
硅酸盐的季节变化与磷酸盐、硝酸盐的季节变化有密切关系，但也有其特点。主要表现在海洋浮游植物繁盛季节，尽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那样可降低至分析零值(图4—18)。这是因为每年有相当大量的含硅物质由陆地径流和风带入海洋，使海水中溶解硅得以补充。有人估计，每年补充到海洋的溶解硅总量约相当于3.24×108tSiO2。其中，由河流携带入海洋的悬浮物质是决定海水中硅含量的主要因素。
4.4.3海洋中氮、磷、硅的循环
一、海洋中的氮循环
海洋中不同形式的氮化合物，在海洋生物，特别是某些特殊微生物的作用下，经历着一系列复杂的转化过程，这些过程可简要概括如图4—19。
图中各具体转化过程分别为：
1)生物固氮作用(Biologicalnitrogenfixation)：分子态氮(N2)
程；
收合成有机氮化合物，构成生物体一部分的过程；
3)硝化作用(Nitrification)：在某些微生物类群的作用下，NH3
4)硝酸盐的还原作用(Assimilatorynitraterection)：被生物摄
5)氨化作用(Ammoniafication)：有机氮化合物经微生物分解产生
下，还原为气态氮化合物(N2或N2O)的过程。
二、海洋中的磷循环
图4—20是海洋中磷循环的示意图，图中左边是大西洋一个测站(21°12’N，122°5’W)的位温和磷酸盐含量的铅直剖面图，右边表示海洋中磷循环中控制磷分布的几个主要过程：
1)富含营养盐的上升流，这是真光层磷酸盐的主要来源；
2)在真光层，磷酸盐通过光合作用(photosynthesis)被快速地结合进生物体内，并向下沉降；
3)下沉的生物颗粒在底层或浅水沉积物中被分解，所产生的磷酸盐直接返回真光层，再次被生物所摄取利用；
4)在表层未被分解的部分颗粒沉降至深层，其中大部分在深层被分解，参加再循环；
5)表层和深层海水之间存在的缓慢磷交换作用；
6)少部分(5％)在深层也未被分解的颗粒磷进入海洋沉积物，海洋沉积物的磷经过漫长的地质过程最终又返回陆地，参加新一轮的磷循环。
三、海洋中硅的循环
海洋中硅的循环过程为：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，植物生长缓慢时，海水中的硅有一定回升；临近冬季时，生物死亡，其残体缓慢下沉，随着深层回升压力增加，有利于颗粒硅的再溶解作用，又缓慢释放出部分溶解硅。最后，未溶解的硅下沉到海底，加入硅质沉积中，经过漫长的地质年代后，可重新通过地质循环进入海洋(图4—21)。