Анализ химического состава воды термального источника «Аршан» Уйгурского района Республики Казахстан



Анализ химического состава воды термального источника «Аршан» Уйгурского района Республики Казахстан

Иминова Дилраба Етахуновна, магистр, специалист высшего уровня

Государственный университет имени Шакарима города Семей (Казахстан)

Нурхалыков Ильяр Абдухалыкович, преподаватель

ГУ «Средняя школа имени И. Таирова» с. Байсеит (Казахстан)

Республика Казахстан располагает богатыми курортными ресурсами.

По данным отдела курортологии КазНИИ кардиологии, в республике изучено около 500 выходов лечебных минеральных вод, 78 грязевых озер и 50 климатических местностей. Так, на северных склонах Заилийского Алатау выявлены термальные сульфатно-гидрокарбонатные натриевые (Алма-Арасан) и йодобромные, хлоридные кальциево-натриевые воды (к северу от г. Алма-Аты), на северных склонах Джунгарского Алатау — термальные радоновые хлоридно-сульфатные натриевые, содержащие азот воды (Джаркент-Арасан, Капал-Арасан). На востоке республики находятся сульфатно-гидрокарбонатные натриево-магниевые (Рахмановские Ключи) и термальные хлоридно-сульфатные кальциево-натриевые (Барлык-Арасан) источники. На юге Казахстана обнаружены термальные азотные гидрокарбонатные натриевые воды (Сарыагач), радоновые сульфатно-гидрокарбонатно-хлоридные натриевые (Мерке). На севере республики, в Кустанайской области, в последние годы в лечебных целях широко стали применять среднеминерализованную сульфатно-хлоридную натриевую воду источника на территории санатория «Сосновый бор».

В республике имеются все виды бальнеологических групп минеральных вод, за исключением группы углекислых. Большинство их относится к бальнеологической группе вод без специфических компонентов и свойств, физиологическое действие которых на больного обусловлено главным образом повышенным содержанием анионов и катионов [1].

По всему миру рассредоточено огромное количество городов-курортов на термальных водах, которые славятся своими целебными свойствами. Состав вод каждого источника разный. Среди них самые знаменитые с химическими составами представлены в таблице 1.

Таблица 1

Термальные источники мира

Курорты Элементы	Бюкфюрдо (Венгрия)	Татсманс дорф (Австрия)	Карлова Вары (Чехия)	Баден-Баден (Германия)	Шинц нах (Швецария)	Пятигорский ГНИИК РОСЗДРАВА (Россия)
Калий	280,0	8,0	0,69	70,5	16,0	24,1
Натрий	4220,0	17,08	4,6	770,0	370,0	1020,8
Кальций	93,0	6,29	10,5	120,0	384,0	8,3
Магний	45,5	-	4,9	5,5	83,0	1,5
Железо	0,46	-	0,38	-	-	0,2
Марганец	<0,02	-	-	-	-	0,02
Литий	3,0	-	-	5,24	0,6	0,32
Барий	-	-	-	3,8	-	0,12
Стронций	-	-	0,06	0,72	5,5	0,9
Рубидий	-	-	-	0,6	-	-
Хлориды	2390,0	328,8	2,3	1310,0	525,0	780,1
Сульфаты	880,0	267,1	29,6	150,0	1050,0	215,8
Нитраты	<1	3,61	4,9	-	0,05	-
Гидрокарбонаты	724,0	926,0	18,0	-	353,0	1098,4
Бромид	7,5	1,27	-	3,1	0,1	3,0
Иодид	1,26	-	-	-	0,02	0,3

В Уйгурском районе (г.Чунджа) между Кетменьскими горами и долиной реки Или расположены термальные артезианские источники со слабоминерализованной радоновой водой обладающей лечебными свойствами. Все горячие источники питаются водой, которая подогревается магматическими интрузиями в районах активного вулканизма.

В данной местности насчитывается приблизительно 140 таких источников. Известно, что множество миллионов лет назад неподалеку от Алматы находился большой вулкан. Его кальдера обладала размером, исходя из различных источников, от 9 до 16 км. Следы прошлых извержений можно наблюдать по пути к Чундже — массив Бугуты стал остаточным явлением давнего вулкана. Вулкан потух больше 200 миллионов лет назад, однако каналы с магмой не были целиком закрыты. Они и осуществляют нагрев воды, которая после поднимается на поверхность под огромным давлением [2].

Термальные минеральные источники или горячие источники Чунджи подразделяются на: тёплые (20–37 °C), горячие (37–50 °C) и очень горячие (50–100 °C).

Целью исследования является определение и изучение химического состава воды термального источника «Аршан» с использованием новейших достижений аналитической химии.

Методы исследования

Исследование термальных вод проводилось в 2016 г. Отбор проб воды для анализа объемом 0,5 литр производился осенью в специально подготовленную тару c подкислением сверхчистой HNO₃ до рН=2. Отобраны воды из термального источника «Аршан» (вблизи г.Чунджа), Уйгурского района, Алматинской области который находится в 300 км от г. Алматы в восточном направлении. Исследования проводились в Испытательной региональной лаборатории инженерного профиля «Научный центр радиоэкологических исследований» Государственного университета им.Шакарима города Семей.

Анализ химического состава воды выполнен действующими ГОСТами, СТ РК и методиками Республики Казахстан. Отбор проб воды осуществлялся по СТ РК ГОСТ Р 51592–2003 Вода. Общие требования к отбору проб. Содержание хлорид ионов и общая щелочность были определены по ГОСТ 26449.1–85, сульфат ионы по ГОСТ 4389–72, жесткость воды по ГОСТ 4151–72 титриметрическим и гравиметрическим методами. Полный элементный состав определялся методом индуктивно связанной плазменной масс-спектрометрии с (ICP-MS) по СТ РК ИСО 17294–2-2006. Индуктивно связанный плазменный масс-спектрометр фирмы «VARIAN», производства Австралии современное оборудование. Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой— это разновидность масс-спектрометрии, отличающаяся высокойчувствительностью и способностью определять ряд металлов и неметаллов в концентрациях до 10⁻¹⁰ %, т.e. одну частицу из 10¹². Метод основан на использовании индуктивно-связанной плазмы в качестве источника ионов и масс-спектрометра для их разделения и детектирования. ИСП-МСтакже позволяет проводить изотопный анализ выбранного иона [3].

Результаты исследований

Органолептические исследования показывают, что вода прозрачная, без примесей, на вкус минеральная, на ощупь жирная.

Результаты общего химического анализа и элементного состава приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2

Общий химический анализ воды

Компоненты	Ед.изм	Фактически получено
рН	рН	8,2
Хлориды	мг/л	173,25
Сульфаты	мг/л	225,5
Щелочность	ммоль/л	6,4
Общая жесткость	мг/л	1,3
Гидрокарбонаты	мг/л	974,32
Сухой остаток	мг/л	858,0
Минерализация	мг/л	558,0

Из таблицы 2 среда воды термального источника слабощелочная рН=8,2. Концентрация хлоридов составило 173,25 мг/л, сульфатов 225,5 мг/л, гидрокарбонатов 974,32 мг/л. Общая жесткость воды 1,3 мг/л, щелочность 6,4 ммоль/л, количество сухих остатков 858,0 мг/л, минерализация 558,0 мг/л. Основными компонентами анионной части являются серосодержащие, хлорсодержащие и гидрокарбонатные ионы. Помимо общего химического состава большой интерес представляют данные по элементному составу вод (таблица 3).

Таблица 3

Элементный состав воды

Наименование химического элемента	Ед. измерения	Фактически получено
Натрий	мг/л	9874,44
Магний	мг/л	93,25
Алюминий	мг/л	38,66
Кремний	мг/л	6485,58
Фосфор	мг/л	634,13
Сера	мг/л	4763,13
Калий	мг/л	1215,91
Кальций	мг/л	8488,7
Титан	мг/л	46,72
Ванадий	мг/л	3,14
Хром	мг/л	3,72
Марганец	мг/л	2,77
Железо	мг/л	112,81
Кобальт	мг/л	0,008
Никель	мг/л	0,18
Медь	мг/л	1,85
Цинк	мг/л	14,77
Германий	мг/л	6,86
Мышьяк	мг/л	3,28
Рубидий	мг/л	1,52
Стронций	мг/л	6,25
Молибден	мг/л	34,23
Серебро	мг/л	0,65
Кадмий	мг/л	0,03
Олово	мг/л	32,53
Сурьма	мг/л	3,58
Барий	мг/л	2,23
Свинец	мг/л	2,08

По данным таблицы 3 вода термального источника «Аршан» богата элементами как натрий, кремний, калий, кальций, сера, железо, фосфор, магний и т. д.

Содержание натрия 9874,44 мг/л, кальция 8488,70 мг/л, кремния 6485,58 мг/л, серы 4763,13 мг/л, калия 1215,91 мг/л, фосфора 634,13 мг/л, железо 112,81 мг/л, магния 93,25 мг/л. Содержания других макроэлементов (Al, Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zn, Ge, As, Rb, Sr, Mo, Sn, Sb, Ba, Pb) от 1,52 до 46,72 мг/л. Концентрации Ni, Co, Ag и Cd находятся в диапазоне 0,008–0,65 мг/л.

Благодаря сложности состава они оказывают многогранное действие на организм человека. Сульфат-ион способствует замедлению и уменьшению развития дегенеративных и дистрофических изменений в печени при ее токсическом поражении фосфором и тяжелыми металлами. На желудочную секрецию он оказывает тормозящее влияние. Щелочностьводы способствует разжижению и удалению образующейся слизи, оказывает благоприятное влияние при диабете, уменьшая содержание сахара в крови и моче. Гидрокарбонаты благоприятно действуют на нуклеиновый обмен, способствуют повышению растворимости мочевой кислоты и ее удалению. Это позволяет успешно лечить больных подагрой. Кремниевая кислота в установленной дозе является активным бальнеофактором, оказывающим седативное, противовоспалительное, болеутоляющее и антитоксическое — действие. Способствует эффективному лечению кожных заболеваний, травматических повреждений и некоторых заболеваний желудочно-кишечного тракта. Ион натрия играет важную роль в водно-солевом обмене, способствуя задержке воды в организме, уменьшая диурез. Ион калия принимает активное участие в работе нервной системы человека, его мышц, управляет балансом кислот, электролитов и жидкости. Важную роль играет в передаче нервных импульсов и если в организме не хватает калия, возможны скачки давления, риск инсульта. Калий поддерживает сбалансированную среду в клетках. Без железа человеческий мозг начинает ощущать нехватку кислорода, за транспортировку которого и отвечает этот микроэлемент. У людей с нехваткой в организме железа ухудшается память, они апатичны, бледны, соображают медленно, утрачивается абстрактное мышление, теряется внимание. Кальций необходим для того, чтобы кости и зубы оставались крепкими, участвует в правильном сокращении мышц (сердечной в том числе), в расщеплении белков и жиров. Неорганический фосфор входит в состав костной ткани, поддерживает кислотно-щелочное равновесие. Соединения фосфора являются частью нуклеиновых кислот, принимают участие в росте клеток, хранении генетической информации. Магний обладает кардиопротекторной функцией, благоприятно влияя на сердце, улучшая снабжение миокарда кислородом. Вместе с тем магний имеет сосудорасширяющее действие и снижает давление. Магний препятствует сосудистым осложнениям при диабете, способствует снятию бронхоспазма, благотворно влияет на репродуктивную функцию женщины, предотвращая развитие гестозов и выкидышей.

Лечебные свойства воды:

1. Основные показания для лечебного и профилактического питья минеральных вод (вне фазы обострения).

Заболевания органов пищеварения:

1. хронические гастриты с повышенной, недостаточной, сохраненной секреторной функцией и нарушением моторно-эвакуаторной функцией желудка вне фазы обострения;
2. функциональные заболевания желудка с нарушением секреторной моторно-эвакуаторной функции желудка вне фазы обострения;
3. язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки в стадии ремиссии;
4. хронические колиты, энтероколиты различной этиологии кроме стенозирующих, язвенных, туберкулезных;
5. функциональные заболевания кишечника с нарушением двигательной и эвакуаторной функции;
6. хронические заболевания печени и желчевыводящих путей.

Заболевания мочеполовой системы в период ремиссии:

1. хронический цистит;
2. мочекаменная болезнь;
3. хронический пиелонефрит.

Болезни обмена веществ и эндокринной системы:

1. Ожирение;
2. Сахарный диабет легкой формы;
3. подагра;
4. тиреотоксикоз первичного и вторичного генеза, легкой степени.

Профессиональные отравления тяжелыми металлами.

Стоматологические заболевания: кариес, стоматиты.

2. Показания для бальнеолечения.

Заболевания сердечно-сосудистой системы атеросклеротического и воспалительного характера: хроническая ИБС-стенокардия напряжения I, II функциональные классы, состояние после перенесенного миокардита, гипертоническая болезнь I-II стадии при недостаточности кровообращения не выше I стадии и др.

Заболевания центральной и периферической нервной системы — невриты, ишалгии, пояснично-крестцовый радикулит.

Заболевания опорно-двигательного аппарата воспалительного и дегенеративного характера (ревматоидный полиартрит, дегенеративные процессы в суставах и позвоночнике).

Заболевания женской половой сферы.

Заболевания кожи: дерматиты, дерматозы [4].

Заключение

По бальнеотерапическим показателям воды термального источника «Аршан» не уступают многим известным курортам Европы, Сибири и Восточной Азии. По результатам исследований воды из термального источника «Аршан» являются лечебно-столовыми, слабоминерализованными, слабощелочными термальными водами сложного гидрокарбонатно — сульфатно — хлоридного натриево-кальциевого состава. Так же очень богата полезными элементами для организма как натрий, кремний, калий, кальций, сера, железо, фосфор, магний и т. д.

В настоящее время в данной местности имеются около тридцати зон отдыха: «Мираж», «Premium SPA Resort», «Кашкар», «Тумар», «Деревушка», «Рахимжан», «Кара дала», «Люкс» и д. р. Одной из первых открывшихся зоной отдыха является «Мираж». Приезжают сюда с целью лечения не только Казахстанцы но и гости из зарубежных стран.

Литература:

1. Минеральные воды Казахстана [электронный ресурс] URL: http://filtrofinfo.ru/o-vode/mineral-ny-e-vody-i-istochniki-kazahstana.html (Дата обращ. 05.12.2016г.)
2. Горячие источники Казахстана. [электронный ресурс] URL: http://springhot.ru/goryachie-istochniki-kazahstana.html (Дата обращ. 15.12.2016г.)
3. Википедия [электронный ресурс] URL: https://ru.wikipedia.org/wiki (Дата обращ. 15.12.2016г.)
4. Микроэлементы [электронный ресурс] URL: http://vsegdazdorov.net/story/mikroelementy (Дата обращ. 15.12.2016г.)