Минеральные воды

Минеральные воды — это природные воды, содержащие соли, газы, органические вещества, в отличие от питьевой воды, в более высоких концентрациях или обладающие специфическими физическими и другими свойствами — температура, содержание биологически активных компонентов (CO2, H2S, As и др.), радиоактивность и т. д.— и оказывающие вследствие этого лечебное действие при наружном и внутреннем применении.

По минерализации (суммарному количеству растворенных в 1 л воды химических веществ) различают минеральные воды слабоминерализованные (1—2 г/л), малой минерализации (2—5 г/л), средней (5—15 г/л), высокой (15— 35 г/л), рассольные (35—150 г/л) и крепко рассольные (свыше 150 г/л).

Принято считать годными для внутреннего применения минеральные воды с минерализацией от 2 до 20 г/л.

По ионному составу минеральные воды могут быть хлоридными (Cl), гидрокарбонатными (НСО3), сульфатными (SО4) — натриевыми (Na), кальциевыми (Са), магниевыми (Mg).

По наличию специфических компонентов минеральные воды делят на углекислые, сульфидные (сероводородные), азотные, кремнистые, бромистые, йодистые, железистые, мышьяковистые, радиоактивные (радоновые) и др.

В СССР были приняты следующие показатели содержания специфических компонентов, позволяющие относить водные источники к минеральным (лечебным).

Различают минеральные воды  холодные — до 20°, теплые — 20—35°, горячие (термальные) — 35—42°, очень горячие (высокотермальные) — выше 42°.

Компоненты Нижний предел (в г/л)
Угольный ангидрид (CO2) 0,5
Сероводород (общий H2S) 0,010
Бром (Br) 0,025
Йод (I) 0,005
Железо (Fe) 0,020
Мышьяк (As) 0,005
Кремниевая кислота(H2SiO3) 0,050
Радон (Rn) 5 ммк·кюри/л, или 14  ед. Махе

Реакция воды (степень кислотности или щелочности, выражаемая величиной рН) имеет важное значение для оценки ее лечебного действия. Кислые минеральные воды имеют рН=3,5—6,8, нейтральные —6,8—7,2, щелочные —7,2—8,5 и выше.

Для сокращенного обозначения химического состава минеральных вод применяют формулу, предложенную М. Г. Курловым и Э. Э. Карстенсом. В настоящее время эта формула рекомендуется в следующем виде: биологически активные компоненты (г/л); минерализация (г/л);  состав  вод:  анионы/катионы (экв%); рН; Т°.

Пример. Химический состав Лермонтовского источника в Пятигорске: Читается эта формула следующим образом: углекислая сероводородная хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатная натриево-кальциевая высокотермальная вода с минерализацией 5,3 г/л, рН = 6,5 и температурой 46,6°.

Минеральные воды имеют естественные (ключи, родники) и искусственные выходы, выведенные на поверхность земли при помощи буровых скважин, шахт, штолен. Для бальнеологических целей и розлива используют исключительно минеральные воды из буровых скважин, обеспечивающих постоянство дебита, химического состава и гарантирующих воды от загрязнения. Для предохранения источников минеральных вод от истощения и загрязнения установлены зоны санитарной охраны (см. Курорты).

Для накопления, хранения, транспортировки и использования минеральных вод имеются соответствующие бальнеотехнические устройства: каптажи, надкаптажные сооружения и оголовки буровых скважин, резервуары, трубопроводы, а также ванные здания, питьевые галереи и бюветы (для внутреннего применения минеральных вод), приборы для нагревания и охлаждения минеральных вод.

Внутреннее применение (питье) минеральных вод практикуется и во внекурортной обстановке. В этих случаях используют привозные минеральные воды (бутылочные). Розлив этих вод производится на специальных заводах и в цехах предприятий пищевой промышленности. Для розлива минеральных вод в бутылки используется около 150 минеральных источников с продукцией свыше 1 млрд. бутылок в год. Налитая в бутылки вода насыщается углекислотой до концентрации 3—4%, что повышает ее вкусовые качества и сохраняет устойчивость ее химического состава. Вода в бутылке должна быть бесцветной, без запаха или не свойственного ей привкуса; хранить бутылки рекомендуется в лежачем положении. Эффективность внекурортного лечения минеральными водами (в домашних условиях, в местном санатории, больнице, поликлинике) значительно усиливается, если оно сочетается с соблюдением определенного режима, диеты и использованием других лечебных мероприятий (физиотерапия, медикаментозная, гормональная терапия и т. д.).

Различают минеральные воды лечебные, лечебно-столовые и столовые. К числу чисто лечебных минеральных вод относятся баталинская (слабительная) с преобладанием сернокислого натрия и магния, воды со значительным содержанием хлористого кальция (лугелла), со сравнительно высокой минерализацией (ново-ижевская, ессентуки №4 и 17). Показания и методика их применения те же, что на курортах (см. Курорты). Столовые минеральные воды — обычно небольшой минерализации (нарзан, ессентуки №20) — используют без каких-либо показаний.

Искусственные минеральные воды изготовляются из химически чистых солей. В СССР из искусственных минеральных вод в больницах, поликлиниках и местных санаториях приготовляли углекислые, сероводородные, азотные, кислородные, хлоридные натриевые ванна (см.). Показания к применению — см. Бальнеотерапия  и Водолечение.

Минеральные воды — природные воды, содержащие в повышенных концентрациях те или иные минеральные (значительно реже органические) компоненты и (или) обладающие какими-либо физическими свойствами (радиоактивность, величина рН), благодаря которым они оказывают лечебное действие.

Детальное гидрогеологическое изучение территории СССР и увеличение глубины бурения скважин в последние десятилетия привели к тому, что для лечебных целей используется все больше подземных Минеральные воды различного химического состава. Поверхностные минеральные воды (соленых водоемов) применяют в лечебных целях в основном только на южных грязевых курортах СССР.

Критерии оценки минеральных вод. Минеральные воды оказывают на организм человека лечебное действие всем комплексом растворенных в них веществ, а наличие в них специфических биологически активных компонентов (CO2, H2S, As и др.) и особых свойств определяет часто методы их лечебного использования. В качестве основных критериев оценки лечебных минеральных вод в советской курортологии приняты особенности их химического состава и физические свойства, которые одновременно служат важнейшими показателями для их классификации.

1.       Газовый состав. При подразделении и обозначении минеральных вод по газовому составу учитывают газы, содержащиеся в количествах более 10 об.% всех газов, присутствующих в водах в растворенном и спонтанном состоянии (а при отсутствии последних — только растворенных). Главнейшие типы минеральных вод по газовому составу: азотные, метановые, углекислые (а также сероводородно-азотные и сероводородно-метановые).

2.       Степень газонасыщенности, т. е. общее содержание газов (в мл) в 1 л воды, зависит от состава газов, растворенных в воде, и может колебаться от нескольких десятков мл до 1000—1500 мл и более. Имеет особенно важное значение при оценке углекислых вод.

3.       Ионный состав. При подразделении и обозначении минеральных вод по ионному составу учитывают ионы, присутствующие в водах в количестве не менее 20 экв.% соответственно от всех анионов и катионов. Важнейшие минеральные воды: хлоридные натриевые или кальциево-натриевые, сульфатные кальциевые или магниево-кальциевые, хлоридно-гидрокарбонатные натриевые, гидрокарбонатные магниево-кальциевые или натриевые. Ионный состав имеет весьма важное значение при оценке питьевых минеральных вод.

4.       Общая минерализация — сумма всех растворенных в воде веществ (без газов), выраженная в г/л. В качестве нижнего предела, позволяющего относить воды к минеральным, рекомендуется минерализация в 2 г/л. Общая минерализация во многих случаях ограничивает возможности применения минеральных вод в натуральном виде для внутреннего применения (для хлоридных вод — не более 10—12 г/л, для гидрокарбонатных и хлоридно-гидрокарбонатных — до 25 г/л), а иногда и для ванн (минерализация до 150 г/л).

5.       Содержание специфических биологически активных компонентов. К компонентам, придающим водам специфические особенности, относятся: а) имеющие значение в основном для питьевых вод (Br, J, As, Fe, Сорг); б) имеющие значение как для питьевых вод, так и для вод наружного применения (CO2 и H2SiO3); в) имеющие значение только для вод наружного применения (H2S). Все указанные компоненты имеют лечебное значение только при содержании их в водах выше принятых норм (таблица 1).

Таблица 1. Основные критерии оценки минеральных вод, рекомендованные Центральным институтом курортологии и физиотерапии МЗ СССР
Основные показатели оценки Наименование и подразделение вод
Общая минерализация вод (М), г/л1 <2,0  Слабой минерализации
2,0—5,0  Малой минерализации
5,0—15,0  Средней минерализации
15,0—35,0  Высокой минерализации
35,0—150,0 Рассольные
>150,0 Крепкие рассольные
Содержание свободного (растворенного) CO2, г/л2 0,5—1,4 Слабоуглекислые
1, 4—2,5 Средние углекислые
>2,5 Сильно углекислые
Содержание H2S (общее: H2S + HS), мг/л3 10,0—50,0 Слабосульфидные
50,0—100,0 Средние сульфидные
100,0—250,0 Крепкие сульфидные
>250,0 Очень крепкие сульфидные
Содержание мышьяка, мг/л4 0,7—5,0 Мышьяковистые
5,0—10,0 Крепкие мышьяковистые
>10,0 Очень крепкие мышьяковистые
Содержание железа (Fe2+ + Fe3+ ), мг/л5 20,0—40,0 Железистые
40,0—100,0 Крепкие железистые
  >100,0 Очень крепкие железистые
Содержание брома, мг/л6 >25 Бромистые
Содержание йода, мг/л7 >5 Йодные
Содержание H2SiO2 (+ HSiO3), мг/л8 >50 Кремнистые
Содержание радона ммккюри/л /ед. Махе9 5—40 / 14—110 Слаборадоновые
40—200 / 110—550 Средний радоновые
>200 / >550 Крепкие радоновые
<3,5 Сильнокислые
Реакция вод (рН) 3,5—5,5 Кислые
5,5—6,8 Слабокислые
6,8—7,2 Нейтральные
7,2—8,5 Слабощелочные
>8,5 Щелочные
Температура, градусы <20 Холодные
20—35 Теплые
35—42 Горячие (термальные)
>42 Очень горячие
Нормы отнесения вод к минеральным: 1 2,0; 2 0,5 (для питья), 1,4 (для ванн); 3 10; 4 0,7; 5 20; 6 25; 7 5; 8 50; 9 5/14.

6.       Радиоактивность. К радиоактивным (радоновым) лечебным водам в СССР относят воды, содержащие повышенные концентрации Rn (более 5 ммккюри/л, или 14 ед. Махе). Лечебное действие этих вод обусловливается радиоактивными излучениями (в основном α-лучами), выделяемыми Rn и короткоживущими продуктами его распада (RaA, RaB, RaC и др.). Присутствие в минеральных водах повышенных количеств Ra и U (радиевые, урановые воды) не только не придает им каких-либо лечебных свойств, но для питьевых минеральных вод вообще является неприемлемым (таблица 2).

7.       Активная реакция (степень кислотности или щелочности вод, выражаемая величиной рН) определяет возможность существования в водах различных форм слабых кислот (H2CO3, H2S, H2SiO3 и некоторых др.) и имеет важное значение для оценки лечебного действия вод. В минеральных водах величина рН может изменяться от 2,0—3,5 до 9,5.

8.       Температура обусловливает возможность сохранения в минеральных водах (при выходе их на поверхность) тех или иных количеств растворенных газов (в частности, CO2) и обогащение вод некоторыми характерными компонентами (особенно H2SiO3). Температура определяет также технику использования минеральных вод, необходимость их подогрева или охлаждения. Сама по себе высокая температура без наличия у минеральных вод других важных в лечебном отношении особенностей не может служить основанием для отнесения этих вод к лечебным, но она является обязательным признаком при любых оценках и подразделениях минеральных вод.

В минеральной воде могут содержаться также микроэлементы, оказывающие при определенных концентрациях токсическое действие на организм. Поэтому для ряда элементов, присутствующих в минеральных водах, рекомендуются условные запретительные критерии, которые в несколько раз выше соответствующих предельно допустимых концентраций для вод питьевого водоснабжения (таблица 2).

Таблица 2. Предельно допустимые концентрации вредных элементов для питьевых минеральных вод
Химический элемент Символ ПДК,  мг/л
Ванадий (V) 0,4
Мышьяк (As) 0,2*
Ртуть (Hg) 0,02
Свинец (Pb) 0,3
Селен (Ce) 0,05
Фтор (F) 5,0
Хром (Cr6+) 5,0
Радий (Ra) 5·10—7
Уран (U) 5·10—1
* Минеральные воды с более высоким содержанием As могут использоваться как питьевые при соответствующих дозировке и контроле.

Минеральные воды разделяют в зависимости  от их состава, свойств и бальнеологического значения на семь групп: 1) воды без «специфических» компонентов и свойств; 2) углекислые (CO2); 3) сульфидные (H2S, HS); 4) железистые (Fe), мышьяковистые (As) и с высоким содержанием Mn, Си, Al и др.; 5) бромные (Br), йодные (J) и с высоким содержанием органических веществ (Сорг); 6) радоновые (Rn); 7) кремнистые термы (H2SiO3, HSiO3).

Каждую из этих групп минеральных вод в зависимости от условий их образования разделяют по газовому составу на три подгруппы: а) азотные, б) метановые (азотно-метановые) и в) углекислые минеральные воды. Одновременно все минеральные воды делят по анионному составу на 9 классов и по катионному составу на ряд подклассов, а по общей минерализации на 6 градаций (таблица 1).

В целом химический состав минеральных вод определяется геологическими условиями их образования и зависит от многих природных факторов. Распространение их подчиняется определенным геологическим закономерностям, позволяющим выделять в пределах СССР пять основных провинций минеральных вод, в которых формируются воды однотипного химического состава и генезиса.

Для сокращенного обозначения химического состава минеральных вод применяют формулу, предложенную М. Г. Курловым и Э. Э. Карстенсоном. В настоящее время эта формула рекомендуется в следующем виде:

Биологически активные компоненты (г/л) Минерализация (г/л) Состав вод анионы/катионы рН, Т экв.%

В формуле указываются: как показатель общей минерализации — сумма всех растворенных в воде веществ (без газов), в ионном составе — все ионы, содержащиеся в количестве не менее 20 экв.% (но не менее двух анионов и двух катионов), и все биологически активные компоненты, присутствующие в количествах выше принятых бальнеологических норм (в г/л, кроме Rn, указываемого в ммккюри/л).

Пример: химический состав вод Мацесты (скважина Т-1):

В СССР с лечебной целью, главным образом в виде ванн, широко используют углекислые, сульфидные, радоновые и азотные термальные минеральные воды (см. Бальнеотерапия, Ванны). Главнейшие курорты с углекислыми водами: Арзни, Аршан, Боржоми, Дарасун, Ессентуки, Кисловодск, Поляна, Шиванда, Шмаковка, Ямаровка и др. Курорты с сульфидными водами: Горячий Ключ, Ейск, Кемери, Ключи, Любен Великий, Менджи, Немиров, Сочи — Мацеста, Сергиевские Минеральные Воды, Серноводск, Синяк, Сураханы, Талги, Усть-Качка. Курорты с радоновыми водами: Белокуриха, Мироновка, Молоковка, Пятигорск, Увильды, Ургучан, Хмельник, Ходжа-Оби-Гарм. Курорты с азотными термальными водами: Алма-Арасан, Горячинск, Джелал-Абад, Иссык-Ата, Кульдур, Оби-Гарм, Сары-Агач, Талая.

Гидрокарбонатные, хлоридные, сульфатные и сложного состава минеральные воды невысокой минерализации применяют преимущественно для питьевого лечения при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, печени и желчных путей, при нарушениях обмена веществ, некоторых урологических и других заболеваниях.

Железистые воды, содержащие биологически активный ион Fe, применяют главным образом для питьевого лечения при хлорозе, малокровии, в период реконвалесценции после перенесенных острых заболеваний и операций (кровопотерь), при нарушениях менструальной функции и склонности к самопроизвольным абортам, при неврозах, требующих общеукрепляющего лечения. Курорты с железистыми водами: Марциальные Воды, Цагвери и др.

Мышьяковистые воды, содержащие трехвалентный мышьяк (As), относятся преимущественно к углекислым, хлоридным или хлоридно-гидрокарбонатным натриевым минеральным водам. Содержащие мышьяк воды могут быть разделены на два подтипа: мышьяковые с содержанием H3AsO4 и мышьяковистые с содержанием H3AsO3. Воды первого типа — источники Зуби (в Грузинской ССР), воды второго типа — Джульфинские (в Азербайджанской ССР) и Синегорские (на Сахалине). Их применяют главным образом внутрь столовыми ложками при различных анемиях, при явлениях упадка питания, нарушениях обмена веществ, реконвалесценции после перенесенных острых заболеваний, при гастритах с пониженной и нормальной кислотностью, хронических гепатитах и колитах. Наружно их применяют при заболеваниях органов кровообращения, кожи и др.

Йодо-бромные воды со средней и высокой общей минерализацией (часто рассолы) по химическому составу обычно относятся к хлоридным натриевым и гидрокарбонатно-хлоридно-натриевым и более сложного состава водам. Йодо-бромные воды (Горячий Ключ, Хадыженск, Усть-Качка и др.) применяют внутрь и в виде ванн главным образом при атеросклерозе, при заболеваниях сердца, при гипертонической болезни без выраженных нарушений кровообращения, при заболеваниях суставов, нервной системы, женских заболеваниях, заболеваниях кожи, хронических воспалительных процессах и др.

Минеральные воды используют на курортах для питьевого лечения, в виде ванн, купаний в бассейнах, всевозможных душей, а также для ингаляций и полосканий при заболеваниях верхних дыхательных путей и полости рта, для орошений при гинекологических заболеваниях, для промывания желудка и кишечника (клизмы, субаквальные ванны), при заболеваниях органов пищеварения и нарушениях обмена веществ.

Методы применения — см. Бальнеотерапия.