Главная \ КУРОРТОЛОГИЯ \ Грязелечение \ Структура лечебной грязи
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»

Структура лечебной грязи

Общее представление о пеллоидах
Лечебные грязи, или пелоиды, относятся к числу полезных ископаемых. К лечебным грязям относятся природные органоминеральные коллоидальные образования различного генезиса, обладающие большой пластичностью, высокой теплоемкостью и медленной теплоотдачей, содержащие терапевтически активные вещества (соли, газы, микроэлементы, биостимуляторы, гормоно-, антибиотико- и витаминоподобные) и живые микроорганизмы.
Формирование органо-минерального комплекса лечебной грязи сложный многоэтапный процесс, в котором участвует вся экосистема региона. Солнечный свет, свойства водной среды, многообразие фауны и флоры, активность микроорганизмов, взаимодействие между составными элементами в различных условия на протяжении длительного времени формирует определенный тип пелоида.
Во всех видах лечебных грязей находится огромное количество микроорганизмов - миллиарды в 1г пелоида, которым отводится главная роль поддержания процессов формирования и регенерации пелоида, обеспечивая устойчивое содержание гуминовых веществ, битумов, сероводорода, аммиака, углекислоты и других газов, таких нестойких микрокомпонентов, как витамины, ферменты и гормоны, через разложение органических и животных остатков.
Одним из параметров, позволяющих оценить высокую терапевтическую активность лечебных грязей и перспективность их использования в практической медицине, является биологическая активность. Это интегральное понятие, которое включает ряд таких критериев, как ферментативная активность пелоида, напряженность микробиологических процессов, антимикробные свойства в отношении ряда условно-патогенных и патогенных для человека микробов, наличие фармакодинамических компонентов. Установлена прямая связь биологической активности пелоидов с их антиокислительными свойствами.

В лечебных грязях выделяют органическую и минеральную основу, которая находится в твердом, жидком и газообразном состояниях. Количественные и качественный состава пелоида зависит от происхождения. Органическая часть обнаруживается в твердой и коллоидной части лечебной грязи и представлена в основном гуминовыми веществами, битумами, жирными кислотами, лигнином, аминокислотами. Смолообразные вещества обладают антибактериальными свойствами. Разложившееся органическое вещество входит в гидрофильно-коллоидный комплекс лечебной грязи и обеспечивает хорошие тепловые и вязкопластические свойства. Органическое вещество служит энергетической базой такого важного процесса, как сульфатредукция, в результате которого образуются сероводород и гидротроилит (FeS·nH2O). Минеральная часть пелоида состоит из нерастворимых в воде минералов и труднорастворимых соединений солей, включая ионы и соединения железа, серы, марганца, фосфора, азота, а также такие микроэлементы, как йод, бром, свинец, молибден и др. Минеральные вещества находятся как в грязевом растворе, так и в виде выпавшего в осадок пелоида. Они существенно влияют на биологическую активность лечебной грязи.
В растворе грязи содержатся в небольшом количестве газы – сероводород, углекислый газ, азот, метан, кислород, которые находятся в растворенном состоянии, в небольшом количестве - в свободном виде. Они образуются за счет биологических процессов и химических реакций. Пелоиды имеют различный газовый состав, что связано с неодинаковой интенсивностью течения бактериальных процессов.
В последние годы интенсивное антропогенное вмешательство в природный гидрогеологический режим многих грязевых озер повлекло за собой кардинальные изменения в гидрохимическом и гидробиологическом режимах, вследствие чего существенно снизилась скорость грязеобразования. Так скорость грязеобразования в Сакском озере снизилась с 1,5 до 0,8 мм в год. Наиболее чувствительны к увеличению антропогенной нагрузки на водоем витамины группы В (рибофлавин и тиамин). Изменения в процессе трансформации биогенного азота, присутствие ряда тяжелых металлов способствуют их активному разрушению.
В условиях жесткого зарегулирования озер главной задачей становится поддержание оптимального водно-солевого режима, создающего максимально благоприятствующие условия для процветания галобной флоры и фауны - основного источника органики для грязеформирования.

Структура грязи
Структура лечебной грязи представляет собой сложную физико-химическую динамическую систему, которая состоит из трех взаимосвязанных компонентов:

  • грязевой раствор - жидкая часть
  • остов (скелет) - грубодисперсная часть
  • коллоидный комплекс - тонкодисперсная часть

Структура лечебных грязей неодинакова, что имеет важное значение для ее лечебных свойств.

Сравнительная характеристика структур лечебных грязей

Наименование лечебной грязи

Составные части грязи, %

скелет

коллоиды

раствор

Сакская иловая сульфидная

44

7

49

Старорусская иловая сульфидная

38

5

47

Тамбуканская иловая сульфидная

28

8

64

Анапская иловая сульфидная
(Кизилташский лиман)

48

10,3

41,7

Анапская сопочная (Азовская сопка)

28,7

10,7

60,6

Из приведенных данных видно, что анапская иловая сульфидная грязь обладает большей прочностью скелета и насыщенностью коллоидным комплексом, сравнительно с сакской и тамбуканской, в которых, однако, регистрируется более высокое содержание жидкой части. Анапская сопочная грязь сочетает в себе преимущества тамбуканской, обладая схожей пластичностью и содержанием жидкой части, и анапской иловой по насыщенности коллоидным комплексом.

Кристаллический скелет
В зависимости от преобладания силикатных или карбонатных частиц скелет грязи может быть силикатным, карбонатным или смешанного состава. Помимо грубодисперсных обломков силикатных материалов, гипса, кальцита, может включать доломит, арагонит, фосфат и иногда обломков органических остатков растительного или животного происхождения.
Содержание в структуре грязевого скелета частиц диаметром более 0,25 мм не должно превышать 2—3%, что обеспечивает оптимальные вязкопластические свойства полноценной лечебной грязи. Их отсутствие придает ей чрезмерную текучесть, неспособность удерживать форму грязевой аппликации, а преобладание частиц диаметром более 0,05 и 0,1 мм отрицательно влияет на общие свойства грязи.

Коллоидная фракция
Связывает отдельные частицы скелета и заполняет все его промежутки. Это наиболее тонкодисперсная часть грязевого скелета, включающая в себя частицы размером менее 0,001 мм органические вещества, органоминеральные соединения, гидротроиллит, кремниевую кислоту, серу, гидраты окиси алюминия, закиси и окиси железа, марганца. Большое значение в этой фракции имеет коллоидный гидросульфид железа, который и обуславливает черный цвет грязи.
В коллоиде содержатся также органические кислоты, липоиды, ферменто- и гормоноподобные вещества, хлорофилл, пигменты и др Содержание коллоидов в различных типах пелоида неодинаково в иловых сульфидных от 4 до 20%, в торфяных и сапропелях - до 80%. Наличие в лечебной грязи обилия коллоидов и мелкодисперсных частиц имеет существенное значение в формировании ее пластичности, то есть способности сохранить ту форму, которую ей придают. Коллоиды грязи сохраняют ее лечебные свойства. От коллоидного комплекса зависит пластичность грязей, обеспечивающая влагоемкость, а значит, и тепловые свойства грязи.

FeS·nH2O. Черный. Пластичен. Иногда с запахом H2S. Распространен в придонных частях водоемов, природный гидрогель, существующий в восстановительной среде. Со временем переходит в пирит. Возникает в осадках при взаимодействии гидроокислов железа со свободным сероводородом, являющимся продуктом метаболизма сульфатредуцирующих бактерий. Широко распространен в алевритовых и пелитовых восстановленных, обогащенных орг. веществом осадках шельфа, материкового склона и в некоторых глубоководных котловинах и океанских желобах. Особенно много его в осадках Черного моря, фиордов и некоторых лагун, где затруднена циркуляция и недостаточен приток кислорода в придонные слои воды.

Жидкая фракция
Грязевой раствор, получаемый с помощью отжима, центрифугирования или фильтрования, который состоит из растворенных в воде солей, органических веществ и газов и, преимущественно, соответствует химическому составу рапы водоема, в которой образовалась данная лечебная грязь. Его состав непостоянен и оказывает активное влияние на лечебные свойства пелоидов, но прежде всего, содержит хлорид натрия, сернокислую магнезию и сернистый натрий.
В любой грязи содержится достаточно большое количество микроорганизмов, чаще всего относящихся к группе сапрофитов. В грязи присутствуют также гнилостные аэробы и анаэробы, сульфатредуцирующие и денитрифицирующие бактерии, плесени, лучистые и дрожжевые грибы. Многие из них вырабатывают пенициллиноподобные и другие вещества, обладающие антибиотической активностью и бактерицидным действием.
Концентрация солей (минерализация) содержащихся в грязевом растворе и коллоидном комплексе грязи зависит от её типа и находится в пределах от 0,01 г/л (в торфах и сапропелях) до 400 г/л и более (в иловых сульфидных грязях). Основная масса растворенных в водах солей состоит из шести ионов трех анионов (хлора - С1, сульфата - SO4 и гидрокарбоната -НСО3) и трех катионов (натрия - Na, магния - Mg, кальция - Са). Помимо них в коллоидной и жидкой фракции содержатся многие биологически активные вещества (витамины группы В, С и Д, рибофлавин, фолиевая кислота, гормоноподобные соединения), а также сумма микроэлементов бром, йод, бор, марганец, медь, железо и др.
Химическую структуру грязевого раствора представляют в виде формулы, где перед дробью указывается величина минерализации в г/л (М г/л), в числителе помещают анионный состав, в знаменателе - катионный Справа от формулы приводят величину рН. При этом во внимание принимают содержание ионов более 20 экв%, но не менее двух анионов и двух катионов.

Рапа-среда пелоида.
Донные отложения иловых и сапропелевых грязей образуются на дне соленых и пресноводных водоемов. Вода соленых озер, морских заливов и лиманов, покрывающая слой грязи, носит название рапы, или рассола. Количество, концен­трация и состав рапы могут изменяться в зависимости от гидрометеорологических условий и времени года. Минерализация рапы может быть очень большой и нередко доходит до 300-350 г/л. Если рапа из мелководного водоема испаряется, то прилегающие к берегу участки озера покрываются солью. При жарком лете с малым количеством осадков рапа полностью высыхает, а оставшийся слой соли ослепительно сверкает на солнце.
В состав рапы входят различные ионы минеральных солей, преимущественно сульфатный, гидрокарбонатный, хлоридный анионы и катионы натрия, кальция, магния, калия и другие. Рапа, то есть высокоминерализованный водный раствор, представляет собой слегка мутноватую, маслянистую на ощупь жидкость слабощелочной реакции, горько-соленого вкуса с едва уловимым и, в общем, ароматным запахом. В таблице наглядно представлен солевой состав рапы Тинакского озера.

Ионно-солевой состав рапы и грязевого раствора (в 100 вес. ч.)

Рапа

Грязевой раствор

ионы

соли

ионы

соли

НС03 - 0,03

Са(НСО3) - 20,04

НСО3 - 0,04

Са(НСО3) - 20,05

Сl- - 11,25

CaSO4 - 0,13

Сl- - 11,58

CaSO4 - 0,1

SO4 1,30

MgSO4 - 1,51

S04 - 3,45

MgSO4 - 4,23

Na+ - 5,90

MgCl2 - 2,89

Na+  - 6,98

MgCl2 - 1,09

Са2+ - 0,05

NaCl - 15,00

Са2+  - 0,04

NaCl - 17,75

Mg2+ - 1,04

 

Mg2+  - 1,13

 

Сумма - 19.57

Сумма - 19,57

Сумма - 23.22

Сумма - 23.27

Уд. вес - 1,13

M - 217,81 г/л

Уд. вес - 1,22

M - 283,28 г/л


В рапе обитают только некоторые микроскопические водоросли, выдерживающие ее высокую засоленность. К их числу относятся подвижные одноклеточные водоросли Dunaliella salina и Asteromonos graci. Dunaliella salina - одноклеточные водоросли овальной формы, с двумя жгутиками на передней, более узкой части тела. В протоплазме содержатся тельца, окрашенные в ярко-оранжевый цвет из-за содержания в них пигмента, принадлежащего к группе каротинов. Кроме кароти­на в них содержится и хлорофилл. Asteromonos graci отличается меньшими разме­рами и правильной овальной формой. Эти водоросли являются основной причиной окраски воды соляных озер в красивый желтовато-розовый цвет. Часто в соленых озерах встречаются и некоторые виды сине-зеленых водорослей (Cyanophyta).
Рапа, как и грязь, широко используется в лечебных целях, чаще всего в виде наружного применения - общих и местных цельных ванн, разводных ванн. В рапе человеческое тело не тонет. Обычно средняя часть тела слегка погружается в рапу, а голова, руки и ноги выталкиваются из нее и лежат на поверхности, так как удельный вес рапы значительно выше удельного веса человеческого тела.