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    硅藻是什么?

    來源:中國硅藻泥網2017-08-07 20:02:56

    硅藻是一類具有色素體的單細胞藻類植物,常由幾個或很多細胞個體連結成各式各樣的群體。硅藻的形態多種多樣,分布廣泛。硅藻在食物鏈中屬于生產者。硅藻的一個主要特點是硅藻細胞外覆硅質(主要是二氧化硅)的細胞壁。化石遺跡顯示,硅藻最遲起源于早侏羅紀時期。


    1、形態特征


    植物體單細胞,或由細胞彼此連接成鏈狀、帶狀、叢狀、放射狀的群體。細胞形態多樣,有圓形、橢圓形至披針形,少數種類兩側中部膨大,或成對稱的波狀。通常以浮游或附著到其他巖石等物體上生長,著生種類常具膠質柄或者包被在膠質團或膠質管中。藻體呈橙黃色、黃褐色。硅藻的細胞壁外覆硅質(主要是二氧化硅),細胞壁上有大量的氣孔,使其兼具小質量和堅固的結構。


    2、地理分布


    硅藻是一類最重要的浮游植物,分布極其廣泛,不管是海洋、淡水、汽水、泥土及潮濕的表面上均可發現。大部分生活在開闊的遠洋水域,當然也有的像膜一樣生活在海底砂礫上,更有能在僅僅是潮濕的大氣中存活的種類。硅藻的一些種甚至會布在2公里的高空。在世界大洋中,只要有水的地方,一般都有硅藻的蹤跡,尤其是在溫帶和熱帶海區。因為硅藻種類多、數量大,因而被稱為海洋的“草原”。


    3、生長繁殖


    硅藻靠光合作用將海水中的無機物合成自身需要的有機物,屬于自養生物。生殖方法有有性生殖和營養生殖,其中營養生殖為其主要繁殖方式。在合適的環境下,繁殖速度相當快,若處理不當,會形成赤潮。


    赤潮:水環境如果受到富營養污染或其它原因,常使某些硅藻如骨條藻、菱形藻等生殖過盛,形成赤潮,使水質惡劣,對漁業及其它水產動物帶來嚴重危害。有些硅藻(如根管藻)生殖太盛并密集在一起,可阻礙或改變鯡魚的洄游路線,降低漁獲量。


    也正因為如此,硅藻一直以來作為一種重要的環境監測指示物種,被用于水質研究。


    4、價值


    (1)釋放氧氣


    前面已經提到,它們靠光合作用將海水中的無機物合成自身需要的有機物。硅藻色素包括葉綠素a、c1、c2、以及胡蘿卜素。它們能吸收太陽光的能量,將細胞中的水分解,使水分子上的一個氫原子分離出來,一部分有利的氫原子和二氧化碳化合經過復雜的化學變化后就產生了糖和淀粉,這就是光合作用。這些物質再和細胞吸收的氮、磷、硫等物質進一步作用,氧就形成了蛋白質和脂肪等物質。游離出的部分氫原子每兩個和一個氧原子結合形成了水,氧分子中的另一個氧原子就從細胞里跑出來溶解到水里或者跑到大氣里去了。


    地球上有70%的氧氣是浮游植物釋放出來的,浮游生物每年制造的氧氣就有360億噸,占地球大氣氧含量的70%以上。由于硅藻數量又占浮游生物數量的60%以上,這樣可以推算,假設現在地球上沒有硅藻了,不用3年,地球上的氧氣就耗干了。動物和人類也就都沒法呼吸了。


    (2)海洋初級生產者


    我們都知道:“大魚吃小魚,小魚吃蝦米”,那蝦米吃什么呢?


    硅藻是魚、貝、蝦類特別是其幼體的主要餌料,它與其他植物一起,構成海洋的初級生產力。它們是海洋食物鏈的最底端,是海洋生物賴以生存的初級生產者。也有人認為,地球上有機物質中的3/4是來自于硅藻和藻類的光合作用。


    (3)硅藻技術研究


    ①許多研究者從硅藻等這些生物體得到啟發,利用不同的天然的或人工合成的大分子在不同的反應環境和體系下介導不同類型的硅前體仿生合成了許多不同形態、尺寸大小的硅膠。


    ②硅藻成為未來太陽能電池研究模板


    在人類發明硅基太陽能電池之前,自然界中的硅藻早就開始利用二氧化硅來收集太陽能。藻類外殼利用陽光的構筑是未來太陽能電池原材料和模型構筑的最佳供體。挪威科技大學(NTNU)和挪威科技工業研究院(SINTEF)組成斯堪迪納維亞半島最大的跨學科團隊正在利用硅藻和其他單細胞藻類作為未來太陽能電池研究的模板,來制造太陽能利用率與藻類媲美的硅藻太陽能電池。


    ③獲得高質量、耐熱、耐化學腐蝕的硅藻外殼,是硅藻研究的重中之重。


    硅藻是什么?


    (4)形成硅藻土


    硅藻還是形成海底生物性沉積物的重要組成部分。硅藻死后,它們堅固多孔的外殼—細胞壁也不會分解,而是沉于水底,那些在海底沉積下來的以硅藻為主要成分的沉積層,經過億萬年的積累和地質變遷,逐漸形成了經濟價值極高的硅藻土。


    硅藻土不但含有豐富的營養物質,而且還能完好地保存動植物的遺體,在古生物學研究領域具有重要意義。諾貝爾獎的創始人alfred nobel發現將不穩定的硝化甘油放入硅藻所產生的硅土后可以穩定的成為可攜帶的炸藥。


    硅藻土可被開采,在工業上用途很廣。可制造工業用的過濾劑、吸附劑、脫色劑、保溫材料、研磨材料、填料、水玻璃原料、催化劑載體等等。因其獨特的物理特性和穩定的化學特性,目前已經作為健康環保的建筑材料而應用于裝修行業。


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