Конгресс Интеграция. Жизнь. Общество 2019
международная специализированная выставка реабилитационного оборудования и технологий

7-я международная выставка реабилитационного оборудования и технологий
с 19 по 21 июня
Россия, Москва, ЦВК «Экспоцентр»

Состав минеральных вод

Физиологическое и лечебное действие минеральных вод, особенно при назначении их внутрь, во многом определяется свойствами и составом применяемой минеральной воды.

Одним из существенных свойств является реакция рН, в соответствии с которой выделяют:

  • сильнокислые (рН меньше 3,5),
  • кислые (рН 3,5-7,2),
  • слабощелочные (рН 7,2-8,5)
  • щелочные (рН выше 8,5).

Определенное значение для лечебного действия имеет температурный фактор. Различают

  • до 20°С – холодные
  • 21-35°С – теплые (слаботермальные)
  • 36-42°С – горячие (термальные)
  • выше 42°С – очень горячие (высокотермальные)

Ионный состав воды указывает на соотношение в ней ионов, имеющих наибольшее значение для биологического и терапевтического ее действия. В минеральных водах обнаружено до 50 различных химических элементов. Однако преимущественно встречаются ионы натрия, кальция, магния, хлора, гидрокарбоната и сульфата. Название минеральной воде дают по основным компонентам ионного состава при условии, что концентрация их превышает 20 экв%.

Характеристика ионного состава воды выражается в эквивалент-процентах – экв% – процент, эквивалентной масса данного иона от суммы эквивалентных масс всех ионов минеральной воды, а также его эквивалентной массой, содержащейся в 1 л воды. Выделяют:

гидрокарбонатные
(преимущественно  НСО-3)

с преобладанием Са2+ (кальциевые)

сульфатные (SO2-4)

Na (натриевые)

хлоридные (Сl-)

Са2 + и Mg2+

гидрокарбонатно-сульфатные

Ca2+, Mg2+ и Na+;

хлоридно-сульфатные

Ca2+ и Na+

хлоридно-гидрокарбонатные

Mg2+ и Na+

хлоридно-сульфатно-гидро-карбонатные

с соответствующим ионным составом

Между ионным и газовым составом минеральных вод существует определенная зависимость. Например, многие холодные гидрокарбонатно-кальциевые или сульфатно-кальциевые воды содержат кислород, более глубоко залегающие хлоридно-натриевые иди хлоридно-кальциево-натриевые воды — метан

Газовый состав вод зависит от условий их формирования. Наибольшее значение для лечебного применения имеет содержание углекислого газа, сероводорода, азота и др.

В процессе формирования подземных вод газы попадают в них разным путем. Азот и кислород — газы воздушного происхождения — поступают в горные породы вместе с атмосферными водами. Углекислота, сероводород, водород и другие газы магматического происхождения выделяются из магмы и горных пород под действием высоких температур. В то же время азот, метан, углекислота и сероводород образуются также и в результате биохимических процессов, непрерывно происходящих в процессе разложения микроорганизмами органических веществ и минеральных солей. Наконец, в результате непрерывного распада радиоактивных пород в недрах земной коры образуются гелий, радон, торон и другие радиоактивные газы. Они также насыщают минеральные воды и придают им специфические свойства и большую биологическую активность.

Наибольшей газонасыщенностью обладают обычно углекислые воды, наименьшей – азотные, что объясняется различной растворимостью в водах угольного ангидрида (CO2) и азота (N2).

Сокращенно химический состав и физические свойства минеральной воды выражаются формулой Курлова – Карстенса. Она имеет вид дроби, в числителе которой дано содержание анионов, а в знаменателе – содержание катионов в миллиграмм-эквивалент-процентах (мг-экв%). Перед дробью указывают газовый состав (в мг/л) и общую минерализацию (г/л), обозначаемую буквой «М». Отмечают (раньше – до дроби, теперь чаще после нее) содержание специфических элементов (радий, железо, бор. медь, фтор и др.), если содержание их выше нормы, установленной для лечебных вод. После дроби указывают температуру воды (Т в °С) и рН.

фор

В формуле:
S - нерастворимые примеси типа железа и т.д.
G - газы (например, CO2).
M - минерализация - грамм/литр.
A - содержащиеся в воде анионы, расположенные в убывающем порядке по значению процент-эквивалента (%-экв). В общей сумме должно быть 100 %-экв анионов.
C - содержащиеся в воде катионы, расположенные в убывающем порядке по значению процент-эквивалента (%-экв). В общей сумме должно быть 100 %-экв анионов.
pH- кислотность воды (от 1 -HCl до 12 - KOH).
T - температура воды в градусах Цельсия.
D - дебит источника (м3/сутки).

фор1

При чтении формулы вначале указываются анионы (и катионы) с наименьшей величиной эквивалент-процента, а затем с наибольшей. В данном случае формула читается следующим образом: гидрокарбонатно-сульфатно-хлоридная кальциево-натриево-магниевая вода.
В формуле минеральной воды указываются ионы, содержание которых более 10%-экв.
Как пример написания формулы и текстовой ее характеристики приводим сведения о нескольких известных водах.
1. Ессентуки № 17: – вода углекислая средней минерализации гидрокарбонатно-хлоридная натриевая, слабокислая, холодная.
2. Смирновская: – маломинерализованная углекислая гидрокарбонатно-сульфатная натриево-кальциевая, слабокислая, горячая.
3. Ждановичская: – вода средней минерализации хлоридносульфатная натриево-калиевая.
Формула химического состава воды позволяет определить, к какой бальнеологической группе и, к какому классу относится та или иная вода.

Органические вещества обнаруживаются в ряде минеральных вод. Они способствуют развитию микроорганизмов, вырабатывающих антибактериальные и гормоноподобные вещества, биостимуляторы и др. Чаще всего они представлены гуминами и битумами, на долю которых приходится около 80 % всей органики. Если суммарное содержание в минеральной воде органических веществ больше 40 мг/л, проявляется их токсическое действие на организм.

Показатели

Минимальная концентрация, позволяющая относить воду к лечебной

Предельно допустимая концентрация для питьевого лечения

Подразделение вод по данному показателю

Общая минерализация

2 г/л

15-25 г/л

малая 2 до 5 г/л
средняя от 5 до 15 г/л
высокая от 15 до 25 г/л

Углекислота (СО2)

0,5 г/л

2,5 г/л и выше

слабоуглекислая 0,5 до 1,4 г/л
среднеуглекислая от 1,4 до 2,5 г/л газирующая вода 2,5 г/л и выше

Сероводород (H2S)

10 мг/л

50 мг/л

слабосероводородная 10 - 50 мг/л
выше 50 мг/л - не употребляется для питья

Радон

200 Бк/л

(5 нКи/л)

7500 Бк/л

(200 нКи/л)

слаборадоновые 100 - 1500 Бк/л
среднерадоновые 1500 - 7500 Бк/л
высокорадоновые выше 7500 Бк/л

Радий/Уран

 

5•10-7 мг/л

0,05 мг/л

Воды, содержащие радий или уран выше допустимой концентрации, употреблять нельзя

Железо

10 мг/л

Не установлена

20-40 мг/л - железистые;
свыше 40 мг/л - для внутреннего применения не употребляются

Мышьяк

0,7 мг/л

5 мг/л

0,6-5 мг/л - мышьяковистые;
выше 5 мг/л - крепкие мышьяковистые (внутрь не употребляются)

Йод

5 мг/л

Не установлена

Йодные воды

Бром

25 мг/л

Не установлена

Бромные воды

Кремнистая кислота

50 мг/л

Не установлена

Кремнистые воды

Бор

35-50 мг/л

Не установлена

Борные воды

Железистую воду источника назвали «марциальной» в честь бога войн и железа Марса.

Минеральные воды самого разнообразного состава применяют как наружно, так и внутрь. Среди наружных процедур наиболее распространенными являются ванны с минеральными водами. Наружно минеральные воды применяют также для купаний в бассейнах, душей, подводного вытяжения, обливаний. Минеральные воды широко применяют для питьевого лечения. Также минеральные воды можно использовать для полосканий рта и глотки, тюбажей, микроклизм, ингаляций и др.
Искусственно приготовленные минеральные воды, не являясь полным аналогом природных, используют только для наружного применения.

Сравнительная концентрация основных ионов в минеральных водах

Наименование ионов

Содержание, мг/л

Природная вода «Боржоми»

Искусственно -минерализованные

Гидрокарбонаты HCO3-

3500-5200

1500-4700

Хлориды Cl-

290-490

190-900

Сульфаты SO4 2-

0.5-20.0

5.0-90.0

Магний Mg2+

10.0-60.0

0.5-100.0

Кальций Ca2+

12.0-110.0

0.5-150.0

Минерализация, г/л

5.5-7.5

1.5-6.0

 

Сравнительная концентрация основных ионов в минеральных водах

Наименование ионов

Содержание, мг/л

Природная вода «Ессентуки № 4»

Искусственно -минерализованные

Гидрокарбонаты HCO3-

4200-4500

2000-4000

Хлориды Cl-

1700-1800

1500-2000

Сульфаты SO4 2-

0.5-3.0

15.0-90

Магний Mg2+

15.0-25.0

5.0-50.0

Кальций Ca2+

35.0-90.0

20.0-120.0

Минерализация, г/л

8.0-10.0

3.6-8.5

 

Сравнительная концентрация основных ионов в минеральных водах

Наименование ионов

Содержание, мг/л

Природная вода «Нарзан»

Искусственно -минерализованные

Гидрокарбонаты

HCO3-

1100-1300

900-1400

Хлориды Cl-

120-150

100-250

Сульфаты SO4 2-

350-450

20-250

Магний Mg2+

80-100

50-90

Кальций Ca2+

300-350

40-300

Минерализация, г/л

2.0-3.0

1.5-2.8

 

Сравнительная концентрация основных ионов в минеральных водах

Наименование микроэлементов

Содержание, мг/л

в природных водах

в имитатах

«Боржоми»

Литий                         Li+

0.6-1.1

0.01-0.05

Фториды                    F-

3.0-15.0

0.1-4.0

Ортоборная к-та  H3BO3

40.0-80.0

<2.5

Диоксид кремния   SiO2

20.0-40.0

0.5-24.0

Бромиды                    Br-

0.5-3.0

<0.2

Иодиды                      J-

0.2-0.7

<0.1

«Ессентуки №4»

Литий                             Li+

0.4-0.7

0.01-0.05

Фториды                          F-

2.0-5.0

0.1-4.0

Бромиды                        Br-

2.0-6.0

<0.2

Иодиды                           J-

0.3-0.6

<0.1

             Ортоборная к-та    H3BO3               

20.0-60.0

<2.5

Диоксид кремния     SiO2

20.0-40.0

0.5-24.0