Минеральные воды

Минеральные воды

 

      Введение.      

Нашу планету  можно назвать водной или гидропланетой. Общий баланс воды в земной коре складывается из вод Мирового океана, ледников, озер и рек, вод атмосферы и литосферы (подземной гидросферы). Все это составляет около 1,8 млрд. км³ воды. Значительное  количество соленые и минерализованные воды разных составов. Для глубинных зон земной коры характерны минеральные воды, т.е. воды, обладающие минерализацией свыше 1 г/л и содержащие в себе ряд химических компонентов.      

Именно минеральным  водам посвящена моя курсовая работа. Целью моей работы является освещение основных вопросов о минеральных  водах, об их классификации, особенностях химического состава, газового и  температурного режима, условиях образования, закономерностях залегания и  распространения, а также об их использовании  и действии на организм человека. Отдельная  глава моей работы включает в себя сведения о минеральных водах  Волго-Уральской области на примере  источников, находящихся на территории Самарской губернии.      

Я выбрала эту  тему, потому что она заинтересовала меня своей актуальностью, широтой  и значимостью. Минеральная вода является своего рода природным лекарством, созданным самой природой. Оздоравливающее действие минеральной воды на организм человека, ее лечебные свойства с глубокой древности. На базе месторождений минеральных вод построены курорты, санатории, здравницы, заводы по разливу минеральных вод. Наконец, минеральные воды пригодны для извлечения из них полезных компонентов и добычи солей. Все это говорит о важности, значимости и актуальности темы моей курсовой работы.            

ГЛАВА 1: Общая характеристика минеральных вод.

1.1  Понятие о минеральных водах и критерии их оценки.

К минеральным водам  относятся подземные (иногда поверхностные) воды, характеризующиеся повышенным содержанием биологически активных компонентов и обладающие специфическими физико-химическими свойствами (химический состав, температура, радиоактивность и т.д.), благодаря которым они оказывают на организм человека лечебное действие.[1]       

Минеральные воды в  широком понимании слова –  это подземные и поверхностные  природные воды с общей минерализацией свыше 1 г/л, которые используются в  лечебных и промышленных целях. Лечебными  называются такие воды, которые вследствие своих физических и химических особенностей оказывают благотворное целебное воздействие на человеческий организм: например, углекислые, сероводородные и др. К промышленно-ценным относятся воды, из которых могут быть извлечены компоненты, полезные в народном хозяйстве (поваренная соль, бром, йод, бор и др.).      

Для отнесения природных  вод к минеральным разработаны  специальные критерии. [2]  При отборе критериев оценки минеральных вод из значительного количества данных, характеризующих их химические и физические свойства были отобраны важнейшие, определяющие физиологическое, а следственно лечебное, действие вод, а также важные в отношении выявления их генетических типов.      

К числу таких  признаков были отнесены в согласии со взглядами большинства бальнеологов и гидрогеологов:       

а) общее содержание растворенных в воде веществ – общая минерализация вод;       

б) ионный состав минеральных вод;       

в) газовый состав и газонасыщенность вод (растворенные и спонтанные);       

г) содержание в водах фармакологических (терапевтических) активных микроэлементов (минеральных и органических);       

д) радиоактивность вод;       

е) активная реакция вод, характеризуемая величиной рН;       

ж) температура вод. [3]      

Наряду с обычными пресными водами, которые повсеместно  используются как питьевые, хозяйственные, технические, в природе существуют такие разнообразные по своим  свойствам природные воды, которые  не всегда могут или совсем не могут  быть использованы для указанных  целей. Среди этих вод холодные и  горячие воды лечебного, промышленного и теплоэнергетического значения. Такие воды называют минеральными, а все другие воды на Земле – неминеральными.      

Минеральные воды не стоит путать с минерализованными. В широком смысле слова все  воды в природе в той или  иной мере минерализованы, начиная  от снеговых и заканчивая рассолами. В узком смысле слова к минеральным  относят воды с общей концентрацией  солей свыше 1-2 г/л.      

Исходя из принципа единства вод Земли, согласно В.М.Севергину и В.И.Вернадскому, к минеральным следует отнести:

1)      минеральные озера с их лечебными и торфяными грязями;

2)      минеральные подземные воды с их отложениями – охры, туфы, некоторые рудничные воды;

3)      воды и грязи грязевых вулканов.      

Минеральные озера  и грязи, подземные минеральные  воды с их отложениями составляют гидроминеральные ресурсы нашей  планеты. На базе разведанных месторождений  минеральных вод построены курорты, санатории, здравницы, заводы по разливу  минеральной воды, извлечению из нее  полезных компонентов, добыче солей  и т.д.       

Лечебные свойства природных вод нередко бывают обусловлены присутствием в них  в небольшом количестве таких  компонентов, которые оказывают  на организм человека терапевтическое  активное «специфическое» влияние  и способствует исцелению от недугов. Эти вещества получили название физиологически активных или специфических (I,Br и др.). В некоторых случаях лечебное воздействие на организм человека оказывают заключенные в воде органические вещества (вода «Нафтуся»).      

На разных этапах геологического изучения минеральных  вод высказывалось мнение об их необычной  природе и глубинном происхождении. По мнение постепенно рассеялось. Действительно, некоторые минеральные воды, особенно термальные, формируются на больших  глубинах. Но часто встречаются не менее ценные минеральные источники, связанные  с верхними водоносными горизонтами до грунтовых  вод включительно – некоторые сероводородные, железистые, радоновые воды. Существует, наконец, и большая группа минеральных озер.

1.2   Признаки минеральных вод.

Внешние признаки: по запаху отличаются сероводородные воды иногда на значительном расстоянии от места выхода; по вкусу – соленые  воды и рассолы,  углекислые воды; по бурному выделению пузырьков спонтанного газа в головке источника – углекислые воды; по цвету и составу отложений источников – железистые отложения, охрь красно-бурого цвета (признак железистых вод), кремнистые отложения – гейзериты (признак кремнистых вод), белые известковые отложения, травертины, известковые туфы (углекислые, кальциевые воды), фтороносные гейзериты (фтористые гидротермы).

Температура: горячие  воды можно выделить по ощущению, а  тем более замером температуры.

Химический и  газовый состав: по составу воды и растворенных в ней газов  выделяют воды содовые, сульфатные, хлоридные, йодистые, бромистые и др. Опыт народного врачевания или использование воды для выварки поваренной соли: эти признаки выявляются опросом населения и позволяют установить место выхода минерального источника для постановки на нем контрольных исследований. [2] 

 

 

       1.3 Минеральные воды  как полезное ископаемое.      

Минеральная вода как  полезное ископаемое – это такая  вода, которую можно непосредственно  использовать в лечебном деле или  для извлечения из нее компонентов, полезных для народного хозяйства  – солей, металлов (Cu), металлоидов (I, Br, B), газов (углекислоты) или в теплоэнергетическом деле для теплофикации. Только после изучения химических, физических и прочих свойств  природной воды можно решить вопрос о том, рассматривать ее как полезное ископаемое или нет.      

Минеральные воды проявляются  весьма разнообразно, поэтому при  их изучении следует различать следующие  гидроминеральные объекты:

1)      Месторождения минеральных вод:           

а) подземные – пластовые, трещинно-жильные, сложные;          

б) поверхностные – озера, лиманы, моря с их грязями, донными отложениями и пляжами.       

2)  Водопроявления минеральных вод – источники:          

а) природные, в том числе гейзеры, субаквальные источники, грязевые вулканы;          

б) искусственные вскрытия и выходы через скважины, штольни, колодцы и т.д.        

3) Отложения наземных  и подземных минеральных вод:  туфы, гейзериты, травертины, охры, залежи  солей, жильные образования; грязи  озер – минеральные и торфяные; грязи грязевых вулканов; отложения  пляжей.        

4)   Гидроминеральные группы объектов минеральных вод:                  

а) гидроминеральные, гидротермальные поля;                

б) гидроминеральные, термальные линии (зоны);                

в) цепочки минеральных озер, поля минеральных озер.        

5)  Гидроминеральные районы, области, провинции минеральных вод;                             зоны минеральных озер.              

6) Гидрохимические  пояса и гидрохимические зоны  подземных            минеральных вод.[2]                      

1.4  Классификация минеральных вод.      

Большинство выдвинутых в разное время классификаций  основано на особенностях химического  или газового состава вод, причем за основу выделения классов обычно принимали либо преобладающие ионы, либо микроэлементы, либо газы и т.д. Основной недостаток этих классификаций  – отсутствие принципа комплексности  в оценке минеральных вод.      

В.В.Иванов и Г.А.Невраев в целях более комплексной оценки различных минеральных лечебных вод разработали классификацию, основанную на основных критериях их оценки и данных о закономерностях формирования минеральных вод. Исходя из реально существующих в природе типов вод, они предложили такую классификационную таблицу, в которой каждой воде отведено строго определенное место. Такая классификационная таблица имеет важное практическое значение: пользуясь методом аналогии и сопоставления, можно судить о лечебных качествах вновь полученной воды (из-за больших размеров таблица здесь не приводится).      

Согласно классификации  Иванова и Невраева, все природные (подземные) воды разделяются по составу, свойствам и лечебному значению на шесть основных бальнеологических групп.      

Группа А. Воды без  «специфических» компонентов и  свойств. Их лечебное значение определяется только ионным составом и величиной  минерализации при наличии в  их газовой составляющей в основном азота и метана, которые содержаться  в водах в растворенном состоянии  при атмосферном давлении лишь в  незначительных количествах.      

Группа Б. Воды углекислые. Их лечебное значение определяется, прежде всего, наличием больших количеств  растворенного углекислого газа, который в общем газовом составе  этих вод занимает доминирующее положение (80-100%), а также ионным составом и  величиной минерализации.      

Группа В. Воды сероводородные (сульфидные). Эти воды выделены по наличию  в их составе свободного сероводорода и гидросульфидного иона, которые и определяют лечебное действие минеральных вод, используемых преимущественно для ванн. Содержание общего сероводорода этих вод не должно быть ниже 10 мг/л.      

Группа Г.  Воды железистые (Fe   + Fe ), мышьяковистые (As) и с высоким содержанием Mn, Cu, Al и др. Их лечебное действие определяется, помимо ионного и газового состава и минерализации, присутствием одного или нескольких из перечисленных фармакологически активных компонентов. Для содержания в этих водах Mn,Cu, Al нормы не установлены. В повышенных концентрациях эти элементы содержатся обычно только в высоко железистых сульфатных водах зоны окисления рудных месторождений, а также в сильно сульфатных и хлоридносульфатных (фумарольных) термах вулканических областей.       

Группа Д. Воды бромистые (Br), йодистые (I) и высоким содержанием органических веществ. Для отнесения вод к бромистым и йодистым (или йодо-бромистым) принято содержание брома 25 мг/л и йода 5 мг/л при минерализации не более 12-13 г/л. При более высокой минерализации нормы соответственно увеличиваются.      

Достаточно обоснованных норм для оценки высокого содержания органического вещества в лечебных минеральных водах пока не разработано. Известны два типа минеральных вод  с высоким содержанием органического  вещества – Нафтуся (Западная Украина) и Брамштедтские (ФРГ).      

Группа Е. Воды радоновые (радиоактивные). К этой группе относятся  все минеральные воды, содержащие более 50 эман/л (14 ед. Махе) радона.      

Группа Ж. Кремнистые термы. В эту группу вод включены широко распространенные в природе  кремнистые термальные воды. В качестве условной нормы содержание в них    принято 50 мг/л, при температуре более 35ºC.      

Далее, группы вод  по газовому составу делятся на три  подгруппы: а) азотные, в которых  газ имеет в основном атмосферное  происхождение; б) метановые (включая  азотно-метановые и углекисло-метановые), в которых газ в основном биохимического происхождения; в) углекислые, в которых  газ, как правило, эндогенного происхождения. К  последней группе отнесены и вулканические газы, где почти всегда резко преобладает углекислый газ.      

В минеральных водах  группы А могут присутствовать азотные  и метановые газы; в группах  В и Ж – азотные, метановые  и углекислые; в группах Г и  Е – азотные и углекислые; в  группе Д – азотные и метановые; все воды группы Б только углекислые.       

Одновременно все  минеральные воды разделены по составу  и минерализации на 9 классов (приложение 1). При этом учитывались все ионы, содержащиеся в количествах не менее 20% экв. Как видно из приложения 1, первый класс объединяет в себе все воды с общей минерализацией до 2 г/л, независимо от их состава, так как при такой невысокой минерализации лечебное действие минеральной воды определяется не ионным составом, а наличием каких-либо фармакологически активных микрокомпонентов или специфических свойств. Во всех остальных классах число подклассов колеблется от 3 до 7.