Минеральные воды. Состав. Назначение. Основные типы

Минеральные воды - это сложные растворы, в которых компоненты находятся в виде ионов, недиссоциированных (несвязанных) молекул, коллоидных частиц (мелко раздробленных, смешанных в растворе) и растворенных газов. Их химический состав точно известен, однако искусственно подобранный состав той же самой воды неравноценен природному. Минеральные воды содержат все те же вещества, которые присутствуют в человеческом организме, и их целебное действие заключается в восполнении нарушенных равновесий.

Минеральные воды характеризуют следующие основные показатели.

Состав. Минеральная вода - это растворенные соли, следовательно, они состоят из ионов - катионов и анионов. Среди них выделяют:

а) по преобладающему аниону - хлоридные, гидрокарбонатные, сульфатные;

б) по преобладающему катиону - натриевые, кальциевые, магниевые;

Состав минеральных вод обычно указывается на этикетках бутылок и на табло в водолечебницах.

Минерализация - это сумма растворенных в воде веществ без газов (измеряется в г/л, обозначается М).

В принципе все воды, в том числе и пресные, имеют ту или иную степень минерализации (кроме дистиллированной воды - Н 2 О в чистом виде). Считается, что к минеральным водам относятся воды с минерализацией больше 2 г/л.

По степени минерализации различают воды питьевого и бальнеологического назначения (“бальнео” - ванна).

Воды питьевого назначения:

а) лечебно-столовые:

Слабоминерализованные, М < 2 г/л,

Маломинерализованные, М = 2-5 г/л;

б) лечебно-питьевые - среднеминерализованные, М = 5,1-10 г/л.

Применять эти воды можно только по назначению врача. Причем надо знать, как принимать: до, после, во время еды; также очень важна их температура. Холодная вода возбуждает двигательную функцию кишечника (применяется при запорах), в теплом виде она тормозит перистальтику (применяется при гастритах и колитах). Кроме того, вода вызывает изменение водно-солевого и других обменных процессов в организме человека, кислотно-щелочного равновесия, функции различных органов.

Минеральные воды на курорте обычно выводятся в бювет (источник или специальный водопровод от источника к бювету). Кроме того, осуществляется их розлив в бутылки, продающиеся в аптеках, магазинах, на курортах, где минеральных вод такого типа нет.

Лечебное действие минеральных вод питьевого назначения проявляется по активности их ионного состава или по действию специфических биологически активных микрокомпонентов. Очень важно при их применении знать их кислотность (рН). Этот показатель учитывается при лечении конкретного больного.

Воды бальнеологического назначения (М > 10,1 г/л) подразделяются на:

Ø высокоминерализованные, М = 10,1-35 г/л;

Ø рассольные, М = 35,1-150 г/л;

Ø крепкие рассолы, М > 150 г/л;

Ø очень крепкие рассолы, М > 600 г/л (их обычно разбавляют пресной водой до нормальной минерализации).

Бальнеотерапия. При отпуске ванн на организм человека действуют химический состав воды, ее температура, механический фактор - гидростатическое давление воды, которое может быть усилено гидромассажем (подводный душ-массаж, виброустановки и каскады в бассейнах).

Лечебные ванны назначаются при заболеваниях сердечно-сосудистой и нервной систем, опорно-двигательного аппарата, эндокринной системы, кожи, гинекологических и др.

Температура воды имеет значение для сохранения в воде растворенных в ней газов (чем выше температура, тем быстрее газы улетучиваются). По температуре природные минеральные воды подразделяют на:

Ø холодные, t < 20 о C;

Ø теплые, t = 21-36 о C;

Ø горячие (термальные), t = 37-42 о C;

Ø очень горячие (высокотермальные), t > 42 о С.

В природе встречаются выходы высокотермальных вод, температура которых достигает более 90 о С. В санаторной практике при отпуске ванн допускается температура не выше 38 о С.

Очень опасно заниматься самолечением в источниках высокотермальных минеральных вод. Бесконтрольное использование может быть причиной серьезных заболеваний.

Характеристики самых распространенных минеральных вод приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Основные типы минеральных вод

Минеральный состав питьевой воды

Вода пригодна для питья, если ее общая минерализация не превышает 1000 мг/л. Очень малая минерализация воды (до 100 мг/л) тоже ухудшает ее вкус, а вода, лишенная солей – дистиллированная, вредна для человеческого организма, так как ее употребление нарушает пищеварение идеятельность желез внутренней секреции. В соответствии с гигиеническими требованиями к качеству воды суммарная минерализация не должна превышать величины 1000 мг/л. По согласованию с органами санэпиднадзора для водопровода, подающего воду без соответствующей обработки (например, из артезианских скважин), допускается увеличение минерализации до 1500 мг/л.

Обычно говорят: чистая вода – залог здоровья. Вкусной воды в природе много, но идеально чистой нет и быть не может. Вода – один из лучших растворителей, поэтому капли дождя или снега до того как попасть на землю обогащаются азотом, кислородом, углекислотой, пылью и другими компонентами, находящимися в атмосфере. Так, в одном из самых чистых районов, в Енисейском секторе Арктики, вдали от Ледовитого океана в 1л воды, полученной из снега, содержится в среднем 93 мг минеральных солей, кислорода, натрия и серы. Даже дистиллированная вода аптек и лабораторий не является идеально чистой. Известный ученый Ф. Кольрауш 42 раза перегонял воду в специальном стеклянном сосуде при пониженном давлении, но идеально чистой воды так и не получил из-за проникновения из воздуха примесей углекислоты, кислорода и азота.

К настоящему времени установлено, что вода с повышением содержания хлоридов и сульфатов, помимо неприятного привкуса, приобретает и способность отрицательно влиять на функции системы пищеварения.Повышенное содержание кальция способствует камнеобразованию в почках и мочевом пузыре. Последние исследования показали, что длительное использование для питья вод хлоридно-сульфатного класса с минерализацией, повышенной до 3 г/л, весьма отрицательно влияет на течение беременности и родов, на плод и новорожденного, на гинекологическую заболеваемость.

Сравнительные данные о ПДК минеральных солей и некоторых металлов, действующих в разных странах, приведены в табл. 5.6.

Таблица 5.6 – ПДК некоторых химических веществ в питьевой воде, мг/л

Содержание в питьевой воде большого количества растворимых кальциевых и магниевых солей не только отрицательно влияет на вкус, но и обусловливает ее жесткость. Жесткая вода неблагоприятна во многих отношениях: в ней труднее развариваются овощи и мясо, уменьшается их питательная ценность, резко ухудшается моющая способность и возрастает расход мыла. Жесткая вода образует накипь, которая портит чайники и котлы и засоряет водопроводные трубы. По последним научным данным, употребление жесткой воды способствует развитию ряда заболеваний. Так, при избыточном содержании в питьевой воде солей кальция и магния нарушается коллоидно-кристаллоидное равновесие мочи, что способствует возникновению мочекаменной болезни. В реальных жизненных условиях заболевание мочекаменной болезнью чаще всего, вероятно, вызывается не какой-либо одной причиной, а несколькими. Однако солевой состав питьевых вод – один из факторов, способствующих развитию этой болезни. Положительная рольжесткой питьевой воды – это меньше случаев инфаркта и приступов гипертонии.

Общая жидкость воды определяется суммой концентраций ионов кальция (кальциевая жидкость) и ионов магния (магниевая жесткость воды) . Она складывается из карбонатной (временной, устраняется кипячением) и некарбонатной (постоянной) жесткости воды. Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов Са и Mg, вторая – наличием сульфатов, хлоридов, нитратов, фосфатов и силикатов этих металлов. При кипячении в течение 1 часа гидрокарбонаты Са и Mg разлагаются

и жесткость воды при этом уменьшается. Поэтому иногда принимают термин «временная жесткость», понимая под этим присутствие гидрокарбонатов, удаляемых из воды при ее кипячении. Оставшаяся после кипячения жесткость воды называется постоянной жесткостью.

В Украине и России жесткость воды выражают в молях на 1м 3 . Числовое значение жесткости, выраженное в моль/м 3 , равно числовому значению жесткости, выраженному в мг-экв/л. Один моль на м 3 соответствует массовой концентрации эквивалентов ионов кальция (1 / 2 Са +2) 20,04 г/м 3 и ионов магния (1 / 2 Mg +2) 12,15 г/м 3 . Общая жесткость Ж об складывается из кальциевой и магниевой жесткости, т.е. суммарной концентрации в виде ионов Са +2 и Mg +2:

.

(5.1)

Жескость воды, умягченной для питания паровых котлов высокого давления, выражают в мкг-экв/л (1 мкг-экв = 0,001 мг-экв).

В других странах жесткость воды измеряют в градусах жесткости. Так, в Германии 1 0 жесткости выражает содержание 0,01г СаО в 1л воды; в Великобритании жесткость воды измеряют в градусах жесткости, выражающих содержание СаСО 3 в гранах (1 гран=0,0648г) в 1галлоне (4,546л) воды; во Франции 1 0 жесткости равен 1г СаСО 3 в 100000г воды. Сравнительные данные о единицах измерения жесткости воды в разных странах приведены в табл. 5.7.

Таблица 5.7 – Сравнительные данные о единицах жесткости воды

Величина общей жесткости в питьевой воде не должна превышать 7мг. экв/л; лишь в некоторых случаях по согласованию с Главным государственным санитарным врачом для конкретной системы водоснабжения допускается общая жесткость воды до 10 мг- . экв/л.

Жесткость воды колеблется в широких пределах. Вода с жесткостью менее 4мг-экв/л считается мягкой, от 4 до 8мг-экв/л – средней жесткости, от 8 до 12мг-экв/л – жесткой и выше 12мг-экв/л – очень жесткой. В поверхностных водоисточниках, где преобладает, как правило, карбонатная жесткость (до 70% от общей), а магниевая жесткость обычно не превышает 30% (реже 60% от общей: Донбасс, Кривой Рог), наибольшего значения жесткость воды достигает в конце зимы, наименьшего – в период паводка. В подземных водах жесткость воды более постоянна и меньше изменяется в течение года.

Жесткость морской воды: Черного моря – кальциевая 12мг-экв/л, магниевая 53,5мг-экв/л, общая 65,5мг-экв/л; океанов – кальциевая 22,5мг-экв/л, магниевая 108мг-экв/л, общая 130,5мг-экв/л.

В настоящее время на большом статистическом материале показано существование корреляционной связи между сердечно-сосудистыми заболеваниями и жесткостью питьевой воды: чем мягче питьевая вода, тем больше вероятность заболевания населения сердечно-сосудистыми заболеваниями . В частности, в США и Канаде установлено, что среди населения, потребляющего мягкую питьевую воду, содержащую менее 75 мг/л кальция, смертность на 15…20% выше, чем среди населения, потребляющего жесткую воду. Для Великобритании эта разница составляет 40%.

Следует отметить, что общепринятой точки зрения на механизм воздействия жесткости питьевой воды на деятельность сердечно-сосудистой системы нет: разные исследователи оценивают действия этого механизма неодинаково, расходятся они также во мнении о степени опасности мягкой питьевой воды для здоровья человека.

Существует несколько групп гипотез, объясняющих механизм действия качества питьевой воды на функции сердечно-сосудистой системы человеческого организма.

Согласно первой группе гипотез , жесткая вода обладает определенными защитными свойствами, связанными с наличием катионов магния и кальция в питьевой воде. По этой гипотезе, увеличение содержания кальция в воде препятствуетобразованию в организме холестерина, магний же препятствует накоплению в артериях липидов и обладает также антикоагуляционными свойствами, что способствует уменьшению вероятности тромбозов.

Так, при эпидемиологическом обследовании населения, употребляющего воду с низким содержанием магния (штат Огайо, США), обнаружены более высокая заболеваемость коронарной болезнью, а также случаи внезапной смерти по сравнению с районами, где население употребляет воду с нормальным содержанием данного микроэлемента. Содержание магния в миокарде людей, умерших от сердечных приступов, было пониженным на 12...15%.

Опубликованы данные, согласно которым при жесткости воды 7 мг-экв/л в организм поступает дополнительно 27% магния. В пользу роли «водного магния» свидетельствует лучшая усвояемость его из воды (до 60%) по сравнению с пищей пищи (30%). С учетом этого, данные о роли магния жестких вод в снижении сердечно-сосудистой патологии приобретают особое значение.

Вторая группа гипотез утверждает, что в жесткой воде содержится большее количество других элементов (помимо Mg и Ca), выполняющих защитные функции. В числе таких элементов, прежде всего, называются литий и ванадий, а также марганец и хром. Ванадий по некоторым данным, препятствует образованию холестерина, литий может способствовать улучшению кровообращения в венозных сосудах сердца.

Третья группа гипотез указывает на то, что мягкая вода из-за своих коррозионных свойств содержит большее количество металлов, отрицательно сказывающихся на работе сердечно-сосудистой системы. В числе таких металлов исследователи называют кадмий, свинец, медь и цинк. Кадмий и свинец, по-видимому, способствуют росту кровяного давления.