Минеральные воды - это сложные растворы, в которых компоненты находятся в виде ионов, недиссоциированных (несвязанных) молекул, коллоидных частиц (мелко раздробленных, смешанных в растворе) и растворенных газов. Их химический состав точно известен, однако искусственно подобранный состав той же самой воды неравноценен природному. Минеральные воды содержат все те же вещества, которые присутствуют в человеческом организме, и их целебное действие заключается в восполнении нарушенных равновесий.
Минеральные воды характеризуют следующие основные показатели.
Состав. Минеральная вода - это растворенные соли, следовательно, они состоят из ионов - катионов и анионов. Среди них выделяют:
а) по преобладающему аниону - хлоридные, гидрокарбонатные, сульфатные;
б) по преобладающему катиону - натриевые, кальциевые, магниевые;
Состав минеральных вод обычно указывается на этикетках бутылок и на табло в водолечебницах.
Минерализация - это сумма растворенных в воде веществ без газов (измеряется в г/л, обозначается М).
В принципе все воды, в том числе и пресные, имеют ту или иную степень минерализации (кроме дистиллированной воды - Н 2 О в чистом виде). Считается, что к минеральным водам относятся воды с минерализацией больше 2 г/л.
По степени минерализации различают воды питьевого и бальнеологического назначения (“бальнео” - ванна).
Воды питьевого назначения:
а) лечебно-столовые:
Слабоминерализованные, М < 2 г/л,
Маломинерализованные, М = 2-5 г/л;
б) лечебно-питьевые - среднеминерализованные, М = 5,1-10 г/л.
Применять эти воды можно только по назначению врача. Причем надо знать, как принимать: до, после, во время еды; также очень важна их температура. Холодная вода возбуждает двигательную функцию кишечника (применяется при запорах), в теплом виде она тормозит перистальтику (применяется при гастритах и колитах). Кроме того, вода вызывает изменение водно-солевого и других обменных процессов в организме человека, кислотно-щелочного равновесия, функции различных органов.
Минеральные воды на курорте обычно выводятся в бювет (источник или специальный водопровод от источника к бювету). Кроме того, осуществляется их розлив в бутылки, продающиеся в аптеках, магазинах, на курортах, где минеральных вод такого типа нет.
Лечебное действие минеральных вод питьевого назначения проявляется по активности их ионного состава или по действию специфических биологически активных микрокомпонентов. Очень важно при их применении знать их кислотность (рН). Этот показатель учитывается при лечении конкретного больного.
Воды бальнеологического назначения (М > 10,1 г/л) подразделяются на:
Ø высокоминерализованные, М = 10,1-35 г/л;
Ø рассольные, М = 35,1-150 г/л;
Ø крепкие рассолы, М > 150 г/л;
Ø очень крепкие рассолы, М > 600 г/л (их обычно разбавляют пресной водой до нормальной минерализации).
Бальнеотерапия. При отпуске ванн на организм человека действуют химический состав воды, ее температура, механический фактор - гидростатическое давление воды, которое может быть усилено гидромассажем (подводный душ-массаж, виброустановки и каскады в бассейнах).
Лечебные ванны назначаются при заболеваниях сердечно-сосудистой и нервной систем, опорно-двигательного аппарата, эндокринной системы, кожи, гинекологических и др.
Температура воды имеет значение для сохранения в воде растворенных в ней газов (чем выше температура, тем быстрее газы улетучиваются). По температуре природные минеральные воды подразделяют на:
Ø холодные, t < 20 о C;
Ø теплые, t = 21-36 о C;
Ø горячие (термальные), t = 37-42 о C;
Ø очень горячие (высокотермальные), t > 42 о С.
В природе встречаются выходы высокотермальных вод, температура которых достигает более 90 о С. В санаторной практике при отпуске ванн допускается температура не выше 38 о С.
Очень опасно заниматься самолечением в источниках высокотермальных минеральных вод. Бесконтрольное использование может быть причиной серьезных заболеваний.
Характеристики самых распространенных минеральных вод приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Основные типы минеральных вод
| Тип воды | Распространение и известные курорты | Действие | Показания | ||
| Хлоридно-натриевые рассолы | Ленинградская обл. (Сестрорецк), Новгородская обл. (Старая Русса), Псковская обл. (Хилов), Тверская обл. (Кашин), Московская обл. (Дорохово). | Нормализация обмена веществ и деятельности центральной нервной системы. | Заболевания суставов, желудочно-кишечного тракта, остеохондрозы, хроническая венозная недостаточность. | ||
| Сульфидные* | Черноморское побережье Кавказа (Сочи), Сев. Кавказ (Горячий Ключ, Серноводск Кавказский), Среднее Поволжье (Сергиевские Мин. Воды), Прибалтика (Кемери), Предуралье (Усть-Качка), Азовское море (Ейск). | Нормализация деятельности ЦНС и ВНС**, сердечно-сосудистой системы (благодаря расширению капилляров), обмена веществ (активизация окислительных процессов). | Заболевания сердечно-сосудистой, нервной систем, костно-мышечного аппарата (артрит, остеохондроз, спондиллез), радикулиты, травмы, заболевания кожи (псориаз, экзема, нейродермит). | ||
| Углекислые | Сев. Кавказ (Кисловодск), Армения (Арзни, Анкаван), Прибайкалье (Аршан, Дарасун), Дальний Восток (Шмаковка). | Нормализация деятельности сердечно-сосудистой системы. | Заболевания: ишемическая болезнь, гипертония и гипотония, ревматизм. | ||
| Йодо-бромные | Черноморское побережье Кавказа (Сочи-Кудепста), Сев. Кавказ (Нальчик), Азовское побережье (Ейск), Предуралье (Усть-Качка), Средняя Азия (Чартаг), Молдавия (Кагул). | Нормализация деятельности нервной системы, щитовидной железы; усиление кислородного обмена; более мягкое действие на сердечно-сосудистую систему (благоприятно для пожилых людей) по сравнению с сульфидными водами. | Заболевания нервной, сердечно-сосудистой систем, гинекологические, щитовидной железы (базедова болезнь), нарушения обмена веществ. | ||
| Радоновые | Распространены локально в местах разлома кристаллического фундамента. Из недр земли по щелям разлома выходит газ радон, проходя через грунтовую воду, обогащает ее. Радон характеризуется малым периодом полураспада, поэтому радоновые воды не подлежат транспортировке. Распространение: Кольский п-ов и Карелия (курортов нет), Сев. Кавказ (Пятигорск), Закавказье (Цхалтубо), Алтай (Белокуриха), Донецкая обл. (Хмельник), Киргизия (Джеты-Огуз). | Радиоактивное излучение радона и продуктов его распада действует обезболивающе, нормализует функции эндокринной системы (железы внутренней секреции), не дает больших нагрузок на сердце. | Заболевания суставов, гипертония, ишемия, невроз с сердечно-сосудистыми заболеваниями нарушениями, расстройства функций щитовидной железы. | ||
| Азотно-кремнистые термальные | В горных районах, где идут активные горнообразовательные процессы (молодые горы): Кавказ (Горячий Ключ, Исти-Су), юг Сибири (Кульдур, Горячинск), Камчатка (Начики), Ср. Азия (Джалал-Абад, Оби-Гарм, Хаджа-Оби-Гарм, Арасан-Капал, Алма-Арасан). | Слабоминерализованные. Нормализация деятельности ЦНС; противовоспалительное, обезболивающее и противоаллергическое действие. | Заболевания сердечно-сосудистой системы, гинекологические, органов дыхания. | ||
| Мышьяковистые | Распространены мало: Кавказ (Сочи-Чвижепсе), Сахалин (Синегорские Мин. Воды), Карпаты (Горная Тисса). | Микроэлемент мышьяк активизирует обменные процессы. | Заболевания: ишемия, язва желудка и 12-перстной кишки. | ||
| Пресные органосодержащие (типа “нафтуся”) | Выявлены в России в Поволжье (курорт Ундоры, Чувашия), в Коми, в Центральном районе и в Прибайкалье | Нормализуют деятельность почек и мочевыводящих путей. | Почечнокаменная и мочекаменная болезни. | ||
Из истории применения минеральных вод для лечения болезней
«Минеральных вод соляных, железистых, серных, йодистых, углекислых и т.д. для излечения недугов существует такое же бесчисленное множество, как и песку на дне морском», – писал сто лет тому назад, М. Платен в своем «Руководстве для жизни согласно законам природы, для сохранения здоровья и для лечения без помощи лекарств».Термин «минеральные воды » вошел в употребление в XVI в., однако в обиходе чаще употреблялось слово «воды », причем, так же как и в Древнем Риме «aquae », — во множественном числе. Происхождение слова «aquae » относится к тому времени, когда Фалес Милетский (ок. 624 — ок. 546 гг. до н.э.) — греческий философ и математик из Милета, пытаясь определить основу материального мира, пришел к выводу о том, что ею является вода. Слово «a qua » — вода, состоит из двух греческих слов - «a» и «qua», буквальный перевод – от которой (подразумевается omnia constant — все произошло, все состоит).
Первая попытка классифицировать минеральные воды по составу принадлежит греческому ученому Архигену (II в). Он выделял четыре класса вод: aquae nitrose, aluminose, saline и sulfurose (щелочные, железистые, соленые и сернистые). Л.А. Сенека выделял воды серные, железные, квасцовые и считал, что вкус указывает на их свойства. Архиген рекомендовал серные ванны при подагре, а при болезнях мочевого пузыря назначал питье минеральных вод до 5 л в день. Он считал, что достаточно знать состав воды, чтобы назначить ее для лечения. Следует заметить, что состав воды в то время не мог быть известен даже приблизительно.
О составе минеральных вод говорит Г. Фаллопий, автор одного из первых руководств о минеральных водах, дошедших до наших времен, изданного после его смерти («De thermalibus aquis atque metallis », 1556 г.). Однако состав вод Италии, описанных Фаллопием, был далек от истинного, поскольку науке XVI в. еще не были известны многие химические элементы. Настоящий прорыв в учении о минеральных водах произошел в XVIII в., после революционных открытий в химии, которые в основном связывают с именем А. Лавуазье. Само понятие «минеральные воды» (от лат. minari – рыть) формировалось на протяжении ХІХ—ХХ столетий, когда закладывались основы бальнеологиии (курортологии) и научное обоснование использования подземных вод для медицинских целей.
Первый курорт в России был построен по Указу Петра Великого на источниках железистых Марциальных вод. Петр I по возвращению из Бельгии, где он успешно лечился водами курорта Спа. В честь Российского императора на курорте был построен питьевой павильон – «Pouhon Pierre Le Grand». Воды бельгийского курорта Петр I назвал источником спасения, а вернувшись в Россию издал указ, искать в России ключевые воды, коими можно пользоваться для лечения болезней. Первый российский курорт был построен в Карелии на Олонецких водах, названых Марциальными. Марциальные воды по содержанию двухвалентного закисного железа - до 100 мг/л превосходят все известные железистые источники мира. Содержание железа в водах бельгийского родоначальника курортов – Спа, всего 21 мг/л (железистые воды – Fe 10 мг/л).
Первый кадастр минеральных вод России был составлен учеными Минералогического общества, созданного в 1817 г. в Санкт-Петербурге. Среди его учредителей были академик В.М. Севергин и профессор Д.И. Соколов. По данным исследований многочисленных академических экспедиций конца XVIII и начала XIX вв. В.М. Севергин описал минеральные источники и озера России, привел их классификацию по совокупности признаков и составил указания по их исследованиям. Результаты исследований были обобщены в книге «Способ испытывать минеральные воды, сочиненный по новейшим о сем предмете наблюдениям», изданной в Санкт-Петербурге в 1800 г. В 1825 г. была опубликована работа русского химика Г.И. Гесса «Изучение химического состава и целебного действия минеральных вод России», ставшая основой его диссертации на степень доктора медицины.
Важную роль в изучении лечебных минеральных вод сыграло основание в 1863 г. Русского бальнеологического общества на Кавказе по инициативе директора управления курортов Кавказских Минеральных Вод, профессора С.А. Смирнова. После 1917 г. (после национализации курортов) началось интенсивное развитие бальнеологии. В 1921 г был создан Бальнеологический институт на Кавказских Минеральных Водах (в , в 1922 г. — Томский бальнеофизиотерапевтический институт, а в 1926 г. открыт Центральный институт курортологии и физиотерапии в Москве.
Химический состав минеральных вод
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»
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.).
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.
К минеральным питьевым водам (в соответствии с ), относятся воды с общей минерализацией не менее 1 г/л или при меньшей минерализации, содержащие биологически активные микрокомпоненты в количестве не ниже бальнеологических норм.
Досыбаева И Шмидт Л Романенко В.
Исследовательская работа учащихся
Скачать:
Предварительный просмотр:
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
Лицей № 6
Проект по химии
Исследование состава и свойств минеральной воды
Авторы:
Ученицы 7 класса
Басковская Юлия
Романенко Валерия
Шмидт Елизавета
Досыбаева Ирина
Учитель- Дунаева И.И.
Невинномысск – 2012
Подписи к слайдам:
«Воды таковы, каковы земли, через которые они проходят». Аристотель
Цель: изучить состав и свойства минеральных вод различного производства. В своей работе мы поставили следующие задачи: изучить литературные источники по теме, исследовать состав воды «Волжанка». «Ессентуки 17», «Нарзан», «Новотерская целебная», сравнив данные этикеток с данными экспериментального исследования методами качественного анализа. Тему считаем актуальной, так как в настоящее время как никогда остро стоят вопросы очистки воды, здоровья человека, фальсификации
Минеральная вода и её назначение
Минеральные воды - это прежде всего подземные (иногда поверхностные) воды, характеризующиеся повышенным содержанием биологически активных минеральных (реже органических) компонентов и (или) обладающие специфическими физико-химическими свойствами (химический состав, температура, радиоактивность и др.), благодаря которым они оказывают на организм человека лечебное действие.
Минеральная вода – вода, содержащая биологически активные минеральные и органические компоненты, обладающая специфическими физико-химическими свойствами. В этих водах одни вещества содержатся в виде недисоциированных молекул, другие в виде ионов, в них могут присутствовать и коллоидные частицы.
Суточная потребность в некоторых минеральных веществах Категория населения Кальций, мг Фосфор, мг Магний, мг До 1 года 1000 1500 - 1-3 года 1000 1500 140 4-6 лет 1000 1500 220 7-10 лет 1200 2000 360 11-13 лет 1500 2500 400 14-17 лет 1400 2000 530 Взрослые 800 1600 500 Беременные 1500 3000 925 Кормящие 1900 3800 1250
Происхождение минеральных вод Состав любой минеральной воды непосредственно отражает различные геологические процессы, которые происходили в том районе, где есть источник. Поэтому можно сказать, что эта вода зафиксировала в своем составе историю преобразования Земли.
Классификация минеральных вод
Экспериментальная часть В основе методики исследования качественного состава и свойств минеральной воды лежат качественные реакции неорганических соединений. Химические реакции, пригодные для качественного анализа, должны сопровождаться заметным внешним эффектом. Это может быть выделение газа изменение окраски раствора выпадение осадка растворение осадка образование кристаллов характерной формы.
Результаты качественного анализа
1. Для определения гидрокарбонат-ионов HCO 3- в раствор добавлялась соляная кислота. Выделение газа и его интенсивность позволяет судить о наличии данного аниона. HCO 3- + Н+= H 2 O + CO 2
2. Определение хлорид- ионов и бромид- ионов осуществляли с помощью нитрата серебра. Белый осадок указывает на наличие хлорид-ионов, желтый – на наличие бромид-ионов. Cl - + Ag = AgCl , белый осадок Br - + Ag = AgBr ; желтый осадок
3. Определение сульфат-ионов проводилось с помощью хлорида бария. Выпадение белого осадка свидетельствует о присутствии данных ионов. SO42-+ Ba2+=BaSO4 , белый осадок.
Как часто вы покупаете минеральную воду.
Утоляя жажду, вы пьете минеральную воду
Укажите причину покупки минеральной воды
Выбирая минеральную воду, вы отдаёте предпочтение минералке
Интересуетесь ли вы записью состава воды на этикетке
Если вы интересуетесь данными на этикетке, отметьте, на что вы обращаете внимание
Выбирая минеральную воду, вы отдаете предпочтение
Знаете ли вы, чем эти воды отличаются друг от друга по составу, свойствам и действию на организм
Заключение Результаты изучения химического состава и свойств 5 наименований минеральной воды, употребляемой населением города Невинномысска. В ходе исследования, были изучены и проанализированы: ассортиментный перечень минеральной воды в продуктовых магазинах района; химический состав минеральной воды; уровень минерализации и газовый состав; проведён социологический опрос. Все результаты занесены в таблицы и построены диаграммы. Анализ использованных источников, изучение состава и свойств минеральной воды, составленный алгоритм обнаружения ионов, содержащихся в минеральной воде позволили сделать следующие выводы: в исследуемой минеральной воде методом качественного анализа были идентифицированы ионы: хлора, сульфат-ионы, карбонат-ионы, иодид и бромид-ионы, ионы натрия и калия, углекислый газ. Ассортимент минеральных вод невысокий и представлен 5 наименованиями.
Минеральная вода, какие бывают минеральные воды, какую минеральную воду пить Минеральную воду сегодня покупают все: даже самые малообеспеченные семьи понимают, что пить воду из водопроводного крана не стоит – потом дороже обойдётся. Вода сегодня продаётся везде: в больших и маленьких бутылках – пластиковых, стеклянных и даже капроновых. Какую воду мы считаем минеральной? Вообще-то вся вода, которая набрана не из крана, может считаться минеральной: в ней всё равно есть минеральные соли, хоть и в небольших количествах. Однако мы привыкли считать минеральной водой ту воду, которую получают из подземных источников: в ней степень минерализации гораздо выше. Такая вода может быть пресной, солоноватой, засоленной или солёной – это зависит от общего содержания солей в граммах на литр. Наука, изучающая минеральные воды и их действие на здоровье человека, называется бальнеологией, и классифицирует их как столовые, лечебно-столовые и лечебные. В лечебных водах необязательно присутствует высокая концентрация минералов, однако в них всегда есть биологически активные элементы: фтор, бром, йод, сероводород, железо и т.д. Чтобы понять, где и как должна применяться минеральная вода, нужно знать её тип. Конечно, минеральной водой мы здесь будем называть настоящую качественную воду, а не подделку: к сожалению, на отечественном рынке сегодня фальсифицированной воды продаётся около 20% - к такому выводу приходят многие эксперты. Первое, что нужно знать – это потребительские свойства воды. Очищенная питьевая вода безопасна, её можно пить и готовить на ней пищу, но лечебными свойствами она не обладает. Такую воду получают, полностью очищая природные воды на специальных установках, а потом, когда она не содержит практически ничего, кроме Н2О, в неё добавляют определённое количество минералов – как правило, небольшое. Производители такой воды действуют согласно определённым стандартам, по которым оптимальной нормой считается 0,5 г минералов на литр – 0,5 г/л. Следующий вид – столовая вода. Эта вода тоже подходит для каждодневного употребления, и содержание минеральных солей в ней обычно в 2 раза выше – 1 г/л. Такую воду можно пить всем, однако при некоторых заболеваниях лучше внимательно изучать состав, чтобы не получать избыток тех или иных элементов. Вода с высоким содержанием кальция не показана людям, у которых повышена свёртываемость крови, иначе повышается риск образования тромбов в сосудах. Если в воде много натрия, её не стоит пить гипертоникам, людям с сердечно-сосудистыми заболеваниями и заболеваниями почек. Сульфаты и хлориды влияют на работу кишечника и пищеварение, поэтому, выбирая столовую воду, лучше всего проконсультироваться у своего врача, либо пить воду с очень низким содержанием минералов. Лечебно-столовая вода известна нам давно, ещё с советских времён, когда по всей стране продавались различные минеральные воды в стеклянных бутылках. Особенно популярны были воды Кавказа: «Ессентуки», «Боржоми», «Арзни» и т.д. Готовить пищу на такой воде обычно нельзя, но для питья она используется весьма широко. Эти воды уже являются лечебными, и обычно их применение назначает врач. Для здорового человека пара стаканов такой воды – это нормально, но если пить её постоянно и в больших количествах, то можно нарушить баланс минералов в организме. И уж конечно, тем, кто знает о своих склонностях к тем или иным заболеваниям, необходимо перед употреблением такой воды посоветоваться с врачом. Есть также сугубо лечебная минеральная вода. Конечно, она не является лекарством, и, если вы её попробуете, ничего плохого не случится, однако употреблять такую воду без консультации специалиста не стоит даже совершенно здоровым людям. Следующее, что следует знать о минеральной воде – это её ионный состав. Мы не будем вдаваться в подробности, но минеральная вода разделяется на классы по тем ионам, которые в ней преобладают. Например, есть гидрокарбонатные воды, хлоридные и сульфатные. Классы делятся на группы, в которые входят кальциевые, магниевые и натриевые воды – в зависимости от того, какие положительно заряженные ионы в них преобладают. Последняя группа классифицируется по содержанию ионов натрия и калия. Все эти воды могут применяться в лечебных и лечебно-профилактических целях. Гидрокарбонатные воды часто применяются для лечения и профилактики заболеваний ЖКТ. Они снижают кислотность желудочного сока, и могут регулировать его выработку – это зависит от того, каким образом их применяют. Эти же воды назначаются для лечения мочекаменной болезни. Нормализовать обмен веществ и пищеварение помогают хлоридные воды. Они улучшают работу желудка, поджелудочной железы и кишечника. Часто назначаются при желудочно-кишечных расстройствах. Сульфатные воды оказывают благоприятное действие на организм при ожирении и сахарном диабете, назначаются при лечении гепатита и заболеваниях желчевыводящих путей. Они нормализуют работу печени и желчного пузыря, улучшают моторику кишечника и помогают желудку. Чистых классов минеральных вод по ионному составу относительно мало: в основном минеральные воды смешанные – гидрокарбонатно-сульфатные и т.д. Поэтому, если правильно их использовать, с их помощью можно лечить и предупреждать многие заболевания. Чаще всего в минеральной воде в том или ином соотношении присутствуют все основные ионы. Кальций необходим для нормальной структуры костей и поддержки деятельности многих ферментов, участвует в процессе свёртываемости крови, работе нервной и мышечной систем, а также работе сердца и обеспечении ионного равновесия во всех тканях и средах. Вода с кальцием применяется при лечении заболеваний ЖКТ. Магний также важен для структуры костей и работы нервной системы, а ещё он принимает участие в энергетическом и углеводном обмене и улучшает кровообращение. Натрий, кроме поддержки работы пищеварительных ферментов, а также процессов, протекающих в мышечной и нервной ткани, необходим для нормального кровяного давления и водного обмена. Благодаря ему обеспечивается равновесие состава плазмы крови. Калий также необходим для поддержки кислотно-щелочного равновесия в крови, обеспечивает своевременную передачу нервных импульсов, нормальную деятельность сердца и различных ферментов. Он оказывает благоприятное воздействие на почки и улучшает обменные процессы в коже. Калий обеспечивает в организме нормальное содержание натрия, не позволяя ему накапливаться в избытке, и поддерживает в норме кровяное давление. Есть различные минеральные воды: натриевые, магниевые и кальциевые, или смешанные – кальциево-магниевые и т.д. Как правильно выбирать минеральную воду? Прежде всего, следует обращать внимание на срок годности, как и в случае с продуктами питания. На бутылках указывается дата розлива – запомните, что вода в пластиковых бутылках может храниться не более 1,5 лет, а в стеклянных – до 2 лет. Любая вода должна подвергаться химическому анализу. На этикетке указывается название лаборатории и дата, когда проводился этот анализ. Если со времени анализа прошло больше 5 лет, воду покупать не стоит. Есть одна надпись, которую всегда надо читать, перед тем, как купить воду – «Общая минерализация». Если этот показатель не превышает 500 мг на литр воды, то воду можно пить всем, и практически в любых количествах. Если минерализация воды от 500 до 1500 мг/л, то её стоит пить после консультации со своим врачом – если у вас есть какие-либо заболевания, и чередовать со слабоминерализованной столовой водой. Вода, в которой минеральных солей больше, чем 1500 мг/л, должна употребляться только с лечебными целями и строго по назначению врача – она действует почти как лекарство. Жёсткая минеральная вода рекомендуется детям, подросткам, людям, склонным к остеопорозу и пожилым. Мягкую воду можно использовать для приготовления лечебных настоев, сиропов и отваров. Показатель рН обозначает степень кислотности воды. Если этот показатель ниже 7, то вода кислая, а если выше – щелочная. При повышенной кислотности желудочного сока следует выбрать воду с показателем несколько выше 7 – она поможет немного понизить кислотность. Минеральная вода, при всей своей полезности и лечебных свойствах, не заменяет полноценного питания или лечения. Минералы в воде находятся в неорганической форме, и организму трудно их усваивать, а в продуктах питания они содержатся в виде органических солей, которые усваиваются легко. Воду с низким содержанием солей можно и нужно употреблять каждый день. Кстати, человеку необходимо более 2,5 литров чистой воды в сутки – не кофе, чая или сока, а именно воды, так что слабоминерализованная столовая вода – это прекрасный выбор.
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 1
Конкурс здоровьесберегающих и социально-значимых проектов
«Напитки нашего стола»
Номинация «Чистейший и живительный глоток воды целебной минеральной»
«Исследование состава минеральной воды»
Выполнила: ученица 8 класса
Загрядских Мария Всеволодовна
Руководитель: учитель биологии
Шмырева Татьяна Юрьевна
г. Узловая
2015г.
Оглавление
Введение ………………………………………………………….......
Глава 1. Теоретическая часть ………………………………………
1.1
Лечебный эффект питьевого применения минеральных вод ……
1.2
Химические элементы, входящие в состав минеральных вод, их значение для человека………………………………..
1.3
Лечебный эффект питьевого применения минеральных вод………………………………………………………………..
1.4
Классификация минеральных вод…………………………….
1.5
Фальшивка. Как распознать её………………………………..
1.6
Минеральные воды………………………………………………….
Глава 2. Практическая часть………………………………………...
2.1
Определение состава минеральной воды…………………………..
2.1.2
Определение pH минеральной воды………………………………..
2.1.3
Определение сульфат - ионов в минеральной воде………………..
2.1.4
Определение хлорид - ионов в минеральной воде…………………
2.1.5
Определение ионов серебра и карбонат – ионов в минеральной воде……………………………………………………………………
2.1.6
Влияние минеральной воды на растения…………………………...
Выводы………………………………………………………………..
Заключение…………………………………………………………...
Литература……………………………………………………………
Введение
«Воды таковы, каковы земли, через которые они проходят».
Аристотель
Минеральная вода - одно из древнейших природных лекарств, употребляемых людьми. У источников целебных минеральных вод веками существовали лечебницы, создавались всемирно известные курорты и санатории, позднее - заводы, поставляющие минеральную воду в бутылках по всему миру. В чем польза минеральной воды, сохраняют ли минеральные воды свое лечебное значение и сегодня, в эпоху изобилия лекарств? Где брать эти воды, как ими пользоваться, как избежать подделок? .
Природные полезные свойства минеральной воды уникальны, ведь они формировались в недрах земли, в совершенно особых условиях. Они проходят естественную обработку различными горными породами, высокими температурами, растворенными газами, всевозможными энергетическими полями. Эти воды несут огромную информацию в своем составе, структуре и свойствах. Именно этим объясняются их неповторимые вкусовые и оздоравливающие качества. А поскольку искусственно воссоздать условия подземной природной лаборатории невозможно, никакой комплекс минералов не сравнится с природной минеральной водой.
К тому же вообще чистая вода - это сейчас огромная ценность, не случайно в магазинах она дороже бензина. В Европе почти не осталось источников чистой воды, и воду из-под крана они не пьют, только бутилированную из скважин. А минеральная вода - чистая .
Актуальность
Многообразие минеральной воды, представленной на полках магазинов, способно ввести в заблуждение кого угодно. В своей исследовательской работе я решила экспериментально узнать, какая из минеральных вод наиболее полезна и безопасна для нашего организма.
Гипотеза
Все ли виды минеральных вод обладают лечебными свойствами и как они влияют на развитие живых организмов.
Цель исследования
Изучить состав минеральных вод и их воздействие на живые клетки растений.
Объект исследования
Семена салата - Эрука посевная (индау) Спартак.
Предмет исследования
Минеральные воды марки: «Есентуки №17», «Эдельвейс», «Бон Аква», «Нарзан», «Демидовская Целебная», «Краинская».
Задачи исследования:
1 . Выяснить источники минеральных вод.
2.Изучить классификацию и способы применения минеральных вод.
3.Применить полученные знания для правильного использования минеральных вод.
4.Сравнить минеральные воды разных производителей.
Методы исследования:
1.Провести обзор литературы по данной теме.
2.Проведение анализа состава различных марок минеральной воды.
3. Изучение влияния минеральной воды на развитие живых организмов.
4 .Выявление лечебных свойств воды и правила её использования.
1 Глава 1. Теоретическая часть
1.1 Лечебный эффект питьевого применения минеральных вод
Минеральная вода – вода, содержащая биологически активные минеральные и органические компоненты, обладающая специфическими физико-химическими свойствами. Питьевые минеральные воды поступают из природных источников, в растворе которых содержаться различные полезные газы и соли. Они бьют из земли, часто имеют высокую температуру.
При питье минеральная вода оказывает многообразное действие. Раздражая многочисленные рецепторы слизистой оболочки полости рта и желудка, минеральная вода влияет не только на слюноотделение, но и на структурную и моторную функции желудка и кишечника, функциональное состояние мочеотделительной и других систем. Одновременно (особенно в верхних отделах кишечника) происходит всасывание выпитой минеральной воды и поступление ее в лимфатическую и кровеносную системы. Это приводит к изменению химического состава и кислотно-щелочного равновесия жидкостей и тканей, усиливает образование биологически активных веществ, что в конечном счете сказывается на функциональной активности многих органов и систем, на течении обменных процессов в организме.
В эффекте питьевого лечения важную роль играет действие химических компонентов минеральных вод на состояние главных пищеварительных желез, на эндокринную систему органов пищеварения. В частности, питье минеральных вод стимулирует выделение клетками желудка гормона гастрина, который обладает выраженным физиологическим действием
.
1.2 Химические элементы, входящие в состав минеральных вод, их значение для человека
При покупке минеральной воды нужно ориентироваться не только на её вкусовые качества, но и на химический состав. Химический состав минеральной воды представляет собой, в первую очередь, разнообразные комбинации из шести основных компонентов: натрий (Na) , кальций (Са), магний (Мg), хлор (Сl), сульфат (SO4) и гидрокарбонат (НСО3).
Двуокись углерода (угольный ангидрид) также является важным компонентом минеральной воды, так как за счёт взаимодействия углекислого газа с подземными породами и формируются лечебные свойства воды. Углекислый газ, кроме того, смягчает вкус напитка и способствует лучшему утолению жажды. Он также стабилизирует химический состав минеральной воды, поэтому для сохранения всех полезных свойств её перед розливом дополнительно насыщают двуокисью углерода.
В небольших количествах в минеральной воде содержится почти вся таблица Менделеева в микро- и ультрамикродозах. В наибольшем количестве в ней представлены: железо, йод, фтор, бром, мышьяк, кобальт, молибден, медь, марганец и литий. Они в свою очередь тоже оказывают влияние на человека, и притом каждый своё .
Хлор влияет на выделительную функцию почек.
Калий и натрий поддерживают необходимое давление в тканевых и межтканевых жидкостях организма.
Йод активизирует функцию щитовидной железы, участвует в процессах рассасывания и восстановления.
Бром усиливает тормозные процессы, нормализуя функцию коры голового мозга.
Железо входит в структуру гемоглобина, его недостаток в организме приводит к анемии.
Медь помогает железу переходить в гемоглобин.
1.3. Лечебный эффект питьевого применения минеральных вод
В эффекте питьевого лечения важную роль играет действие химических компонентов минеральных вод на состояние главных пищеварительных желез, на эндокринную систему органов пищеварения. В частности, питье минеральных вод стимулирует выделение клетками желудка гормона гастрина, который обладает выраженным физиологическим действием.
Болезни желудка
Какими только болезнями не страдает наш бедный желудок. Минеральная вода - самый лучший лекарь. Она помогает восстановить желудочные выделения.
Для лечения необходимо выпивать по 5 мл на 1 кг массы 3 раза в день. Ее обязательно нужно подогреть до 28 градусов и выпивать натощак за 35-40 минут до еды, медленно, небольшими глоточками.
С язвой гораздо сложнее. Не каждой язве полезна минералка. Желудочные кровотечения, обострения болезни двенадцатиперстной кишки - не время для лечения водой. А вот когда обострение затухнет, поддержите больной желудок. Периоды обострений болезни - не что иное, как повышенная возбудимость желудочных функций. Успокоить разбушевавшийся желудок может теплая минеральная вода, из которой удаляется углекислый газ. Пить такую воду следует с учетом секреторной функции желудка по методу, описанному выше.
Болезни кишечника
Больной кишечник - большие неприятности. Некоторые минеральные воды - прекрасное слабительное средство. Выпивая по стакану воды за 40-60 минут до еды 3 раза в день, Вы заставите Ваш кишечник работать как часы.
Перед употреблением обязательно подогрейте воду до 40-45 градусов.
Болезни мочеполовой системы
Ваши камушки в почках не дают вам покоя, возникли проблемы с мочеполовой системой?! Не забудьте о природной лечебно-столовой воде. Она оказывают противовоспалительное действие, помогает прочистить почки и мочевые пути, облегчая выход камней. Воду принимают только в подогретом виде (до 38-42 градусов), натощак, за полчаса до еды. Однако процесс лечения требуют более частого питья указанных минеральных вод и в больших количествах для обеспечения режима частых мочеиспусканий (по 250 – 300 мл, 3-4 раза в день).
Лечение диабета
Общепринято больным сахарным диабетом питье минеральных вод 3 раза в день: перед завтраком, обедом и ужином за 45 - 60 минут до приема пищи. Помимо питьевого лечения при сахарном диабете могут быть использованы и другие методы внутреннего применения минеральных вод: введение через дуоденальный зонд, лечебные клизмы, сифонные промывания кишечника.
Болезни печени
При болезнях печени (например, вирусный гепатит, гепатоз) минеральная вода незаменима. Она помогает восстановить функции клеток печени. Воды придется пить больше, чем при других болезнях. Пьют ее 3 раза в день, обязательно в подогретом виде (40-45°С) в постепенно возрастающей дозе по полтора - два стакана за один прием. Вид минеральной воды следует выбирать, как описано выше, в зависимости от исходной секреторной функции желудка.
При ожирении
Людям, страдающим ожирением, необходимо прежде всего много пить: в их организме содержание воды сильно понижено. Рекомендуется употреблять по 150 - 200 мл минеральной воды комнатной температуры, 3 раза в день, за 45 - 60 минут до еды, предварительно выпустив весь углекислый газ .
1.4 Классификация минеральных вод
а) По содержанию минеральных веществ минеральные воды делятся на:
столовые (содержащие солей до 1 г на литр), которые можно пить сколько угодно;
лечебно-столовые (2–8 г на литр). Они годятся и когда просто хочется пить, и если здоровье подправить нужно. Обычно такие воды прописывает врач, но их можно использовать как столовые с одной оговоркой – «несистематически». К лечебно-столовым водам относится и вода «Хан- Куль».
лечебные (уровень солей больше 10 г на литр). Это уже лекарство, которое требует рекомендации врача. Да и по вкусу она такая, что просто так пить ее не захочешь. На организм человека эти воды оказывают сильное воздействие. Их пьют в строго оговоренном количестве – столовая, а то и чайная ложка в день!
воды бальнеологического назначения для наружного применения (для ванн), которые подразделяются на высокоминерализованные с М=10,1-35 г/л (35 г/л - минерализация вод Мирового океана), рассольные с М = 35,1-150 г/л, крепкие рассолы с М = 150,1-600 г/л и очень крепкие рассолы с М > 600 г/л. В отечественной бальнеотерапии применяются воды, разбавленные до минерализации 18-20 г/л (минерализация вод Черного моря).
б) По температуре различаются:
холодные, t < 20°С;
теплые, t = 21-36°С;
горячие (термальные), t=37-42°С;
очень горячие (высокотермальные), t > 42°С минеральные воды.
Высокотермальные воды достигают температуры более 90°С.
в) Классификация минеральных вод в зависимости от газового состава и наличия специфических элементов:
Углекислые (кислые) минеральные воды
Сульфидные (сероводородные) минеральные воды
Бромистые минеральные воды
Йодистые минеральные воды
Мышьяковистые минеральные воды
Радиоактивные (радоновые) минеральные воды
г) Классификация по ионному составу
Бикарбонатная вода (содержит: более 600 миллиграммов бикарбонатов на литр).
Сульфатная вод (содержит: более 200 миллиграммов сульфатов на литр).
Хлоридная вода (содержит: более 200 миллиграммов хлоридов на литр).
Магниевая вода (содержит: более 50 миллиграммов магния на литр).
Фторная вода (содержит: более 1 миллиграмма фтора на литр).
Железистая вода (содержит: более 1 миллиграмма железа на литр).
Кислая вода (содержит: более 250 миллиграммов ангидридов углекислоты на литр).
Натриевая вода (содержит: более 200 миллиграммов натрия на литр).
1.5 Фальшивка. Как распознать её?
В таблице 1 представлено содержание о минеральных водах из этикеток.
Таблица 1.
страна-изготовитель
наименование источника
тип - газированная или негазированная
наименование фирмы-изготовителя и ее адрес
объем в литрах
товарный знак
химический состав воды
назначение воды
условия хранения
Есентуки №17
Эдельвейс
Бон Аква
Нарзан
Демидовская
Целебная
Краинская
Анализ таблицы показал, что этикетки содержат полную информацию о минеральных водах. «Бон Аква» является питьевой водой 1 категории, остальные воды – лечебно-столовые.
Минеральные воды
1)Есентуки №17 хлоридно-гидрокарбонатная натриевая, борная природная питьевая минеральная вода высокой минерализации (10,0–14,0 г/л). Источник - Ессентукское месторождение, город Ессентуки, Ставропольский край, скважины № 17-бис, 36-бис, 46, относится к группе XXVа. Минеральная вода «Ессентуки № 17» содержит (мг/л):
Анионы
Катионы
сахарный диабет
ожирение
нарушение солевого и липидного обмена.
2.Эдельвейс – вода минеральная природная питьевая лечебно – столовая. Газированная хлоридно-сульфидная натриевая. Скважины: №№ 3/02, 12/95, 15/95 в г. Липецке, Россия.
Химический состав, мг/ :
Анионы
Катионы
сульфат SO 4 2− 1200-1700
натрий + калий Na + +K + - 1000-1300
хлорид Cl – 750-1000
кальций Ca 2+ - 80-150
HCO 3 – 200-400
синдром раздраженной кишки
дискинезия кишечника
заболевания печени, желчного пузыря и желчевыводящих путей
сахарный диабет
ожирение
хронический пиелонефрит
мочекаменная болезнь
Глава 2. Практическая часть
2.1 Определение состава минеральной воды
В своей исследовательской работе я изучила минеральные воды следующих фирм (рис.1):
№2- «Эдельвейс»,
№3 - «Бон Аква»,
№4 - «Нарзан»,
№5 - «Демидовская Целебная»,
№6 – «Краинская».
Рис.1 Минеральные воды
Для того что бы понять полезной ли является минеральная вода или же приносит вред. Я решила разобраться в составе минеральной воды. На этикетках написан определенный состав минеральной воды. Согласно этому составу были поставлены следующие опыты.
2.1.2 Определение ph минеральной воды
Для определение ph мы брали 6 пробирок и наливали в каждую пробирку по одному виду минеральной воды и макали в воду лакмусовую бумажку. После 3-4 минут мы сравнили результаты со школой ph (рис. 2). После чего записывали результаты в таблицу №2 . В результате проведения опытов я определила что ph растворов минеральных вод ближе к слабо-щелочному или нейтральному и является доказательством того что вода является безопасной для внутреннего восприятия (рис.3).
Название
Есентуки №17
7,5
Эдельвейс
Бон Аква
5,5
Нарзан
Демидовская Целебная
5,5
Краинская
5,5
Таблица 2
Рис. 2 Шкала для определения ph
Рис. 3 ph минеральной воды
2.1.3 Определение сульфат - ионов в минеральной воде
Чтобы узнать существуют ли воде сульфаты или это всего лишь обман,
написанный на этикетке, нужно в чистые пробирки налить воду и добавить в неё Ba . (рис. 4) . Результаты внесли в таблицу 3.
Таблица 3
Название минеральной воды
Бон Аква
помутнение
Нарзан
осадок
Демидовская Целебная
помутнение
Краинская
помутнение
Рис.5
Определение
хлорид – ионов
Есентуки №17
без изменений
сильное выделение газа
Эдельвейс
без изменений
без изменений
Бон Аква
без изменений
слабое выделение газа
Нарзан
без изменений
сильное выделение газа
Демидовская Целебная
без изменений
без изменений
Краинская
без изменений
без изменений
Рис.6
2.1.6 Влияние минеральной воды на растения
Для того чтобы понять действительно ли безвредной является минеральная вода мы решили взять семена салата - Эрука посевная (индау) Спартак. Так как клетки животных и растений очень похожи, то и взаимодействие на живые организмы должны быть похожи. Именно семена салата являются более чувствительными. Для проведения эксперимента я взяла 6 плоских крышек, промочив ватный диск каждой из образцов минеральной водой, выложила по 25-30 семян на блюдце (рис.7). Результаты записывали в таблицу 6.
Таблица 6
Наблюдаемые явления
№1
№2
№3
№4
№5
№6
посадка
27.04
27.04
27.04
27.04
27.04
27.04
набухли
29.04
29.04
29.04
29.04
29.04
28.04
появление побега
-
-
30.04
01.05
29.04
29.04
Из-за слишком большой концентрации солей в образце №1 и №2 «Есентуки №17» - 10,0–14,0 г/л. и «Эдельвейс» - 3-4,5 г/л соответстьвенно семена набухли, но появление проростка не произошло. А остальные образцы проросли. Особенно хорошо показал себя образец под №6 «Краинская».
Рис. 6 Влияние минеральной воды на растения
Выводы
1. Был изучен состав, назначение и свойства минеральных вод 6 марок: «Есентуки №17», «Эдельвейс», «Бон Аква», «Нарзан», «Демидовская Целебная», «Краинская».
Образец №1 «Есентуки№17» является лечебной, вода марки «Бон Аква» - питьевой, остальные воды – лечебно столовые.
2. Провели анализ состава минеральных вод. Исследования показали, что все образцы содержат сульфат - ионы и хлорид – ионы. Не в одном из образце, не был обнаружен катион серебра. Карбонат – ион был выявлен в образцах под № 1,3,4. Исходя из рН и минеральных веществ находящихся в воде, минеральная вода служит для добавления минералов и является полезной, так как рН среда составляет от 5 до 7,5.
3. Влияние минеральной воды на живые организмы показал, образцы под номерами 3, 4, 5, 6 провзаимодействовали с семенами дали побеги. Это объясняется тем, что данные воды лечебно-столовые и не превышают 10г на литр минеральных веществ. А объект №1 и №2 набухли, но не прорасли так как «Есентуки №17» и «Эдельвейс» относится к лечебным и лечебно-столовым водам соответственно, содержат много солей. Но всё же не является вредным для живого организма.
4. Минеральные воды исследуемых образцов соответствуют своему назначению и качеству.
Заключение
Итак, чем же служит для нас минеральная вода в организме? Вредна или полезна она для живых организмов? На эти вопросы я попыталась выяснить в своей исследовательской работе.
В воде, взятой из любого природного источника, всегда содержатся растворенные вещества. Путешествуя в подземных лабиринтах и встречая на своем пути различные горные породы и минералы, вода растворяет их, формируя свой химический состав. Обогатившись различными элементами или их соединениями, она превращается иногда в настоящий «эликсир здоровья».
Минеральные воды оказывают на организм человека лечебное действие всем комплексом растворенных в них веществ, а наличие специфических биологически активных компонентов и особых свойств определяют методы их лечебного использования. Большинство минеральных вод имеет смешанный состав, что повышает лечебный эффект при их правильном применении
Минеральная вода – это богатство подаренное нам природой. Её лечебные свойства известны с давних времен и определяются они, прежде всего тем, сколько в них содержится солей. Лечебно - столовая вода считается "обогощенной" минеральными солями и является профилактической водой от болезней. Лечебная же вода уже направленна на сбалансированный баланс минеральных солей и конкретное лечение заболевания. Они обладают определенным лечебным действием, но только при их правильном применении по совету врача. Неограниченное потребление такой воды может привести к серьезному нарушению солевого баланса в организме и к обострению хронических заболеваний. И именно по этим параметрам надо правильно употреблять минеральную воду.
Литература.
Алимарина И. П. Методы обнаружения и разделения элементов, М., Изд-во Моск. ун-та, 1984, 208 с., 30 ил [Текст]. http://www.mineral.tj