Preview

Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Кремний в природных водных объектах: формы соединений и методы контроля (обзор)

https://doi.org/10.35627/2219-5238/2022-30-6-15-22

Полный текст:

Аннотация

Введение. Особенности присутствующих форм соединений кремния в природных водах, а также вновь установленные нормативы его содержания в питьевой воде, согласно СанПиН 2.1.4.3685–21, поднимают вопрос об оптимальных и доступных методах определения кремния для реализации на практике контроля качества питьевой воды, поступающей населению.
Цель исследования: обобщить и систематизировать сведения о формах соединений кремния и методах их количественного определения в питьевой воде и источниках питьевого водоснабжения.
Материалы и методы. Использованы информационно-аналитические методы на основе обобщения и анализа материалов научных статей, публикаций и обзоров, представленных в реферативных базах данных Scopus и РИНЦ за период 1923–2020 гг. Отбор статей осуществлялся по принципу наличия в них сведений о наличии кремния в питьевой воде и источниках питьевого водоснабжения, форм соединений кремния и методах их количественного определения. Первоначальная выборка составила 57 статей, из них 14 были исключены из выборки после первичного анализа. В результате было отобрано 43 публикации, удовлетворяющие вышеуказанным критериям.
Результаты. Проведенное обобщение и систематизация результатов научного поиска показали, что преобладающими формами кремнийсодержащих соединений, присутствие которых характерно для большинства природных водных объектов, являются мономерно-димерные виды кремниевых кислот и растворимые силикат-ионы.
Заключение. Для воды источников питьевого водоснабжения оптимальным является фотометрический метод измерений концентраций кремния в виде желтой формы кремнемолибденовой гетерополикислоты.

Об авторе

Д. Б. Каменецкая
ФГБУ «Центр стратегического планирования и медико-биологических рисков здоровью» ФМБА России
Россия

Каменецкая Дарья Борисовна – к.б.н., старший научный сотрудник отдела физико-химических исследований и экотоксикологии

ул. Погодинская, д. 10, стр. 1, г. Москва, 191121



Список литературы

1. Вапиров В.В., Феоктистов В.М., Венскович А.А., Вапирова Н.В. К вопросу о поведении кремния в природе и его биологической роли // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2017. № 2 (163). С. 95–102.

2. Ходоровская Н.И., Стурова М.В. Исследование влияния концентраций кремния и фосфора на развитие диатомовой микрофлоры водоема // Известия Челябинского научного центра. 2002. № 2 (15). С. 50–53.

3. Куликова А.Х. Кремний и высококремнистые породы в системе удобрений сельскохозяйственных культур. Ульяновск: Издательство Ульяновской ГСХА им. П.А. Столыпина, 2013. 176 с.

4. Conley DJ. Riverine contribution of biogenic silica to the oceanic silica budget. Limnol Oceanogr. 1997;42(4):774-777. doi: 10.4319/lo.1997.42.4.0774

5. Chan SH. A review on solubility and polymerization of silica. Geothermics. 1989;18(1-2):49-56. doi: 10.1016/0375-6505(89)90009-6

6. Воронков М.Г., Кузнецов И.Г. Кремний в живой природе. Новосибирск: Наука, 1984. 284 с.

7. Камбалина М.Г., Скворцова Л.Н., Мазурова И.С., Гусева Н.В. К вопросу о методах определения растворимых соединений кремния в воде и способах ее обескремнивания // Известия Томского политехнического университета. 2013. Т. 323. № 3. С. 18–22.

8. Jugdaohsingh R, Anderson SHC, Tucker KL, et al. Dietary silicon intake and absorption. Am J Clin Nutr. 2002;75(5):887-893. doi: 10.1093/ajcn/75.5.887

9. Robberecht H, Van Cauwenbergh R, Van Vlaslaer V, Hermans N. Dietary silicon intake in Belgium: Sources, availability from foods, and human serum levels. Sci Total Environ. 2009;407(16):4777-4782. doi: 10.1016/j.scitotenv.2009.05.019

10. Линник П.Н., Дикая Т.П. Содержание, формы нахождения и особенности распределения и миграции кремния в поверхностных водах Украины // Водные ресурсы. 2014. Т. 41. № 6. С. 696–708. doi: 10.1134/s009780781406013x

11. Хорошилов А.В. Формы существования соединений кремния в воде // Энергосбережение и водоподготовка. 2004. Т. 31. № 4. С. 25–27.

12. Федотов Р.В., Фесенко Л.Н., Игнатенко С.И. Обескремнивание воды фильтрованием через алюмомодифицированную загрузку // Яковлевские чтения. Сборник докладов научно-практической конференции, посвященной памяти академика РАН С.В. Яковлева. Москва, 15–16 марта 2012 года. М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «Моск. гос. строит, ун-т». Москва: МГСУ, 2012. С. 33–39.

13. Замана Л.В., Усманова Л.И. Формы миграции кремния в водах в зоне инфильтрационного влияния золоотвала читинской ТЭЦ-1 (термодинамическая оценка) // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами. Сборник материалов четвертой Всероссийской научной конференции с международным участием. Улан-Удэ: Геологический институт СО РАН, 2020. С. 227–230. doi:10.31554/978-5-7925-0584-1-2020-227-230

14. Стеблевский В., Домнин К., Архипова Е., Тесля В.Г., Кулаков В. Кремний: стандарты концентрации в питьевой воде и практика. Проблема нормирования кремния в питьевой воде на примере Тунгусского месторождения подземных вод в г. Хабаровске // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2015. № 9. С. 44–54.

15. Парнякова Л.Л., Кекина Е.Г., Дубовской А.В., Асеева Ю.С., Шедловская И.Л. Показатели качества воды в минеральных источниках республики Бурятия //Микроэлементы в медицине. 2020. Т. 21. № 2. С. 64–70. doi: 10.19112/2413-6174-2020-21-2-64-70

16. Dietzel M. Dissolution of silicates and the stability of polysilicic acid. Geochim Cosmochim Acta. 2000;64(19):3275-3281. doi: 10.1016/s0016-7037(00)00426-9

17. Айлер P. Химия кремнезема. Пер. с англ. М.: Мир, 1982. Ч. 1. 416 с.

18. Кудрявцев П.Г. Методы синтеза, свойства и применение кремнезолей для получения композиционных материалов. Часть I // Инженерный вестник Дона. 2018. № 3 (50). С. 3.

19. Колесников М.П. Формы кремния в растениях // Успехи биологической химии. 2001. Т. 41. С. 301–332.

20. Карелин Ф.Н., Хакимов P.O. Обратноосмотическая очистка кремний содержащих вод // Химия и технология воды. 1992. Т. 4. № 4. С. 284–290.

21. Офицеров Е.Н., Рябов Г.К., Убаськина Ю.А., Климовский А.Б., Фетюхина Е.Г. Кремний и гуминовые кислоты: моделирование взаимодействий в почве // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2011. Т. 13. № 4 (2). С. 550–557.

22. Matichenkov VV, Bocharnikova EA. The relationship between silicon and soil physical and chemical properties. In: Silicon in Agriculture. Studies in Plant Science. Amsterdam: Elsevier; 2001;8:209-219. doi: 10.1016/S0928-3420(01)80017-3

23. Матыченков И.В., Хомяков Д.М., Пахненко Е.П., Бачарникова Е.А., Матыченков В.В. Подвижные кремниевые соединения в системе почва – растение и методы их определения // Вестник московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2016. № 3. С. 37–46. doi: 10.3103/S0147687416030054

24. Мокроусова И.В., Лаптева С.Б. Некоторые результаты исследования геохимической подвижности макроэлементов в торфяных залежах // Труды Инсторфа. 2018. № 17 (70). С. 3–7.

25. Горбачев А.Л. Влияние химического состава питьевой воды на здоровье населения г. Магадана // Микроэлементы в медицине. 2021. Т. 22. № 2. С. 17–24. doi: 10.19112/2413-6174-2021-22-2-17-24

26. Камбалина М.Г., Скворцова Л.Н., Мазурова И.С., Гусева Н.В., Бакибаев А.А. Исследование форм нахождения кремния в природных водах с высоким содержанием растворенных органических веществ // Химия и химические технологии. 2014. Т. 325. № 3. С. 64–70. doi: 10.1016/j.proche.2014.10.008

27. Diénert F, Wandenbulke F. [On determination of silica in water.] Comptes Rendus Séances Académie Sci. 1923;176:1478–1480. (In French.).

28. Варшал Г.М., Драчева Л.А., Ксензенко В.И., Замкина М.С. Количественное определение различных форм кремнекислоты в поверхностных водах. В сб. материалов XXV гидрохимического совещания «Состояние и перспективы развития исследований загрязнения и самоочищения поверхностных вод суши»; 16–18 мая 1972. Новочеркасск, 1972.

29. Мышляева Л.В., Краснощёков В.В. Аналитическая химия кремния. М: Наука, 1972. 212 с.

30. Standard Methods: 4500-SiO2 C: Silica by Molybdosilicate Method. Accessed June 24, 2022. https://www.nemi.gov/methods/method_summary/7411/

31. Бекбулатова И.А., Скворцова Л.Н., Щёголева И.С. Определение кремния в природных водах спектрофотометрическим методом с применением современных способов пробоподготовки // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017. Т. 328. № 7. С. 32–39.

32. Селиванова Т.В., Вишникин А.Б., Цыганок Л.П. Сорбционно-спектрофотометрическоле и визуальнотестовое определение микроколичеств кремния в виде ионного ассоциата 12-молибдосиликата с кристаллическим фиолетовым // Журнал аналитической химии.2010. Т. 65. № 2. С. 147–152. doi: 10.1134/s1061934810020073

33. Сапрыгин А.В., Голик В.М., Трепачев С.А., Голик С.В., Кузьмина Н.В. Исследование возможности прямого определения кремния методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой с использованием динамической реакционной ячейки // Аналитика и контроль. 2011. Т. 15. № 1. С. 64–77.

34. Fehse F. The determination of silicon in deonized process water by graphite furnace AAS. Spectrochim Acta B: At Spectrosc. 1984;39(4):597-598. doi: 10.1016/0584-8547(84)80067-1

35. Камбалина М. Г., Пикула Н. П. Атомно-абсорбционное определение содержания кремния в природных водах // Известия Томского политехнического университета. 2012. Т. 320. № 3. С. 120–124.

36. Штин Т.Н., Неудачина Л.К., Штин С.А. Определение растворенных форм кремния в природной питьевой воде методом электротермической атомноабсорбционной спектрометрии высокого разрешения с источником непрерывного спектра // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021. Т. 87. № 3. С. 11–19. doi: 10.26896/1028-6861-2021-87-3-11-19

37. Ikedo M, Mori M, Kurachi K, Hu W, Tanaka K. Selective and simultaneous determination of phosphate and silicate ions in leaching process waters for ceramics glaze raw materials of narutal origin by ion–exclusion chromatography coupled with UV-detection after postcolumn derivatization. Anal Sci. 2006;22(1):117-121. doi: 10.2116/analsci.22.117

38. Mas-Torres F, Munхz A, Estela JM, Cerdа V. Simultaneous determination of phosphate and silicate in waste water by sequential injection analysis. Analyst. 1997;122(10):1033-1038. doi: 10.1039/a701646h

39. Nekoei M, Mohammadhosseini M, Zarei K. Simultaneous kinetic determination of phosphate and silicate by spectrophotometric H-point standard addition method. J Chin Chem Soc. 2008;55(2):362-368. doi: 10.1002/jccs.200800053

40. Данилина Е.И., Орлова Н.Г. Совместное кинетическое определение фосфатов и силикатов в виде ванадомолибденовых гетерополикислот // Вестник ЮжноУральского государственного университета. Серия: Химия. 2011. № 33 (250). С. 61–67.

41. Медвецкий А.В., Тихомирова Т.И., Смоленков А.Д., Шаповалова Е.Н., Шпигун О.А. Сорбционно-хроматографическое определение фосфат- и силикат-ионов в водах в виде молебденовых гетерополикислот // Журнал аналитической химии. 2007. Т. 62. № 3. С. 213–218. doi: 10.1134/s1061934807030033

42. Крохин О.В., Дубовик Д.Б., Иванов А.В., Шпигун О.А. Определение кремния и фосфора в виде молибденовых гетерополикислот методом ионпарной обращеннофазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии // Вестник Московского университета. Серия 2. Химия. 2002. Т. 43. № 1. С. 20–24.

43. Маслов О.Д. Определение содержания алюминия, кремния и магния в образцах воды ядерно-физическими методами с использованием РФА и микротрона МТ-25. Дубна: ОИЯИ, 2011. 4 с.


Рецензия

Для цитирования:


Каменецкая Д.Б. Кремний в природных водных объектах: формы соединений и методы контроля (обзор). Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2022;(6):15-22. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2022-30-6-15-22

For citation:


Kamenetskaya D.B. Silicon, Its Forms and Methods of Determination in Water Bodies: A Review. Public Health and Life Environment – PH&LE. 2022;(6):15-22. (In Russ.) https://doi.org/10.35627/2219-5238/2022-30-6-15-22

Просмотров: 33


ISSN 2219-5238 (Print)
ISSN 2619-0788 (Online)