13. Силіцій
Силіцій є постійним компонентом хімічного складу природних вод. Цьому сприяє на відміну від інших компонентів поширеність сполук кремнію в гірських породах, і тільки мала розчинність останніх пояснює малий вміст силіцію у воді.
Головним джерелом сполук силіцію в природних водах є процеси хімічного вивітрювання і розчинення мінералів, що містять Силіцій, наприклад алюмосилікати:
KMg3AlSi3O10(OH)2 + 7H2CO3 + 1/2H2O →
K+ + 3Mg2+ + 7HCO3– + 2H4SiO4(H2SiO3∙Н2О) + 1/2Al2Si2O5(OH)4
Значні кількості Силіцію надходять у природні води в процесі відмирання наземних і водних рослинних організмів, з атмосферними опадами, а також із стічними водами підприємств, що роблять керамічні, цементні, скляні вироби, силікатні фарби, кремнійорганічні каучуки і тощо.
Форми сполук, у яких знаходиться Силіцій у розчині дуже різноманітні і змінюються в залежності від мінералізації, складу води і значень рН. Частина Силіцію знаходиться в розчиненому стані у вигляді силікатної кислоти і полісилікатних кислот:
H4SiO4 ↔ H+ + H3SiO4–
Таблиця 6
Співвідношення форм похідних силікатної кислоти у воді в залежності
від значень рН (К1 = 1,41·10–10)
Форма
|
рН
|
7
|
8
|
9
|
10
|
[H4SiO4]
|
99,9
|
98,6
|
87,7
|
41,5
|
[H3SiO4]–
|
0,1
|
1,4
|
12,3
|
58,5
|
Полісилікатні кислоти мають змінний склад типу mSiO2·nH2O, де m і n – цілі числа. Крім того, Силіцій міститься в природних водах у вигляді колоїдів типу xSiO2·yH2O.
Концентрація Силіцію у річкових водах коливається звичайно від 1 до 20 мг/дм3; у підземних водах його концентрація зростає від 20 до 30 мг/дм3, а в гарячих термальних водах вміст Силіцію може досягати сотень міліграмів у 1 дм3. Порівняно малий вміст Силіцію у поверхневих водах, що поступаються розчинності силіцій діоксиду (125 мг/дм3 при 26ºС, 170 мг/дм3 при 38ºС), вказує на наявність у воді процесів, що зменшують його концентрацію. До них треба віднести споживання Силіцію водними організмами, багато які будують свій скелет із Силіцію, наприклад діатомові водорості. Крім того, силікатна кислота як більш слабка витісняється з розчину карбонатною кислотою:
Na4SiO4 + 4CO2 + 4H2O = H4SiO4 + 4NaHCO3,
що сприяє нестійкості Силіцію в розчині і схильність силікатної кислоти за певних умов переходити в гель.
Режим Силіцію в поверхневих водах до деякої міри подібний із режимом сполук Нітрогену і Фосфору, проте Сіліцій ніколи не лімітує розвиток рослинності.
ГДК Силіцію у воді дорівнює 10 мг/дм3.
Достарыңызбен бөлісу: |