1.硅元素基本信息
硅元素符号是Si。原子序数是14，位于元素周期表中第三周期，第ⅣA族。相对原子质量为28.09，密度2.32～2.34，熔点1420℃，沸点2355℃。硅旧称矽，是极为常见的一种元素，然而它极少以单质的形式在自然界出现，而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式，广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中，它是第二丰富的元素，构成地壳总质量的25.7%，仅次于第一位的氧（49.4%）。1787年，拉瓦锡（Lavoisier·A·L）首次发现硅存在于岩石中。然而在1800年，戴维（Davy·H）将其错认为一种化合物。1811年，盖-吕萨克（Gay-Lussac·J·L）和泰纳（Thenard·L·J）用四氟化硅和钾蒸气混合加热的方法制备了不纯的无定形硅。1823年，硅首次作为一种元素被贝采利乌斯（Berzelius·J·J·B）发现，并于一年后提炼出了无定形硅，其方法与盖-吕萨克使用的方法大致相同。他随后还用反复清洗的方法将单质硅提纯。其用于制造高硅铸铁、硅钢等合金，有机硅化合物和四氯化硅等，是一种重要的半导体材料，掺有微量杂质后获得硅单晶，可用来制造大功率的晶体管、整流器和太阳能电池等。硅是在1970年被确认为是人体不可缺少的微量元素，对防治一些疾病、抵抗衰老、维护身体健康起着重要的作用。硅是一种易被人体吸收的营养元素。
2.硅元素在人体内的分布情况
硅是人体中含量较多的微量元素，如果一个成人按70千克体重计算，体内约含硅18克，成人每天从食物中吸取硅约300毫克，其中26%是从饮水补给，人体对硅的吸收率为1%。硅随血液分布到全身各组织器官中，主要存在于骨骼、主动脉、气管、指甲、皮肤、头发、肺、肾上腺、胰腺及淋巴结中，而其中又以骨骼、肌腱、主动脉、气管和皮肤组织中的含量最为丰富。此外，机体组织中的各种酶也多含有硅，可促进骨骼的正常生长，维护身体的健康。硅的排泄主要从肾脏由尿排出，也通过粪便、乳汁、汗液有少量排出。
3.硅元素对人体健康的作用
（1）参与骨的钙化过程：硅是骨骼的构建者，其主要作用就是促使骨骼、软骨和结缔组织的正常生长。它在骨骼钙化阶段起着重要的作用，可促进骨骼中的钙含量增加，有助于骨骼的生长发育。软骨的正常生长也离不开硅，硅对维持人体正常生长发育和骨骼的形成有重要的作用。
（2）对软骨和结缔组织的作用：硅有助于结缔组织细胞形成细胞外的软骨基质，使胶原含量增加，促使软骨发育正常，缺硅会引起软骨组织变性。动物实验表明，软骨的正常生长需要硅，尤其在胚胎时期特别明显，适量地补充硅者比硅不足者软骨可增强7倍。
（3）对心血管的保护作用：硅能增强血管内膜弹力层的弹力纤维强度，维持血管的正常功能及通透性，保护心血管的功能正常，防止血管粥样硬化，减少心血管疾病的生成等。
（4）影响人体衰老过程：硅有一定的抗衰老效果。研究发现，硅是一个与长寿有关的元素，当人的年龄增长时，各组织中的硅含量会逐渐减少，动脉硬化的发生机会随之增加，而动脉硬化必然导致衰老。
除此之外，硅有助于体内的新陈代谢，排除体内的毒素和废弃物。
4.缺硅引起的相关疾病
（1）缺硅影响骨骼正常发育：硅与黏多糖的合成有关，硫酸软骨素A、B、C都含有硅。动物实验表明：硅与骨骼的成长及结构有关，摄入不足，可使骨骼含硅量减少，补硅后骨骼中的含硅量显著增加，骨生成旺盛的部位有硅渗入。在骨化过程中，硅与钙的含量正相关。缺硅后可使骨骼异常、畸形、牙齿及釉质发育不良。动物实验还表明：软骨正常生长需要硅，尤其是在胚胎时期特别明显。在饮水氟的含量相同的情况下，硅含量越低，龋齿的发病率越高。
（2）缺硅可导致冠心病：硅与冠心病之间的关系，已经引起人们普遍重视。引起冠心病的因素虽然很多，但缺硅是一个极为重要的因素。在英国饮水硅含量为17毫克/升的地区，冠心病死亡率低，而饮水硅含量7.6毫克/升的地区，人群中冠心病死亡率高。芬兰的饮水硅含量普遍较低，因而冠心病的患病率和死亡率高于其他国家。更有意义的是某些有机硅化物对治疗心脏病有特效，有人用硅化物治疗动物血管硬化，取得了较好的效果。
（3）缺硅与其他疾病：硅的抗癌作用已受到普遍关注，尤其是硅的某些有机化合物，已被证明是有效的抗癌药物，在骨肉瘤、肺癌及前列腺癌等恶性肿瘤的试验治疗中，有机硅化物都显示出令人满意的效果。某些硅的有机化合物，还可以提高机体对癌症的防御能力。现已发现硅是一个与长寿有关的元素，老年人血管壁中的硅含量低于年轻人，而硅有维持血管正常弹性的作用，在硬化的血管壁上，硅的含量都低。动脉硬化必然导致衰老，由此可知，硅对长寿是十分有益的。
5.高硅对人体健康的危害
二氧化硅是被认为无毒的，但如果经常吸入它的粉末时，会导致肺变质，引起纤维肺、硅肺，从而导致肺功能障碍，以致完全丧失劳动能力。直径5～10微米的二氧化硅粉尘通过呼吸道时大部分被鼻腔所集，小于5微米的二氧化硅粉尘绝大部分通过呼吸道而进入肺部，连续1～10年就成为纤维肺或硅肺。通常3微米以下的二氧化硅微粒才是最危险的，微粒越小，浓度越大，对人的危害越大。当人体中硅的含量过高时，就会导致钙含量减少，致使骨骼缺钙，造成骨质疏松且骨细胞生长缓慢、异常。此外，长期过量摄取硅也会导致人体抗氧化功能降低，还有可能使硅在泌尿系统堆积，生成尿结石。
6.硅元素的主要饮食来源
硅含量比较丰富的食物是天然谷物类，如燕麦、荞麦、青稞、薏苡仁、大麦、小麦、高粱、玉米、稻谷、黑麦等。它主要存在于这些食物全谷粒的纤维部分。如果这些谷物经过加工，磨成精白米、精白面等高精度的产品，其硅含量就会损失很多，不利于人体对硅的摄取。此外，红薯、土豆、蔬菜、饮料，动物的结缔组织、肝脏、肾脏、心脏、脑等器官中及豆类也含有硅，也可作为人们补充体内所需硅的来源。
“专家健康提醒”
（1）硅元素的摄入：人体代谢平衡试验结果表明，经口摄入硅含量每人每天有21～46毫克，便能满足机体的需要，因此每人每天从饮食中摄入硅20～50毫克便能符合人体硅的代谢平衡。由于食物通常可提供足够的硅，人体不大可能发生硅缺乏。建议人们常食用一些粗粮，从中就能获取足够量的硅。研究发现，啤酒是人体硅元素的主要来源之一，能促进骨骼生长和增加骨骼强度。英国圣托马斯医院的一家研究所研究证实，经常饮用啤酒对人体健康有益处。
（2）饮食补硅建议：人老了身体内就可能缺硅，可多吃糙米、燕麦、红薯及玉米等粗粮，豆类虽然含硅较低，但大部分是单硅酸，人体也容易吸收。
扩展阅读资料
1.侯建明，“硅的生理作用研究近况”，《河北中医学院学报》，1995年第4期
2.胡国刚，“硅与肿瘤”，《广东微量元素科学》，1997年第8期
3.周舒，黄国健，“人体必需微量元素之十二——硅”，《中老年保健》，1999年第5期
4.尹志峰，赵桂琴，于海荣，崔凤侠，“硅与人体健康”，《承德医学院学报》，2000年第4期
5.苏斌，李青仁，范东凯，“碘、氟、硅与人体健康的关系”，《广东微量元素科学》，2008年第4期
6.吴茂江，“硅与人体健康”，《微量元素与健康研究》，2012年第2期
