Історія використання мінеральних вод

Мінеральні підземні води використовуються для лікування з давніх пір. Про це нам повідомляють народні легенди, священні книги, і трактати стародавніх учених. Про використання мінеральних вод у стародавній Греції відомо 13 епічних поем Гомера. Гіппократ (460- 577 до н.е.) розробив методику використання мінеральних вод. Стародавні римляни будували купальні, бані (терми) на мінеральних водах Риму, Помпеї та інших міст. Г.Пліній Старший (І ст. н.е.) розробив класифікацію мінеральних джерел та методику лікування ними. У XIІІ-ХVI ст. великих успіхів у лікуванні мінеральними водами досягла і на тибетська медицина.

На території України найдавніше використання підземних мінеральних лікувальних вод фіксується в Криму в період Боспорського царства (2 тис. років тому). До нашого часу збереглися руїни колодязя поряд із залишками давньогрецького храму Бога лікування - Ескулапа. Є дані про те. що мінеральні джерела в Закарпатті були відомі вже в XVI ст. У нотатках послів Івана Грозного, які поверталися з Царсграда до Москви, зазначалося, що "багато людей приходять хворими та усякими недугами заполонені і лягають у ті води, і усім припходящим буває зцілення".

Перша згадка в літературі про Трускавець належить до 1469р., а про цілющі властивості вод його уперше написав у 1578 р. королівський лікар Войцех Огко.

Широке використання мінеральних лікувальних вод в Україні, як і в інших країнах, розпочалося в ХІХ ст. Відкриття глибоких підзем­них вод у районі Трускавця відноситься до 1820 р., а першу невелику водолікарню було збудовано в 1827 р. Хімічні дослідження мінераль­ної води "Нафтуся" зробив львівський аптекар Теодор Торосевич. У 1836 р. лікар Малюк дав опис лікувальної дії мінеральної води курорту. Мінеральні води типу "Нафтуся" та їх лікувальні властивості досліджуються донині. Відкрито багато нових родовищ цієї лікувальної води. Закономірності формування хімічного складу цієї води вивчав видатний вчений-гідрогеолог А.Є.Бабинець. У 1990 р. колектив учених на чолі з академіком НАН України В.М.Шестопаловим установив, що мінеральні води типу "Нафтуся" мають здатність виводити з організму людини радіонукліди.

На сьогодні розвідані експлуатаційні запаси підземних вод типу "Нафтуся" достатні для будівництва великої кількості курортів-санаторіїв.

Україна дуже багата також радоновими мінеральними водами, які формуються в тріщинуватих скельних породах Українського щита. Є в Україні й вуглекислі, сірководневі, миш'яковисті, поліметальні, бромні, йодобромні води, кременисті терми, води без специфічних компонентів та властивостей. Усього на території України розвідано велику кількість родовищ мінеральних вод з високим вмістом органічних речовин.

Освоєння нетрадиційних видів корисних копалин - актуальне за­вдання сучасності. Відомо, що в підземних водах наявні майже всі елементи періодичної системи Д.І.Менделєєва. їх концентрація, на яку впливають багато чинників, змінюється від часток мікрограма до сотень грамів на літр. Доцільність добування корисних речовин із підземних вод залежить від вмісту їх у воді, ступеня їх практичного значення, за­безпеченості запасами за рахунок рудних джерел мінеральної сировини, технологічних можтивостей збагачення їх та економічних показників. Велика кількість цінних елементів дуже розсіяна і майже ніколи не створює природних нагромаджень, тому можливість їх видобування з підземних вод становить значний практичний інтерес.

На сьогодні з підземних вод, які одержали назву "промислових", видобувається значна кількість кухонної солі, йоду, брому, калію, магнію тощо. Особливо велике значення промислових вод для одержання рідкісних хімічних елементів (лігію, рубідію, цезію, бору та ін.). Враховуючи, що промислові води мають дуже широке поширення по площі, на значних глибинах використання їх для добування рідкісних хімічних елементів, родовища яких відсутні в Україні є дуже перспективним.

Тепло, що створюється природним шляхом у надрах Землі, є одним із нетрадиційних видів енергії. Його називають геотермальними ресурсами і поділяють на тепло підземних вод та тепло гірських порід. Геотермальні ресурси використовуються для вироблення електроенергії, у сільському господарстві та для комунально-побутових цілей.

В Ісландії використання термальних вод почалося ще 1000 років тому. Нині майже половина населення цієї країни живе в будинках, які опалюються підземними термальними водами.

Дуже цікавими є розробки Інституту технічної фізики НАН України, суть яких полягає у створенні "геотермічних котлів". При бурінні свердловинами дуже нагрітих водопроникних гірських порід можна одержати гарячу воду шляхом штучного нагрівання холодної води через приймальну свердловину. На території України термальні води найдено в Причорноморському, Донецькому, Волино-Подільському, Прикарпатському і Закарпатському артезіанських басейнах.

Термальні води можуть використовуватися для енергетичних цілей, добування корисних речовин і для лікування.

Розділ І

МІНЕРАЛЬНІ ЛІКУВАЛЬНІ ВОДИ 1.1. УЯВЛЕННЯ ПРО МІНЕРАЛЬНІ ЛІКУВАЛЬНІ ВОДИ

Існує багато визначень, що таке мінеральна лікувальна вода. У 1911 р. в м. Наугеймі було вирішено мінеральною водою називати таку воду, в якій вміст твердих розчинених речовин складає більше 1.0 г/л, або міститься вуглекислий газ та інші цінні фармакологічні інгредієнти, або вода має температуру вище 20°С.

Слід зазначити, що критерій 1.0 г/л не є науково обґрунтованим, але дуже часто використовується при визначенні мінеральних вод.

На думку О.М.Огільві, мінеральною водою є така вода, яка завдяки своїм фізико-хімічним властивостям має фізіологічний вплив на організм людини.

О.М.Овчинников мінеральними вважав такі води, які виявляють лікувальну дію, зумовлену або підвищеним складом біологічно акти­вних компонентів (їх іонним або газовим складом), або ж загальним іонно-сольовим складом.

Згідно з інструкцією Державної комісії із запасів (ДКЗ) мінеральними лікувальними водами є підземні води, що містять у підвищених концентраціях мінеральні (рідше органічні) компоненти та гази, або яким притаманні певні особливі фізичні властивості (радіоактивність, підвищена температура тощо), завдяки чому ці води справляють на організм людини лікувальну дію при зовнішньому або внутрішньому застосуванні.

До складу мінеральних вод входять неорганічні речовини, зокрема, представлені основними мікрокомпонентами (катіоногенні (Са, Mg, Nа, К) і аніоногенні (СІ, S, С, Sі), радіоактивні елементи, ор­ганічні речовини (вуглеводи, жири, білки), гази біохімічного, повіт­ряного і хімічного походження (СН4, CO2, N2, H2S, H2, O2, Nе, Аr, NН3) і бактерії (амонізуючі, нітрифікуючі, денітрифікуючі, тіонові, сульфатвідновлюючі та ін.).

Важливою характеристикою мінеральних вод є її рН і Еh. Відносно рH мінеральні води характеризуються буферністю, що вказує на можливість зміни їх рН при додаванні незначної кількості кислоти або лугу. Водні розчини називаються буферними, якщо при цьому рН не змінюється. Еh характеризує міру можливості проходження в мінеральній воді певних хімічних реакцій при добуванні її з водоносного горизонту.

Оцінка лікувальних властивостей мінеральних вод відбуваєься на основі принципу аналогії, тобто через порівняння досліджуваної води з відомими мінеральними водами, хімічний і газовий склад яких подібний, а потім на основі фармакологічного та експери­ментально-клінічного дослідження.

Мінеральні води за характером використання поділяються на дві категорії - питні й бальнеологічні. Серед питних вирізняються лікувальні столові (мінералізація до 8 г/дм3) і лікувальні (мінералізація до 20 г/дм).

Серед головних бальнеологічних типів мінеральних вод найширше використання мають такі:

- вуглекислі,

- радонові,

- сірководневі,

- збагачені органічними речовинами

- дуже мінералізовані хлоридні води.

Для питних лікувально-столових і лікувальних вод існують граничнодопустимі концентрації (ГДК) хімічних та біологічних речовин, при яких ці води не викликають негативного впливу на здоров'я людини.

Мінеральні води без специфічних компонентів і властивостей, лікувальна дія яких зумовлюється іонним складом та мінералізацією, поділяються на декілька груп за газовим, катіонно-іонним складом і мінералізацією. Мінеральні води без специфічних властивостей і компонентів поширено по всій Україні, включаючи Український щит.

Вуглекислі води активно впливають на організм людини як при внутрішньому вживанні (С02 >0.5 г/дм3), так і при бальнеологічному застосуванні (СО > 1г/дм3). Згідно з класифікацією В.В.Іванова, є шість типів мінеральних вуглекислих вод: нарзани, води желєзноводського та п'ятигорського типу, "Боржомі", "Арзні", води єсентуцького і джульфінського типів.

На території України знайдено п'ять типів мінеральних вод, відсутні тільки п'ятигорський і желєзноводський тип мінеральних вод. Найбільше поширення вуглекислі мінеральні води мають у Карпатському регіоні; знайдені вони також у Криму.

Сірководневі мінеральні води використовуються для зовнішнього застосування за умови вмісту загального сірководню не менше 10 мг/дм3. Походження сірководню в підземних водах пов'язано з хімічни­ми процесами, а головним чином - з процесами біохімічної сульфатре- дукції, або відновлення сульфатів вуглеводнями при участі бакгерій. Сірководневі води в Україні поширено в різних гідрогеологічних регіонах, зокрема на Волино-Поділлі, у Карпатах, Криму.

Радіоактивні води в Україні в основному представлено радоновими водами в межах Українського щита. Перехід радіоактивних елементів у воду з гірських порід по­в'язано з їх розчиненням (міграція першого роду), а також із капілярів у результаті процесів вилуговування (міграція другого роду).

Хімічний склад підземних вод, а також їх швидкість значною мірою визначають їх збагаченість радоном.

Йодними і бромними (або йодобромними) визнають такі води, які вміщують не менше 5 мг/дм3 йоду і не менше 25 мг/дм3 брому при їх загальній мінералізації до 10-15 г/дм3. Вони використовуються для внутрішнього і зовнішнього застосування.

В Україні йодобромні мінеральні води поширено в Карпатсь­кому регіоні.

Підземні води можуть бути лікувальними завдяки біологічно активним діям органічних речовин на організм людини.

Мінеральні води типу "Нафтуся" формуються в зоні інтенсивно­го водообміну в процесі активної взаємодії інфільтраційних вод з гірськими породами в результаті вимивання з них органічних речовин. Мінеральні води типу "Нафтуся" поширено на великій території Поділля, де вони інтенсивно використовуються для лікувальних цілей, а також у межах території Українського щита, де проводяться дослідження щодо їх формування й поширення.

Існує багато поглядів відносно головних компонентів вод типу "Нафтуся", що благотворно впливають на організм людини. Зокрема, А.Е.Бабинець і В.М.Шестопалов вважають, що продукти життєдіяльності мікроорганізмів мають велику біологічну активність.

Найбільш багатими на лікувальні мінеральні води є Українські Карпати. У Закарпатській області значно поширені вуглекислі води: поляна квасова, свалява, лужанська. У Передкарпатті у Львівській області знаходяться всесвітньо відомі курорти Трускавець і Моршин, де широко використовуються води нафтуся та хлоридно-сульфатно-натрієві. Лікувальні води типу "нафтуся" відкрито в Хмельницькій області, де розвивається курорт Сатанів. Важливі лікувальні властивості мають радонові мінеральні води, які поширені переважно на Українському кристалічному щиті й використовуються в м. Хмельнику Вінницької області. Білій Церкві й Миронівці Київської області, у Приазов'ї. Давнім курортом України є м. Миргород у Полтавській області, який базується на мінеральній воді "миргородській". Березівський курорт у Харківській області використовує воду гідрокарбонатно-магнієво-натрієвого складу. Її також використовують як столову мінеральну воду. Досить різноманітні мінеральні води Криму, які використовуються в містах Євпаторії, Феодосії, Саках, на Керченському півострові. На базі мінеральних вод України функціонує 20 санаторіїв, 25 водолікувальних закладів та понад 50 підприємств, які щорічно розливають понад 600 млн пляшок лікувальних і столових вод.

Промислові води


 Промисловими водами називаються природні підземні води, які містять у розчині корисні компоненти, чи іх сполуки у кількостях, що забезпечують їх рентабельний видобуток та переробку.

З промислових вод витягають йод, бром,кухонну глауберову сіль, соду. Промисловий інтерес становлять води, які мають підвищену коцетрацію бору, літію, рубідію, германію, урану, вольфраму та інших речовин.

У багатьох державах світу промислові підземні води – є основним джерелом одержання йоду. Понад 70% вирробництва брому забезпечується за рахунок промислових вод.
Промислові води приурочені як найчастіше до глибоких частин важких гідравлічних структур, переважно у зонах сповільненого та дуже сповільненого водообміну. У стрктурно-тектонічному відношенні такі системи відповідають синеклізам та западинам стародавніх платформ, а також передгірським прогинам і міжгірським западинам. Промислові води зустрічаються в породах самого різного геологічного віку, складу та походження.
Глибоке залягання промислових вод змінюється в широких межах- від перших десятків метрів до 4-5 км і більше, найбільш поширені глибини їх залягання складають 1000-3000 м. Характеризуються вони і дуже високими напорами.

За мінералізацією промислові води відносяться переважно до солоних вод та розсолів з концентрацюією солей 250 г/л і більше.

За хімічним складом вони частіше хлоридно-натрієві, хлоридно-натрієво-кальцієві. Найбільш поширені у природі бромні та йодо-бромні води.

При вивченні промислових вод визначаються їх ємкісні запаси, вікові, регіональні і експлуатаційні. Експлуатаційні запаси промислових вод (за Плотніковим М.І.) – це кількість промислової води у м3/доб, яку можна одержати водозабірними спорудами при заданому режимі експлуатацій і якості води на весь термін видобутку.
Іноді експлуатаційні запаси промислових вод визначають у кількісному виході корисних компонентів у тонах на рік.
Дебіти свердловин, що розкривають водоносні горизонти з промисловими водами складають переважно 300-500 м3/доб (Азово-Кубанська водонапірна система). На деяких родовищах дебіт розвідково-експлуатаційних свердловин досягає 1000-3000 м3/доб.
Аналіз матеріалів з геології і гідрогеології окремих артезіанських басейнів України дає змогу цю територію досить перспективною для розшуків і видобування підземних промислових вод. Такі перспективи є у Дніпрово-Донецікому артезіанському басейні, у Донбасі, у Передкарпатті і Запоріжжі.