Химический состав минеральной воды

Высокая ценность вод, как могучего лечебного и профилактического средства в том, что природа наделила их многими физическими и химическими свойствами.

В зависимости от своего происхождения минеральные воды делятся на две основные группы:

1) подземные, которые образуются в недрах земли и выходят на ее поверхность в виде натуральных источников или они выводятся через скважины путем бурения;

2) минеральные воды открытых водоемов — морей, солевых озер и лиманов.

Одним из существенных свойств минеральных вод является их минерализация, т. е. количество растворенных в них плотных веществ. В пресных водах количество плотных веществ обычно не выходит за пределы 1, максимум 2 граммов на литр воды (1—2 г/л). В минеральных же водах содержание плотных веществ может значительно выходить за указанные пределы. Некоторые воды содержат плотные вещества в очень больших количествах — 35—50—100 граммов на литр воды и более. Наоборот, существуют такие природные подземные воды, которые и при малой минерализации их (ниже грамма на литр) могут быть отнесены к категории минеральных, если они обладают некоторыми специфическими физическими и химическими свойствами.

Величина минерализации вод заслуживает особого внимания. С этим связано такое важное их качество, как осмотическое давление. Соответственно все минеральные воды делятся на 3 основные группы: воды изотонические, гипотонические и гипертонические. Изотонические воды — это те, осмотическое давление которых равно осмотическому давлению плазмы крови. Гипотонические воды характеризуются пониженным осмотическим давлением, гипертонические воды — повышенным. Изотонические воды имеют общую минерализацию, лежащую в зависимости от их химического состава в пределах от 8,4 до 13 г/л (В. В. Иванов, Г. А. Невраев). К гипотоническим водам относятся умеренно минерализованные (8—5 г/л), маломинерализованные (5—2 г/л) и слабоминерализованные (минерализация меньше 2—1 г/л). Гипертонические воды имеют минерализацию 15 г/л и выше. Минеральные воды с минерализацией выше 50 г/л относятся к рассолам (В. И. Вернадский). Воды с минерализацией выше 150 г/л выделяются в особую группу крепких рассолов.

Такое деление минеральных вод по величине минерализации и связанного с этим осмотического давления с физиологической точки зрения представляет определенный интерес. Оно в известной мере определяет возможности лечебного применения той или иной минеральной воды. Так, например, для внутреннего употребления используются главным образом гипотонические и изотонические воды. Минеральные воды с величиной плотного остатка в пределах 15—35 г/л используются больше наружно — для ванн и купаний. Применение же этих вод внутрь сравнительно ограничено. При наличии в них ионов магния и сульфатного они используются как слабительные. Рассолы применяются исключительно наружно. Крепкие рассолы используются при этом после предварительного разведения.

В минеральных водах содержатся весьма различные вещества — неорганические и органические. К неорганическим веществам относятся самые разнообразные элементы. Необходимо, однако, подчеркнуть, что некоторые из них в минеральных водах находятся довольно постоянно и при этом в определенном весовом количестве. Это так называемые макроэлементы. В противоположность им другие элементы встречаются непостоянно и при этом в очень небольшом количестве—это микроэлементы.

В минеральной воде неорганические вещества находятся в форме ионов, солей и других более сложных соединений. Находясь в растворе, солевые частицы распадаются на составные части (ионы), несущие определенный электрический заряд. Те из них, которые несут положительный заряд, называются катионами, отрицательно заряженные-—анионами.

Наличие в воде таких ионов лежит в основе своеобразного физиологического действия лечебных вод. Среди минеральных веществ, являющихся обычными составными частями натуральных лечебных вод (макроэлементов), чаще встречаются из катионов — натрий, калий, кальций, магний; из анионов — гидрокарбонатный, хлор, сульфатный. Находясь в минеральных водах в большем или меньшем количестве и при этом в разных соотношениях друг с другом, указанные элементы в условиях внутреннего применения обусловливают особенности физиологического действия той или иной воды. А это, в свою очередь, лежит в основе назначения данной воды при тех или иных заболеваниях.

Как же практически делятся минеральные воды в зависимости от особенностей их ионного состава?

Несмотря на чрезвычайное разнообразие минеральных вод в отношении их химического состава, все же возможно в порядке схемы наметить несколько основных групп. Прежде всего, в зависимости от преобладания в минеральной воде тех или иных анионов (ионов с отрицательным зарядом) можно выделить следующие основные группы:

1) гидрокарбонатные воды, характеризующиеся преобладанием гидрокарбонатного иона;

2) хлоридные, с преобладанием иона хлора;

3) сульфатные, с преобладанием сульфатного иона;

4) минеральные воды сложного состава, когда в них одновременно входят в достаточном количестве 2—3 различных аниона.

Воды каждой из указанных выше групп в свою очередь различаются между собой в зависимости от преобладания них одного или нескольких катионов — натрия, кальция, магния.

Помимо макроэлементов в минеральных водах встречаются и микроэлементы, имеющиеся здесь в сотых и тысячных долях грамма, такие элементы, как йод, бром, кремний, мышьяк, кобальт, фтор, бор, цинк, медь и другие рассеянные и редкие металлы. Наличие этих элементов в водах в определенном количестве послужило основанием выделения особых групп «специфических минеральных вод: железистых, мышьяковых, кремниевых, йодо-бромных и т. д. Каждая из них имеет свои особенности действия, а отсюда вытекают особые показания и методики их применения.

Большое количество микроэлементов в некоторых водax, может оказать токсическое действие (мышьяк, свинец, ртуть, фтор, радий и др.). Именно поэтому для ряда микроэлементов установлены определенные запретительные критерии, при превышении которых воды не могут быть рекомендованы для внутреннего применения, а если и допускаются, то на ограниченное время, в условиях особо строгой дозировки. Лечение такими водами должно проводиться только под наблюдением врача.

Содержащиеся во многих минеральных водах органические вещества далеко не однородны по своей природе. Здесь могут встречаться битумы, гуминны, фенолы, производные нафтеновых кислот, низкомолекулярные жирныекислоты, вещества белковой природы и др. В минеральных водах они находятся в различных соотношениях и количествах, обусловливая тем самым особенности их действия. Несмотря на то, что содержание некоторых органических веществ в минеральных водах незначительное, в пределах 10—21 мл/г, они все же в условиях внутреннего применения на организм оказывают выраженное влияние: наблюдаются изменения деятельности почек, органов пищеварительной системы и обмена веществ и т. д.

Характерной особенностью многих минеральных вод является наличие в них различных газов. Именно по этому признаку такие воды выделяются в особую группу газовых вод. В зависимости от рода газа различают : углекислые, сероводородные, метановые и т. д. Газы придают особый оттенок физиологическому действию вод в условиях как наружного, так и внутреннего применения.

В некоторых минеральных водах отмечается радиоактивность, связанная с наличием в них радиоактивных элементов. В частности, большое практическое применение приобрели воды, содержащие радон, которые широко используются при течении заболеваний опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой системы, некоторых гинекологических заболеваний и пр. Радоновые воды, кроме того, используются и при лечении заболеваний пищеварительной системы, нарушений обмена веществ, назначаются для питьевого лечения, ингаляций и т. д.

К особенностям минеральных вод относится также та или иная концентрация водородных ионов, определяющая щелочность—кислотность воды.

Наконец, некоторые минеральные воды подземного происхождения характеризуются наличием в них постоянной температуры от 20° до 100° и называются термальными. С лечебной целью они используются наружно в виде ванн, душей и т. д. Применяются воды и внутрь, если не встречается препятствий со стороны их минерализации и ионного состава.