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.

 

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]                      

 

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.