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.
В
приложении 1 выделено несколько
градаций минерализации: до 2, 2-5,
5-15, 15-35, 35-150 и выше 150 г/л. Такое
подразделение, удобное в бальнеологическом
и генетическом отношении показывает
обычную наиболее часто встречающуюся
в природе минерализацию типов
минеральных вод.
По
температуре минеральные воды
разделены на три группы:
1) всегда
холодные, формирующиеся, как правило,
на небольших глубинах;
2) холодные,
теплые или горячие в зависимости
от глубины циркуляции;
3) всегда
горячие, генезис и особенности
состава которых тесно связаны
с их территориальностью. К последним
относятся все термы, входящие
в группы В и Г. (приложение
2)
По
величине pH воды разделены на 6 групп.
Величина pH имеет особо важное
значение для лечебной оценки
сероводородных (сульфидных) вод, поскольку
ею определяется соотношение
в водах свободного и , а
также кремнекислых терм, количество
и форма нахождения в которых
зависит от щелочности или
кислотности вод.
Такое
деление минеральных вод по
величине pH – по кислотно-основным
свойствам – уточнено и более
хорошо обосновано в физико-химическом
отношении А.Н.Павловым и В.Н.Шемякиным.
Эти
классификации лечебных, промышленных
и теплоэнергетических вод имеют
частный характер и специальное
назначение. Известны многочисленные
попытки составить общие, естественноисторические,
генетические и другие классификации
природных вод по составу и
минерализации.
Классификация
минеральных вод Иванова и
Невраева по минерализации предназначены
для лечебных вод и не пригодны
для промышленных и теплоэнергетических.
В приложении 3 предлагается общая
классификация вод по минерализации.
[2]
1.5
Солевой и газовый состав минеральных
вод и их газовый и температурный
режим.
Формирование
состава минеральных вод протекает
в различной геологической обстановке,
в условиях растворения и осаждения
солей, обменно-адсорбционных явлений,
процессов диффузии и др. Большое
влияние на изменение состава
вод оказывают и биохимические
процессы, протекающие при деятельном
участии микробов.
При
выходе на земную поверхность
минеральная вода вследствии
изменения термодинамических условий
(температуры, давления) претерпевает
глубокие изменения.
Значительная
часть газов, находящихся в
минеральной воде начинает выделяться
в атмосферу путем диффузии; в
результате нарушается сульфидно-карбонатное
равновесие, изменяется окислительно-восстановительный
потенциал, pH, выпадают карбонаты.
При
соприкосновении минеральных вод
с воздухом некоторые ионы (, ,
, и др.) и их соединения окисляются
и в результате появляются
новые ионы и соединения (приложение
4). [4]
Состав
минеральной воды указывают по
формуле, предложенной учеными
М.Г.Курловым и Э.Э.Карстенсом. В
начале формулы дается содержание
газа ( , и др.) и активных элементов
(Br, I, Fe, As и др.) в граммах на 1 литр.
Радиоактивность выражается в
единицах Махе или в расп/сек
(1 ед. Махе= расп/сек). 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/л с температурой 14 градусов
Цельсия и pH =6,2. [1]
Газовый
состав.
В
характеристике подземных минеральных
вод важное значение имеет
равновесие: подземные воды природные
газы. Обычно газ растворен в
воде, но при избытке часть
его может находиться в свободном
(спонтанном) состоянии, т.е. в
виде мельчайших пузырьков. Природные
газы представляют собой, как
правило, газовые смеси, в которых
можно различать главные и
второстепенные компоненты. Тем
не менее, наблюдаемое разнообразие
природных газов по составу
можно свести к трем группам:
углекислые, азотные, углеводородные.
Остальные газы представляют
примеси. Главным компонентом
углеводородных газов является
метан.
Растворимость
газов зависит от их состава,
температуры, давления, минерализации
и солевого состава воды. С
повышением температуры при постоянном
давлении растворимость газов
в воде и водных растворах
уменьшается, при низких температурах
сильнее, чем при высоких. Растворимость
газов уменьшается с увеличением
концентрации растворенной в
воде соли.
Вследствие
падения давления при подъеме
насыщенных газов подземных минеральных
вод к дневной поверхности
избыток газа выделяется из
воды и образуются газирующие
источники. Если в воде присутствуют
соли, растворимость которых определяется
концентрацией газа в воде, то
при выделении газа равновесие
нарушается, и часть солей выпадает
в осадок. Обычно выпадают карбонатные
соли. Соли могут отлагаться
и до выхода воды на поверхность.
Вследствие этого эксплуатационные
буровые трубы заполняются отложениями
солей и преждевременно выходят
из строя.
В
генетическом отношении различают
газы магматического, метаморфического,
химического, биохимического, радиационно-химического,
радиогенного и ядерного происхождения.
В
земной коре в газообразном
видевстречаются углекислота, кислород,
азот, углеводороды, водород, гелий
и другие благородные газы, окислы
азота, аммиак, сероводород, окислы
серы и другие соединения. Одной
из важных составных частей
лечебных минеральных вод, обусловливающих
их отличие от обычных пресных
вод действие, является углекислый
газ (). Наличие в воде определенных
количеств этого газа придает
ей специфические черты. Углекислые
газовые воды представляют особую
лечебную ценность, как при внутреннем,
так и при наружном применении.
Даже обычная пресная вода, насыщенная
углекислотой, становится эффективным
лечебным средством.
Углекислота
играет особо важную роль в
гидрохимических процессах.
Накопление
больших количеств углекислоты
в земной коре обеспечивается
метаморфическими, особенно магматическими
процессами и в меньшей степени
– биохимическими реакциями.
В этой связи различают углекислоту
неорганического и органического
происхождения. Углекислые газовые
воды распространены в областях
современного и недавно потухшего
вулканизма, а также в областях
с мощным развитием битумозных
пород.
Углекислые
воды отличаются разнообразным
ионным составом, что указывает
на возможность обогащения эндогенной
углекислотой подземных вод различного
исходного химического состава
и минерализации.
Следующим
газом, имеющим важное бальнеологическое
значение, является сероводород.
По наличию в составе вод(сероводорода)
и (сульфидов) выделена группа
сероводородных (сульфидных) вод. В
природных водах может присутствовать
в виде растворенного газа
и диссоциированной сероводородной
кислоты.
Соотношение форм в воде устанавливается
по величине pH. В кислотной среде
присутствует преимущественно ,
щелочной и только в сильно
щелочной среде становится возможным
появление иона . Сероводород в
воздухе крайне неустойчив, окисляется
с образованием воды и .
В зависимости от степени диссоциации
различают две разновидности
вод: собственно сероводородные
и гидросульфидные или гидросернистые,
содержащие преимущественно ионы
. Существует и промежуточная
разновидность гидросульфидно-сероводородных
вод. С названными разновидностями
парагенетически связаны свои
особые химические типы минеральных
вод.
Появление сероводорода в природных
водах обусловлено причинами
органического и неорганического
характера. Сероводород является
одним из продуктов распада
белкового вещества, содержащего
серу, поэтому сосредоточен он
часто в природных слоях водоемов
– месте гниения органических
остатков. Кроме того, сероводород
образуется путем восстановления
сульфатов в анаэробных условиях.
Большие количества выделяются
вулканическими газами.
Концентрация зависит от наличия
органического вещества, содержания
сульфатов и других причин. Из-за
очень высокой растворимости
, воды, насыщенные этим газом
в земной коре, по-видимому, не
встречаются.
Газ – азот (), будучи по природе
инертным, все же участвует в
гидрогеохимических процессах, косвенно
являясь первопричиной появления
в воде ионов , , . Растворенный
в минеральных водах азот преимущественно
воздушного происхождения. Наряду
с этим в природе широко
распространен азот биогенного
происхождения. Какие-то количества
азота, по-видимому, выделяется из
мантии.