硅不仅是天体中的重要成分，也是地球上丰度最大的元素之一。硅在自然界以二氧化硅（SiO₂）或硅酸盐的形式存在。长石和石英是地表含量最大的矿物质。地壳中12％由石英组成。石英、长石和云母等都是硅化合物，统称硅石，主成分为自然界中存在的SiO₂。

一、岩石中的硅

岩石中的含硅量以火成岩为最高，达281500μg/g，依次为砂岩36800μg/g、页岩7300μg/g，灰岩最低为2400μg/g。各类矿物中硅含量由26％到55％不等[9]。

二、土壤中的硅

石英是土壤中最耐腐蚀作用的矿物质，也能以非晶体的形式——蛋白石存在，主要来源于生物。土壤中无定形的硅酸盐在阴离子吸附过程中起重要作用，硅酸根与磷酸根相互竞争吸附土壤中的矿物质颗粒，如粘土含有单硅酸溶液，其吸附CO、镍及锌等重金属阳离子的能力加强。

一般说来，硅比较容易地从矿物质游离到土壤溶液中。每升土壤溶液约含可溶性硅（主要是H₄SiO₄）1～200mg。硅的浓度取决于一些土壤和气候的因素。土壤pH值对硅的溶解度影响颇大，pH值大于9.5时，硅的浓度显著上升。在酸性土壤中，硅酸根与磷酸根离子可以形成能固定其它的阳离子如铁和铝的氧化物的沉淀，这些阳离子能够吸附可溶性硅。洪泛区土壤中的有机质可以增强可溶性硅的流动性，主要因为铁的水合氧化还原，使得被吸附的单硅酸释放出来。

土壤中的硅含量依次为：三角洲沉积物69.9％；石灰岩形成的粘土55.9％；花岗片麻岩形成的粘土55.7％；近岸海相粘土55.6％；粗玄岩形成的粘土47％；粗玄岩形成的红土0.7％。土壤溶液中，硅的平均含量为12mg/L[9]。

三、水中的硅

硅在水中含量与矿化度和水的pH值有关。矿化度和pH值越高，硅含量越低。此外，还取决于水流过的岩石类型和岩石中石英的含量。流过火成岩地带的河水硅含量为10.3mg/L，流过沉积岩地带的河水硅含量为19.4mg/L。河水的平均含硅量为16.2mg/L，海水中含硅量为3～4mg/L，雨水中平均含硅量最低为0.83mg/L。

四、原始生物中的硅

硅化合物对某些原始生物（primitiveorganisms）如硅酸盐菌、藻类、孢子植物和两种原生动物（radiolaria）及海绵类特别重要。硅酸盐菌（Bacillussiliceous）能分解土壤中不溶性的铝硅酸盐，甚至能在花岗岩或玻璃粉培养基中生长[2]。硅藻需要单硅酸才能维持细胞正常生长和DNA合成。

五、高等植物中的硅

严格来说，硅是否为高等植物生长所必需还有一定疑问[7]。由于在所有土壤上生长的植物均含有硅，而且有的植物含硅量还特别高，因此人们认为，硅对植物的生长是有益的，可使其增产，硅还可以增加植物对昆虫和霉菌的抵抗力[10]。植物含硅量差异很大，达两个数量级。水稻、薹属植物、荨麻和木贼属植物均能富集硅，如稻谷外壳中的硅含量可达干重的10％[11]。新鲜植物平均含硅量约为0.2％。含纤维素高的谷物，其硅的含量也较高。豆科植物含硅量就较低，接近动物组织的水平，目前还无法解释这种差异的生理意义[10]。

植株硅含量一般与土壤溶液中单硅酸的浓度成正比[12]，植株开花部分一般硅浓度最高，而内胚芽（endosperm）部分最低。硅以水溶性单硅酸Si（OH）₄形式进入植株后，可以聚合成硅酸或者以固体的水含氧化物SiO₂·nH₂O（又称蛋白石）呈颗粒状沉着在组织中，其形状与特征因植物种属不同而异。有关植株中其它的硅化合物资料很少[7]。在植物组织液或细胞液中，可溶性硅化合物的结构目前也不十分清楚[7]。

六、环境中的硅来源

（一）职业性接触

职业性接触SiO₂的范围非常广泛。据1983年美国国家职业安全与卫生研究所估计，在美国238000个工厂的320万工人受到不同程度SiO₂污染，涉及到采矿、碎石、建筑、制造玻璃和陶、瓷器及各种喷砂、磨砂等加工业。加拿大安大略石英粉研磨和选厂工人接触到高浓度SiO₂粉尘，且98％粉尘颗粒的直径小于5μm，其致病性最强，空气中可被吸入性的粉尘浓度为0.21～0.55mg/m³，其中大部分为石英颗粒[13]。美国两个SiO₂选厂的空气中粉尘浓度为0.05mg/m³，95～98％为石英，该厂清洁工和包装工吸入空气中粉尘浓度分别高达0.65mg/m³和1mg/m³（分别比建议浓度高13和20倍！）[14]。瑞典采矿业工矿中总粉尘量为4.5～8.4mg/m³，其中金属采矿业的粉尘中石英含量为7％，而石英采矿业的粉尘中石英含量高达46％。前苏联北方地区地下采矿业空气中总粉尘浓度高于最高允许浓度（2mg/m³），其游离的结晶形SiO₂高达27.54％。煤矿业中接触SiO₂最多的工种是采煤工和从事修建坑顶、地面铺置以及加工的工人，因为地面和坑顶材料中含石英量高达18～82％，而煤炭中仅含1～4％石英。

（二）非职业性接触

在沙漠、新近发生火山爆发地区以及矿物堆积处尘埃中，石英含量很高。曾有过居住在北非内格夫（Negev）沙漠的贝都印人患“环境性矽肺病”的报道。Pewe估计每年从沙漠地区转移到他处的尘埃达4.5×10⁸t，含各种矿物质，包括石英。1982年，Merchant，J.A.等[15]测定St.Helens火山爆发后的灰分含3～7％游离SiO₂。在一些日常消费品如滑石粉中含有大量SiO₂；还有的用硅藻土作香烟过滤嘴材料，当点燃香烟时，可使部分硅藻土转变成方石英吸入肺内。

七、食物中的硅[16a]

蔬菜、粮食中硅含量比肉类丰富，多以单硅酸和固体SiO₂形式存在，其含量因品种、生长期和土壤不同而异。谷类总灰分含SiO₂达30～40％或3～4％干重，有些谷类含SiO₂高达6％干重。豆类总硅量含量较低，大部分为单硅酸，含SiO₂很少。富含纤维的谷类如燕麦比含纤维少的小麦和玉米含硅量高，因此由全麦磨制的面粉含硅量高于精制面粉。在炼糖过程中丢失了大量硅，以下数据可以表明：

环境中的硅及其化合物可通过食物、饮水、职业接触、含硅的生物工程材料或药物进入人体