Особую ценность представляют , химический состав которых позволяет отметить их пользу для человеческого организма по сравнению с любой другой водой.

Понятие минеральных вод

Минеральными водами называются сложные растворы химических веществ (преимущественно солей и микроэлементов), содержание которых представлено ионами, недиссоциированными молекулами, газами, коллоидными частицами. Содержание в природой данной воде солей, микроэлементов и биологически активных компонентов определяет ее бальнеологическое значение, а потому источники используют в рамках санаторно-курортного лечения, вода применима для ванн и душей, ингаляций и полосканий и, конечно же, для приема внутрь.

Лечебными принято считать такие , физические и химические особенности которых определяют целебное воздействие на человеческий организм. Это в основном объясняется содержанием в воде малого, но достаточного количества компонентов. Натрия хлорид, бром, йод, бор и т.д. принято считать физиологически активными или специфическими веществами, оказывающими терапевтически активное воздействие на функционирование живого организма.

Потребление воды вовнутрь выдвигает ряд некоторых требований к ее составу. Вопреки тому, что лечебным считается только такой прием продукта, который контролируется специалистами, а не производится самостоятельно, и сам продукт должен соответствовать и потребностям организма, и его индивидуальным особенностям. Предназначенными для питья минеральными водами считаются добытые из водоносных горизонтов или комплексов. Последние должны быть защищёны от антропогенного воздействия, что позволяет сохранить естественный химический состав воды и относить ее при этом к пищевым продуктам. Лечебно-профилактическое действие определяется повышенной минерализацией или повышенным содержанием определённых биологически активных компонентов. Для продажи минеральная вода разливается в бутылки, часто искусственно газируется. Около источников минеральной воды иногда устраивают питьевые фонтанчики. Такая вода оказывает действие на пищеварительный тракт в частности и на общее здоровье в целом.

Наружное потребление минеральных вод оказывает общеукрепляющее и оздоравливающее действие, кроме того, производится местное воздействие вод на полые и наружные органы. Наружное применение заключается в купаниях в открытых источниках и бассейнах, приеме ванн и душей, проведении сеансов ингаляций, орошений, промываний. Актуально при заболеваниях все того же желудочно-кишечного тракта, носоглотки и верхних дыхательных путей, органов мочеполовой, эндокринной и кровеносной систем, опорно-двигательного аппарата.

Признаки и критерии оценки минеральных вод

Минеральные воды оценивают по ряду признаков, определяющих их состав, а значит и воздействие на организм. К внешним признакам относят вкус, запах, цвет:

• содержание в воде сероводорода можно установит по характерному запаху, ощутимому на весьма значительных расстояниях, а углекислые воды отличаются спонтанным, но бурным выделением газа в источниках;
• вкус минеральных вод отличается разнообразием - от нейтрального до соленого и горчащего, что опять же обусловлено химическим составом воды;
• цвет может быть оценен относительно применяющихся наружно минеральных вод, по содержанию в источниках железистых, кремнистых, известковых, фтороносных отложений, что характерно, соответственно, для железистых, кремнистых, углекислых/кальциевых, фтористых вод.

Природные минеральные воды вырабатываются соответственной температуры, кроме того, в ходе обработки она может изменяться. Более высокая температура способствует растворению солей, но такая вода отличается меньшим содержанием газов. При низких градусах образовывается газированная, но менее соленая вода. Холодными минеральными водами принято считать с температурой ниже 20°С, теплыми - 20-35°С, горячими - 35-42°С, более того - очень горячими.

Признаком лечебных минеральных вод считается уровень кислотности с показателем рН=6,8-8,5. Химический и газовый состав воды становится отдельным показателем, различают содовые, сульфатные, хлоридные, йодистые, бромистые воды.

К остальным критериям лечебных минеральных вод относятся:

• общая минерализация вод, то есть количество растворенных в ней веществ;
• ионный состав минеральных вод;
• газовый состав минеральных вод;
• содержание минеральных и органических микроэлементов;
• радиоактивность минеральных вод;
• температура минеральных вод;
• кислотность минеральных вод или их активная реакция вод.

Классификация минеральных вод

Классификация минеральных вод не отличается комплексностью, то есть в основу выделения отдельных групп возлагаются самые разнообразные критерии, но самые популярные классификации базируются на особенностях химического и газового состава минеральных вод, во внимание принимается количественные и качественные характеристики содержания ионов, микроэлементов, газов.

Самая обширная классификация минеральных вод представлена разделением на шесть так называемых бальнеологических групп:

• воды без специфических компонентов и свойств - лечебный потенциал вод, попадающих в данную группу, обусловлен ионным составом и степенью минерализации, а газовый компонент представлен азотом и/или метаном в незначительном количестве
• углекислые воды - лечебный потенциал определяется ионным и минеральным составом, а также преобладающим количеством растворенного в водах данной группы углекислого газа, который доминирует в составе газов, представляя о 80 % до 100%;
• сероводородные или сульфидные воды - лечебное действие минеральных вод данной категории определяется содержанием свободного сероводорода или гидросульфидных ионов; используются преимущественно для ванн;
• железистые и мышьяковистые воды - отличаются высоким содержанием фармакологически активных компонентов Mn, Cu, Al, Fe, As, присутствием которых в составе (наряду с ионным, газовым и минеральным составом) и определяется их лечебное действие; это преимущественно воды из зон окисления рудных месторождений или из некоторых терм вулканических областей;
• бромистые, йодистые, с высоким содержанием органических веществ - соответствующий лечебный эффект определяется содержанием 25 мг/л брома и 5 мг/л при общей минерализации не более 12-13 г/л, более высокая минерализация обуславливает и увеличение концентрации брома и йода, для того чтобы вода считалась соответствующей; нормы высокого содержания органических веществ не разработаны;
• кремнистые термы - отличаются высокой концентрацией кремния, будь то кремниевая кислота или гидросиликат, но в количестве не менее 50 мг/л.

Другой подход классификации минеральных вод разделяет их на четыре вида:

• хлоридные - солёные и горько-солёные воды, содержащие в основном соли хлоридной группы, а совсем в незначительной степени гидрокарбонаты или сульфаты; катионный состав преимущественно представлен натрием, который в сочетании с хлором образует поваренную соль, что и обеспечивает солоноватость;
  • хлоридно-натриевые
  • хлоридно-кальциевые
  • хлоридные натриево-кальциевые
• сульфатные - отличаются невысоким содержанием солей (2,4-3,9 г/л), обычно это сернокислые соли; количество щелочи не превышает десятой части; в составе гидрокарбонаты представлены известью, а хлориды поваренной солью;
  • сульфатно-натриевые
  • сульфатно-кальциевые
  • сульфатные натриево-кальциевые
• гидрокарбонатные натриевые (щелочные) - в водах данного вида хлориды представлены поваренной солью в небольшом количестве (обычно 4-13 %, максимум 15-18 %), а сульфаты обычно отсутствуют. Катионный состав характеризует разновидности гидрокарбонатных вод, это либо преобладание натрия, либо смешанный состав катионов;
• комбинированные или сложного состава воды
  • гидрокарбонатно-хлоридные
  • гидрокарбонатно-сульфатные натриевые
  • гидрокарбонатные сульфатные
  • хлоридно-сульфатные
  • гидрокарбонатно-хлоридные сульфатные
  • гидрокарбонатно-хлоридные натриевые
  • гидрокарбонатно-кальциево-магниевые воды

По уровню минерализации, то есть по содержанию в воде растворенных органических веществ и неорганических солей, различают:

• пресные - до 1 г/л;
• слабоминерализованные - 1-2 г/л;
• малой минерализации - 2-5 г/л;
• средней минерализации - 5-15 г/л;
• высокой минерализации - 15-30 г/л;
• рассольные минеральные воды - 35-150 г/л;

Зависимо от назначения минеральных вод различают:

• столовые - уровень минерализации не превышает 1 г/л; способны нормализовать функцию пищеварительных органов; ценны чистотой и безвредностью для организма; можно использовать без консультации врача, пить без ограничений, сочетая природный вкус и пользу для здоровья;
• лечебно-столовые - уровень минерализации в рамках 1-10 г/л, отличаются приятными вкусовыми качествами, но и оказывают лечебное, а скорее профилактическое, воздействие на организм; могут потребляться на нерегулярной основе относительно здоровыми людьми;
• лечебные - уровень минерализации более 10 г/л, не подходят для утоления жажды, а только для лечения и принимаются по назначению врача в соответствующей дозировке при определенной методике потребления.

Действие минеральных вод на организм человека

Для того чтобы потребление минеральных вод приносило максимальную пользу организму, важно знать о воздействии их на организм зависимо от температуры, химического состава, физиологического или терапевтического воздействия.

Минеральные воды низких температур (до 20°С) снимают утомление, усталость, усиливают работу кишечника, а высоких температур (до 37°С) расслабляют и согревают.

Действие минеральных вод на организм человека необычайно широко и определяется отчасти их применением:

• для внутреннего применения
  • питьевое лечение
  • промывания и орошения желудка
  • непосредственное введение в прямую кишку
  • капельные клизмы
  • кишечные ванны
  • сифонные и подводные промывания кишечника
  • редко парэнтеральное введение подкожно, внутримышечно или внутривенно
• для наружного применения
  • ванны
  • купания
  • душ (в т.ч. Шарко)
  • растирания
  • ингаляции
  • полоскания
  • орошения при гинекологических заболеваниях.

Минеральная вода одного и того же состава может быть применима при разных заболеваниях по причине воздействия разных ее компонентов. Признано благотворное влияние минеральных вод на нервные окончания и кровеносную систему, обменные процессы и гормональный фон, дыхательную и мочеполовую системы, деятельность опорно-двигательного аппарата, желудочно-кишечного тракта и прочих внутренних органов:

• хлоридные воды определяют выделительную функцию почечного аппарата;
• сульфаты в сочетании с кальцием, натрием или магнием определяют снижение желудочной секреции и активности;
• гидрокарбонатные воды непременно стимулируют секреторную деятельность желудка;
• соли калия и натрия определяют необходимое давление тканевых и межтканевых жидкостей организма.
• содержание калия в воде определяет нормализацию функции сердца и ЦНС;
• натриевые воды обуславливают задержку жидкости в организме;
• кальций обуславливает усиление сократительной силы сердечной мышцы, повышение иммунитета, противовоспалительное действие, рост костей; горячие кальциевые воды отличаются позитивным эффектом при язвенной болезни желудка и гастрите;
• магний снимает спазмы желчного пузыря, снижает уровень холестерина в крови, благотворно влияет на нервную систему;
• йод активизирует функцию щитовидной железы, участвует в процессах рассасывания и восстановления;
• бром усиливает тормозные процессы, нормализирует функцию коры головного мозга;
• фтор укрепляет кости и зубы, волосы и ногти;
• марганец позитивно отражается на половом развитии и метаболических процессах;
• медь и железо участвуют в процессе кроветворения;
• углекислые минеральные воды нормализуют обмен веществ в организме, а всосавшаяся из желудочно-кишечного тракта углекислота благотворно влияет на дыхательную и мышечную деятельность;
• сероводородные минеральные воды положительно влияют на сосуды, центральную нервную систему, эндокринные железы, применяются преимущественно наружно;
• гидрокарбонатные воды повышают щелочные резервы организма, а также нормализуют работу желудка, они актуальны в лечении гастритов с повышенной секрецией и кислотностью желудочного сока, заболеваний печени и дискинезий желчевыводящих путей, подагры, сахарного диабета;
• гидрокарбонатно-кальциево-магниевые воды определяют нормализацию белкового, жирового, углеводного обменов, актуальны при хронических воспалительных заболеваниях желудка, кишечника и печени, язвенной болезни, ожирении и сахарном диабете;
• гидрокарбонатно-хлоридно-натриевые воды полезны больным с повышенной и пониженной секрецией желудочного сока, дискинезией желчевыводящих путей, хроническими заболеваниями печени и желчного пузыря, нарушениями обмена веществ; отличаются благотворным воздействием при ожирении, подагре, сахарном диабете;
• гидрокарбонатно-сульфатные воды оказывают тормозящее желудочную секрецию действие, являются желчегонными и слабительными, улучшает желчеобразование и работу поджелудочной железы, актуальны при гастритах с повышенной кислотностью, при язвенной болезни и при заболеваниях печени;
• хлоридные воды натриевого состава воды стимулируют отделение желудочного сока, актуальны при заболеваниях желудка с пониженной секрецией желудочного сока, не рекомендуются при повышенной кислотности желудочного сока, заболеваниях почек, беременности, аллергии, отеках различной природы;
• хлоридно-кальциевые воды снижают проницаемость стенок сосудов, оказывают кровоостанавливающее действие, усиливают выделение мочи, улучшают функцию печени, благоприятно влияют на нервную систему;
• хлоридно-сульфатные воды обладают желчегонным и слабительным действием, применяются при заболеваниях желудка с недостаточной секрецией желудочного сока, при одновременном поражении печени и желчевыводящих путей;
• сульфатные воды отличаются желчегонным и слабительным действием, их применяют при заболеваниях печени и желчевыводящих путей, при ожирении и сахарном диабете.

Правила питьевого применения лечебных минеральных вод

Прежде всего, необходимо усвоить, что столовые и лечебно-столовые можно применять всем людям, не обладающим хроническими заболеваниями. Столовые воды используют для утоления жажды и общего оздоровления на постоянной основе, лечебно-столовые - для профилактики определенных заболеваний на нерегулярной основе. Лечебные минеральные воды показаны к применению лишь по назначению врача в прописанном им курсе.

Разлив минеральных вод в герметические бутыли преимущественно сопровождается их газированием углекислым газом, что позволяет сохранить их состав и лечебные свойства.

Общие правила потребления минеральных вод представлены ниже:

• не смешивать с другими водами за исключением сильно концентрированных, которые разводятся пресной водой;
• пить медленно маленькими глоточками при пониженной секрецией желудка, для длительного воздействия на слизистую оболочку желудка и стимуляции его секреторной работы.
• пить быстро для получения слабительного эффекта, тогда действие минеральной воды будет развиваться в кишечнике; актуально для язвы желудка и повышенной кислотности желудочного сока во избежание длительного раздражения слизистой желудка;
• избыток газов в минеральной воде можно устранить путем ее нагревания;
• длительность курса лечения обычно составляет 3-4 или 5-6 недель, на протяжении которых рекомендуется отказаться от потребления алкоголя и никотина, что снижает эффективность терапии;

Более конкретные правила применения лечебных и лечебно-столовых вод определяет специалист после очной консультации пациента:

• величина разовой дозы может колебаться от 1 ст.л. до 2 стаканов;
• величина суточной дозы обычно составляет от ½ л и более, но редко более 1,2-1,5 л;
• минеральную воду следует принимать до еды, во время или после приема пищи, что определяет врач;
• количество приемов воды может составлять как 1-2, так и 5-6, что снова-таки определяет врач;
• длительный контакт воды с воздухом, как и длительное ее хранение в герметично закрытой таре, приводит к ее денатурации, а потому минеральные воды обычно ограничены коротким сроком хранения - 1 неделя для содержащих органические вещества и год для обычных.

Минеральные воды - сложные растворы, в которых вещества содержатся в виде ионов, недиссоциированных молекул, газов, коллоидных частиц.

Долгое время бальнеологи не могли прийти к единому мнению о химическом составе многих вод, поскольку анионы и катионы минеральных вод образуют очень нестойкие соединения. Как говорил Эрнст Резерфорд, «ионы - это веселые малыши, вы можете наблюдать их едва ли не воочию». Еще в 1860-х гг. химик О. Тан указал на неправильность солевого изображения минеральных вод, из-за чего Железноводск долго считали курортом с «неустановившейся репутацией». Вначале минеральные воды Железноводска причисляли к щелочно-железистым, затем стали комбинировать карбонаты со щелочами, а сульфаты - со щелочными землями, называя эти воды «щелочно-железистыми (содержащие натрий углекислый и железо) с преобладанием гипса (сульфата кальция) и соды (гидрокарбоната натрия). Впоследствии состав вод стали определять по основным ионам. Уникальные Железноводские источники по составу принадлежат к углекислым гидрокарбонатно-сульфатным кальциево-натриевым высокотермальным водам, мало содержащим хлористый натрий, что исключает опасность раздражения почечной ткани при их питьевом использовании. В настоящее время Железноводск считается одним из лучших «почечных» курортов. Железа в минеральных водах этого курорта содержится сравнительно мало, до 6 мг/л, т.е. меньше, чем в специфических железистых водах, в которых должно быть не менее 10 мг/л.

В немецкой «Курортной книге», изданной в 1907 г., анализы вод минеральных источников впервые были представлены в виде ионных таблиц. Такая же книга об австрийских курортах была издана в 1914 г. Этот тип представления минеральных вод принят в Европе в настоящее время. Как пример приводим ионный состав вод одного из самых популярных источников французского курорта Виши, известного со времен Римской империи - Vichy Celestins (М - 3,325 г./л; pH - 6,8).

Критерии для отнесения вод к «минеральным» в той или иной степени отличаются у разных исследователей. Всех их объединяет происхождение: то есть минеральные воды - это воды, добытые или вынесенные на поверхность из земных недр. На государственном уровне, в ряде стран ЕС законодательно утверждены определенные критерии причисления вод к категории минеральных. В национальных нормативных актах относительно критериев минеральных вод нашли свое отображение гидрогеохимические особенности территорий, которые присущи для каждой страны.

В нормативных актах ряда стран Европы и международных рекомендациях - «Кодекс Алиментариус», Директивах Европейского парламента и Европейского совета для стран - членов ЕС определение «минеральные воды» приобрело более широкое содержание.

Например, «Кодекс Алиментариус» дает следующее определение природной минеральной воды: природной минеральной водой является вода, которая четко отличается от обычной питьевой воды, так как:

• · она характеризуется своим составом, включающим определенные минеральные соли, в определенном их соотношении, и наличием определенных элементов в следовых количествах или других компонентов;
• · ее непосредственно получают из природных или пробуренных источников из подземных водоносных слоев, для чего необходимо соблюдение всех мер предосторожности в пределах зоны защиты во избежание попадания любого загрязнения либо внешнего влияния на химические, физические свойства минеральных вод;
• · она характеризуется постоянством своего состава и стабильностью дебита, определенной температурой и соответствующими циклами второстепенных природных колебаний.

В России принято определение В.В. Иванова и Г.А. Невраева, данное в работе «Классификация подземных минеральных вод» (1964 г.).

К минеральным питьевым водам (в соответствии с ГОСТ 13273-88), относятся воды с общей минерализацией не менее 1 г/л или при меньшей минерализации, содержащие биологически активные микрокомпоненты в количестве не ниже бальнеологических норм.

Питьевые минеральные воды в зависимости от степени минерализации и интенсивности воздействия на организм разделяют на лечебно-столовые с минерализацией 2-8 г./л (исключением являются Ессентуки №4 с минерализацией 8-10 г./л) и лечебные воды с минерализацией 8-12 г./л, редко выше.

Минеральные воды, отнесенные в установленном порядке к категории лечебных, используются прежде всего в лечебных и курортных целях. Разрешение на использование лечебных минеральных вод для других целей в исключительных случаях выдается органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации по согласованию со специально уполномоченным государственным органом управления использованием и охраной водного фонда, специально уполномоченным государственным органом, осуществляющим управление курортами, и федеральным органом управления государственным фондом недр.

В зависимости от развития представлений о составе и свойствах природных вод и их лечебном значении на протяжении многих лет разрабатывались критерии, позволяющие относить ту или иную воду к минеральной. Оценка минеральных вод проводится по разным квалификационным показателям. В качестве основных критериев оценки лечебной ценности минеральных вод в курортологии приняты особенности их химического состава и физических свойства (показатель общей минерализации, преобладающие ионы, повышенное содержание газов, микроэлементов, величина кислотности и температура источника) которые одновременно служат важнейшими показателями для их классификации.

УДК: 613.31: 543.3 (048.8) ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Проведено исследование химического состава 12 видов расфасованных минеральных вод, производимых в Белгородской области. Определена активная концентрация воды (рН), ее общая жесткость, установлено содержание ионов кальция, магния, гидрокарбонат-, сульфат-, хлорид-, фторид-, йодид-ионов и общего железа (II и III). Проведено сравнение указанных показателей качества воды с аналогичными для воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Дана биохимическая оценка полученным результатам.

Ключевые слова: минеральная вода, катионно-анионный состав, нормативы качества, физиологическая полноценность питьевой воды.

Л.Ф. Голдовская-Перистая, И.В. Индина, ВА Перистый, М.Н. Япрынцев

Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Россия, 308015, Белгород, ул. Победы, 85

E-mail: [email protected]

Введение

К минеральным водам относятся подземные (иногда поверхностные) природные воды, которые характеризуются повышенным содержанием биологически активных компонентов и обладают специфическими физико-химическими свойствами (температура, химический состав, радиоактивность и т. д.) .

Минеральные воды используются в лечебных и промышленных целях. К лечебным относят такие воды, которые вследствие своих физических и химических особенностей оказывают целебное воздействие на человеческий организм (углекислые, сероводородные и др.). К промышленно-ценным относят воды, из которых могут быть извлечены компоненты, полезные в народном хозяйстве (поваренная соль, бром, йод, бор) .

Для отнесения природных вод к минеральным разработаны специальные критерии, которые характеризуют физиологическое, а, следовательно, лечебное, действие вод . В число таких критериев входят:

Активная реакция вод, характеризуемая величиной рН;

Температура вод;

Ионный состав минеральных вод;

Газонасыщенность вод;

Радиоактивность вод.

В зависимости от качества воды, улучшенного относительно гигиенических требований к воде централизованного водоснабжения, а также дополнительных медико-биологических требований, расфасованную воду подразделяют на 2 категории.

Первая категория - вода питьевого качества (независимо от источника ее получения) безопасная для здоровья, полностью соответствующая критериям благоприятности органолеп-тических свойств, безопасности в эпидемическом и радиационном отношении, безвредности химического состава и стабильно сохраняющая свои высокие питьевые свойства.

Высшая категория - вода безопасная для здоровья и оптимальная по качеству (из самостоятельных, как правило, подземных, предпочтительно родниковых или артезианских водоисточников, надежно защищенных от биологического и химического загрязнения).

При сохранении всех критериев для воды 1-й категории питьевая вода оптимального качества должна соответствовать также критерию физиологической полноценности по содержанию основных биологически необходимых макро- и микроэлементов и более жестким нормативам по ряду органолептических и санитарно-токсикологических показателей .

Химический состав минеральных вод определяется содержанием трех анионов - НСО3-, 5042_, С1- и трех катионов - Са2+, Мд2+, Ыа+. Соотношение указанных шести элементов определяет основные свойства подземных вод - щелочность, соленость и жесткость . По анионному составу минеральные воды классифицируют на:

Хлоридные (С1-);

Сульфатные (5042-);

Гидрокарбонатные (НСО3-);

Промежуточные (гидрокарбонатно-сульфатные, сульфатно-хлоридные, хлоридно-сульфатные и более сложного состава).

По катионному составу минеральные воды могут быть:

Натриевыми (№а+);

Кальциевыми (Са2+);

Магниевыми (Мд2+);

Смешанными.

Химический состав подземных вод, в том числе минеральных, формируется под влиянием многих природных факторов и в различных географических зонах имеет свои региональные особенности. Он редко сбалансирован в благоприятном для организма человека соотношении и обычно характеризуется избыточным или недостаточным содержанием тех или иных макро- или микроэлементов .

На территории Белгородской области минеральные подземные воды открыты попутно при разведке месторождений твердых полезных ископаемых. Выделяют следующие группы минеральных вод: бальнеологические, минеральные лечебные, минеральные питьевые лечебно-столовые и минеральные столовые . К первой группе (бальнеологических вод) относят радоновые воды, которые используются в виде радоновых ванн. Месторождения минеральных лечебных вод распространены в Белгородском, Старооскольском, Шебекинском, Чернянском районах . Минеральные питьевые лечебно-столовые распространены в Белгородском, Шебекинском, Борисовском и Ракитянском районах. Минеральные столовые воды выявлены на территории Белгородского, Яковлевского, Прохоровского и Шебекинского районов. Их называют экологически чистыми подземными водами, поскольку они достаточно хорошо защищены от загрязнения. Такие минеральные подземные воды могут использоваться для розлива без специальной реагентной водоподготовки как в натуральном виде, так и с насыщением углекислым газом (газированная вода), а также для приготовления безалкогольных напитков, соков, детского питания и т. д.

Целью данной работы явилась оценка качества минеральных питьевых лечебно-столовых и столовых вод Белгородской области по активной реакции (рН) и ионному составу.

Методы исследования

Для исследования были взяты 12 видов расфасованных минеральных вод, производимых в Белгородской области: Аква Футури, Благодатный источник, Красиво, Крещенский Родник, Майская Хрустальная, Путь к вершине, Родник Белогорья, Рождественская, Санинская, Стандарт Белогорья, Хрусталь Белогорья, Ясный колодец.

Общую жесткость, содержание ионов кальция, магния, гидрокарбонат-, сульфат- и хлорид-ионов определяли титриметрическим методом по соответствующим ГОСТам . Активную реакцию вод, характеризуемую величиной рН, определяли потенциометрическим методом. Концентрацию микроэлементов (йодид- и фторид-ионов) определяли по стандартным методикам . Для определения концентрации йодид-ионов использовали фотометрический метод, основанный на катализирующем действии йодид-иона на реакцию окисления роданид-иона железа (III). Концентрацию фторид-ионов в воде определяли ионометрическим методом с использованием Б-селективного электрода. Концентрацию общего железа (II и III) определяли спектрофотометрическим методом по соответствующему ГОСТу .

Результаты и их обсуждение

В таблице 1 представлена общая характеристика исследуемых минеральных вод. Класс воды заявлен производителем, а водородный показатель определен нами экспериментально.

Минеральные воды Белгородской области добываются из артезианских скважин на глубине от 320 до 737 м.

Таблица 1

Общая характеристика исследуемых минеральных вод

№ п/п Наименование воды Глубина артезианской скважины, м Класс воды по анионо-катионному составу рН Производитель минеральной воды

1 Аква-Футури 320 первой категории 7-34 г. Валуйки, ОАО «Валуй-ский ликеро-водочный завод»

2 Благодатный источник 737 столовая, гидрокарбонатная натриевая 8.67 Белгородский р-н, с. Веселая Лопань, «Весе-лолопанский спиртзавод»

3 Красиво 679 столовая, гидрокарбонатная натриевая, лечебная 8.66 Борисовский р-н, санаторий «Красиво»

4 Крещенский Родник 320 столовая, гидрокарбо-натно-хлоридная натриевая 7.72 г. Валуйки, ОАО «Валуй-ский ликеро-водочный завод»

5 Майская Хрустальная 640 столовая, гидрокарбонатная натриевая 8.45 г. Белгород, п. Майский, ОАО «Белые горы»

6 Путь к вершине 320 высшей категории 5.21 г. Валуйки, ОАО «Валуй-ский ликеро-водочный завод»

7 Родник Белогорья 500 столовая, гидрокарбонатная натриевая 8.58 г. Короча, ОАО «Белогорье и К»

8 Рождественская 465 столовая, сульфатно-гидрокарбонатная натриевая 8.25 Яковлевский р-н, г. Строитель, ООО «Родник»

9 Санинская 385 столовая, гидрокарбонатная кальциево-натриевая 8.05 Корочанский р-н, с. Гремячье, ОАО «Агропродукт»

10 Стандарт Белогорья - столовая, сульфатно-гидрокарбонатная натриевая 8.29 г. Белгород, ООО «Водный мир»

11 Хрусталь Белогорья 496 столовая, гидрокарбонатная натриевая 8.43 г. Белгород, ОАО «Элгаз-Плюс»

12 Ясный колодец - столовая, гидрокарбонатная кальциевая 7.83 г. Короча, ООО «Белогорье и К»

Нормативы качества расфасованных питьевых вод Первая категория - 6,58,5 -

Наши исследования показали, что рН исследуемых минеральных вод составляет 7.348.67. Значение рН минеральной воды «Путь к вершине» в расчет не берется, так как эта вода продается только в газированном виде и сравниваться по этому показателю с другими водами не может. Большинство исследованных минеральных вод соответствует гигиеническим требованиям и нормативам качества питьевых вод, расфасованных в емкости, рН которых должен составлять 6.5-8.5 . Однако минеральные воды «Благодатный источник» и «Красиво» незначительно превышают указанный норматив. По кислотно-основным свойствам исследуемые минеральные воды относятся к слабощелочным, для которых значение рН = 7.2-8.5 .

Многие авторы отмечают, что очень важно пить воду со щелочным значением рН, т. к. большинство биологических жидкостей организма человека имеют щелочную реакцию среды: рН артериальной крови 7.35-7.45, венозной крови - 7.26-7.36, лимфы - 7.35-7.40, межклеточной жидкости - 7.26-7.38, сок поджелудочной железы - 7.50-8.0, желчь в протоках - 7.4-8.5 и др. .

В таблице 2 приведены результаты определения химического состава 12 минеральных вод Белгородской области. Сравним их с гигиеническими требованиями и нормативами качества питьевых вод, расфасованных в емкости .

По значению общей жесткости более половины исследованных минеральных вод относится к группе очень мягких природных вод, жесткость которых меньше нижнего значения норматива качества вод высшей категории и норматива физиологической полноценности

питьевой воды, т. е. меньше 1.5 ммоль/л. Жесткость остальных вод удовлетворяет указанным нормативам (1.5-7 ммоль/л) .

Таблица 2

Химический состав минеральных вод Белгородской области

№ п/п Наименование воды Ж, ммоль /л Са2+, мг/л Mg2+ мг/л НСО3 -мг/л 8042-, мг/л С1-, мг/л Б-, мг/л мг/л Бе (общ), мг/л

1 Аква-Футури 1.40 23.6 2.6 51.7 33.93 18.9 0.44 0.010 0.017

2 Благодатный источник 0.10 2.0 Не обнаружено 328.5 2.79 30.2 1.67 0.031 0.024

3 Красиво 0.10 2.2 0.8 265.7 38.52 39.5 1.12 0.015 0.066

4 Крещенский Родник 4.33 56.6 18.0 184.5 44.91 279. 5 1.83 0.021 0.006

6 Путь к вершине 1.97 28.4 6.6 62.7 35.53 34.1 1.04 0.009 0.011

7 Родник Белого-рья 0.20 4.0 Не обнаружено 175.3 104.39 22.0 0.99 0.025 0.002

8 Рождественская 0.37 6.0 0.8 145.8 100.0 0 16.3 0.60 0.025 0.002

9 Санинская 1.95 27.5 6.9 132.9 56.89 15.6 0.35 0.016 0.003

10 Стандарт Белого-рья 0.50 8.0 1.2 155.0 41.12 37.6 0.69 0.007 0.023

11 Хрусталь Белого-рья 0.40 6.0 1.2 199.3 24.15 27.0 1.56 0.012 0.038

12 Ясный колодец 5.57 102.0 5.6 179.0 32.33 27.0 0.12 0.014 0.018

Нормативы качества расфасованных питьевых вод Первая категория 7 130 65 400 250 250 1.5 0.125 0.3

Нормативы физиологической полноценности питьевой воды, в пределах 1.5-7 25130 5-65 30400 - - 0.51.5 0.010.125 -

Результаты определения содержания ионов кальция и магния в минеральных водах показывают, что более половины исследованных вод характеризуется малым содержанием ионов кальция и магния и не достигает нижнего значения физиологической полноценности 25-130 мг/л (для ионов кальция) и 5-65 мг/л (для ионов магния). Только минеральные воды «Крещенский Родник», «Путь к вершине», «Санинская» и «Ясный колодец» удовлетворяют нормативам физиологической полноценности питьевой воды. По содержанию этих ионов воды «Крещенский Родник», «Путь к вершине» и «Санинская» соответствуют и нормативу качества вод высшей категории (25-80 мг/л (для кальция) и 5-50 мг/л (для магния)).

В результате исследований ряда авторов были установлены минимальные и максимальные концентрации ионов кальция и магния в питьевых водах, вызывающие нарушение функции органов и систем организма человека . Для вод гидрокарбонатного класса оптимальными следует считать концентрации: Са2+ - 60 мг/л, Мд2+ - 26 мг/л . Содержание кальция и магния в исследуемых минеральных водах не соответствует указанному оптимальному соотношению.

Ранее нами было установлено превышение гигиенических нормативов качества воды централизованных систем питьевого водоснабжения (ЦСПВ) Белгородской области по общей жесткости и концентрации ионов кальция. Общая жесткость воды ЦСПВ составляет 5.8-11.4 ммоль/л (в различных районах области). Выявлено несоответствие воды ЦСПВ требованиям качества по жесткости в 20 районных центрах из 21 (95% проб). Жесткость белгородской водопроводной воды в основном обусловлена ионами кальция, концентрация которых составляет 104-174 мг/л. Содержание ионов магния значительно меньше (7-58 мг/л), чем ионов

кальция. Однако по содержанию ионов магния вода во всех районных центрах удовлетворяет гигиеническим требованиям .

Сравнение исследованных минеральных вод с водой ЦСПВ Белгородской области показывает, что общая жесткость и содержание ионов кальция в минеральных водах значительно меньше, чем в водопроводной воде, что можно, с одной стороны, считать благоприятным фактором, так как высокая жесткость питьевой воды является одной из причин мочекаменной и гипертонической болезней. Однако, с другой стороны, постоянное использование мягкой воды с низким содержанием ионов кальция может отрицательно сказаться на костной системе . В отличие от воды ЦСПВ более половины исследованных видов минеральных вод по содержанию ионов магния не удовлетворяют нормативам качества расфасованных питьевых вод. Незначительное содержание магния в питьевых минеральных водах не позволяет считать их полной альтернативой водопроводной воде, так как постоянное применение таких минеральных вод может негативно сказаться на сердечно-сосудистой системе .

Содержание гидрокарбонат-ионов в исследуемых минеральных водах соответствует нормативу физиологической полноценности и нормативу качества для вод высшей категории. Более высокие концентрации гидрокарбонат-ионов принадлежат водам «Благодатный источник» (328.5 мг/л), «Майская Хрустальная» (308.5 мг/л), «Красиво» (265.7 мг/л). Большинство исследованных минеральных вод можно отнести к классу гидрокарбонатных. Минеральные воды «Аква-Футури» и «Путь к вершине» имеют низкие концентрации гидрокарбонат-ионов, равные 51.7 и 62.7 мг/л соответственно.

Известно, что минеральные воды, содержащие гидрокарбонатные ионы, нормализуют секреторную и двигательную функции желудка и кишечника. Под влиянием гидрокарбонатных вод в организме уменьшается содержание ионов водорода, которые являются исходным материалом для выработки соляной кислоты. Присутствие в воде ионов HCO3- способствует лучшему всасыванию в кишечнике некоторых микроэлементов, в частности железа .

Содержание сульфат-ионов в исследуемых водах колеблется в широких пределах от 2.8 до 104.4 мг/л, что не превышает значений рассматриваемых нормативов для вод первой и высшей категории. Минеральная вода «Стандарт Белогорья» заявлена производителем как сульфатная, но концентрация сульфат-ионов в ней составляет всего 41.12 мг/л. Только две минеральные воды содержат значительное количество сульфат-ионов: «Родник Белогорья» (104.39 мг/л) и «Рождественская» (100 мг/л), что позволяет отнести их к сульфатным водам.

Из литературных данных известно, что сульфатные минеральные воды заметно снижают активность желудочной секреции, обладают выраженным влиянием на кишечник и повышают обменные процессы в организме .

Хотя по концентрации хлорид-ионов минеральные воды, производимые в Белгородской области, значительно отличаются друг от друга, но практически все они удовлетворяют нормативу качества для вод высшей категории. В целом, содержание хлорид-ионов в них невелико и поэтому они не могут быть отнесены к классу хлоридных. Избыток хлорид-ионов наблюдается только в минеральной воде «Крещенский Родник» (279.5 мг/л), что значительно превышает норматив качества для вод высшей категории (150 мг/л) и норматив качества вод первой категории (250 мг/л). Такая хлоридная минеральная вода должна повышать обменные процессы, вызывать желчегонный эффект, а при длительном приеме способствовать увеличению кислотности желудочного сока. И в сочетании с ионами кальция, содержание которых в воде «Крещенский Родник» составляет 56.6 мг/л, она может оказывать противовоспалительное действие, снижать проницаемость клеточных мембран, уменьшать кровоточивость, оказывать благоприятное действие на рост костной ткани и зубов .

По концентрации фторид-ионов (0.12-1.83 мг/л) исследованные минеральные воды значительно отличаются друг от друга. Практически половина из них соответствует нормативу физиологической полноценности и нормативу качества для вод высшей категории. Недостаток фторид-ионов установлен в минеральных водах «Аква-Футури» (0.44 мг/л), «Санинская» (0.35 мг/л) и «Ясный колодец» (0.12 мг/л). Значительное превышение ПДК по содержанию фторид-ионов зафиксировано в минеральных водах «Крещенский Родник» (1.83 мг/л), «Благодатный источник» (1.67 мг/л), «Майская Хрустальная» (1.63 мг/л), что не позволяет отнести их к водам первой и высшей категории по данному показателю.

Как известно из литературных данных, к проявлениям недостаточности фтора относится остеопороз и кариес зубов, а следствием избытка фтора является флюороз, внешне выражаемый в пятнистости зубов .

Ранее проведенные нами исследования показали дефицит фторид-ионов в водопроводной воде практически всех районов Белгородской области . Следовательно, во избежание отрицательных последствий для здоровья можно рекомендовать для употребления вместо во-

допроводной воды питьевые столовые минеральные воды, которые по содержанию фторид-ионов удовлетворяют нормативам качества (см. табл. 2).

Исследованные минеральные воды характеризуются небольшим содержанием йодид-ионов, концентрация которых примерно составляет 0.01-0.03 мг/л, что ближе к нижней границе физиологической полноценности питьевой воды и не соответствует нормативам качества расфасованных питьевых вод высшей категории (0.04-0.06 мг/л). Наименьшая концентрация йодид-ионов (0.007 мг/л) отмечается в минеральной воде «Стандарт Белогорья».

Для воды ЦСПВ также ранее была установлена слабая степень йодной недостаточности . Последствием дефицита йода является заболевание щитовидной железы (эндемический зоб) .

Для сравнения отметим, что в водопроводной воде всех районных центров Белгородской области наблюдается превышение предельно допустимой концентрации железа (0.3 мг/л)

Железо относится к эссенциальным микроэлементам, необходимым для здоровья человека. Широко известна функция гемоглобина, содержащего железо (II), в переносе кислорода. Железо входит в состав более 70 различных ферментов . О негативном влиянии недостатка и избытка железа на организм человека более подробно описано в наших предыдущих публикациях .

Проведенное исследование 12 видов расфасованных минеральных вод, производимых в Белгородской области, позволяет дать им следующую оценку.

Исследованные минеральные воды относятся к группе слабощелочных, мягких, гидрокарбонатных вод.

Более половины минеральных вод характеризуется недостаточным содержанием ионов кальция и магния, соотношение концентраций которых не является оптимальным для здоровья человека.

Концентрация сульфат- и хлорид-ионов не превышает общепринятых нормативов.

50% минеральных вод по содержанию фторид-ионов соответствуют нормативам качества для вод высшей категории и нормативам физиологической полноценности питьевой воды.

Для всех исследованных минеральных вод установлена слабая степень йодной недостаточности.

Концентрация общего железа (II и III) не превышает предельно допустимого значения.

Оптимальной по катионно-анионному составу можно считать минеральную воду «Путь к вершине», все показатели которой, кроме недостаточности йода, соответствуют нормативам качества расфасованных питьевых вод.

Список литературы

1. Никаноров А.М. Гидрохимия: учебник. - 2-е изд. - СПб: Гидрометеоиздат, 2001. - 444 с.

2. Посохов Е.В., Толстихин Н.И. Минеральные воды (лечебные, промышленные и энергетические). - Л.: Недра, 1977. - 240 с.

3. Новиков Ю.В., Сайфутдинов М.М. Вода и жизнь на Земле. - М.: Наука, 1981. - 184 с.

4. СанПиН 2.1.4. 1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества». - Москва, 2002.

5. Плотников Н.И. Подземные воды - наше богатство. - М.: Недра, 1990. - 206 с.

6. Хрисанов В.А., Петин А.Н., Яковчук М.М. Геологическое строение и полезные ископаемые Белгородской области: учеб. пособие. - Белгород: Изд-во БелГУ, 2000. - 245 с.

7. Атлас «Природные ресурсы и экологическое состояние Белгородской области»: учебно-справочное картографическое пособие / Под ред. Ф.Н. Лисецкого. - Белгород: Изд-во БелГУ, 2005. -179 с.

8. Государственный контроль качества воды. - М.: ИПК. Изд-во стандартов, 2001. - 698 с.

9. ГОСТ 23268.3-78 «Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Методы определения гидрокарбонат-ионов», 1978.

10. ГОСТ 4389-72 «Вода питьевая. Методы определения содержания сульфат-ионов», 1974.

11. ГОСТ 23268.17-78 «Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Методы определения хлорид-ионов», 1978.

12. ГОСТ 4011-72 «Вода питьевая. Методы измерения массовой концентрации общего железа»,

13. Киссин И.Г. Вода под землей. - М.: Наука, 1976. - 230 с.

14. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов / Под ред. Ю.А. Ершова. -М.: Высшая школа, 2000. - 560 с.

15. http://bydzdrav.ru/aboutwater/article1

16. Гигиеническое нормирование минимального уровня магния в питьевой воде / Ю.В. Новиков, С.И. Плитман, А.И. Левин, Ю.А. Ноаров // Гигиена и санитария. - 1983. - №9. - С. 7-11.

17. Лугой Г.Ф. Химический состав питьевой воды и здоровье населения // Гигиена и санитария. -1992. - №1. - С. 13-15.

18. Голдовская-Перистая Л.Ф., Перистый В.А., Шапошников А.А. Гигиеническая оценка качества питьевой воды централизованной системы водоснабжения Белгородской области по некоторым химическим показателям // Научные ведомости БелГУ. - 2008. - №3 (43). Сер. «Естественные науки». Вып. 6. -С. 140-146.

19. Оценка качества питьевой воды Белгородской области по химическому составу и свойствам / Л.Ф. Голдовская-Перистая, В.А. Перистый, А.А. Шапошников, Е.А. Денисов // Научные ведомости Бел-ГУ.- 2008. - №7 (47). Сер. «Естественные науки». Вып. 7. - С. 66-70.

20. СанПиН 2.1.4. 1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». - Москва, 2002 г.

21. Мудрый И.В. О влиянии минерального состава питьевой воды на здоровье населения (обзор) // Гигиена и санитария. - 1999. - №1. - С. 15-18.

22. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология / А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова. - М.: Медицина, 1991. - 496 с.

23. Окружающая среда России на рубеже тысячелетий. Популярный доклад о состоянии окружающей природной среды в России / И.А. Панкеев, Н.Г. Рыбальский, А.Д. Думнов и др. - М.: РЭФИА, НИА-Природа, 2003. - 80 с.

CHEMICAL COMPOSITION OF MINERAL WATERS OF BELGOROD REGION

L.F. Goldovskaya-Peristaya, I.V. Indina, VA Peristy, M.N. Yapryntsev

Belgorod State National Research Uiversity, Pobedy St.,85, Belgorod, 308015, Russia

The chemical composition of 12 kinds prepacked mineral waters produced in the Belgorod region has been investigated. Activity of the solvated hydrogen ions, total hardness, content of calcium-, magnesium-, bicarbonate-, sulfate-, chloride-, fluoride-, iodide-ions and total ferrum (II and III) have been defined. These water quality indicators of mineral waters with those of water from centralized water supply system have been compared. Biochemical estimate of the results has been given.

E-mail: [email protected]

Key words: mineral water, cation-anion composition, water quality target, physiological usefulness of drinking water..

Лечебными минеральными водами называются природные воды, которые содержат в повышенных концентрациях те или другие минеральные (реже органические) компоненты и газы и (или) обладают какими-нибудь физическими свойствами (радиоактивность, реакция среды и др.), благодаря чему эти воды оказывают на организм человека лечебное действие в той или иной степени, которое отличается от действия «пресной» воды.

Критерии для отнесения вод к «минеральным» в той или иной степени отличаются у разных исследователей. Всех их объединяет происхождение: то есть минеральные воды – это воды, добытые или вынесенные на поверхность из земных недр. На государственном уровне, в ряде стран ЕС законодательно утверждены определенные критерии причисления вод к категории минеральных. В национальных нормативных актах относительно критериев минеральных вод нашли свое отображение гидрогеохимические особенности территорий, которые присущи для каждой страны.

В нормативных актах ряда стран Европы и международных рекомендациях – «Кодекс Алиментариус», Директивах Европейского парламента и Европейского совета для стран – членов ЕС определение «минеральные воды» приобрело более широкое содержание.

Например, «Кодекс Алиментариус » дает следующее определение природной минеральной воды : природной минеральной водой является вода, которая четко отличается от обычной питьевой воды, так как:

· она характеризуется своим составом, включающим определенные минеральные соли, в определенном их соотношении, и наличием определенных элементов в следовых количествах или других компонентов;

· ее непосредственно получают из природных или пробуренных источников из подземных водоносных слоев, для чего необходимо соблюдение всех мер предосторожности в пределах зоны защиты во избежание попадания любого загрязнения либо внешнего влияния на химические, физические свойства минеральных вод;

· она характеризуется постоянством своего состава и стабильностью дебита, определенной температурой и соответствующими циклами второстепенных природных колебаний.

В России принято определение В.В. Иванова и Г.А. Невраева, данное в работе «Классификация подземных минеральных вод» (1964 г.).

К минеральным питьевым водам (в соответствии с ГОСТ 13273–88 ), относятся воды с общей минерализацией не менее 1 г/л или при меньшей минерализации, содержащие биологически активные микрокомпоненты в количестве не ниже бальнеологических норм.

Питьевые минеральные воды в зависимости от степени минерализации и интенсивности воздействия на организм разделяют на лечебно-столовые с минерализацией 2–8 г./л (исключением являются Ессентуки №4 с минерализацией 8–10 г./л) и лечебные воды с минерализацией 8–12 г./л, редко выше.

Минеральные воды, отнесенные в установленном порядке к категории лечебных, используются прежде всего в лечебных и курортных целях. Разрешение на использование лечебных минеральных вод для других целей в исключительных случаях выдается органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации по согласованию со специально уполномоченным государственным органом управления использованием и охраной водного фонда, специально уполномоченным государственным органом, осуществляющим управление курортами, и федеральным органом управления государственным фондом недр.