Кремнию обеспечено место постоянного компонента воды во всех водных природных источниках. Сама природа позаботилась об этом. Соединениями, в составе которых имеется данный химический элемент, насыщены горные породы. Его незначительное процентное содержание объясняется только слабой растворимостью этих веществ.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) кремния для питьевой воды составляет 10 мг/л.
Главным, среди путей проникновения кремниевых соединений в воду природных источников, является процесс растворения алюмосиликатов (или других кремнийсодержащих минералов), а также их химическое выветривание:
KMg3AlSi3O10(OH)2 + 7H2CO3 + 1/2H2O → K+ + 3Mg2+ + 7HCO3- + 2H4SiO4 + 1/2Al2Si2O5(OH)4
Значительная часть кремния поступает в воду с отмершими растительными остатками растений, произрастающих на берегах и в самих водоемах, и с выпадением осадков. Большие объемы соединений, содержащих этот элемент, сбрасываются керамическими и стекольными предприятиями, попадают со стоками заводов, производящих цемент и кремнийорганический каучук. Богатые кремнием отходы сбрасывают и промышленные объекты, выпускающие вяжущие материалы и силикатные красители.
Разнообразием отличаются соединения, которые кремний может образовывать с другими элементами или при гидратации. Различные соединения образуются вместе с изменением уровня рН, солесодержания и конкретной концентрации различных солей. Истинно растворенное состояние (кремниевая и поликремниевые кислоты) характерно лишь для части кремния, находящегося в водоеме:
H4SiO4 ↔ H+ + H3SiO4-
В таблице ниже показано, как водородный показатель влияет на соотношение форм, являющихся производными кремниевой кислоты.
Таблица 1. Формы кремнекислоты в воде при различном pH в % соотношении эквивалентов
Состав поликремниевых кислот изменяется по типу mSiO2.nH2O (m и n – являются целыми числами). Кремний встречается и в виде коллоидов (xSiO2. yH2O).
Концентрация (усредненные показатели):
– Речные воды – 1-20 мг/дм3;
– Подземные водоемы – 20-30 мг/дм3;
– Термальные источники – насыщенность достигает сотен миллиграммов на литр.
Относительно незначительная концентрация данного элемента в природных водных объектах, уступающая растворимости диоксида кремния (125 мг/дм3 – 26°С, 170 мг/дм3 – 38°С), диагностирует протекание в источнике определенных процессов. Во-первых, кремний потребляют многие виды водных организмов (диатомовые водоросли, например, на основе этого элемента выстраивают свой скелет). Во-вторых, на снижении его содержания сказывается реакция вытеснения кремниевой кислоты более сильной – угольной:
Na4SiO4 + 4CO2 + 4H2O = H4SiO4 + 4NaHCO3
В-третьих, в определенных условиях неустойчивость кремния в составе растворов определяется также и склонностью его кислоты принимать гелеобразную форму.
Элемент не угнетает растительность природных водоемов, хотя для него характерен режим, близкий для азотных и фосфорсодержащих соединений.
Уважаемые господа, если у Вас имеется потребность коррекции показателя «Кремний» для доведения качества воды до определённых нормативов, сделайте запрос специалистам компании Waterman. Мы предложим Вам оптимальную технологическую схему очистки воды.
