硅(Si)是地壳中含量第二丰富的元素,仅次于氧,约占地壳总质量的27.7%。
它最早由瑞典化学家贝采利乌斯在19世纪初分离出来,并因其广泛的工业应用而成为现代科技和工业不可或缺的材料。
硅在自然界中几乎总是以化合物的形式出现,最常见的形式是二氧化硅(SiO₂)和硅酸盐矿物。
本文主要介绍硅家族中的二氧化硅这一分支
二氧化硅(SiO₂)可以根据其化学结合状态分为非游离二氧化硅和游离二氧化硅。
其中的非游离二氧化硅是二氧化硅与其他元素或化合物相互结合而形成复杂的矿物或化合物。常见的如具有良好耐磨性和化学稳定性的长石,可用于陶瓷工业、玻璃制造。
而游离二氧化硅可以根据其晶体结构和微观形态分为结晶型游离二氧化硅、隐晶型游离二氧化硅和无定型游离二氧化硅。
无定型游离二氧化硅是没有固定晶体结构的二氧化硅,分子排列随机,硬度较低、表面积较大,通常具有良好的吸附性,常用于硅胶、牙膏的制造。
隐晶型游离二氧化硅的晶体结构非常细小,密度较高,毒性较低,常被广泛用于珠宝、雕刻领域,常见的有玉髓、蛋白石等。
结晶型游离二氧化硅与隐晶型游离二氧化硅结构相似,但物理性质不同。最常见的结晶型游离二氧化硅是石英,由于其硬度较高且在常温下非常稳定,因此在很多领域可以见到它的身影,如通信网络的光纤,建筑材料中的花岗岩等。
二氧化硅,作为地球上最常见的化合物之一,以其多样的形态和卓越的性能,在我们的日常生活中扮演着不可或缺的角色。从建筑中的水泥、玻璃,到家居用品中的瓷器、牙膏;从电子设备中的石英晶体振荡器,到医疗领域的药片辅料和医疗器械,二氧化硅无处不在,默默地为现代社会的发展和人们的生活质量提供着坚实的支持。
然而,尽管二氧化硅在众多行业中有着不可替代的重要性,我们也不能忽视它可能带来的健康风险。特别是结晶型游离二氧化硅,在职业环境中,如矿山、石料加工、建筑施工等场所,当它以细小粉尘的形式存在时,工人如果不采取有效的防护措施,长期吸入这些微粒就有可能会对肺部造成严重损害。这种类型的二氧化硅,特别是α-石英,已被国际癌症研究机构(IARC)列为人类致癌物,与矽肺病(Silicosis)、慢性阻塞性肺疾病(COPD)以及其他呼吸系统疾病的发生密切相关。
因此,了解二氧化硅广泛应用的同时,我们也需要了解它所带来的健康风险。这样一来,对于从事相关行业的人员来说,才可以采取更加科学、有效的预防措施来平衡利用这一重要材料,实现利益与健康并重的双重目标。
本文带您了解了二氧化硅的不同类型,以及其在各个领域的应用,那么不同类型的二氧化硅哪种毒性最高、致病性最强呢,如果在职业活动中接触二氧化硅粉尘又要如何保障自身安全呢,在下一节我们将为您会详细讲解,敬请关注带你认识硅家族之二氧化硅(二)《警惕“石”害:二氧化硅与尘肺病的关联及预防》。
/健康科普
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来源:职业性疾病监测评价科 狄云雯
审核:常永红
责编:周翔
校对:李培蕾
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