CC BY
18
Vestnik of Tuvan State University
Issue 2. Natural and agricultural sciences, № 4 (53), 2019 УДК 663.6
doi 10.24411/2077-5326-2019-10020
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ ОБЗОР АРЖААНОВ ОВЮРСКОГО РАЙОНА
Соднам Н.И., Кашкак Е.С., Ооржак У.С. Тувинский государственный университет, г. Кызыл
PHYSICAL AND CHEMICAL REVIEW OF ARZHAANS (MINERAL SOURCES) OF
OVYUR DISTRICT OF TUVA
Sodnam N.I, KashkakE.S., Oorzhak U.S. Tuvan State University, Kyzyl
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №18-34-00552/19 The study was funded by the Russian Foundation for Basic Research according to the grant
No. 18-34-00552/19
В статье представлен физико-химический обзор аржаанов Овюрского района Республики Тыва. На территории данного района имеются самое большое количество аржаанов,кото-рые активно посещаются местным населением. Все исследуемые воды аржаанов относятся к холодным водам со слабощелочной реакцией среды. Органолептические показатели во всех пробах одинаковы и не превышают предельно-допустимые концентрации. По величине общей жесткости вода аржаана Улаатай (Уерлиг) является очень жесткой, а остальных аржаанов - мягкая. В исследованных водах обнаружено значительное содержание диоксида кремния. Содержание общего железа в воде аржаанов Овюрского кожууна очень низкое. Впервые в исследованных аржаанах определено содержание фторид-иона, как одного из важного биогенного компонента природных вод. Полученные экспериментальные данные пополнят банк данных по аржаанам Тувы.
Ключевые слова: аржааны, гидрохимия, химический состав, анионы, катионы, Овюрский район, Тува
The article presents a physical and chemical review of arzhaans (mineral sources) of Ovyur district of the Republic of Tuva. There are the largest number of arzhaans that are actively visited by the local population on the the territory of the district. All the studied waters of the arzhaans are cold waters with a slightly alkaline reaction of the environment. Organoleptic indicators in all samples are the same and do not exceed the maximum permissible concentration. In terms of total hardness, the water of the Ulaatai arzhaan (Uyerlig) is very hard, and the water of other arzhaans have soft waters. Significant silica content was detected in the studied waters. The total iron content in the arzhaan waters of the Ovyur district is quite low. For the first time, in the studied arzhaans the content of fluoride ion, as one of the important biogenic component of natural waters,
was determined. The experimental data obtained will replenish the data bank on Tuvan arzhaans. Key words: arzhaans, hydrochemistry, chemical composition, anions, cations, the Ovyur district, Tuva
На территории Тувы находится большое количество различных по химическому составу и бальнеологическим свойствам источников минеральной воды, называемые местным населением «аржаанами». Аржааны- это не просто природное богатство нашей республики, но и объекты, связанные с культурно-историческими традициями, культовыми обрядами, с философским мировоззрением, в основе которого лежит единство природы и человека. Поэтому их изучение не теряет актуальности и в настоящее время.
Для того, чтобы установить, к какому типу относится вода аржаанов, определить их лечебные свойства необходимо исследовать химический состав источников.
Результаты таких исследований внесут лепту в комплексную оценку гидроминеральных ресурсов Тувы, в создание электронной базы данных о лечебно-оздоровительных местностях и здравницах республики. Физико-химические исследования минеральных вод должны проводится с определенной периодичностью с целью изучения динамики хемостаза воды.
Целью данной работы является проведение анализа воды наиболее посещаемых и почитаемых населениемаржаановОвюр-ского района.
Объекты и методы исследования
Овюрский район расположен на южных склонах горного хребта Западной Танну-О-ла. На территории данного района имеются самое большое количество аржаанов - 12,
которые активно посещаются местным населением. На рисунке 1 приведена карта расположения аржаанов в Овюрском-кожууне. Нами исследовано 6 наиболее популярных минеральных источников: Ангырактыг, Аксы-Туруг, Мургустуг, Тал-дыг-Чарык, Улаатай, Кара-Суг. Все исследованные источники доступны, к ним ведут грунтовые дороги удовлетворительного состояния. Остальные 6 аржаанов: Адарган, Айлыгбай, Аржаан-Хаяа, Булак, Чайлаг-Хем и Чинге-Доргуннаходятся в труднодоступных местах и посещаются редко.
Отбор проб воды из минеральных источников Овюрскогокожууна проводился согласно ГОСТам в конце августа 2018 года. Химический и физико-химический анализ исследуемых вод был проведен в начале сентября в лаборатории физико-химических методов исследования ТувГУ Некоторые анализы проб воды проводились совместно с сотрудниками испытательной лаборатории по агрохимическому обслуживанию сельскохозяйственного производства ФГБУ ГСАС «Тувинская» и аналитической лаборатории ООО «Тувинская ГРЭ».
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты исследования органолепти-ческих характеристик исследованных проб воды аржаановОвюрскогокожууна представлены в таблице 1.
Как видно из таблицы 1, показатели вку-
са, запаха и мутности во всех пробах оди- j
наковы. В исследованных пробах есть раз- с
личия по цветности воды: они варьируют х
от 0,33 градусов (аржаанАнгырактыг) до I
9,16 градусов (аржаанМургустуг). Незна- i
чительное повышение цветности в воде ар- д
жаанаМургустуг, вероятно, связано с тем, i
что источник находится в степной зоне и и
выходит непосредственно из почвы, содер- I
жащей гуминовые кислоты и фульвокис- з
лоты. Тем не менее, вода аржаанаМургу-стуг, согласно платино-кобальтовой шкале, характеризуется очень малой цветностью. Предельно допустимая концентрация цветности воды из колодцев и скважин не должна превышать 20 градусов. Исследованные аржааны имеют холодные воды: их температура составляет от 5 °С (аржаан Кара-Суг) до 16 °С (аржаанМургустуг, как залегающий вблизи поверхности земли).
Таблица 1 - Органолептические характеристики проб воды аржаанов
Проба воды аржаанов Вкус, баллы Запах, баллы Цветность, градусы Мутность, ЕМ/дм3 Температура, °С
1. Аксы-Туруг 0 0 0,42 < 1 5
2. Ангырактыг 0 0 0,33 < 1 6
3. Кара-Суг 0 0 0,63 < 1 5
4. Мургустуг 0 0 9,16 < 1 16
5. Талдыг-Чарык 0 0 1,41 < 1 6
6. Улаатай (Уерлиг) 0 0 0,63 < 1 7
Как видно из таблицы 2, вода исследованных источников имеет низкую слабощелочную реакцию (рН = 8,0-8,4). По величине общей жесткости (22 мг-экв/л) вода аржаанаУлаатай (Уерлиг) является очень жесткой, а в остальных аржаанах вода мягкая (1,1-1,7 мг-экв/л). Сухой остаток воды в аржаанахАнгырактыг, Аксы-Туруг, Тал-ды-Чарык и Кара-Суг составляет от 90,43 до 204,76 мг/л. Для аржаановМургустуг и
мг/л и 1117,12 мг/л, соответственно.
Согласно действующему в РФ СанПин, допустимая концентрация кремнезема в питьевой воде составляет 10 мг/л[1]. В исследованных водах содержание диоксида кремния колеблется от 6,48 мг/л (аржаанУ-лаатай) до 10 мг/л (аржаанТалды-Чарык). Содержание общего железа ^е2+ и Fe3+) в воде аржаановОвюрскогокожууна очень низкое - 0,01 мг/л.
Улаатай сухой остаток составляет 1015,00
Таблица 2 - Физико-химические характеристики проб воды аржаанов
Проба воды аржаанов рН Общая жесткость, мг-экв/л Fe общее, мг/л F, мг/л SiO мг/л Сухой остаток, мг/л
1. Аксы-Туруг 8,1 1,7 0,01 0,31 7,74 105,16
2. Ангырактыг 8,2 1,1 0,01 нет 8,32 90,43
3. Кара-Суг 8,4 1,7 0,01 0,16 8,82 110,44
4. Мургустуг 8,0 1,7 0,01 0,34 6,93 1015
5. Талдыг-Чарык 8,0 1,4 0,01 0,44 10,00 204,76
6. Уерлиг (Улаатай) 8,1 22,0 0,01 1,00 6,48 1117,12
Особое место в исследовании химического состава воды занимает содержание в ней фторидов. При участии фторидов осуществляются процессы минерализации в тканях зубов, в частности, формирование эмали. ПДК фторидов в питьевой воде составляет 1,0 мг/л[2, 3]. При потреблении воды с малым содержанием фторидов нарушаются процессы нормальной минерализации зубов и, как следствие этого, среди населения отмечается повышенная заболеваемость кариесом зубов. В воде аржа-анаАнгырактыг фториды не обнаружены, поэтому употреблять ее вовнутрь не рекомендуется. В остальных исследованных аржаанах концентрация фторидов составляет от 0,16 мг/л (аржаан Кара-Суг) до 1,00 мг/л (аржаанУлаатай). Употребление воды аржаанаУлаатай в качестве питьевой воды также следует ограничить во избежание другой патологии - флюороза зубов[2, 3].
Как видно из таблицы 3, высокое содержание ионов кальция и магния определяется в воде источника Улаатай - 80,16 мг/ и 218,75 мг/л, соответственно. В остальных источниках концентрация ионов кальция
колеблется от 12,02 мг/л (аржаанАнгы-рактыг) до 22,04 мг/л (аржааныМургустуг и Талдыг-Чарык). Достаточно высокая концентрация ионов магния определяется также в пробе воды аржаанаАксы-Туруг (78,06 мг/л). В воде аржаановАнгырак-тыг, Кара-Суг, Мургустуг и Талдыг-Чарык содержание ионов магния низкое (от 3,65 мг/л до 12,15 мг/л). Содержание ионов натрия и калия в воде аржаановАнгырактыг, Аксы-Туруг и Кара-Суг незначительно. Достаточно большие концентрации ионов натрия и калия в воде аржаановУлаатай и Талдыг-Чарык - 22,80мг/л и 43,98 мг/л, соответственно. Много ионов натрия и калия содержится в пробе аржаанаМургустуг - 160,93 мг/л. Таким образом, по макрока-тионому составу воды аржаановОвюрско-гокожууна классифицируются следующим образом: в источниках Мургустуг и Талдыг-Чарык натриево-калиево-кальциевые; в источниках Улаатай и Аксы-Туруг маг-ниево-кальциевые, в источнике Кара-Суг-кальциево-магниевая и в источнике Ангы-рактыг кальциево-натриево-калиевая.
Проба воды аржаанов Солержян не макпокатионов
Единица измерения Гя2+ М?2+
1. Аксы-Туруг мг/л 18 04 78 06 2 97
мг-экв/л 0 90 0 80 0 13
мг-экв/% 49 09 43 64 7 05
2. Ангырактыг мг/л 12 02 6 08 9 13
мг-экв/л 0 60 0 5 0 40
мг-экв/% 39 98 33.31 26 45
3. Кара-Суг мг/л 14 03 12 15 5 82
мг-экв/л 0 70 1 0 0 25
мг-экв/% 35 78 51 12 12 93
4. Мургустуг мг/л 22 04 7 29 160 93
мг-экв/л 1 10 0 60 7 00
мг-экв/% 12 61 6 88 80 20
5. Талдыг-Чарык мг/л 22 04 3 65 43 98
мг-экв/л 1 10 0 30 1 91
мг-экв/% 33 18 9 05 57 67
6. Улаатай (Уерлиг) мг/л 80 16 218 75 22 80
мг-экв/л 4 00 18 00 0 99
мг-экв/% 1735 78 06 4 30
Таблица 3 - Содержание макрокатионов в исследованных пробах воды
Во всех исследованных водах преоб- г ладающим анионом является гидрокар-
бонат-ион(таблица 4). Его содержание во в
всех пробах воды варьируется от 48,81 мг/л -
(аржаан Ангырактыг) до 1098,31 мг/л (ар- 1
жаанУлаатай). Высокое содержание суль- г
фат-ионов в воде аржаанов Мургустуг и м
Улаатай: 264,00 мг/л и 222 мг/л, соответ- и
ственно. Концентрации хлорид-ионов в ис- I
следованных водах имеют близкие значе- у
ния (8,86 мг/л -21,27 мг/л). Таким образом, м
вода аржаана Мургустуг является сульфат- I
но-гидрокарбонатной, вода аржаана Улаа- в
тай - гидрокарбонатно-сульфатной. Вода Л
других исследованных источников имеет р
В таблице 5 представлены данные по содержанию азотсодержащих ионов в исследованных пробах воды аржаановОвюр-скогокожууна. Содержание азотсодержащих ионов в воде является лимитирующим показателем санитарно-токсикологической
гидрокарбонатный состав.
Общая минерализация исследованных вод следующая: для аржаана Ангырактыг - 114,83 мг/л, для аржаана Аксы-Дуруг -135,67мг/л, для аржаана Кара-Суг - 147,05 мг/л, для аржаана Талдыг-Чарык - 259,68 мг/л, для аржаана Мургустуг - 643,36 мг/л и для аржаана Улаатай - 1666,28 мг/л. Воды первых трех источников являются ультрапресными (до 200 мг/л) и, по-видимому, имеют ледниковое происхождение. В источниках Талдыг-Чарыки Мургустуг вода пресная (200-500 мг/л). Вода аржаана Улаатай классифицируется как слабоминерализованная вода (1-2 г/л).
вредности. В исследованных пробах воды концентрации ионов аммония (0,05 - 1,23 мг/л), нитритов (0,02 - 0,10 мг/л) и нитратов (1,68 - 4,88 мг/л) имеют очень малые значения.
Таблица 4 - Содержание макроанионов в исследованных пробах воды
Проба воды аржаанов Содержание макроанионов
Единица измерения Cl- SO42- HCO3-
1. Аксы-Туруг мг/л 12,41 21,50 61,00
мг-экв/л 0,35 0,45 1,00
мг-экв/% 19,09 24,42 54,55
2. Ангырактыг мг/л 10,64 17,50 48,81
мг-экв/л 0,30 0,36 0,80
мг-экв/% 19,99 24,28 53,30
3. Кара-Суг мг/л 10,64 20,50 73,22
мг-экв/л 0,30 0,43 1,20
мг-экв/% 15,34 21,82 61,34
4. Мургустуг мг/л 21,27 264,00 158,60
мг-экв/л 0,60 5,50 2,60
мг-экв/% 6,88 63,00 29,80
5. Талдыг-Чарык мг/л 10,64 54,50 109,83
мг-экв/л 0,30 1,13 1,80
мг-экв/% 9,05 34,22 55,29
6. Улаатай (Уерлиг) мг/л 14,18 222,00 1098,31
мг-экв/л 0,40 4,62 18,00
мг-экв/% 1,73 20,04 78,06
Таблица 5 - Азотсодержащие ионы исследованных пробах воды
Проба воды аржаанов Азотсодержащие ионы, мг/л
МО-, N0;
1.Аксы-Туруг 0,06 2,18 0,02
2.Ангырактыг 0,06 2,24 0,02
3.Кара-Суг 0,050 1,80 0,02
4.Мургустуг 0,490 1,68 0,06
5.Талдыг-Чарык 0,050 4,88 0,10
6.Улаатай (Уерлиг) 1,23 2,34 0,02
ПДК, мг/л 2,60 45,00 3,30
В таблице 6 представлены формулы со- аржаанов Овюрского кожууна. левого состава исследованных проб воды
Таблица 6
Формула солевого состава (по Н. Г. Курлову) проб воды исследованных
аржаанов
Проба воды аржаанов Формула солевого состава
1.Аксы-Туруг НСО3 55* О 24* С1 19 ---рН 1 Т °с а М011 Са 49*44□ ^
2.Ангырактыг НСО- 53*Ю1- 24* С1 -20 —2-—3--г— рН 8,2 Т 0С 6 М ои 40* 33* {а - К )27
3.Кара-Суг НСО3 61* О22*С11 -2—3-2 2 ■-- РН 8,2 И °С 5 М 0,15 М§ 51* Са 36* (N0 + К У
4.Мургустуг 801- 63 * □/□зЗ0таи0с 15 М0664 № + *)80*13
5.Талдыг-Чарык НСО- 54* О34 . \ 42 Ш ЙШ0 С Й {а + К)58*Са2+ 33 М 0,26 ^ ! >
6.Улаатай (Уерлиг) НСО3 78*О20 23 4 ИН 8] 1 И С И М1, 67 м 78*18 И
Таким образом, сравнение полученных результатов по химическому составу воды аржаановОвюрскогокожууна с данными предыдущих исследований показали незначительные расхождения по содержанию тех или иных компонентов. Это, возможно, объясняется сезонностью формирования хемостаза природных вод.В воде аржаа-наАнгырактыг фториды не обнаружены, поэтому употреблять ее вовнутрь не рекомендуется, так как нарушаются процессы
нормальной минерализации зубов и, как следствие этого, образование кариеса зубов. В остальных исследованных аржаанах концентрация фторидов составляет от 0,16 мг/л (аржаан Кара-Суг) до 1,00 мг/л (аржа-анУлаатай). ПДК фторидов в питьевой воде составляет 1,0 мг/л. Поэтому употребление воды аржаанаУлаатай в качестве питьевой воды также следует ограничить во избежание другой патологии - флюороза зубов.
Библиографический список
1. Новиков Ю. В. Методы исследования качества воды водоемов / Ю. В. Новиков, К. О. Ласточкина, З. Н. Болдина.
- Москва : Медицина, 1990 - 400 с. -Текст : непосредственный.
2. Крайнов С. Р. Гидрохимия / С. Р. Край-нов, Б. М. Швец. - Москва : Недра, 1992.
- 463 с. - Текст : непосредственный.
3. Никаноров М. А. Научные основы мониторинга качества вод / М. А. Никаноров.
- Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 2005. - 575 с. - Текст : непосредственный.
References
1. Novikov Yu. V. Metody issledovaniya kachestva vody vodoemov [Methods of water quality exploration]. Moscow, Medicina Publ., 1990. 400 p. (in Russian)
2. Krajnov S. R. Gidrokhimiya [Hydra-Chemistry]. Moscow, Nedra Publ., 1992. 463 p. (in Russian)
3. Nikanorov M. A. Nauchnye osnovy monitoringa kachestva vod [Scientific bases of water quality testing]. Sankt-Peterburg, Gidrometeoizdat Publ., 2005. 575 p. (in Russian)
Соднам Наталья Иргитовна - кандидат технических наук, доцент кафедры химии ФГ-БОУ ВО «Тувинский государственный университет», e-mail: nsodnam@mail.ru Кашкак Елена Сергеевна -кандидат биологических наук, Тувинский государственный университет, старший преподаватель кафедры химии^-mail: klslena@yandex.ru Ооржак Урана Спартаковна - кандидат биологических наук, доцент кафедры хими-иФГБОУ ВО «Тувинский государственный университет», e-mail:oorzhakus@mail.ru
Natalya I. Sodnam - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor at the Department of Chemistry, Tuvan State University, e-mail: nsodnam@mail.ru
Elena S. Kashkak - Candidate of Biological Sciences, Senior Lecturer at the Department of Chemistry, Tuvan State University, e-mail: klslena@yandex.ru
Urana S. Oorzhak - Candidate of Biological Sciences, Senior Lecturer at the Department of Chemistry, Tuvan State University
Статья поступила в редакцию 20.11.2019
