Забруднювач місяця: кремнезем та силікати

Сполуки кремнію присутні у всіх живих організмах.

Якими вони є

Кремній - другий за поширеністю елемент на Землі після кисню.
Пісок діоксиду кремнію (SiO2) та плавлений кварц є кремнеземами.
Силікатні мінерали становлять близько 90 відсотків земної кори.
Силікати - це аніони, що містять кремній і кисень (наприклад, ортосилікат, SiO4 -4), і кілька зазвичай слабо розчиняються у воді, тому силікатні солі зазвичай присутні у воді.
Вони складаються з багатьох силікатів металів, таких як Zn2SiO4, а також сотень складних мультиметалевих мінеральних силікатів, наприклад, Fe3Al2 (SiO4) 3.
Силікатні мінерали існують у різних формах, включаючи кілька дорогоцінних каменів, азбесту, тальку та слюди. Цеоліти - це складні алюмосилікати з декількома металами та кремнієм у багатьох кисневих комплексах.
Силікати є компонентами скла, миючих засобів та кераміки. Вони також використовуються для протипожежного захисту паперу та дерева.
Фторування води часто здійснюється за допомогою фторсилікатної кислоти, яка швидко гідролізується у воді до силікату та фтору.

Вплив силікатів у воді

Силікати у воді можуть бути корисними або спричинити проблеми з якістю води та лікуванням.
Природні концентрації можуть коливатися від декількох частин на мільйон (ppm) у поверхневих водах до понад 100 ppm у підземних водах.
Деякі силікати знаходяться у розчині, а деякі присутні у вигляді колоїдів, якими важко управляти.
Силікати можуть утворювати накип, а також накопичуватися на нечистих поверхнях мембрани.
Силікати також можуть суспендувати метали шляхом секвестрації; що є основою для контрольованого застосування силікатів для контролю корозії та зменшення концентрацій таких металів, як свинець та мідь, в агресивних водних середовищах.
При використанні в якості джерела контролю корозії постійні дози приблизно 30 міліграмів на літр є загальноприйнятими спочатку для стабілізації, але доза зменшується з часом, оскільки досягається "потреба в силікаті".

Здоров'я та екологічні аспекти

Сполуки кремнію присутні у всіх живих організмах.
Вони існують у вигляді гідратованих, аморфних силікатів і необхідні для структурних елементів в одноклітинних організмах, вищих рослинах і тваринах.
Кремній у засвоюваних формах можна вважати важливим елементом.
Рівень силікатів в організмі має тенденцію до зниження після народження, тоді як кальцій зростає.
Існують твердження про позитивну роль силікату в міцності кісток, якості волосся та шкіри, а також багато інших тверджень, обґрунтованість яких ще не визначена. Доступні навіть кремнієві добавки.
Вважається, що в екосистемах співвідношення кремнію та фосфору, а також співвідношення кремнію та азоту сприяють тому типу водоростей, які будуть домінувати, наприклад, у діатомових водоростей проти ціанобактерій. Популяція водоростей змінюється після весни, оскільки силікат споживається.

Очистка води

Технології видалення силікатів - це функція наявної фізичної форми.
Відстоювання та фільтрація видалять зернисті силікати.
Для деяких розчинених та колоїдних силікатів можна використовувати хімічні осадки.
Зворотний осмос (RO) видалить розчинені силікати, але видалення силікатів до RO бажано для зменшення ризику забруднення.

Аналіз

Існує колориметричний метод молібдосилікату та інші в стандартних методах 4500-SiO2.
ASTM D859 - версія молібдосилікатного методу для води та стічних вод.
Доступні тестові набори, які допоможуть виявити рівень розчиненого кремнію у воді.

Регулювання

Не існує первинних або вторинних правил щодо загальних силікатів у питній воді, хоча для азбесту існує максимальний рівень забруднення в сім мільйонів волокон довжиною більше 10 мкм.