Химическое обозначение: Si
Синонимы: силиций, кремнекислота (не эквивалент).
Описание: элемент 14 группы 3 периода с атомным номером 14. Относится к металлоидам, в кристаллической форме имеет тёмно-серый цвет и блеск.
Методы определения: пламенно-фотометрический метод, масс-спектрометрия, спектрофотометрия.
Методики, используемые в Испытательном центре «МГУЛАБ» для определения концентрации кремния в природных средах
| Нормативный документ на методику | Метод определения | Оборудование |
|---|---|---|
| Вода | ||
| ГОСТ Р 57165-2016 | масс-спектрометрия | Agilent 5110 ICP-OES |
| Почва | ||
| М-МВИ-80 | масс-спектрометрия | Agilent 5110 ICP-OES |
Контроль измерений проводят на оборудовании: AGILENT 5110 ICP-OES
Распространённость: второй по распространённости в земной коре элемент после кислорода. Не встречается в свободной форме в естественных условиях. В природных соединениях имеет степень окисления +4 и входит в комплексные, аморфные и кристаллические соединения. Содержание в литосфере составляет около 30 %. Среднее содержание в гидросфере — 5 мг/л, в основном кремний в растворе находится в форме кремниевой кислоты.
Содержание кремния в воде обусловлено контактом воды с разрушающимися (выветривающимися) горными породами. Например, в обычной речной воде содержание кремния составляет 13,1 мг/л, а в реке, контактирующей с вулканическими породами — до 50 мг/л. Повышенное содержание кремния отмечается в минеральной воде, особенно в добытой со значительной глубины. Например, «Боржоми» содержит до 46 мг/л кремния.
Нормирование
В отличие от других элементов кремний поступает в организм в основном с питьевой водой. Его содержание во всех типах питьевой воды ограничено 10 мг/л воды. Современное отечественное научное сообщество считает необоснованным нормативные значение, указанные в гигиенических нормативах для бутилированной и водопроводной воды, но вода по-прежнему считается не питьевой, если содержит кремния или кремнекислоты в пересчете на кремний больше указанного значения.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) кремния в различных водных объектах
| Нормирование | ПДК, мг/л |
|---|---|
| Бутилированная вода первой категории СанПиН 2.1.4.1116-02 | 10 |
| Бутилированная вода высшей категории СанПиН 2.1.4.1116-02 | 10 |
| Вода систем централизованного водоснабжения СанПиН 2.1.4.1074-01 | 10 |
| Водные объекты рыбохозяйственного значения Приказ Минсельхоза РФ № 552 | 10 |
| Объекты рекреационного водопользования СанПиН 2.1.5.980-00 | — |
| Вода плавательных бассейнов СанПиН 2.1.2.1188-03 | — |
| Хозяйственно-бытовые стоки Постановление Правительства РФ № 644 | — |
| Ливневые стоки Постановление Правительства РФ № 644 | — |
Польза и вред
Кремний относится к элементам, играющим положительную биологическую роль в организме человека. Нормальное потребление кремния — 20–30 мг в сутки. Его польза также зависит от формы, в которой элемент поступает в организм. Например диатомовые водоросли, тело которых почти полностью состоит из кремния, и мелкие песчинки, также полностью кремниевые, оказывают негативное влияние на организм посредством микротравм слизистой ЖКТ. Полезный кремний при этом не усваивается вовсе, поскольку не может быть растворен желудочным соком из указанных форм.
Кремний участвует в:
- обмене веществ;
- формировании костной ткани;
- синтезе коллагена;
- обеспечении проницаемости мембраны артерий.
При недостатке элемента наблюдаются:
- развитие остеопороза;
- повышение ломкости костей и ногтей;
- снижение минерализации костей;
- ускорение старения кожи;
- увеличение риска развития заболеваний сердечно-сосудистой системы.
При избытке кремния наблюдается:
- развитие мочекаменной болезни;
- увеличение риска развития или повышение скорости роста опухолей.
Методы очистки воды
Ионный обмен. Если общее солесодержание не нуждается в коррекции, можно использовать этот метод водоподготовки. Он заключается в пропускании воды через сосуд с гелевыми анионитами.
Обратный осмос. Помогает снизить концентрацию кремния в воде практически до нуля вместе с другими веществами и элементами. Принцип основан на пропускании воды через мембрану (сито) с маленьким диаметром пор, которые не позволяют пройти через них, в том числе, кремнию.
Механический фильтр. В случае, если кремний находится в форме кремнезёма или песка, может помочь механический фильтр. Залог успешной фильтрации — правильный подбор диаметра пор (тонкости очистки).
Кремний относится к элементам с положительной биологической ролью. Основной источник его поступления в организм — питьевая вода. Рекомендованная норма потребления — 30 мг в сутки. Не стоит пить воду с повышенным содержанием кремния, поскольку это может привести к негативным последствиям для здоровья. Если в Вашей воде недостаточно кремния, добавьте в рацион минеральную воду, злаки, пиво.
