Silicium (Si), silica en water

Silicium en water: silica, silicaten en waterbehandeling

Silicium is een chemisch element, maar natuurlijk water bevat normaal gesproken geen metallisch silicium in elementaire vorm. Bij wateranalyses worden opgeloste vormen van silicium doorgaans gerapporteerd als silica (SiO₂) of als silicium (Si). Een groot deel van de opgeloste silica in gewoon zoet water is aanwezig als kiezelzuur, Si(OH)₄.

Helder water naast een membraan met een lichte silica-afzetting en apparatuur voor waterbehandeling. — Opgeloste silica is niet zichtbaar in helder water, maar kan zich op apparatuur voor waterbehandeling afzetten wanneer de omstandigheden afzettingsvorming bevorderen.

Silicium in water of silica in water?

Silicium is het element Si. Silica is siliciumdioxide, SiO₂; silicaten zijn mineralen of opgeloste verbindingen die silicium en zuurstof bevatten, vaak samen met andere elementen. Bij onderwerpen rond milieu en waterbehandeling is ‘silica in water’ doorgaans de duidelijkste term voor opgeloste concentraties uitgedrukt als SiO₂-equivalent. Laboratoria kunnen de uitslag rapporteren als mg/L SiO₂ of als mg/L Si; controleer daarom altijd op welke basis de uitslag is gerapporteerd.

Bij een vrijwel neutrale pH bestaat opgeloste silica voornamelijk uit ongeladen kiezelzuur, Si(OH)₄. Naarmate de pH stijgt, kan een groter deel voorkomen als geladen silicaatsoorten. Colloïdale silica en zwevende silicadeeltjes zijn verschillende vormen en kunnen zich tijdens de behandeling verschillend gedragen.

Reageert elementair silicium met water?

Vast elementair silicium reageert onder normale omstandigheden nauwelijks met vloeibaar water. Een dunne oppervlaktelaag van siliciumdioxide helpt de vaste stof te beschermen. Dit verschilt van het langzaam oplossen van silicamineralen, waarbij kiezelzuur in water kan vrijkomen:

SiO₂(s) + 2 H₂O(l) ⇌ Si(OH)₄(aq)

De concentratie opgeloste silica hangt af van de vorm van de silica, de temperatuur, de pH en de chemische samenstelling van het omringende water. Kristallijn kwarts lost langzaam op; amorfe silica is doorgaans beter oplosbaar.

Waarom komt silica voor in natuurlijk water?

Silica komt in water terecht door de verwering van gesteenten en bodems en het oplossen van silicaatmineralen. Concentraties in grondwater kunnen samenhangen met de plaatselijke geologie en de tijd dat het water met gesteente in contact is geweest. Rivieren voeren opgeloste silica naar meren en de zee, terwijl biologische opname en processen in sedimenten de concentraties eveneens beïnvloeden. De gehalten verschillen daarom per bron en locatie; er is niet één universeel ‘gemiddelde’.

Silica-afzettingen en waterbehandeling

Silica kan afzettingen vormen in stoomketels, warmteoverdrachtsapparatuur, systemen voor omgekeerde osmose en andere apparatuur voor proceswater. Het risico hangt af van de concentratie en vorm van de silica, de pH, de temperatuur, de terugwinningsgraad en de aanwezigheid van hardheid en andere opgeloste bestanddelen. Bij omgekeerde osmose kan silica zich concentreren in de concentraatstroom en bijdragen aan membraanvervuiling of afzettingsvorming.

Gebruik de calculator voor de oplosbaarheid en afzetting van silica om te onderzoeken hoe de verzadiging van amorfe silica verandert met de pH, de temperatuur en de natriumchlorideconcentratie.

Mogelijkheden om silica te beheersen zijn ontharding met kalk, bepaalde anionenwisselaarharsen, nanofiltratie en omgekeerde osmose. Colloïdale silica kan moeilijker te verwijderen zijn dan opgeloste, reactieve silica. Daarom moet de analyse naast de totale concentratie ook de aanwezige vorm vaststellen. Het geschikte proces hangt af van het voedingswater en de vereiste kwaliteit van het behandelde water.

Lees meer over omgekeerde osmose en ionenwisseling.

Voor een gericht overzicht van veelvoorkomende silica- en silicaatverbindingen in water, waar ze voorkomen en hoe ze kunnen worden beheerst, zie veelvoorkomende silicazouten en silicaatverbindingen in waterige oplossingen en technologieën voor de verwijdering en zuivering ervan.

Gezondheid en milieu

Opgeloste silica in water mag niet worden verward met inadembaar kristallijn silicastof. Het inademen van fijne deeltjes kristallijne silica op de werkplek kan silicose en andere ernstige longaandoeningen veroorzaken; dat risico verschilt van blootstelling aan opgeloste silica in drinkwater. Vormen van silicium en silica verschillen ook in oplosbaarheid en biologische beschikbaarheid. Algemene uitspraken over ‘toxiciteit van silicium’ zijn daarom niet op elke vorm of blootstellingsroute van toepassing.

De Australische drinkwaterrichtlijnen maken onderscheid tussen silicium en silica en bespreken zowel gezondheidsaspecten als afzettingsvorming. De daarin genoemde getalswaarden zijn richtwaarden voor Australië, geen universele wettelijke grenswaarden. Volg de eisen die gelden voor de locatie en het beoogde gebruik van het water.

Laatst beoordeeld: 3 november 2026 door Lenntech.