Общая характеристика минеральной воды

Основным богатством и главными лечебными средствами на территории Кавказских Минеральных Вод являются минеральные источники. Более 300 целебных минеральных источников сосредоточено в этом уникальном уголке, опоясанном живописным кольцом Кавказских гор. Суммарные эксплутационные запасы минеральных вод здесь оцениваются в 19,5 тыс. м3 в сутки. По разнообразию минеральных вод региону нет равных не только в России, но и во всем мире. На КМВ сейчас действуют более 40 заводов по розливу минеральной воды. На протяжении последних семи лет промышленный розлив минеральной воды поднялся от 200 миллионов литров в 2001 году до 380 миллионов в 2007 году.

Следует отметить, что геоэкологическая ситуация вызывает серьезные опасения. Так, минеральные воды источника «Нарзан» в Кисловодске по бактериологическим показателям в более чем в 85% проб не отвечают требованиям ГОСТа; это вызывает необходимость использования воды после предварительного обеззараживания, что снижает ее лечебные качества. Сегодня существуют проблемы добычи минеральных вод на Пятигорском и Железноводском курортах. Давно назрела проблема создания на КМВ единого аналитического центра комплексного экологического мониторинга, который в настоящее время ведется самыми различными ведомствами и организациями.

Целью данной работы является изучение минерального состава, выявление лечебных свойств и воздействия на организм человека воды минеральных источников Кавказских Минеральных Вод, формирование чувства ответственности за экологическую безопасность по сохранению уникальных природных лечебных факторов особо охраняемого эколого-курортного региона Российской Федерации, который по своим природно-лечебным ресурсам не имеет аналога на Евро-Азиатском континенте.

ОСНОВОПОЛАГАЮЩИЙ ВОПРОС: Кому угрожает опасность?

ОТВЕТИВ НА ВОПРОС, НЕОБХОДИМО ПОКАЗАТЬ:

Всем. Разве вы не видите, что перед вами весы, на одной чаше которых ваше могущество, на другой – ваша ответственность.

Методы исследования: описательный, сравнительный, исторический, статистический,

Интернет ресурсы

Практическая значимость работы: материалы могут использоваться при проведении уроков по химии, биологии, а также как учебное пособие для проведения классных часов, уроков краеведения в школе.

Мифы и легенды донесли до нас с самых отдаленных времен свидетельства того, что водами целебных источников пользовались с незапамятных времен. Древние греки, например, верили, что силу свою богатырскую Геракл обрел, выкупавшись в волшебном источнике Кавказа, поэтому мифического героя одно время даже считали покровителем целебных вод.

В античные времена греки сооружали у целебных источников святилища, посвященные богу Асклепию (римляне в подобных же местах возводили храмы в честь Эскулапа). В Греции археологи обнаружили развалины древней водолечебницы, построенной примерно в VI веке до н. э. Остатки древних бань встречаются и у нас на Кавказе, где не только купались, но и лечились минеральными водами. От поколения к поколению передавались устные предания о чудодейственных свойствах вод, бьющих здесь из-под земли. Об этом говорят и названия многих источников. Так, «Нарзан» («Нарт-сана») в переводе с балкарского значит «богатырский напиток».

Лечебная сила подземных вод была для древних людей загадкой. Ее приписывали порой каким-то таинственным созданиям, якобы обитавшим в источниках. Однако были предприняты и научные попытки объяснить действенность минеральных вод. Греческий врач Архигенес, живший в I веке н. э. , одним из первых в мире утверждал, что секрет подземных вод — в их составе. Он даже занялся систематизацией вод, разделив их на четыре группы: щелочные, железистые, соленые и сернистые.

Около двух тысяч лет прошло с тех пор. Сегодня никто не сомневается, что сила этих вод обусловлена содержащимися в них веществами. Одни вещества содержатся в минеральных водах в виде ионов, другие в виде недиссоциированных молекул, третьи представляют собой коллоидные частицы. Разумеется, различные минеральные воды отличаются друг от друга и набором составных частей и их соотношением. Одни из этих «живых вод» пригодны для питья, другие для лечебных ванн.

История изучения и использования минеральных вод России связана с именем Петра I. По его приказу на Марциальных (железистых) водах в Заонежье был построен первый водолечебный курорт в России. Сам Петр I неоднократно лечился этими водами и по его же приказу были составлены и первые «Правила докторские, как при оных водах поступать».

Минеральный состав. Итак, лечебные свойства минеральных вод определяются прежде всего тем, сколько в них содержится солей. Эта характеристика называется минерализацией и чрезвычайно многообразна. К примеру, в минеральной воде «Дарасун» имеется всего 2г солей на 1л, в знаменитом «Нарзане» — 4г. Эта группа минеральных вод называется лечебно-столовые воды (минерализация в пределах 2—8 г/л). Такие воды можно иногда использовать и как столовые напитки. Наряду с увеличением концентрации солей существенно изменяются свойства и назначение минеральных вод. В 1л хорошо известной всем воды «Ессентуки № 17" около 12г солей, минерализация «Баталинской» составляет 20 г/л. Эти минеральные воды оказывают на организм человека весьма сильное действие, поэтому они относятся к группе лечебных. Пьют их по назначению врача и в строго оговоренном количестве. На этикетке, приклеенной на бутылку с минеральной водой, обычно указан химический состав воды и количество основных составных частей. Растворенные соли представлены электрически заряженными частицами — ионами. Как известно, ионы могут нести положительный или отрицательный заряды, и, в зависимости от этого, называются либо катионами, либо анионами.

По ионно-солевому и газовому составу, физическим свойствам и лечебному применению природные минеральные воды в бывшем СССР, а ныне в Российской Федерации подразделяют на восемь основных бальнеологических групп:

I - без специфических компонентов;

II - углекислые;

III - сульфидные (сероводородные);

IV - железистые, мышьяковистые и "полиметальные" с повышенным содержанием нескольких компонентов - марганца, меди, свинца, цинка, алюминия и др. ;

V - бромные, йодо-бромные и йодные, борные;

VI - радоновые (радиоактивные);

VII - кремнистые термальные;

VIII - слабоминерализированные - с высоким содержанием органического вещества (типа Нафтуси).

Приведенные группы минеральных вод используются в различных масштабах, при разных заболеваниях как путем внутреннего (питье), так и наружного (ванны, душ) применения, или для того и другого вместе.

На Кавказских Минеральных Водах имеются представители натуральных минеральных вод почти всех бальнеологических групп. Есть предпосылки для открытия новых типов вод.

Основные элементы и лечебные свойства минеральной воды.

Кальций (Са2+) обладает противовоспалительным действием, обезвоживает ткани, укрепляет кости.

Магний (Мg2+) хорошо усваивается организмом, снижает кровяное давление, способствует уменьшению спазмов желчного пузыря, снижает уровень холестерина в крови и в желчи, благотворно влияет на нервную систему, вызывает в сочетании с сульфатом слабительный эффект.

Натрий (Na+) хорошо всасывается в пищеварительном тракте, участвует в водном обмене организма. Натрий в сочетании с калием (К+) поддерживает необходимое давление в тканевых и межтканевых жидкостях организма. Помимо этого, калий участвует в обмене натрия и кальция и необходим для действия многих ферментов в организме человека. Он обладает также мочегонным действием.

Гидрокарбонат (НСО3-), попадая в желудок, реагирует с желудочным соком и выделяет углекислоту, стимулируя тем самым секреторную деятельность желудка.

Сульфат (SО42-) снижает желудочную секрецию и ее активность, а в сочетании с магнием вызывает слабительный эффект.

Хлор (CI-) влияет на выделительную функцию почек.

Перечисленные выше компоненты содержатся практически во всех подземных водах в большом количестве (кроме ультрапресных), иногда до нескольких граммов на литр. Поэтому они называются макрокомпонентами.

Все разнообразие минеральных вод в значительной степени создано различными комбинациями этой великолепной шестерки! Так, например, группа, в которой преобладают ионы гидрокарбонатные и ионы натрия, так и называется группа гидрокарбонатных натриевых вод. В обиходе их еще именуют по старинке - содовые, или щелочные.

Если ионы натрия сочетаются с ионами хлора, то вода относится к группе хлоридных натриевых, или соленых, минеральных вод. Комбинация натрия, хлора и гидрокарбоната дает группу гидрокарбонатно-хлоридных натриевых минеральных вод (их еще называют "соляно-щелочными"): "Ессентуки № 4", "Ессентуки № 17". А вот "Нарзан" содержит четыре основных иона: магний, кальций, гидрокарбонат и сульфат, поэтому он называется "сульфатно-гидрокарбонатная магниево-кальциевая минеральная вода". Двуокись углерода, или угольный ангидрид, или то, что мы привыкли называть "углекислый газ" - делает минеральную воду приятной на вкус; газированная вода лучше утоляет жажду. Можно сказать, что именно благодаря углекислому газу в гигантских подземных лабораториях происходит образование многих целебных минеральных вод: растворенный углекислый газ действует на окружающие породы, в результате чего и образуются гидрокарбонаты кальция, магния и натрия. СО2 обязаны своим рождением такие замечательные воды, как "Нарзан", "Ессентуки", "Боржоми" и многие другие.

Углекислый газ нужен и для стабилизации химического состава минеральных вод, поэтому перед разливом в бутылки воду еще дополнительно насыщают двуокисью углерода для сохранения ее целебных свойств.

Можно с полной уверенностью утверждать, что кроме упомянутых основных шести ионов в минеральных водах присутствует почти вся таблица Менделеева. Те элементы, которые содержатся в очень небольших количествах, именуются микроэлементами и даже ультрамикроэлементами. Среди них железо, кобальт, молибден, мышьяк, фтор, марганец, медь, йод, бром, литий.

Мышьяк (As) в допустимых дозах благоприятно действует на организм человека, хорошо переносится желудком и быстро всасывается, улучшает аппетит, перистальтическое движение кишок становится энергичнее, несколько повышает работу сердца, улучшает кровообращение и состав крови, благоприятно действует на кожу.

Железо (Fе3+) входит в состав гемоглобина и дыхательных ферментов клеток, играет активную роль в передаче кислорода тканям. Его недостаток в организме, как правило, ведет к анемии.

Медь (Си2+) играет заметную роль в процессах кровотечения. С недостатком меди в организме нередко связывают малокровие у детей, беременных женщин. Участвует в процессах перевода всасывающегося из кишечника железа в гемоглобин.

Цинк (Zп2+) участвует в ферментах, обеспечивающих нормальный обмен углекислоты и кислорода в тканях, оказывает влияние на деятельность половых желез и гипофиза.

Кобальт (Со), марганец (Мn), молибден (Мо) и некоторые другие тяжелые металлы усиливают всасывание железа в желудочно-кишечном тракте и стимулируют кроветворение. Они необходимы для нормального функционирования ферментных систем организма.

Йод (I-) используется при лечении и для профилактики атеросклероза, при хронических, склеротических и рубцующихся процессах, как отхаркивающее средство. Он играет важную роль в обмене веществ, в окислительно-восстановительных процессах, в частности, в активизации щитовидной железы.

Бром (Br-) участвует в регулировании нервной высшей деятельности, усиливает тормозные процессы, нормализует функцию коры головного мозга.

Фтор (F-) является важным элементом для организма. Его отсутствие, равно как и избыток, приводит к выраженным нарушениям, особенно отчетливо проявляющимися в заболеваниях костей и зубов.

Фосфор (Р) - один из стройматериалов для костей и зубов. Он выполняет важные энергетические функции.

Литий (Li+) - элемент из группы щелочных металлов. Соли лития предложены давно для лечения подагры и растворения почечных камней.

Следует подчеркнуть, что ряд микроэлементов имеет точно установленное токсическое действие на организм человека, поэтому для них в природных минеральных водах, используемых для внутреннего потребления, Государственным стандартом 13273-88 и другими нормативными документами устанавливаются ограничения.

Железо содержится во многих минеральных водах Сибири и Кавказа. Если содержание железа достигает 20 мг/л, то воду уже считают "железистой" и назначают людям, страдающим малокровием.

Мышьяк - вещество с ярко выраженными токсическими и фармакологическими свойствами. Минеральные воды, содержащие от 0,7 мг/л мышьяка и выше, оказывают специфическое лечебное действие и относятся к минеральным мышьяковистым водам.

Среди питьевых минеральных вод есть также бромные. (Как известно, бром применяют при лечении расстройств нервной системы. ) Чем ниже минерализация воды и чем меньше в ней хлоридов, тем более выражено проявляется действие брома на организм человека. Иод является важным микроэлементом и играет большую роль в работе щитовидной железы. Питьевые минеральные воды содержат еще и органические вещества. Органический состав минеральных вод еще в очень многом до сих пор не исследован.

По химическому составу различается шесть классов минеральных вод: гидрокарбонатные, хлоридные, сульфатные, смешанные, биологически активные и газированные. По температуре минеральные воды подразделяются на холодные (до 20 °С), субтермальные (20-37 °С), термальные (37- 42 °С) и гипертермальные (свыше 42 °С).

Технология бутылочного розлива минеральных вод обязательно включает фильтрацию через асбестовые, пластинчатые или керамические фильтры, насыщение углекислым газом до 0,3- 0,4 %. По требованиям государственного стандарта, минеральная вода - это бесцветная жидкость, без посторонних, несвойственных ей запахов и привкусов. Разливают минеральную воду на мощных автоматических и полуавтоматических линиях, в бутылки. На каждой бутылке должна быть наклеена этикетка с указанием даты выпуска и описанием воды.

Следует отметить, что нельзя ожидать от лечебных минеральных вод какого-то чудодейственного влияния. При правильном применении их, при одновременном соблюдении диеты и общего режима, при исключении излишне раздражающих моментов (в первую очередь алкоголя) потребление минеральных вод дает хорошие результаты.

Минеральные воды, разлитые в бутылки, находят, однако, все большее применение в качестве столовых вод. Объясняется это их приятным вкусом, насыщенностью углекислым газом и рядом других преимуществ перед пресной водой. При обильном потоотделении наш организм теряет с потом значительное количество солей. Потребление пресной воды не возмещает этих потерь, по этой причине может происходить нежелательное обеднение организма солями. Установлено, что рабочие горячих цехов меньше потеют при утолении жажды подсоленной, а не пресной водой. А ведь минеральная вода и есть такая подсоленная вода, но только в состав ее, кроме поваренной соли, входят и другие необходимые организму соли. Не говоря уже о том, что санитарное состояние минеральной воды, разлитой в бутылки, всегда безупречно.

Основным условием использования минеральных вод в качестве столовых является их невысокая минерализация, так как применение высокоминерализованных вод может привести к нежелательным результатам. Учитывая действия на организм минеральных вод, можно полагать, что в качестве столовых вод следует использовать воды Хлоридно-натриевого типа с минерализацией не выше 4- 4,5 г/л; для гидрокарбонатных вод этот предел составляет около 6 г/л, а для вод смешанного состава он находится между указанными значениями. Разумное пользование минеральными столовыми водами оказывает благотворное влияние на организм.

Основные питьевые природные минеральные воды района Кавказских Минеральных Вод.

«Баталинская» — горькая высокоминерализованная вода с большим содержанием сернокислого магния и сернокислого натрия, известна как весьма эффективное слабительное средство. Отличается своим мягким действием и не вызывает болезненных ощущений. Источник — близ ст. Иноземцево, в 9км от Пятигорска

Ессентуки» — общее название группы лечебных и столовых минеральных вод, нумерация которых осуществляется соответственно источникам происхождения, находящимся в Ставропольском крае, на курорте Ессентуки.

«Ессентуки - 4» — углекислая гидрокарбонатно-хлоридно-натриевая лечебная вода средней минерализации. Рекомендуется при болезнях желудка, кишечника, печени, желчного пузыря, мочевыводящих путей. Благоприятно влияет на обменные процессы, вызывая сдвиг кислотно-щелочного равновесия в щелочную сторону.

«Ессентуки №17» — углекислая гидрокарбонатно-хлоридная натриевая вода повышенной минерализации. Применяется с большим успехом при тех же заболеваниях, что и «Ессентуки № 4» (кроме заболеваний мочевыводящих путей), а иногда и совместно с ней.

«Ессентуки №20» — столовая минеральная вода, относящаяся к типу маломинерализованных сульфатных гидрокарбонатных кальциево-магниевых вод. Горько-соленая на вкус, с кисловатым привкусом углекислоты.

«Лысогорская» — сульфатно-хлоридная натриево-магниевая вода повышенной минерализации, подобно минеральной воде «Баталинская», является эффективным слабительным средством. Источник находится в 22 км от курорта Пятигорск. По химическому составу близка к «Баталинской», однако отличается от нее меньшей минерализацией и значительно большим содержанием ионов хлора.

"Машук № 19" — хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатная натриево-кальциевая термальная минеральная вода средней минерализации. По составу она довольно близка к воде источника курорта Карловы Вары в Чехословакии. Буровая находится на горе Машук на Пятигорском курорте. Является хорошим средством при заболеваниях печени и желчевыводящих путей, а также при заболеваниях органов пищеварения.

«Нарзан» — углекислая гидрокарбонатно-сульфатная кальциево-магниевая минеральная вода, завоевавшая мировую славу. Отличный освежающий столовый напиток. Хорошо утоляет жажду и способствует хорошему аппетиту. Может использоваться для лечения ряда заболеваний. Будучи хорошо насыщен углекислым газом, «Нарзан» усиливает секреторную деятельность пищеварительных желез. Значительное содержание двууглекислого кальция делает эту воду напитком с противовоспалительным и спазмолитическим действием. «Нарзан» благотворно влияет на деятельность мочевыводящих путей. Источники находятся в Кисловодске

Славяновская» — углекислая гидрокарбонатно-сульфатная натриево-кальциевая вода невысокой минерализации. Температура ее при выходе на поверхность 38—39 °С. Весьма эффективна при лечении многих заболеваний желудочно-кишечного тракта.

«Смирновская» — по химическому составу и минерализации близка к воде Славяновского источника. Отличается от нее более высокой температурой (55 °С) и более высоким содержанием естественной углекислоты. Показания для лечения минеральной водой «Смирновская» те же, что и для «Славяновской». И ту и другую можно использовать в качестве столового напитка.

«Железноводская» - гидрокарбонатно-сульфатная, кальциево–натриевая лечебно-столовая минеральная вода. Эффективна при лечении болезней обмена веществ и пищеварительного тракта

«Новотерская целебная»- углекислая лечебно- столовая минеральная вода добывается в п. Новотерском Минераловодского района. Эффективна при лечении болезней обмена веществ и пищеварительного тракта.

«Нагутская» - гидрокарбонатная натриевая лечебно-столовая минеральная вода. Эффективна при лечении болезней обмена веществ и пищеварительного тракта.

Кавказские Минеральные Воды (Пятигорск, Кисловодск, Ессентуки, Железноводск) являются уникальным особо охраняемым эколого-курортным регионом Российской Федерации, который по своим природно-лечебным ресурсам не имеет аналога на Евро-Азиатском континенте. За редкое разнообразие минеральных источников, сосредоточенных на небольшой площади вокруг горы Машук, Пятигорск иногда называют природным музеем минеральных вод. Отпуск минеральной воды для питьевого лечения на Пятигорском курорте организован в 2 галереях и 6 бюветах, расположенных в зонах сосредоточения здравниц и лечебниц. Здесь отпускаются углекисло-сероводородные, углекислые и соляно-щелочные воды.

Новая, или Центральная, галерея

Галерея построена в 1972 г. В ней ежедневно получают питьевое лечение более 5 тыс. человек. Галерея располагает 3 павильонами, к которым подведены минеральные воды 3 типов: углекислые, углекисло-сероводородные пятигорского типа и типа Ессентуки № 17.

Академическая галерея

(бывшая Елизаветинская)— одна из старейших питьевых галерей построена в 1847—1849 гг. по проекту С. И. Уптона. В правом крыле галереи были оборудованы «Тевиевские ванны», в левом — зал для отдыха. В 1925г. в честь 200-летия Академии наук СССР Елизаветинская галерея была переименована в Академическую.

В мае 1962г. в боковых залах были открыты питьевые бюветы. В настоящее время в Академическую галерею подается углекисло-сероводородная вода основного пятигорского типа.

Лермонтовский бювет - оригинальное современное сооружение, гармонично вписывающееся в архитектурный ансамбль, включающий санаторий МО России, мемориал воинской славы. К бюветам подведены углекислые воды скв. № 19 — «Горячий нарзан» и скв. № 35 — типа Ессентуки № 4.

Бювет источника № 2 находится на северном склоне горы Горячей со стороны парка Цветник, рядом с гротом Дианы. Павильон выложен внутри метлахской плиткой, в нем отпускается углекисло-сероводородная вода Лермонтовского источника № 2 для питья, а также полоскания рта, десен и орошения кожи.

Бювет источника № 4 расположен на юго-западном склоне горы Машук, рядом с бюветом источника № 7. Для питьевых целей используется теплый нарзан скв. № 4.

Бювет источника № 7 им. И. П. Павлова находится на юго-западном склоне горы Машук. Сооружен в 1956 г. К бювету подведена вода скв. № 7 — теплый нарзан.

Бювет источника № 14 расположен у Пушкинских ванн, предназначен для отпуска минеральной воды типа Ессентуки № 17 (скв. № 14).

Бювет источника № 20 им. И. И. Володкевича, выполнен из стекла и металлических конструкций. В бювете отпускаются углекисло-сероводородная вода Ессентукского типа и холодный нарзан.

Кавказские Минеральные Воды! Удивительный уголок России.

« Все целебные свойства различных заграничных минеральных вод можно с полной уверенностью приписать водам Кавказа и неведомо на земном шаре место, где можно было бы исцелить большое число недугов, нежели на Кавказских Водах. Кажется, что природа поместила их здесь между Европой и Азией»

Проф. Ф. П. Гааз, 1811г.

Однако немалую тревогу вызывают экологические проблемы. Это утилизация радиоактивных отходов давно закрытого уранового производства в районе гор Бештау и Бык. Уже более трех десятилетий требуют рекультивации нарушенные карьерами строительных материалов природные ландшафты на горах Кинжал, Змейка и других объектах. Экологической безопасности угрожает неуправляемая и безсистемная застройка в последние годы «зон покоя» в водоохранных зонах региона и на склонах долины реки Подкумок. Идет вырубка лесов. Такие действия могут спровоцировать опасные геологические процессы – оползни, подтопления, затопления, по некоторым источникам землетрясения.

Озабоченность вызывает также захламление водоохраной и прибрежной зон нашей главной водной артерии – реки Подкумок, городских озер и лесных массивов. Нагромождения строительного мусора и бытовых отходов, с одной стороны, портят красоту пейзажа и ландшафтов, с другой – загрязняют почвы, речные и подземные воды.

Недра очень чувствительно реагируют на то, что происходит на земной поверхности, в каком экологическом состоянии она находится. Ведь основным источником возобновления подземных вод, в том числе минеральных, являются дожди и талые снега. Просачиваясь по порам, пустотам и трещинам, дождевые воды увлекают за собой в растворенном виде полезные и вредные вещества. Разумеется, в загрязненных местах не может быть и речи о чистоте вод. По этой причине ручьи и реки региона « грязные» и «очень грязные». Вода многочисленных родников становится непригодной для питья.

Виновником такого пагубного результата являемся мы, наша низкая экологическая культура, равнодушие и эгоизм по отношению к природе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изречение, высеченное на пирамиде Хеопса. (27 в. до н. э. ), предостерегает нас «Люди погибнут от неумения пользоваться силами природы и незнания истинного мира».

На жителях Кавказских Минеральных Вод лежит огромная ответственность за экологическую безопасность нашей лечебно- оздоровительной местности и сохранение уникальных природных лечебных факторов.

Необходим срочный вынос объектов, размещенных в охранных зонах месторождений минеральных вод.

Остро стоит вопрос о проведении оздоровительных работ по облесению зон питания минеральных источников.

Необходимо поднять качество государственного мониторинга геологической среды, систематически проводить исследования современного состояния природных ресурсов, выработать систему мер по их рациональному использованию, ликвидировать аварийные скважины.

Воспитывать готовность каждого человека конкретными делами защитить природу.

С этой целью учащиеся нашей школы и других школ города, студенты принимают участие в мероприятиях по благоустройству и наведению эколого-санитарного порядка на территории Кавминвод. Такие акции как «Посади дерево», «День птиц», «Чистая земля», «Здоровый лес», «Береги первоцветы», большая экологическая акция по очищению от мусора прибрежной полосы озера Тамбукан и другие – небольшой, но практический вклад в деле охраны природы уникального региона России – Кавказских Минеральных Вод.