Минеральные воды. Искусственные и естественные минеральные воды

Важную роль во всех природных процессах на Земле играет вода, которая, по образному выражению Леонардо да Винчи, является "кровью Земли". Она является одним из важнейших компонентов жизнеобеспечения человека, непременным условием существования всего живого.

Основы геологии Авторы: Н.В.Короновский, А.Ф.Якушова Содержание 7.7. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВОДЫ Минеральными называются подземные воды, обладающие биологически активными свойствами, оказывающими физиологическое воздействие на организм человека и используемые в лечебных целях. Воды могут быть различны по температуре, минерализации и содержанию целебных химических компонентов. Их принято делить на холодные при температуре до 20oС, теплые, или субтермальные, при 20-37o С, термальные при 37-42o С, горячие, или гипертермальные, выше 42o С. По составу, свойствам и лечебному значению различают несколько групп минеральных вод. Из них наиболее известны и широко используются углекислые, сероводородные и радиоактивные воды. Углекислые минеральные воды, постоянно газирующие углекислотой: 1) пресные или солоноватые холодные углекислые воды, распространенные на курортах Кисловодска (нарзаны), Дарасун, Шмаковка и др.; 2) горячие углекислые воды (Т - 37-40oС, местами 70o С и выше) типа Славянской (Железноводск), Карловы Вары (ЧСФР), Истису (Азербайджан), Джермук (Армения) и др. Отмечается, что многие наиболее крупные источники углекислых вод тяготеют к районам, где развиты молодые интрузивные магматические тела. Исходя из этого высказывается предположение, что большое количество СО2 образуется в контактных зонах интрузивов и карбонатных пород с метаморфизацией последних при высоких температурах. Сероводородные, или сульфидные, минеральные воды, лечебные свойства которых определяются содержанием в них свободного сероводорода. По концентрации сероводорода они подразделяются на воды слабой концентрации (10-50 мг/л), средней (50-100 мг/л) и крепкой (100-250 мг/л). Среди них по условиям формирования различаются азотные, сероводородные, метановые воды (А.М. Овчинников, В.В. Иванов, И.К. Зайцев, Н.И. Толстихин и др.). Азотные формируются в условиях сочетания торфяных отложений и неглубоко залегающих гипсоносных пород, из которых поступают сульфатно-кальциевые воды. В торфяниках происходит процесс восстановления сульфатов и образование сероводорода. К этому типу относятся сероводородные воды курортов Кемери (Латвийская ССР), Краинка (Тульская обл.) и Хилово (Псковская обл.). Метановые сероводородные воды формируются в восстановительной обстановке в глубоких частях артезианских бассейнов, будучи связаны с битуминозными и нефтеносными отложениями. В сравнении с азотными метановые воды отличаются значительно большим содержанием сероводорода. Такие сульфидные воды имеют наибольшее распространение. К ним относятся воды Мацесты (Сочинений бассейн), Талги (Дагестан), Усть-Качки (Приуралье) и многие другие. В районах современной вулканической деятельности (Курильские острова, Камчатка и др.) и молодых магматических интрузий (Пятигорск, Ессентуки) развиты углекислые сероводородные воды. Радиоактивные минеральные воды отличаются повышенным содержанием радиоактивных элементов. Для лечебных целей широко используются радоновые воды на известных курортах Цхалтубо (Грузия), Белокуриха (Алтайский край) и др. Среди них выделяются: а) холодные радоновые воды в корах выветривания, б) термальные радоновые воды, приуроченные к тектоническим трещинам в относительно неглубоко залегающих гранитных интрузивных телах. К особой категории относятся месторождения гипертермальных вод (до 100o С и выше) в районах современного вулканизма (Камчатка, Курильские и Японские острова, Новая Зеландия и др.). На базе таких месторождений работают геотермальные электростанции, организуется теплоснабжение населенных пунктов и парниково-тепличных хозяйств. Примером первых является Паужетская геотермальная электростанция на Камчатке, построенная в 1965 г. на базе Паужетских гидротермальных источников с температурой 150-200o. Энергетические установки, использующие геотермальную энергию, имеются в США, Мексике, Японии, Италии и других странах. В заключение следует отметить, что подземные воды занимают исключительно важное место в природе и жизни человека, и поэтому не случайно ЮНЕСКО считает одной из важнейших проблем для жизни людей планеты обеспечение населения, промышленности и сельского хозяйства пресной подземной водой, охрану ее и рациональное использование. << назад | содержание | далее >>

Минеральные воды,

подземные (иногда поверхностные) воды, характеризующиеся повышенным содержанием биологически активных минеральных (реже органических) компонентов и (или) обладающие специфическими физико-химическими свойствами (химический состав, температура, радиоактивность и др.), благодаря которым они оказывают на организм человека лечебное действие. В зависимости от химического состава и физических свойств М. в. используют в качестве наружного или внутреннего лечебного средства.

Закономерности образования и распространения. Процесс образования М. в. весьма сложен и ещё недостаточно изучен. При характеристике генезиса М. в. различают происхождение самой подземной воды, присутствующих в ней газов и образование её ионно-солевого состава.

В формировании М. в. участвуют процессы инфильтрации поверхностных вод, захоронения морских вод во время осадконакопления, высвобождение конституционной воды при региональном и контактовом метаморфизме горных пород и вулканические процессы. Состав М. в. обусловлен историей геологического развития, характером тектонических структур, литологии, геотермических условий и другими особенностями территории. Наиболее мощные факторы, обусловливающие формирование газового состава М. в., - метаморфические и вулканические процессы. Выделяющиеся во время этих процессов летучие продукты (CO₂, HCl и др.) поступают в подземные воды и придают им высокую агрессивность, способствующую выщелачиванию вмещающих пород и формированию химического состава, минерализации и газонасыщенности воды. Ионно-солевой состав М. в. формируется при участии процессов растворения соленосных и карбонатных отложений, катионного обмена и др.

Газы, растворённые в М. в., служат показателями геохимических условий, в которых шло формирование данной М. в. В верхней зоне земной коры, где преобладают окислительные процессы, М. в. содержат газы воздушного происхождения - азот, кислород, углекислоту (в незначительном объёме). Углеводородные газы и сероводород свидетельствуют о восстановительной химической обстановке, свойственной более глубоким недрам Земли; высокая концентрация углекислоты позволяет считать содержащую её воду сформировавшейся в условиях метаморфической обстановки.

На поверхности Земли М. в. проявляются в виде источников, а также выводятся из недр буровыми скважинами (глубины могут достигать нескольких км). Для практического освоения (см. Каптаж) выявляются месторождения подземных М. в. со строго определёнными эксплуатационными возможностями (эксплуатационными запасами).

На территории СССР и зарубежных стран выделяются провинции М. в., каждая из которых отличается гидрогеологическими условиями, особенностями геологического развития, происхождением и физико-химическими характеристиками М. в.

Достаточно изолированные пластовые системы артезианских бассейнов представляют собой провинции солёных и рассольных вод разнообразного ионного состава с минерализацией до 300-400 г/л (иногда до 600 г/л); они содержат газы восстановительной обстановки (углеводороды, сероводород, азот). Складчатые регионы и области омоложенных платформ соответствуют провинциям углекислых М. в. (холодных и термальных) различной степени минерализации. Области проявления новейших тектонических движений относятся к провинции азотных слабоминерализованных щелочных, часто кремнистых терм и др. Территория СССР особенно богата углекислыми М. в. (Кавказская, Забайкальская, Приморская, Камчатская и другие провинции).

Лечебное действие минеральных вод. М. в. оказывают на организм человека лечебное действие всем комплексом растворённых в них веществ, а наличие специфических биологически активных компонентов (CO₂, H₂S, As и др.) и особых свойств определяет часто методы их лечебного использования. В качестве основных критериев оценки лечебности М. в. в советской курортологии приняты особенности их химического состава и физических свойства, которые одновременно служат важнейшими показателями для их классификации.

Минерализация М. в., т. е. сумма всех растворимых в воде веществ - ионов, биологически активных элементов (исключая газы), выражается в граммах на 1 л воды. По минерализации различают: слабоминерализованные М. в. (1-2 г/л), малой (2-5 г/л), средней (5-15 г/л), высокой (15-30 г/л) минерализации, рассольные М. в. (35-150 г/л) и крепкорассольные (150 г/л и выше). Для внутреннего применения используют обычно М. в. с минерализацией от 2 до 20 г/л.

По ионному составу М. в. делятся на хлоридные (Cl^-), гидрокарбонатные (HCO₃^-), сульфатные (SO₄^2-), натриевые (Na⁺), кальциевые (Ca²⁺), магниевые (Mg²⁺) в различных сочетаниях анионов и катионов. По наличию газов и специфических элементов выделяют следующие М. в.: углекислые, сульфидные (сероводородные), азотные, бромистые, йодистые, железистые, мышьяковистые, кремниевые, радиоактивные (радоновые) и др. По температуре различают М. в. холодные (до 20 °С), тёплые (20-37 °С), горячие (термальные, 37-42 °С), очень горячие (высокотермальные, от 42 °С и выше). В медицинской практике большое значение придают содержанию органических веществ в маломинерализованных водах, т. к. они определяют специфические свойства М. в. Содержание этих веществ свыше 40 мг/л делают М. в. не пригодными для внутреннего применения.

Состав М. в. указывают по формуле, предложенной советскими учёными М. Г. Курловым и Э. Э. Карстенсом. В начале формулы даётся содержание газа (CO₂, H₂S и др.) и активных элементов (Br, I, Fe, As и др.) в граммах на 1 л. Радиоактивность выражается в единицах Махе или в расп/сек×м³ (1 ед. Махе = 1,3×10⁴ расп/сек×м³). Степень минерализации обозначается знаком М (сумма анионов, катионов и недиссоциированных молекул) и выражается в граммах. Отношение преобладающих анионов и катионов изображается в виде условной дроби, в числителе которой - преобладающие анионы, в знаменателе - катионы. В конце формулы указывается температура (Т) воды минерального источника при выходе в градусах Цельсия, а также водородный показатель (pH).

Пример характеристики кисловодского нарзана:

Расшифровывается эта формула следующим образом: углекислая гидрокарбонатно-сульфатная кальциево-магниевая вода с минерализацией 2,3 г на 1 л с температурой 14 °С и pH = 6,2.

М. в. используют на курортах для питьевого лечения, ванн, купаний в лечебных бассейнах, всевозможных душей, а также для ингаляций и полосканий при заболеваниях горла и верхних дыхательных путей, для орошения при гинекологических заболеваниях и т. п.

Искусственные М. в. изготовляют из химически чистых солей строго по аналогии с составом естественных. Однако полного тождества состава искусственных и естественных М. в. не достигнуто. Особые затруднения представляет имитация состава растворённых газов и свойств коллоидов. Из искусственных М. в. широкое распространение получили лишь углекислые, сероводородные и азотные, которые применяют главным образом для ванн. Центральным институтом курортологии и физиотерапии (Москва) предложены методы приготовления некоторых питьевых М. в., которые имеют высокую терапевтическую ценность (типа Ессентуки Ї 17, Боржоми, Баталинской); однако искусственные питьевые М. в. не получили широкого применения в СССР, т. к. с каждым годом количество бальнеологических питьевых курортов и буровых скважин, выводящих М. в., увеличивается и соответственно возрастает разлив М. в.

Некоторые М. в. применяют в качестве освежающего, хорошо утоляющего жажду столового напитка, способствующего повышению аппетита и употребляемого вместо пресной воды, без каких-либо медицинских показаний. В ряде районов СССР обычная питьевая вода достаточно сильно минерализована и вполне обосновано употребление её в качестве столового напитка. Можно использовать в качестве столовых М. в. хлоридно-натриевого типа с минерализацией не выше 4-4,5 г/л (для гидрокарбонатных вод - около 6 г/л).

Лит.: Овчинников А. М., Минеральные воды, 2 изд., М., 1963; Иванов В. В., Невраев Г. А., Классификация подземных минеральных вод, М., 1964; Карта минеральных лечебных вод СССР, масштаб 1 : 4 000 000, М., 1968 (Приложение: Каталог минеральных вод СССР, М., 1969); Вартанян Г. С., Яроцкий Л. А., Поиски, разведка и оценка эксплуатационных запасов месторождений минеральных вод, М., 1972.

Г. С. Вартанян, Л. Г. Гольдфайль.

Материалы предоставлены проектом Рубрикон

© 2001 Russ Portal Company Ltd. © 2001 "Большая Российская энциклопедия" Все права защищены

Copyright © 2001—2005 «Яндекс» О проекте · Статистика · Реклама

Конец формы

Минеральные воды. I) Натуральные М. воды доставляются из многих природных источников, содержащих в растворе различные соли и газы и бьющих на поверхность земли часто с высокой температурой. С древних (римских) времен М. воды употреблялись для лечебных целей. По своим физико-хим. и лечебным свойствам М. воды делятся на 7 групп: 1) индифферентные воды, акратотермы, бедны солями, действуют более высок. температурой (Гаштейн, Рагац, Вармбрунн, Теплиц). 2) Воды поваренной соли (Ишль, Рейхенгаль, Зульца, Зальцунген, Крейцнах). 3) Щелочные воды: а) углекислые, главн. составн. часть углекислота (Аполлинарис), Нарзан); б) щелочно-углекислые, главн. составн. части - углекислый натр и углекислота (Виши, Билин, Боржом, Фахинген); в) щелочно-соляно-кислые (Эмс, Ессентуки). 4) Горькие воды (сернокисл. магнезия, Пюльна, Франц-Иозеф). 5) Воды глауберовой соли (Мариенбад, Карлсбад, Тарасп-Шульс). 6) Сернистые воды (сероводород, сернистые натр, кальций, калий и магний: Аахен, Баден у Вены. Баден [Швейц.]). 7) Железистые воды (двууглекисл. закись железа: Пирмонт, Спа, Эльстер, Франценсбад, Мариенбад). М. воды применяются внутренне для питья и наружно в виде ванн, грязей и ингаляций.-II) Искусственные М. воды изготовляются химическим путем в подражание составным частям натуральных вод, наприм., сельтерской воды насыщением воды углекислотой, и т. п. Первые опыты изготовления искусств. мин. воды в Женеве 1788. Ныне производство искусств. М. вод получило широкое распространение.