Silicio (Si), silice e acqua
Silicio e acqua: silice, silicati e trattamento
Il silicio è un elemento chimico, ma l'acqua naturale normalmente non contiene silicio metallico allo stato elementare. Le analisi dell'acqua riportano generalmente le forme disciolte del silicio come silice (SiO2) o come silicio (Si). Gran parte della silice disciolta nelle comuni acque dolci è presente sotto forma di acido silicico, Si(OH)4.
Silicio nell'acqua o silice nell'acqua?
Silicio è l'elemento Si. La silice è biossido di silicio, SiO2; silicati sono minerali o composti disciolti contenenti silicio e ossigeno, spesso insieme ad altri elementi. In ambito ambientale e nel trattamento dell'acqua, «silice nell'acqua» è generalmente il termine più chiaro per indicare concentrazioni di silice disciolta espresse come equivalenti di SiO2. I laboratori possono riportare il risultato in mg/L SiO2 oppure in mg/L Si; occorre quindi verificare sempre la base su cui è espresso il risultato.
A un pH prossimo alla neutralità, la silice disciolta è presente principalmente sotto forma di acido silicico non carico, Si(OH)4. All'aumentare del pH, una frazione maggiore può essere presente sotto forma di specie di silicato cariche. La silice colloidale e le particelle di silice in sospensione sono forme diverse e possono comportarsi diversamente durante il trattamento.
Il silicio elementare reagisce con l'acqua?
In condizioni ordinarie, il silicio elementare solido non reagisce in misura apprezzabile con l'acqua liquida. Un sottile strato superficiale di biossido di silicio contribuisce a proteggere il solido. Si tratta di un fenomeno distinto dalla lenta dissoluzione dei minerali di silice, che può liberare acido silicico nell'acqua:
SiO2(s) + 2 H2O(l) ⇌ Si(OH)4(aq)
La concentrazione di silice disciolta dipende dalla forma della silice, dalla temperatura, dal pH e dalla composizione chimica dell'acqua circostante. Il quarzo cristallino si dissolve lentamente; la silice amorfa è generalmente più solubile.
Perché la silice è presente nelle acque naturali?
La silice entra nell'acqua attraverso l'alterazione delle rocce e dei suoli e la dissoluzione dei minerali silicatici. Le concentrazioni nelle acque sotterranee possono riflettere la geologia locale e il tempo durante il quale l'acqua è stata a contatto con la roccia. I fiumi trasportano la silice disciolta verso i laghi e il mare, mentre anche l'assorbimento biologico e i processi nei sedimenti influenzano le concentrazioni. I livelli variano quindi in base alla fonte e al luogo, anziché corrispondere a un'unica «media» universale.
Incrostazioni di silice e trattamento dell'acqua
La silice può formare depositi nelle caldaie, nelle apparecchiature di scambio termico, negli impianti a osmosi inversa e in altre apparecchiature per le acque di processo. Il rischio dipende dalla concentrazione e dalla forma della silice, dal pH, dalla temperatura, dal tasso di recupero e dalla presenza di durezza e altri costituenti disciolti. Nell'osmosi inversa, la silice può concentrarsi nella corrente di scarto e contribuire all'imbrattamento delle membrane o alla formazione di incrostazioni.
Utilizza il calcolatore della solubilità della silice e della formazione di incrostazioni per esaminare come varia la saturazione della silice amorfa in funzione del pH, della temperatura e della concentrazione di cloruro di sodio.
Le opzioni per la gestione della silice comprendono l'addolcimento con calce, determinate resine a scambio anionico, la nanofiltrazione e l'osmosi inversa. La silice colloidale può essere più difficile da rimuovere rispetto alla silice disciolta reattiva; l'analisi dovrebbe quindi identificare sia la forma presente sia la concentrazione totale. Il processo più adatto dipende dall'acqua in ingresso e dalla qualità richiesta per l'acqua trattata.
Scopri di più sull'osmosi inversa e sullo scambio ionico.
Salute e ambiente
La silice disciolta nell'acqua non va confusa con la polvere respirabile di silice cristallina. L'inalazione di particelle fini di silice cristallina in ambito lavorativo può causare silicosi e altre gravi malattie polmonari; questo rischio è diverso dall'esposizione alla silice disciolta nell'acqua potabile. Le forme di silicio e silice differiscono anche per solubilità e biodisponibilità, perciò affermazioni generiche sulla «tossicità del silicio» non descrivono ogni forma o via di esposizione.
Le linee guida australiane per l'acqua potabile distinguono il silicio dalla silice e trattano sia gli aspetti sanitari sia quelli relativi alle incrostazioni. I loro valori numerici sono indicazioni valide per l'Australia, non limiti di legge universali. Occorre rispettare i requisiti applicabili al luogo e all'uso previsto dell'acqua.
Ultima revisione: 3 novembre 2026 a cura di Lenntech.
Fonti e ulteriori letture
- Linee guida australiane per l'acqua potabile: silicio e silice (approvate nel 2025).
- U.S. Geological Survey: la silice nelle acque naturali.
- ATSDR: profilo tossicologico della silice.
- CDC/NIOSH: silice e salute dei lavoratori.
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