Характеристика минеральных вод в зависимости от температурного режима. Тема работы:« Исследование состава минеральной воды Лечебное действие минеральных вод

Минеральная вода - в прямом смысле источник здоровья. Она способна оказывать лечебное действие, к которому люди во многих странах прибегают уже на протяжении многих веков.

История использования минеральных вод.

Водами целебных источников люди пользовались с незапамятных времен. Они применяли минеральную воду как в лечебных, так и в профилактических целях. Она оказывала исцеляющее действие как при наружном, так и при внутреннем применении.

Первые сведения о полезных свойствах минеральных вод можно найти в индийских Ведах, которые датируются XV в. до н. э. Минеральной и пресной водой пользовались для лечебных и гигиенических целей древние вавилоняне, египтяне, евреи, ассирийцы. Подземные воды всегда высоко ценились. В античные времена греки сооружали у целебных источников святилища, посвященные богу Асклепию.

Гиппократ усовершенствовал технику лечения с помощью воды, которую позднее стали применять не только в Древней Греции. Она была перенесена в Рим и начала постепенно распространяться в других странах.

В далеком прошлом люди приписывали лечебную силу подземных вод каким-то подземным созданиям, которые обитают в источниках.

Остатки древних сооружений у целебных водоемов встречаются на Кавказе, где не только купались, но и лечились минеральными водами. От поколения в поколение передавались здесь устные предания о чудодейственных свойствах вод, бьющих из-под земли. О свойствах этих замечательных вод говорят и названия многих источников, напиток из которых носит одноименное название, например «Нарзан» («Нарт-сана») в переводе с балкарского означает «богатырский напиток».

Известна роль Петра I в создании первого курорта минеральных вод в России. Он был построен по его приказу в Заонежье на Марциальных Водах. Сам царь неоднократно прибегал к лечению этими железистыми водами. По его распоряжению были составлены «Правила докторские, как при оных водах поступать».

Имеются воспоминания Пушкина, дважды побывавшего на Кавказских Минеральных Водах по дороге в Арзрум (1820 и 1829 гг.): «…ванны находились в лачужках, наскоро построенных. Источники, большей частью в первобытном своем виде, били, дымились и стекали с гор по разным направлениям, оставляя по себе белые и красноватые следы. Мы черпали кипучую воду ковшиком из коры или дном разбитой бутылки…»

В середине IX в. по традиции было принято лечиться на Кавказских Минеральных Водах сначала в Пятигорске «мертвой» водой на его серных источниках, затем в Железноводске «живой» водой. Курс завершали в Кисловодске, принимая нарзан (по сохранившимся свидетельствам) в огромных количествах - более 30 стаканов в сутки.

Специальным указом императора Александра I в 1803 г. местность была объявлена лечебной, а ныне район Кавказских Минеральных Вод имеет статус особо охраняемого эколого-курортного региона России.

Научные исследования действия минеральных вод на организм человека проводились в XIX в. В частности, русские врачи Б. Гржимайло (1859 г.), А. Никитин (1825 г.) и многие другие ученые направили свои усилия на изучение вопросов, связанных с физиологическим воздействием водолечения на здоровье.

В 1920 г. был создан Государственный бальнеологический институт в Пятигорске, в нем началась работа по всестороннему изучению минеральных вод. В настоящее время в этой области работают институты курортологии во многих городах (Москва, Томск, Свердловск и др.).

Что представляют собой минеральные воды.

Минеральные воды - это воды, отличающиеся от пресной воды повышенным содержанием присутствующих в них минеральных веществ, а также рядом других свойств. В этих водах одни вещества содержатся в виде недиссоциированных молекул, другие в виде ионов, в них могут присутствовать и коллоидные частицы.

Находящаяся в почве и под ней вода участвует в химических процессах, растворяя одни вещества, выщелачивая другие. Она соединяет между собой разные химические элементы и сама, минерализуясь, принимает новые свойства. Например, благодаря углекислоте вода приобретает приятный, освежающий вкус.

Образец, взятый из подземных источников, может быть сходен по своему составу с образцом, взятым из реки, но может иметь и более высокое содержание щелочей, серы, газов, железа, брома, йода и др., придающих воде особый вкус и Лечебные свойства. Такая вода является минеральной.

Питьевые минеральные воды поступают из природных источников, в растворе которых содержатся различные лечебные газы и соли. Они бьют из земли, часто имеют высокую температуру. После выявления подземных месторождений, с помощью буровых скважин, глубина которых может достигать нескольких километров, из недр выводят минеральные воды, имеющие лечебное значение.

Не только под землей, но иногда на ее поверхности могут быть обнаружены минеральные воды, которые характеризуются высоким содержанием биологически активных компонентов. Многие из них обладают особыми физико-химическими свойствами. Минеральные воды из разных источников могут иметь разную температуру, химический состав, радиоактивность и другие показатели. Именно они обеспечивают лечебное действие на организм человека, при этом использование минеральных вод в качестве внутреннего или наружного лечебного средства определяют на основании их физических свойств и химического состава.

Следует отметить, что по физико-химическим и лечебным свойствам эти воды можно разделить на 7 групп:

1) так называемые индифферентные воды, акратотермы. Бедны солями (Рагац, Гаштейн, Теплиц, Вармбрунн);

3) щелочные воды подразделяются на углекислые (главная составляющая - углекислота) (Нарзан, Аполлинарис); щелочно-углекислые (главная составляющая - углекислота и углекислый натр) (Билин, Виши, Фахинген, Боржом); щелочно-соляно-кислые (Ессентуки, Эмс);

4) горькие воды, в состав которых входит сернокислая магнезия (Франц-Иозеф, Пюльна);

6) сернистые воды, содержащие сероводород, сернистые кальций, натрий, магний и калий (Баден у Вены, Аахен, Баден в Швейцарии);

7) железистые воды характеризуются содержанием двууглекислой закиси железа (Спа, Пирмонт, Эльстер, Мариенбад, Франценсбад).

Воды разных источников, как правило, имеют различные свойства, которые определяются многими особенностями местности, где находится месторождение. Уникальное явление в этом отношении представляет небольшой район, где расположены Железноводск, Ессентуки, Кисловодск, Пятигорск. Здесь находится около 80 источников, в которых имеется минеральная вода 21 типа (нарзан, «Смирновская», ессентуки № 17, ессентуки № 4, «Баталинская» и др.) Нигде в мире не существует такого большого сосредоточения источников на маленькой площади, состав вод которых столь разнообразен.

Происхождение минеральных вод.

Процессы, при которых происходит образование минеральных вод, все еще недостаточно изучены и довольно сложны. При изучении этого вопроса исследуют причины, приведшие к появлению данной массы воды, образовавшейся под землей, а затем выясняют происхождение ее ионно-солевого состава и процессы образования растворенных в ней газов.

При формировании состава минеральной воды происходят процессы, связанные с инфильтрацией поверхностных вод, вулканические процессы и многие другие.

Состав минеральной воды определяется историей геологических процессов, на нее оказывают влияние характер тектонических структур, геотермические условия и другие особенности территории, где образуется месторождение.

На процессы формирования газового состава минеральной воды наиболее мощное влияние оказывают вулканические и метаморфические факторы. Во время прохождения сложных геологических процессов в толще Земли выделяются такие летучие продукты, как С0 2 , НС1 и др., которые поникают в подземные воды и делают их высоко агрессивными. Такие воды способствуют выщелачиванию соседних пород.

При этом происходит формирование химического состава вод, их минерализация и насыщение газами.

По тому, какие газы растворены в образце минеральной воды, можно судить о геохимических условиях, в которых проходило ее формирование.

Если в минеральной воде содержатся газы так называемого воздушного происхождения - кислород, азот, углекислота (в небольших объемах), то возникновение данной минеральной воды связано с верхней зоной коры Земли, поскольку там преобладают процессы окисления.

Углеводородные газы и сероводород служат показателями формирования вод в восстановительной химической обстановке, которая свойственна глубоким недрам Земли. Углекислота в высокой концентрации свидетельствует о том, что содержащая ее вода сформировалась под влиянием факторов метаморфической обстановки.

Искусственные минеральные воды.

В настоящее время производство искусственной минеральной воды получило довольно широкое распространение.

Это касается в первую очередь углекислых, азотных и сероводородных образцов, которые нашли применение главным образом в качестве ванн.

Минеральные воды, изготовленные искусственным путем из химически чистых солей, имеют состав, подобный составу натуральных вод, хотя достигнуть полного тождества пока не удалось. Перед промышленностью стоит задача преодолеть некоторые трудности, возникающие при имитации свойств коллоидов и состава растворов газов. Первые опыты производства искусственной минеральной воды были осуществлены в Женеве в 1788 г.

В России были разработаны методы приготовления питьевых минеральных вод типа ессентуки, «Баталинская», боржоми, имеющих высокую терапевтическую активность. И все же искусственная минеральная питьевая вода в популярности уступает натуральной.

Столовые минеральные воды.

Следует различать лечебные и столовые минеральные воды. В последних степень минерализации заметно ниже. Столовые минеральные воды, разлитые в бутылки, можно с успехом использовать в качестве столовых напитков. Благодаря их высокой насыщенности углекислым газом они лучше, чем простая вода, утоляют жажду, приятны на вкус, способствуют повышению аппетита (хлоридно-натриевого типа или гидрокарбонатные). Их можно употреблять вместо обычной пресной воды, причем без специальных медицинских показаний.

Если в качестве столовых вод используют минеральные воды, то выбирают те, в которых уровень минерализации невысок, до 4–4,5 г/л (гидрокарбонатные воды - около 6 г/л). Применение высокоминерализованных вод может привести к нежелательным результатам.

Следует иметь в виду, что некоторые минеральные воды можно использовать только для лечения, в дозах, которые назначит врач. Например, однократная доза уникальной минеральной воды «Лугела» составляет всего 1 столовую или даже чайную ложку.

Покупая минеральную воду к обеду, следует обратить внимание на этикетку. На ней обычно указываются состав, свойства данной минеральной воды и рекомендации по применению.

Ниже кратко описаны минеральные воды, которые можно использовать как столовые напитки - ведь они не только приятны на вкус, но и очень полезны.

«Алма-Атинская» - хлоридно-сульфатная, натриевая минеральная вода. Рекомендуется при болезнях желудка и печени. Можно использовать ее и как столовую. Ее источник расположен на берегу реки Или, в 165 км от Алма-Аты.

«Арзни» - лечебная и столовая углекислая хлоридная гидрокарбонатно-натриевая минеральная вода. Имеет приятный, чуть кисловатый вкус. Ее источник расположен на курорте Арзни, в ущелье реки Раздан, в 24 км от Еревана.

«Аршан» - углекислая карбонатно-сульфатная кальциево-магниевая вода средней минерализации. Источник расположен на территории курорта Аршан.

«Ачалуки» - гидрокарбонатно-натриевая минеральная вода небольшой минерализации с повышенным содержанием сульфатов. Источник находится в селе Средние Ачалуки, в 45 км от Грозного. Этот столовый напиток приятен на вкус и хорошо утоляет жажду.

«Бадамлинская» - углекислая гидрокарбонатная натриево-кальциевая минеральная вода малой минерализации. Ее источник находится в 2 км от села Бадамлы. Эта вода прекрасно освежает, хорошо утоляет жажду, идеально подойдет к обеду.

Боржоми - углекислая гидрокарбонатная натриевая щелочная минеральная вода. Она всемирно известна, очень приятна на вкус, отлично утоляет жажду. Ее источник находится в Грузии на территории курорта Боржоми.

«Буковинская» - железистая сульфатная кальциевая вода малой минерализации. Известна в западных областях Украины как хорошее лечебное средство при различных болезнях. Ее можно использовать и как прекрасное дополнение к обеду.

«Буркут» - углекислая гидрокарбонатно-хлоридная кальциево-натриевая минеральная вода. Очень приятна на вкус. Источник находится в ущелье реки Штифулец, в Иваново-Франковской области.

«Дарасун» - углекислая железистая гидрокарбонатно-кальциево-магниевая вода с большим содержанием свободной углекислоты. Ее источник находится на территории одного из старейших курортов Сибири - Дарасун в Крымском районе Читинской области. В переводе «дарасун» означает «красная вода». По своему составу она близка к кисловодскому нарзану, но отличается от него почти полным отсутствием сульфатов и меньшей минерализацией. Эта минеральная вода широко известна в Забайкалье как прекрасно освежающая столовая вода. Ее можно использовать и в лечебных целях.

«Джермук» - углекислая гидрокарбонатная сульфатно-натриевая минеральная вода. Горячий источник находится на территории высокогорного курорта Джермук, в 175 км от Еревана. Эта вода является довольно близким аналогом известных вод чехословацкого курорта Карловы Вары, но отличается меньшей минерализацией и большим содержанием кальция. По составу она близка к водам «Славяновская» и «Смирновская». Обладает лечебными свойствами, используется и как столовая минеральная.

Ессентуки - общее название группы лечебных и столовых минеральных вод. Нумерация вод осуществляется соответственно источникам происхождения, которые находятся в Ставропольском крае на курорте Ессентуки.

Ессентуки № 20 - столовая минеральная вода, относится к типу маломинерализованных сульфатных гидрокарбонатных кальциево-магниевых вод. На вкус она горько-соленая, с кисловатым привкусом углекислоты.

«Ижевская» - сульфатно-хлоридно-натриево-магниевая минеральная вода. Ее можно использовать и для лечения, и как столовую воду. Ее источник находится в 2 км от курорта Ижевские Минеральные Воды в деревне Ижевка в Татарстане.

«Кармадон» - хлоридно-натриевая термальная минеральная вода с повышенным содержанием гидрокарбонатов.

Относится к лечебным водам, но часто используется и как столовая вода. Источник этой минеральной воды находится в 35 км от Орджоникидзе.

«Киевская» - столовая минеральная вода гидрокарбонатно-кальциево-магниевого типа. Выпускается экспериментальным заводом безалкогольных напитков, где была введена обработка воды с помощью ионатора ионами серебра (0,2 мг/л).

«Кишиневская» - маломинерализованная сульфатно-гидрокарбонатная магниево-натриево-кальциевая минеральная вода. Этот напиток прекрасно подойдет для обеда, он хорошо освежает и утоляет жажду.

«Краинка» - сульфатно-кальциевая минеральная вода с повышенным содержанием магния. Своими лечебными свойствами эта вода известна с прошлого века, однако сегодня часто используется и как столовая.

«Куяльник» - хлоридно-гидрокарбонатная натриевая вода, поступает из источника, находящегося на курорте Куяльник в Одессе. Эта вода с успехом применяется при лечении различных заболеваний, а также имеет приятный вкус, хорошо утоляющий жажду.

«Миргородская» - хлоридная натриевая вода малой минерализации. Обладает ценными лечебными свойствами. Эта вода прекрасно утоляет жажду и приятна на вкус, поэтому ее можно подать к столу.

Нарзан - углекислая гидрокарбонатно-сульфатная кальциево-магниевая вода. Она завоевала мировую славу, является отличной столовой освежающей водой. Очень хорошо утоляет жажду и способствует хорошему аппетиту, высоко ценят ее и за лечебные качества. Источники этой минеральной воды находятся в Кисловодске.

«Оболонская» - хлоридно-гидрокарбонатная натриево-магниевая лечебная столовая вода. Эта вода разливается в Киеве на пивоваренном заводе «Оболонь». Она не только приятна на вкус, но и прекрасно освежает, поэтому ее можно подать к столу в жаркий летний день.

«Полюстровская» - железистая слабоминерализованная вода, известная с 1718 г. Благодаря высокому содержанию железа она применяется при малокровии, упадке сил. Прием этой воды способствует увеличению гемоглобина крови. Ее можно использовать и как столовую воду, так как она превосходно утоляет жажду. Источник этой воды находится вблизи Санкт-Петербурга.

«Саирме» - углекислая железистая гидрокарбонатная натриево-кальциевая лечебная минеральная вода. Этот напиток благодаря своим лечебным свойствам применяется при лечении разных заболеваний, например его рекомендуется принимать при ожирении. Кроме того, эта вода очень приятна на вкус, поэтому ее можно подать к столу. Источник находится в Грузии, на территории курорта Саирме.

«Свалява» - углекислая гидрокарбонатная натриевая вода, из биологически активных компонентов, содержит бор. Эта вода стала популярной очень давно. Еще с 1800 г. «Свалява» экспортировалась в Вену и Париж как изысканнейшая столовая вода. Ее источник находится на правом берегу реки Латорица в селе Свалява Закарпатской области.

«Славяновская» - углекислая гидрокарбонатно-сульфатная натриево-кальциевая вода невысокой минерализации. Температура ее при выходе на поверхность 38–39 °C.

«Смирновская» по химическому составу и минерализации близка к воде Славяновского источника. Отличается от нее более высокой температурой (55 °C) и более высоким содержанием естественной углекислоты. Ту и другую минеральную воду можно использовать в качестве лечебного средства.

«Харьковская» - название, под которым выпускается два вида минеральной воды из источников возле Харькова.

«Харьковская № 1» - гидрокарбонатная кальциево-натриевая слабоминерализованная вода. Ее лечебные свойства можно использовать при нарушении обмена веществ и при других болезнях, а также как великолепную столовую воду.

«Харьковская № 2» - сульфатно-гидрокарбонатная кальциево-натриево-магниевая слабоминерализованная вода. Она обладает оригинальным вкусом, прекрасно освежает, утоляет жажду и подойдет после горячих блюд.

«Херсонская» - железистая слабоминерализованная хлоридно-сульфатно-гидрокарбонатная натриево-кальциево-магниевая вода.

В основном эта вода является столовой: она очень приятна на вкус и хорошо утоляет жажду. Кроме того, можно использовать эту железистую воду при разных формах малокровия и общем упадке сил.

Из истории применения минеральных вод для лечения болезней

«Минеральных вод соляных, железистых, серных, йодистых, углекислых и т.д. для излечения недугов существует такое же бесчисленное множество, как и песку на дне морском», - писал сто лет тому назад, М. Платен в своем «Руководстве для жизни согласно законам природы, для сохранения здоровья и для лечения без помощи лекарств».Термин «минеральные воды » вошел в употребление в XVI в., однако в обиходе чаще употреблялось слово «воды », причем, так же как и в Древнем Риме «aquae », — во множественном числе. Происхождение слова «aquae » относится к тому времени, когда Фалес Милетский (ок. 624 — ок. 546 гг. до н.э.) — греческий философ и математик из Милета, пытаясь определить основу материального мира, пришел к выводу о том, что ею является вода. Слово «a qua » — вода, состоит из двух греческих слов - «a» и «qua», буквальный перевод - от которой (подразумевается omnia constant — все произошло, все состоит).

Первая попытка классифицировать минеральные воды по составу принадлежит греческому ученому Архигену (II в). Он выделял четыре класса вод: aquae nitrose, aluminose, saline и sulfurose (щелочные, железистые, соленые и сернистые). Л.А. Сенека выделял воды серные, железные, квасцовые и считал, что вкус указывает на их свойства. Архиген рекомендовал серные ванны при подагре, а при болезнях мочевого пузыря назначал питье минеральных вод до 5 л в день. Он считал, что достаточно знать состав воды, чтобы назначить ее для лечения. Следует заметить, что состав воды в то время не мог быть известен даже приблизительно.

О составе минеральных вод говорит Г. Фаллопий, автор одного из первых руководств о минеральных водах, дошедших до наших времен, изданного после его смерти («De thermalibus aquis atque metallis », 1556 г.). Однако состав вод Италии, описанных Фаллопием, был далек от истинного, поскольку науке XVI в. еще не были известны многие химические элементы. Настоящий прорыв в учении о минеральных водах произошел в XVIII в., после революционных открытий в химии, которые в основном связывают с именем А. Лавуазье. Само понятие «минеральные воды» (от лат. minari - рыть) формировалось на протяжении ХІХ—ХХ столетий, когда закладывались основы бальнеологиии (курортологии) и научное обоснование использования подземных вод для медицинских целей.

Первый курорт в России был построен по Указу Петра Великого на источниках железистых Марциальных вод. Петр I по возвращению из Бельгии, где он успешно лечился водами курорта Спа. В честь Российского императора на курорте был построен питьевой павильон - «Pouhon Pierre Le Grand». Воды бельгийского курорта Петр I назвал источником спасения, а вернувшись в Россию издал указ, искать в России ключевые воды, коими можно пользоваться для лечения болезней. Первый российский курорт был построен в Карелии на Олонецких водах, названых Марциальными. Марциальные воды по содержанию двухвалентного закисного железа - до 100 мг/л превосходят все известные железистые источники мира. Содержание железа в водах бельгийского родоначальника курортов - Спа, всего 21 мг/л (железистые воды - Fe 10 мг/л).

Первый кадастр минеральных вод России был составлен учеными Минералогического общества, созданного в 1817 г. в Санкт-Петербурге. Среди его учредителей были академик В.М. Севергин и профессор Д.И. Соколов. По данным исследований многочисленных академических экспедиций конца XVIII и начала XIX вв. В.М. Севергин описал минеральные источники и озера России, привел их классификацию по совокупности признаков и составил указания по их исследованиям. Результаты исследований были обобщены в книге «Способ испытывать минеральные воды, сочиненный по новейшим о сем предмете наблюдениям», изданной в Санкт-Петербурге в 1800 г. В 1825 г. была опубликована работа русского химика Г.И. Гесса «Изучение химического состава и целебного действия минеральных вод России», ставшая основой его диссертации на степень доктора медицины.

Важную роль в изучении лечебных минеральных вод сыграло основание в 1863 г. Русского бальнеологического общества на Кавказе по инициативе директора управления курортов Кавказских Минеральных Вод, профессора С.А. Смирнова. После 1917 г. (после национализации курортов) началось интенсивное развитие бальнеологии. В 1921 г был создан Бальнеологический институт на Кавказских Минеральных Водах (в Пятигорске) , в 1922 г. — Томский бальнеофизиотерапевтический институт, а в 1926 г. открыт Центральный институт курортологии и физиотерапии в Москве.

Химический состав минеральных вод

Минеральные воды - сложные растворы, в которых вещества содержатся в виде ионов, недиссоциированных молекул, газов, коллоидных частиц.

Долгое время бальнеологи не могли прийти к единому мнению о химическом составе многих вод, поскольку анионы и катионы минеральных вод образуют очень нестойкие соединения. Как говорил Эрнст Резерфорд, «ионы - это веселые малыши, вы можете наблюдать их едва ли не воочию». Еще в 1860-х гг. химик О. Тан указал на неправильность солевого изображения минеральных вод, из-за чего Железноводск долго считали курортом с «неустановившейся репутацией». Вначале минеральные воды Железноводска причисляли к щелочно-железистым, затем стали комбинировать карбонаты со щелочами, а сульфаты - со щелочными землями, называя эти воды «щелочно-железистыми (содержащие натрий углекислый и железо) с преобладанием гипса (сульфата кальция) и соды (гидрокарбоната натрия). Впоследствии состав вод стали определять по основным ионам. Уникальные Железноводские источники по составу принадлежат к углекислым гидрокарбонатно-сульфатным кальциево-натриевым высокотермальным водам, мало содержащим хлористый натрий, что исключает опасность раздражения почечной ткани при их питьевом использовании. В настоящее время Железноводск считается одним из лучших «почечных» курортов. Железа в минеральных водах этого курорта содержится сравнительно мало, до 6 мг/л, т.е. меньше, чем в специфических железистых водах, в которых должно быть не менее 10 мг/л.

В немецкой «Курортной книге», изданной в 1907 г., анализы вод минеральных источников впервые были представлены в виде ионных таблиц. Такая же книга об австрийских курортах была издана в 1914 г. Этот тип представления минеральных вод принят в Европе в настоящее время. Как пример приводим ионный состав вод одного из самых популярных источников французского курорта Виши, известного со времен Римской империи - Vichy Celestins (М - 3,325 г/л; pH — 6,8).

Критерии для отнесения вод к «минеральным» в той или иной степени отличаются у разных исследователей. Всех их объединяет происхождение: то есть минеральные воды — это воды, добытые или вынесенные на поверхность из земных недр. На государственном уровне, в ряде стран ЕС законодательно утверждены определенные критерии причисления вод к категории минеральных. В национальных нормативных актах относительно критериев минеральных вод нашли свое отображение гидрогеохимические особенности территорий, которые присущи для каждой страны.

В нормативных актах ряда стран Европы и международных рекомендациях — «Кодекс Алиментариус», Директивах Европейского парламента и Европейского совета для стран — членов ЕС определение «минеральные воды» приобрело более широкое содержание.

Например, «Кодекс Алиментариус » дает следующее определение природной минеральной воды : природной минеральной водой является вода, которая четко отличается от обычной питьевой воды, так как:

• она характеризуется своим составом, включающим определенные минеральные соли, в определенном их соотношении, и наличием определенных элементов в следовых количествах или других компонентов
• ее непосредственно получают из природных или пробуренных источников из подземных водоносных слоев, для чего необходимо соблюдение всех мер предосторожности в пределах зоны защиты во избежание попадания любого загрязнения либо внешнего влияния на химические, физические свойства минеральных вод;
• она характеризуется постоянством своего состава и стабильностью дебита, определенной температурой и соответствующими циклами второстепенных природных колебаний.

В России принято определение В.В. Иванова и Г.А. Невраева, данное в работе «Классификация подземных минеральных вод» (1964 г.).

Лечебными минеральными водами называются природные воды, которые содержат в повышенных концентрациях те или другие минеральные (реже органические) компоненты и газы и (или) обладают какими-нибудь физическими свойствами (радиоактивность, реакция среды и др.), благодаря чему эти воды оказывают на организм человека лечебное действие в той или иной степени, которое отличается от действия «пресной» воды.

К минеральным питьевым водам (в соответствии с ГОСТ 13273-88), относятся воды с общей минерализацией не менее 1 г/л или при меньшей минерализации, содержащие биологически активные микрокомпоненты в количестве не ниже бальнеологических норм.

Минеральные воды для бальнеотерапии (наружного применения)

Цитирование в разумных пределах допускается с обязательным указанием имени автора и источника заимствования*.

*4 часть ГК РФ. Статья 1274. Imperitia pro culpa habetur . Незнание закона не является оправданием

www.sankurtur.ru

Маньшина Н.В. Курортология для всех. За здоровьем на курорт . - М. : Вече, 2007. - 592 с. (105-111)

Купить книгу: Маньшина Н.В. Курортология для всех. За здоровьем на курорт. - М. : Вече, 2007. - 592 с.

Табл. 2. Критерии для отнесения вод к минеральным

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ – СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА С. МЕЧЁТНОЕ СОВЕТСКОГО РАЙОНА САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Муниципальная Интернет – конференция: «Мои исследования в области естествознания»

область химии

Тема работы:« Исследование состава минеральной воды»

Работу выполнила

Руководитель:

учитель химии.

1. Введение. Некоторые исторические данные………………………….стр

2. Основная часть. Эксперименты. ………………………………………стр.. 11-12

3. Заключение. Выводы. …………………………………………………….….стр 12

4. Список используемой литературы…………………………………….…....стр. 13

Введение.

Минеральная вода – чудесный дар природы.

Покупая в магазине минеральную воду, мы подчас даже не задумываемся о её целебных свойствах. История использования минеральных вод восходит к временам глубокой древности. Много чудесных легенд и сказаний создано о «живой» и «мёртвой воде», которая воскрешает мёртвых, возвращает молодость и силу, красоту и здоровье.

Минеральными водами принято называть природные, обычно подземные воды, характеризующиеся повышенным содержанием биологически активных минеральных или органических компонентов и обладающие определённым химическим составом и физико-химическими свойствами (температура, радиоактивность и др.), благодаря которым они оказывают лечебное действие. Раздел медицины, изучающий происхождение свойства минеральных вод, методы их использования с лечебно-профилактической целью, называется бальнеологией. (от лат. balneum – баня, купание.)

Становление бальнеологии как науки относится к V в. до н. э., когда древнегреческий учёный Геродот разработал способы применения и показания к назначению минеральных вод. О лечении речной, солёной и морской водой упоминается в сочинениях Гиппократа. Римский врач Архиген (I в.) впервые классифицировал минеральные воды. В XV в. Дж. Савонарола выпустил « Трактат об итальянских минеральных водах», содержащий указания о пользовании минеральными ваннами. Итальянский врач Г. Фаллопия в XVI в. опубликовал «Семь книг о теплых водах» , в которых сделал попытку проанализировать химический состав минеральных вод.

Основу научной бальнеологии в её современном понимании заложил немецкий учёный Ф. Гофман, впервые установивший химический состав минеральных вод и присутствие в них солей угольной кислоты, поваренной соли, сульфат магния и т. п. Близкий друг и советник великого поэта иенский профессор занимался анализом гипсовых вод Бад- Берка (Германия). Он выдвинул гипотезу, что причина образования природных сернистых вод – восстановление гипса. Процесс восстановления гипса Деберейнер связывал с «гальванической деятельностью» земного шара.

Физик и химик Т. Гротгус исследовал химический состав источника Смардона (Северная Литва) и балдонского источника (Латвия). изучением смардонского источника он занялся по просьбе своего друга, члена Петербургской АН химика, составляющего обзор всех целебных источников государства Российского. В своих работах Гротгус описывает источник Смардона и его окрестности, результаты физического и химического исследования воды, соображения о причинах её целебного действия, излагает свои взгляды на происхождение сернистых источников. Учёный предложил новые методики анализа минеральных вод. Для одновременного определения хлоридов и сульфидов он предложил использовать аммиачный раствор нитрата серебра, при этом сульфид серебра осаждается, а хлориды остаются в растворе. Сероводород и карбонаты он осаждал раствором ацетата свинца (II), а затем

отделял сернистый свинец. Гротгус предлагал отказаться от методики анализа сернистых источников с помощью солей меди, предложенной.

Более поздние исследования показали, что анализы воды, выполненные Гротгусом, характеризуются достаточно высокой точностью. Причину присутствия сероводорода в минеральной воде учёный видел в восстановлении гипса водородом в сернистый кальций, который гидролизируется водой до сероводорода. Для подтверждения этой идеи Гротгус провёл простой эксперимент. Он смешал вино с гипсовой водой и подверг его брожению в закупоренной бутылке. В результате образовались уксус и сероводород – продукт восстановления сульфата. « Подобным образом могут возникать многие естественны е сернистые воды, а именно путём брожения растительных веществ», - ещё раз заключил Гротгус.

В 1822 г. шведский химик сделал точный химический анализ минеральных источников Карлсбада в Богемии и выработал приёмы определения состава минеральных вод. курорт Карлсбад приобрёл всемирную известность благодаря своим многочисленным тёплым минеральным источником (40-72,50С), принадлежащим к группе горячих сульфатно-карбонатных вод. Многочисленные источники этого курорта близки по составу воды, но отличаются температурой.

Вот как один из них описывается в энциклопедии и:

« Знаменитый и в тоже время древнейший и наиболее многоводный источник Sprudel при температуре 72,5 0 С содержит на 1000 частей воды 1,298 части углекислого натрия, 2, 405 сернокислого натрия, 1,042 поваренной соли, 0,186 сернокислого калия, 0,166 углекислого магния, 0,776 полусвязанной и 0,189 свободной углекислоты. Источник этот в минуту доставляет свыше 2200 литров; отложения этой воды, затвердевая, образуют своеобразный камень, который полируется, шлифуется и идёт на разные поделки.»

Воду карлсбадских источников употребляют главным образом для питья, на вкус она слабо солёная, слегка отдаёт щёлочью, но не неприятна. Её применяют для лечения ожирения, артрита , болезней печени и желудочно-кишечного тракта. Из карлсбадской воды выпариванием получают так называемою карлсбадскую или карловарскую соль применяемою для лечения заболеваний кишечника и печени. С 1984г. воду карлсбадских источников разливают в бутылки. В 1992г. в торговую сеть поступило уже 1,6 млн бутылок такой воды и 50 000 кг карловарской соли.

Большой вклад в изучение минеральных вод России внес (), защи­тивший в 1825 г. диссертацию о химическом составе и целебном действии минеральных вод. В том же году он получил степень док­тора медицины. Позднее на протяжении ряда лет он проводил анализ воды рек Сагиз и Нева, анализировал маточные растворы Ста­рой Руссы. Кульминацией исследования химическо­го состава минеральных вод стало открытие двух химических элементов - цезия (1860) и рубидия (1861). Оба элемента спектраль­ным методом обнаружил () в целебных минеральных водах Шварцвальда (Германия). Позднее Бунзену даже удалось выделить рубидий из такой минеральной воды в индивидуальном со­стоянии. Содержание этого элемента в мине­ральной воде было настолько низким, что для получения ощутимых количеств его со­единений Бунзену пришлось выпарить свы­ше 40 м3 минеральной воды. Из выпаренной

воды он осадил смесь хлорплатинатов калия, рубидия и цезия. Для отделения рубидия от его ближайших «родственников» ученый подверг осадок многократной фракционной перекристаллизации и получил из наименее растворимой фракции хлориды рубидия и цезия. Перевод рубидия и цезия в карбонат­ную и тартратную (соли винной кислоты) форму позволил очистить рубидий от основ­ной массы цезия. Вначале Бунзену удалось получить амальгаму рубидия, а позднее элек­тролизом расплава хлорида рубидия и инди­видуальный металл. В настоящее время минеральные воды по химическому составу и лечебным свойствам делятся на следующие группы:

1) без специфических компонентов;

2) углекислые;

3) сульфидные или сероводородные;

4)с высоким содержанием железа (желе­зистые), мышьяка (мышьяковистые), марган­ца, меди, алюминия , цинка;

5)бромные, йодные либо с высоким со­держанием органических веществ;

6) радоновые;

7) кремнистые термальные.

Каждая из этих групп по газовому соста­ву делится на азотные , метановые и углекис­лые воды. По анионному составу различают гидрокарбонатные, сульфатные и хлоридные минеральные воды, а также воды, содержа­щие смесь этих анионов. По катионному составу различают воды с преобладанием катионов кальция (кальциевые) и натрия (натриевые), а также воды смешанного катионного состава. Сумма находящихся в воде катионов, анионов, недиссоциированных молекул и биологически активных веществ (исключе­ние составляют растворенные газы) называ­ется общей минерализацией. Различают ми­неральные воды слабой (1-2 г/л), малой (2-5 г/л), средней (5-15 г/л) и высокой (15-30 г/л) минерализации, а также рассольные (35-150 г/л) и крепкорассольные (свыше 150 г/л). По значению водородного показа­теля выделяют сильнокислые (рН < 3,5), кис­лые (3,5-5,5), слабокислые (5,5-6,8), ней­тральные (6,8-7,2), слабощелочные (7,2-8,5) и щелочные (рН > 8,5) минеральные воды. По температуре различают холодные (до 20 °С), теплые или слаботермальные (20-35 °С), горячие или термальные (35-42 °С), очень горячие или высокотермальные (выше 42 °С) минеральные воды.

Образование минеральных вод связано с инфильтрацией поверхностных вод, захоро­нениями морских и озерных вод во время осадконакопления, освобождением консти­туционной (связанной) воды в ходе мета­морфических процессов, вулканическими процессами. Газовый состав минеральной воды может иметь атмосферное, биогенное, вулканическое и метаморфическое происхо­ждение. Наличие в минеральной воде не­больших количеств азота, кислорода и угле­кислого газа указывает на то, что вода обра­зовалась в приповерхностной части земной коры. Наличие в воде углеводородов и серо­водорода свидетельствует о ее формирова­нии в глубоких частях артезианского бассей­на. Вода, формирующаяся в области совре­менной или недавно угасшей вулканической деятельности, имеет высокое содержание

уг­лекислого газа и сероводорода.

Лечебными минеральными водами счита­ют природные воды, оказывающие на орга­низм человека лечебное действие за счет их физико-химических свойств. К числу при­знаков, определяющих физиологическое, а следовательно, и лечебное воздействие вод на живой организм, бальнеологи относят минерализацию воды, ионный состав мине­ральных вод, содержание в водах активных микрокомпонентов (минеральных и органи­ческих), газовый состав, радиоактивность вод, кислотность, температуру. Лечебные ми­неральные воды применяют для питья (об­щая минерализация - до 20 г/л), принятия ванн, душей, ингаляций, полосканий. Спектр заболеваний, при которых пока­заны процедуры с применением минераль­ных вод, обширен. Достаточно сказать, что сюда относятся заболевания органов опор­но-двигательной системы, центральной и пе­риферической нервной системы, перифери­ческих кровеносных сосудов, репродуктив­ных органов, лорорганов, сердечно-сосуди­стой системы, почек, мочевыводящих путей, расстройства обмена веществ.

Необходимо помнить, что прием мине­ральной воды в лечебных целях необходи­мо согласовать с врачом и осуществлять под его контролем. При минерализации воды от 2 до 10 г/л рекомендуемая разовая доза со­ставляет 3,3 г на 1 кг массы тела больного (от 150 до 350 мл на 1 прием). Суточная доза при этом не должна превышать 750 мл. При об­щей минерализации воды более 10 г/л на­значение ее внутрь требует особого внима­ния. Общая продолжительность курса пить­евого лечения минеральной водой не долж­на превышать шесть недель. Рекомендуемая врачами продолжительность приема мине­ральных ванн - не более 15 мин.

К сожалению, большинство видов мине­ральной воды уже через полчаса после исте­чения на поверхность Земли теряют свои целебные свойства. Поэтому лечение такими водами возможно только в местах их выхо­да на поверхность.

Зарождение курортного дела в России пришлось на период царствования Петра I. В гг. он лечился у горячих источников на знаменитом курорте Карлсбад в Богемии (ныне Карлови-Вари, Чехия). Лечеб­ные процедуры на водных курортах того времени были своеобразны. Приезжая на курорт, больной 1-2 дня готовился к водным процедурам, ограничивая себя в еде. Далее в течение 6-7 дней он пил воду, увеличивая суточное ее потребление с 3 до 12-16 стака­нов (3-4 л). Завершающим этапом лечения были 10-12-часовые целебные ванны, при­нимаемые 3-4 дня.

В 1717 г. Петр I, путешествуя по Бельгии и Голландии, посетил другой курорт - ма­ленькую деревушку Спа. Ее горячие мине­ральные источники широко применяли для лечения раненых или изнуренных войной солдат. Курорт так понравился русскому царю, что он задержался на нем на месяц. Вернувшись в Россию 24 апреля 1717 г., Петр I поручил придворным медикам «ис­кать в нашем государстве ключевых вод, ко­торыми можно пользоваться от различных болезней».

В Олонецкой губернии, в 50 километрах от Петрозаводска, Иван Рябоев обнаружил марциальные воды. Рядом был построен дво­рец, в котором жил царь с семьей во время лечения. В 1719 г. по указу Петра I были со­ставлены «дохтурские правила, как при оных водах поступать». Карельские железистые воды, названные марциальными в честь бога Марса, помогали при цинге, малокровии, сердечно-

сосудистых заболеваниях. Подавая пример подданным, самодержец четырежды посетил первый российский курорт и остал­ся доволен лечением. После смерти царя ку­рорт пришел в упадок и был забыт.

Параллельно с использованием марциальных вод велось изучение и других ис­точников. Лейб-медик Г. Шобер путешест­вовал по Среднему и Нижнему Поволжью, Северному Кавказу и описал ряд географи­ческих районов, где имеются природные богатства, в том числе Сергиевские, пятигор­ские, железноводские и ессентукские мине­ральные воды.

Следующий этап исследования россий­ских минеральных вод связан с именами чле­нов Петербургской академии наук () и (). Для изучения географии при­родных лечебных богатств империи в гг. Академией наук под руководством был организован ряд экспеди­ций. Одним из отрядов такой экспедиции руководил врач, в своих дневниках описавший район Пятигорска и его природные богатства.

В конце XVIII в. путешественник, натура­лист и этнограф Ив. Ив. Георги (Иоганн Готлиб) () составил систематический перечень всех природных лечебных богатств России и классифицировал их. На развитие бальнеологии в России оказали влияние выдающиеся врачи () и Г. А Захарьин (). Следующим эта­пом в изучении лечебных минеральных вод стало создание по инициативе ­ва Русского бальнеологического общества на Кавказе. Существенная часть работ по иссле­дованию влияния минеральных вод на сек­рецию пищеварительных желез была выпол­нена в лаборатории нобелевского лауреата.

Всплеск интереса к отдыху на водных ку­рортах России пришелся на первую треть XIX в. и был связан с «покорением» Кавказа. В обществе сформировался устойчивый со­циальный спрос на курортные услуги: путе­шествовавшее по миру российское дворян­ство переняло европейскую моду лечиться и отдыхать «на водах». Посещение таких курор­тов расценивалось как неотъемлемый атри­бут светской жизни: «на водах» знакомились, флиртовали, сватались, сплетничали и интри­говали, проигрывали и приобретали состоя­ния, приобщались к музыке и литературе. Здесь уместно вспомнить роман ­монтова «Герой нашего времени», в котором автор, не раз отдыхавший на курортах Кав­каза, очень точно и красочно рисовал жизнь «водяного общества».

Промышленное использование мине­ральных вод в России началось задолго до Петровской эпохи и было связано с мине­ральными источниками Старой Руссы, рас­положенной в Приильменье. Этот район бо­гат различными минеральными водами, особенно важны хлоридно-натриевые. С незапа­мятных времен и до 1861"-г. старорусские источники снабжали пищевой поваренной солью весь северо-запад России. Здесь полу­чали так называемую варочную соль.

Производство варочной соли в заводских условиях состоит из четырех этапов: получе­ния рассолов, их очистки, выпаривания рас­творов, сушки и складирования соли. В XVI в.. по отзывам иностранцев, «лучшая соль и в большом количестве добывалась

в Старой Руссе». В этот период в Руссе было 1500 дво­ров и 500 варниц. В дошедших до нас доку­ментах сообщается, что Русса «имеет соля­ный источник, который граждане запирают в широкий бассейн наподобие озера, откуда каждый для себя проводит воду в свой дом каналами и вываривает из нее соль». Через сто лет каналы заменили деревянными тру­бопроводами. Производство соли требовало огромных материальных ресурсов, которые обеспечивали крестьяне Старорусского и Новгородского уездов. Основными прира­ботками крестьян этих уездов было произ­водство варничных дров, варничного леса, холста, рогожи и других материалов и обо­рудования.

О масштабах производства соли в Старой Руссе можно судить по данным, приводимым в трактате «О государстве Русском», написан­ном Флетчером, посланником английской королевы Елизаветы к царю Федору Иоанно-вичу (1588). Флетчер писал, что город Моск­ва платитруб. ежегодной торговой пошлины в царскую казну, Смоленск -8000 руб., Псков -руб., Новгород Ве­ликий - 6000 руб., Старая Русса -руб. Старорусский соляной промысел имел для государства стратегическое значение, его лично посещали Петр I, Екатерина II, Алек­сандр I. Причиной прекращения соляного промысла в Старой Руссе стало удорожание топлива для производства соли в начале XIX в. Однако параллельно с соляным про­мыслом в 1829 г. в Старой Руссе на минераль­ных источниках открылся курорт, сущест­вующий и по сей день.

Кавказские Минеральные Воды - са­мый известный курорт России, на котором осуществляется лечение минеральными водами. Курорт объединяет пять городов: Минеральные Воды, Пятигорск, Железноводск, Ессентуки и Кисловодск. Запасы ми­неральной воды, сосредоточенные в этом районе, огромны и разнообразны. Доста­точно сказать, что в районе Кавказских Ми­неральных Вод действуют 40 предприятий и специализированных цехов по розливу минеральной воды. Ассортимент продук­ции превышает 25 наименований. В 2005 г. общий объем промышленного розлива ми­неральной воды составил свыше 331 млн. литров. Символ Кавказских Минеральных Вод - орел, убивающий змею. Местные жители рассказывают красивую легенду об этом орле. Возвращаясь из военного похо­да, нарты (герои эпоса кавказских наро­дов) сделали привал на одном из мине­ральных источников. Орел, паривший весь обратный путь над войском, также спустил­ся к источнику. Там на него напала змея, нанеся множество укусов. К удивлению нартов, орел не погиб, «живая» вода источ­ника излечила его раны, придала сил. По­сле этого он взмыл в небо и с высоты по­лета бросился на змею, убив ее. Говорят, что с тех пор нарты стали лечиться целебной водой, а орел ознаменовал мощь минераль­ных источников, побеждающих человече­ские болезни, символом которых выступа­ет змея.

Каждый из городов Кавказских Мине­ральных Вод уникален по-своему. Железноводск - бальнеологический и грязевой ку­рорт. Для лечения используют воду свыше 20 минеральных источников. Первооткры­вателем железноводских источников стал врач (). Найти источни­ки ему помог кабардинский князь Измаил-Бей Атажуков, послуживший прототипом ге­роя поэмы «Измаил-Бей». Сделав химический анализ воды, Гааз запи­сал:

«Железный горячий источник, откры­тый мною, есть один из самых интересных на свете. В Европе не известно ни одной ми­неральной воды, которая имела температу­ру 34 градуса». Свойства воды определили и географическое название местности. Солдаты Константиногорской крепости назвали гору Железной (у ее подножия расположен Железноводск) за осадок, по цвету напоми­нающий ржавчину и образующийся в воде, истекающей из близлежащих источников. Осадок состоит из гидроксида железа(Ш) и образуется при медленном окислении кисло­родом воздуха железа(И), содержащегося в этой воде. С 1908 г. в Железноводске ведется розлив в бутылки воды марок «Смирнов­ская» и «Славянская».Наиболее многопрофильный курорт Кав­казских Минеральных Вод - Пятигорск, рас­полагающий разнообразными природными лечебными ресурсами. Более 40 минераль­ных источников отличаются по химическо­му составу и температуре воды. Здесь есть углекислотные воды (горячие, теплые, холод­ные), углекислотно-сероводородные воды сложного ионно-солевого состава, радоно­вые воды. Наиболее уникальна последняя группа. Большое количество радона в воде накапливается за счет радия, содержащего­ся в повышенной концентрации в водовмещающих горных породах. Содержание радо­на незначительно по сравнению с другими газами, присутствующими в минеральных водах. Радон находится в водах только в рас­творенном состоянии. Его лечебные свойст­ва основаны на излучении им α-лучей, а так­же образовании активного налета из продук­тов распада радона, усиливающих действие самого радона.

Рассказ о минеральных водах Пятигорска был бы неполным без упоминания о Пяти­горском провале. Все прекрасно помнят, как герой романа Ильфа и Петрова «Двенадцать стульев» Остап Бендер продавал билеты на его реставрацию. Посещение провала остав­ляет неизгладимое впечатление. Вырублен­ный в горе тоннель с неровными каменны­ми сводами ведет к маленькой площадке, отгороженной металлической решеткой от пещеры. Через воронку в потолке пещеры видно небо, внизу теплое озеро с мутной голубой водой. Со дна озера постоянно под­нимаются пузырьки газа, ощущается запах сероводорода. В дореволюционный период в этом озере отдыхающие принимали целебные ванны, позднее провал был закрыт для купания и отдыхающие стали принимать ванны в теплой воде ручья, вытекающего из озера на поверхность. Своеобразный цвет воды озера обусловлен мельчайшими час­тичками коллоидной серы, присутствующей в воде.

Бальнеологический и грязевой курорт Ессентуки славится своей минеральной во­дой «Ессентуки № 17» и «Ессентуки №4». Откуда такие названия и в чем различия этих вод? В 1823 г., приехав в окрестности буду­щих Ессентуков, профессор () нашел в этой местности сплош­ные травянистые болота, среди которых вы­делялись лужи с характерным минеральным налетом по краям. Нелюбин шаг за шагом продвигался по болоту, отмечал все сколько-нибудь заметные выходы минеральной воды, насчитав 23 источника. Он присвоил им номера по порядку от 1 до 23. До сих пор используется нумерация источников, приня­тая профессором Нелюбиным. Многие ис­точники из-за скудости не использовались, что и объясняет пробелы в нумерации. Ми­неральная вода «Ессентуки № 17» и «Ессен­туки № 4» различается общей минерализаци­ей. Для первой она составляет 11,1-13,6 г/л, для

второй - 7,8-10,4 г/л. Самый южный и наиболее крупный ку­рорт Минеральных Вод - Кисловодск - сла­вится своими нарзанами. Целебные воды источника Нарзана известны с незапамят­ных времен и почитались у горцев. «Нарзан» с кабардинского языка переводится как «на­питок богатырей». Первое упоминание о ки­слом источнике встречается у Г. Шобера, но обстоятельное описание источника дано: «Только что зачерпнутая вода выделяет из себя с шипением, подобно луч­шему шампанскому вину, большое количест­во мелких воздушных пузырьков... Можно без отвращения и вреда пить ее столько, сколько захочешь». Существующие в Кисло­водске нарзаны (доломитный, сульфатный, желябовский) содержат одни и те же элемен­ты в разной пропорции и отличаются по степени насыщения газами и общей минера­лизацией.

Вероятно, первое бутилирование минеральной воды относится к концу XVIII в. Н: курорте Екатерининские Воды /\1 верст о: г. Царицына, ныне Волгоград) минеральную: воду разливали в стеклянные бутылки и раз­возили в различные города и села Россиг: «в каждый год довзимая с бутыли по четыре копейки». Позднее розлив минеральной воды был освоен и на других курор­тах. Так, в 1847 г. впервые на Кавказских Ми­неральных Водах по инициативе и указанию наместника Кавказа было разлито 300 бутылок воды «Ессентуки № 17», часть которых отправили в г. Николаев адмиралу Уже в 1860-х гг. бутылки с ессентукской во­дой развозили в Москву, С.-Петербург, Рос­тов, Владикавказ, Тифлис. К началу 1870-х г: постоянная продажа воды была налажена в(всех крупных городах России. Интересно, что уже в 1852 г. во избежание подлога в обмана минеральная вода для ванн стала от­пускаться в бочках только по специальных билетам. Причиной этому стали предприим­чивые казаки. Они приезжали на реку Под-кумок (протекает через район Кавказски! Минеральных Вод), набирали там воду, бро­сали в нее поваренную соль, которая разме­шивалась по дороге. Самодельные ванны обогревались раскаленными на костре чугун­ными ядрами или камнями. Если соли былс мало, то воду выдавали за «Ессентуки № 4 если много - за «Ессентуки № 17».

Современное производство бутилированной минеральной воды начинается с процес­са ее добычи в месторождениях. Месторож­дением минеральной воды принято называть ее скопление в объемах, удовлетворяющие потребности народного хозяйства. На по­верхности Земли минеральные воды образу­ют источники или выводятся скважинами Выделяют низкодебитные (0,001-1,0 л/с среднедебитные (1-10 л/с) и высокодебитные (1000л/с) источники минераль­ной воды. Добытая вода по трубопровода или в цистернах поступает на завод розлива минеральной воды, где подвергается предва­рительной фильтрации с помощью пескя Затем ее обеззараживают бактерицидным; лампами или сульфатом серебра. В обеззара­женной воде проводят стабилизацию железа(И) аскорбиновой или лимонной кисло­той. Для удаления посторонних запахов (се­роводород, бром) воду пропускают через анионит. Полученную таким образом воду охлаждают на охладителе и фильтруют вто­рично. Для этого используют песок, титано­вые, керамические или бумажные фильтры. После всех очисток минеральную воду насы­щают углекислым газом

(процесс сатура­ции), разливают в бутылки и герметично упаковывают. Бутилированные минеральные воды де­лят на две группы: лечебно-столовые с ми­нерализацией 2-8 г/л и лечебные с минера­лизацией 8-12 г/л. К питьевым лечебным относятся также воды с минерализацией меньше 8 г/л, если они содержат биологиче­ски активные микроэлементы (железо, мышьяк, бром, иод и др.) в количествах, пре­вышающих установленные нормы.

Приведенные в статье факты будут полез­ны учителю химии при рассмотрении воды, растворов, щелочных и щелочно-земельных металлов, углерода, серы, галогенов. Включе­ние такого материала в урок будет способст­вовать установлению межпредметных связей химии со школьными курсами биологии (валеологический аспект), географии, истории,
литературы..

В средствах массовой информации зачастую проскальзывают сведения о том, что минеральная вода, предлагаемая покупателю торговой сетью, оказывается подделкой. Я решила убедиться, насколько объективно это мнение.

Основная часть.

Я изучила качество воды четырёх видов: Меркурий, Подземный дар, Ессентуки 4 (минеральная вода, приобретённая в аптеке), Нартпсыне.

Провела исследования на наличие в их составе ионов: K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-, HCO3- .

Наличие ионов K я определяла по изменению окрашивания пламени. Брала стеклянную палочку со вплавленной в неё проволочкой, смачиваю проволочку раствором HCl и прокаливаю до тех пор, пока окрашивание не исчезнет. После этого раскалённую проволочку опускаю в минеральную воду. Затем вношу проволочку в несветящуюся часть пламени и рассматриваю характерное бледно – фиолетовое окрашивание.

Итак, результаты показали мне, что во всех приобретённых мною минеральных водах присутствуют ионы K.

Ионы Na окрашивают пламя в ярко жёлтый цвет. Реакция весьма характерна, её проводила так же, как аналогичную реакцию калия. Результат показал мне, что в этом случае не во всех водах присутствуют ионы натрия. Только в трёх видах воды (Меркурий, Нартпсыне, Ессентуки) оказались эти ионы.

Для обнаружения ионов Mg я провела капельную реакцию. Для её выполнения на полоску фенолфталеиновой бумаги нанесла каплю исследуемой воды и каплю 2 н. раствора аммиака . бумага окрашивается в красный цвет, что зависит как от присутствия избытка NH4OH, так и от образования гидроокиси магния.

Далее, держа бумагу над пламенем, осторожно высушила её. При этом аммиак и вода улетучиваются и красная окраска исчезает. Если обработать бумагу каплей воды, то в присутствии ионов Mg она снова покраснеет, в отсутствии Mg бумага останется бесцветной.

Результаты проделанных опытов показывают, что в них действительно присутствуют ионы магния.

Для нахождение ионов Ca я использовала реакцию окрашивания пламени. В присутствии этих ионов пламя должно окраситься в кирпично-красный цвет. Лишь в 3 образцах воды вышел такой результат (Меркурий, Ессентуки, Нартпсыне).

Для обнаружения сульфатов и хлоридов я провела следующие опыты: к разным образцам воды добавила хлорид бария (если при добавлении выпадает белый осадок, то в воде большое содержание сульфатов) и получила такие результаты.:

Ессентуки 4- осадок не выпал, но жидкость окрасилась в мутно белый цвет.

Нартпсыне – не наблюдалось признаков наличия исследуемых ионов.

Проведённые мною опыты показали, что лишь в двух образцах содержатся сульфаты.

Ессентуки 4- образовался осадок.

Нартпсыне –осадка нет, но жидкость окрасилась в мутно белый цвет, что свидетельствует о незначительном содержании хлоридов.

Меркурий – образовался белый студенистый осадок.

Подземный дар – не наблюдалось признаков наличия исследуемых ионов.

Заключение. Выводы.

На основании экспериментальных опытов я сделала вывод, что данные о составе минеральных вод (Ессентуки, Меркурий, Подземный дар, Нартпсыне), приведённый на этикетках изготовителем, соответствует действительности.

Список используемой литературы.

1. Кавказские Минеральные Воды // Под общ. ред. . - М.: Вокруг света, 2006.

2. Меркушева минеральными вода­ми. - Пятигорск: Прайс, 2004.

3.Популярная библиотека химических элементов. Кн. 1. 3-е изд., испр. и доп. / Под ред. акад. -Соколова. - М.: Наука, 1983.

4.Соловьев Иванович Гесс. - М.: Изд-во АН СССР, 1962.

5.Страдынь Гротгус. - М.: Наука, 1966.

6.Химическая энциклопедия: В 5 т. Т. 3 // Гл. ред. . - М.: Большая российская энциклопедия, 1992.-С. 89.

7.Царфис природных лечебных бо­гатств СССР (курортологический аспект). - М.: Мысль, 1986.

8.Широкова и минеральные воды Са-репты // Природа№ 8. - С. 31.

9.Энциклопедический словарь. Т. Х1\/А. Издатели: , . - СПб., 1895. - С. 520.

10.Яшкичев этнос. Происхождение на­звания и истоки государственности. - М.: Издательский центр «Альфа» МГОПУ, 2005.

Минеральные воды - это сложные растворы, в которых компоненты находятся в виде ионов, недиссоциированных (несвязанных) молекул, коллоидных частиц (мелко раздробленных, смешанных в растворе) и растворенных газов. Их химический состав точно известен, однако искусственно подобранный состав той же самой воды неравноценен природному. Минеральные воды содержат все те же вещества, которые присутствуют в человеческом организме, и их целебное действие заключается в восполнении нарушенных равновесий.

Минеральные воды характеризуют следующие основные показатели.

Состав. Минеральная вода - это растворенные соли, следовательно, они состоят из ионов - катионов и анионов. Среди них выделяют:

а) по преобладающему аниону - хлоридные, гидрокарбонатные, сульфатные;

б) по преобладающему катиону - натриевые, кальциевые, магниевые;

Состав минеральных вод обычно указывается на этикетках бутылок и на табло в водолечебницах.

Минерализация - это сумма растворенных в воде веществ без газов (измеряется в г/л, обозначается М).

В принципе все воды, в том числе и пресные, имеют ту или иную степень минерализации (кроме дистиллированной воды - Н 2 О в чистом виде). Считается, что к минеральным водам относятся воды с минерализацией больше 2 г/л.

По степени минерализации различают воды питьевого и бальнеологического назначения (“бальнео” - ванна).

Воды питьевого назначения:

а) лечебно-столовые:

Слабоминерализованные, М < 2 г/л,

Маломинерализованные, М = 2-5 г/л;

б) лечебно-питьевые - среднеминерализованные, М = 5,1-10 г/л.

Применять эти воды можно только по назначению врача. Причем надо знать, как принимать: до, после, во время еды; также очень важна их температура. Холодная вода возбуждает двигательную функцию кишечника (применяется при запорах), в теплом виде она тормозит перистальтику (применяется при гастритах и колитах). Кроме того, вода вызывает изменение водно-солевого и других обменных процессов в организме человека, кислотно-щелочного равновесия, функции различных органов.

Минеральные воды на курорте обычно выводятся в бювет (источник или специальный водопровод от источника к бювету). Кроме того, осуществляется их розлив в бутылки, продающиеся в аптеках, магазинах, на курортах, где минеральных вод такого типа нет.

Лечебное действие минеральных вод питьевого назначения проявляется по активности их ионного состава или по действию специфических биологически активных микрокомпонентов. Очень важно при их применении знать их кислотность (рН). Этот показатель учитывается при лечении конкретного больного.

Воды бальнеологического назначения (М > 10,1 г/л) подразделяются на:

Ø высокоминерализованные, М = 10,1-35 г/л;

Ø рассольные, М = 35,1-150 г/л;

Ø крепкие рассолы, М > 150 г/л;

Ø очень крепкие рассолы, М > 600 г/л (их обычно разбавляют пресной водой до нормальной минерализации).

Бальнеотерапия. При отпуске ванн на организм человека действуют химический состав воды, ее температура, механический фактор - гидростатическое давление воды, которое может быть усилено гидромассажем (подводный душ-массаж, виброустановки и каскады в бассейнах).

Лечебные ванны назначаются при заболеваниях сердечно-сосудистой и нервной систем, опорно-двигательного аппарата, эндокринной системы, кожи, гинекологических и др.

Температура воды имеет значение для сохранения в воде растворенных в ней газов (чем выше температура, тем быстрее газы улетучиваются). По температуре природные минеральные воды подразделяют на:

Ø холодные, t < 20 о C;

Ø теплые, t = 21-36 о C;

Ø горячие (термальные), t = 37-42 о C;

Ø очень горячие (высокотермальные), t > 42 о С.

В природе встречаются выходы высокотермальных вод, температура которых достигает более 90 о С. В санаторной практике при отпуске ванн допускается температура не выше 38 о С.

Очень опасно заниматься самолечением в источниках высокотермальных минеральных вод. Бесконтрольное использование может быть причиной серьезных заболеваний.

Характеристики самых распространенных минеральных вод приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Основные типы минеральных вод

Лечебными минеральными водами называются природные воды, которые содержат в повышенных концентрациях те или иные минеральные (реже органические) компоненты, различные газы (углекислоту, сероводород, азот и др.), или обладают какими-либо специфическими физическими свойствами - радиоактивностью, температурой, реакцией среды и др., благодаря чему эти воды оказывают на организм человека то или иное действие.

Минеральные воды обладают выраженным биологическим действием - физиологическим, лечебным или токсическим - в зависимости от различной комбинации перечисленных выше компонентов и особенно от их концентрации.

Далеко не всякая минеральная вода может быть признана лечебной и тем более пригодной для внутреннего употребления. С лечебной целью используются воды подземных минеральных источников у мест их естественного выхода или воды, полученные путем бурения скважин на различную глубину. Подземные воды формируются из атмосферных вод или в результате метаморфоза древних морских вод, часто имеющих возраст в миллионы лет и залегающих на большей или меньшей глубине от земной поверхности. Подземные воды приобретают свойственный им химический состав, что связано с выщелачиванием разнообразных горных пород. Нередко минеральные воды глубинного происхождения на своем пути к поверхностным выходам смешиваются с атмосферными водами и образуют новые типы вод.

Выход естественных источников на поверхность иногда отстоит далеко от мест формирования минеральной воды. Далекий подземный путь в 20-30 км проделывают, например, кисловодские нарзаны и некоторые воды пятигорских источников. Многолетние наблюдения за дебитом, солевым составом, с одной стороны, и величиной атмосферных осадков - с другой, показали, что время, в течение которого вода проходит этот путь, иногда составляет около года. По пути минеральная вода продолжает формироваться, обогащается новыми солями, теряет часть своих газов и тепла.

Ценные, по своим лечебным качествам минеральные источники встречаются в различных географических районах страны. Особенно много источников, пригодных для внутреннего применения, обнаружено в Закавказье - в Армении, Грузии, Абхазии и Азербайджане - и, пожалуй, еще больше на Северном Кавказе - в Северной Осетии, Кабарде и в районе . В последнем месторождении на небольшой сравнительно территории имеется более 100 действующих источников, из них 22 пригодны для внутреннего употребления и уже давно завоевали широкое признание.

У естественных выходов источников устраиваются каптажные колодцы, штольни или галереи. Многие из них являются сложными инженерными сооружениями.

За последние 10 лет почти все источники на курортах надежно захвачены буровыми скважинами (рис.1). Теперь можно получать минеральную воду из глубины 1-2-3 км. Вода глубинных буровых скважин абсолютно чистая, и дебит ее колеблется в незначительных пределах.

Лечебные свойства минеральной воды определяются ее физическим и химическим составом, температурой, реакцией, общей минерализацией, ионно-солевым составом, наличием газов и органических веществ. Различное качественное и количественное сочетание этих факторов обусловливает огромное разнообразие природных минеральных вод.