CC BY
71
УДК 553.791
ИССЛЕДОВАНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ КРЕМНИСТОГО СОСТАВА БАРГУЗИНСКОЙ ДОЛИНЫ*
* Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №12-05-00871-а, интеграционного гранта СО РАН №5 и МОН № 1990
© Ульзетуева Ирина Дабаевна, кандидат географических наук Байкальского института природопользования СО РАН
Россия, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, e-mail: idulz@mail.ru
© Хахинов Вячеслав Викторович, доктор химических наук, профессор Байкальского института природопользования СО РАН
Россия, 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, e-mail: khakhinov@mail.ru © Будаева Виктория Сергеевна, студент Бурятского государственного университета Россия, 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а, e-mail: viktoriya.budaeva.94@mail.ru © Ванжилов Александр Юрьевич, студент Бурятского государственного университета Россия, 670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, 24а
Исследованы термальные источники Баргузинской долины (Республика Бурятия). Определено, что характерной особенностью минеральных вод является наличие в их составе высоких концентраций кремниевой кислоты и фторид-иона. Представлены результаты гидрохимического изучения термальных вод с наиболее высоким дебитом. Результаты гидрохимического анализа соотнесены в соответствии c государственными стандартами минеральных вод к определенным группам бальнеологических вод. Даны рекомендации по использованию вод в лечебных целях.
Ключевые слова: минеральные источники, гидрохимия, кремний, фторид, сероводород, бальнеология, термальные воды.
STUDIES OF THE MINERAL SPRINGS OF SILICEOUS COMPOSITION IN THE BARGUZIN VALLEY
Ulzetueva Irina D., candidate of geography sciences, Baikal Institute of Nature Management SB RAS 6, Sakhyanovoy, Ulan-Ude, 670047, Russia, e-mail: idulz@mail.ru
Khakhinov Vyacheslav V., doctor of chemical sciences, Professor, Baikal Institute of Nature Management SB RAS
6, Sakhyanovoy, Ulan-Ude, 670047, Russia, 6, e-mail: khakhinov@mail.ru Budaeva Victoriya S., student, Buryat State University
24a, Smolina, Ulan-Ude, 670000, Russia, e-mail: viktoriya.budaeva.94@mail.ru Vanzhilov Alexander Yu., student, Buryat State University 24a, Smolina, Ulan-Ude, 670000, Russia
The thermal springs of the Barguzin Valley (Republic of Buryatia) were studied. It was determined that the specific feature of the mineral springs was high concentrations of silicon acid and fluoride-ion. The results of hydrochemical studies of the thermal waters were presented with the highest debit. The results of hydrochemical analysis correlate with the State Standards of mineral waters for particular groups of balneological waters. Recommendations to use mineral waters for therapeutic purposes were suggested.
Keywords: mineral springs, hydrochemistry, silicon, fluoride, hydrogen sulfide, balneology, thermal waters.
Минеральные источники Баргузинской долины (Республика Бурятия РФ) относятся к азотным термальным кремнистым водам Байкальской гидроминеральной области. Формирование химического состава вод связано с геоструктурными, гидрохимическими и геотермальными условиями. Высокая сейсмичность района обусловлена разломами, активизированными на современном этапе геологического развития. Об активности зон глубинных рельефообразующих бортовых разломов свидетельствует обилие термальных и минеральных источников, расположенных на пересечениях этих зон горными речными долинами [1, 2].
И. Д. Ульзетуева, В. В. Хахинов, А. Ю. Ванжилов, В. С. Будаева. Исследование минеральных источников кремнистого состава Баргузинской долины_
Кремнистые воды источников имеют разнообразный химический состав, но объединяет их наличие в составе условно эссенциального микроэлемента - кремния. Формы соединений кремния весьма разнообразны. В минеральных водах содержание растворенного кремнезема в виде метакремние-вой (редко ортокремниевой) кислоты может достигать половины общей минерализации, что не может не сказаться на их физико-химических свойствах. Поступление кремния в раствор происходит за счет процессов растворения кремнийсодержащих пород и минералов, которые имеют различную растворимость. При обычных температурах растворимость кварца (6-14 мг/дм3) меньше растворимости аморфного кремнезема (100-120 мг/дм3). В подавляющем большинстве природные воды являются ненасыщенными по отношению к кремнезему. Кремний может образовывать коллоидные растворы, возникающие при высоких содержаниях в воде за счет процессов полимеризации. Нижняя граница концентрации растворенного кремнезема, при которой в воде начинают появляться полимерные формы, разными авторами приводится по-разному. Примером природных растворов, в которых кремнезем может находиться в полимерных формах, являются воды термальных источников, имеющих глубинное происхождение в условиях повышенного давления. Щелочная среда, повышенная температура и давление способствуют накоплению этого компонента в термальных водах. Процессы накопления могут усиливаться в присутствии в воде насыщенных растворов фтористого натрия.
Несмотря на широкое распространение кремния в природных водах и существенную роль его в протекании многих физико-химических процессов, количественному определению этого компонента уделяется мало внимания. Количество кремниевой кислоты по требованиям Государственного стандарта на питьевые минеральные воды должно быть не менее 50 мг/дм3, верхняя граница лечебной концентрации для внутреннего потребления составляет 120-130 мг/дм3, для наружного использования может достигать до 300 мг/дм3 [3, 4]. Подробные сведения о содержании кремнезема в природных водах необходимы не только для оценки масштабов миграции этого компонента, но и для решения вопроса, касающегося интенсивности выветривания пород, проблемы их происхождения.
В работе рассмотрен ряд кремнистых термальных вод минеральных источников Баргузинской долины. Характерной особенностью вод минеральных источников Баргузинской долины является наличие в их составе высоких концентраций кремниевой кислоты и фторид-иона.
Термальные источники Алла расположены у подножья Баргузинского хребта при выходе из горного массива. Высота над уровнем моря 706 м. Максимальная температура составляет 57-72 0С, дебит до 80 м3/сут. Вода поднимается по тектоническим трещинам на поверхность, охлаждается, смешиваясь в песчано-галечных отложениях с грунтовыми водами. По органолептическим показателям вода с пресным вкусом, прозрачная, без цвета, с сероводородным запахом, без осадка. Преобладающими анионами, определяющими состав воды, являются гидрокарбонат-ионы в концентрации 122,5 мг/дм3 и сульфат-ионы в концентрации 39,6 мг/дм3. Из катионов преобладают ионы натрия (суммарно с калием) в количестве 108,6 мг/дм3. Минерализация составляет 430 мг/дм3, рН 9,3. В воде источника выявлена метакремниевая кислота в количестве 115,1 мг/дм3. Содержание сероводорода составляет 8,2 мг/дм3. В соответствии с критериями оценки минеральных вод вода источника является природной минеральной термальной кремнистой лечебной водой для наружного применения и может быть отнесена к 4-й группе бальнеологических вод (подгруппа 4.2, Уш-Бельдирский тип).
Умхейские термальные источники находятся на севере Баргузинской впадины. Очаг разгрузки минеральных вод приурочен к пересечению разнонаправленных разломов, перекрытых четвертичными отложениями. Высота над уровнем моря 603 м. Максимальная температура достигает 50 0С. По органолептическим показателям вода с пресным вкусом, прозрачная, без цвета, с сероводородным запахом, без осадка. Преобладающими анионами являются гидрокарбонат-ионы в концентрации до 120,5 мг/дм и сульфат-ионы до 76,5 мг/дм , хлорид-ионы до 12,8 мг/дм3. Из катионов преобладают ионы натрия (суммарно с калием) в количестве до 102,9 мг/дм3. Минерализация составляет 400-420 мг/дм3, рН 9,4-9,6. В воде источника выявлена метакремниевая кислота в количестве 90-103,4 мг/дм3, сероводород в количестве 9,1-12,8 мг/дм3. В соответствии с критериями оценки минеральных вод вода источника является природной минеральной термальной кремнистой слабосероводородной лечебной водой для наружного применения и может быть отнесена к 4 группе бальнеологических вод.
Кучигерские термальные источники выходят на поверхность у северо-западного борта Баргузинской впадины. Очаг разгрузки минеральных вод приурочен к пересечению разнонаправленных разломов, перекрытых четвертичными отложениями. Геологическое строение месторождения термальных вод представлено глинистыми отложениями, которые характеризуются повышенной минерализацией, наличием свободного сероводорода и температурой 37-40 0С. Общий дебит источников со-
ставляет 10-11 л/с. По органолептическим показателям вода с пресным вкусом, прозрачная, без цвета, с сероводородным запахом, без осадка. Преобладающими анионами являются гидрокарбонат-ионы в концентрации 94,5-105,0 мг/дм3 и сульфат-ионы 77,0-97,5 мг/дм3, хлорид-ионы 9,8-16,1 мг/дм3. Из катионов преобладают ионы натрия (суммарно с калием) в количестве 101,7-111,7 мг/дм3. Минерализация составляет 420-470 мг/дм3, pH 9,05-9,55. Из биологически активных компонентов, достигающих бальнеологически значимой нормы, в воде источника выявлена метакремниевая кислота в количестве 99-117,1 мг/дм3 и сероводород в количестве 21,2-29,0 мг/дм3. В соответствии с критериями оценки минеральных вод вода источника является природной минеральной термальной кремнистой слабосероводородной лечебной водой для наружного применения и может быть отнесена к 4-й группе бальнеологических вод.
Источник Гарга вытекает из гор Икатского хребта. Дебит источника около 5 л/с, температура на изливе составляет 64-65 0С. По органолептическим показателям вода с пресным вкусом, прозрачная, без цвета, без запаха, без осадка. Преобладающими анионами являются гидрокарбонат-ионы в концентрации 189,5-210,5 мг/дм3 и сульфат-ионы в концентрации 218,4-260,5 мг/дм3, хлорид-ионы 47,049,5 мг/дм3. Из катионов преобладают ионы натрия (суммарно с калием) в количестве 264,6-277,5 мг/дм3. Минерализация воды на уровне 860-930 мг/дм3, pH 7,30-7,55. Из биологически активных компонентов, достигающих бальнеологически значимой нормы, в воде источника выявлена метакремниевая кислота в количестве 88,7-107,4 мг/дм3. В соответствии с критериями оценки минеральных вод вода источника является природной минеральной термальной кремнистой лечебной водой для наружного применения и может быть условно отнесена к 4-й группе бальнеологических вод (подгруппа 4.1, Кульдурский тип).
Воды Уш-Бельдирского типа в виде ванн используются при болезнях системы кровообращения (ревматические пороки сердца, гипертония и т. д.), костно-мышечной системы (артопратия, остепа-тия и др.), нервной системы (воспалительные болезни нервной системы, функциональные болезни нервной системы и т. д.), эндокринной системы, мочеполовой системы и кожных болезнях (дермит, экзема и др.).
Воды Кульдурского типа в виде ванн используются при болезнях системы кровообращения (ревматические пороки сердца, гипертония и т. д.), костно-мышечной системы (артопратия, остепатия и др.), нервной системы (функциональные болезни нервной системы и т. д.), эндокринной системы (ожирение), мочеполовой системы и кожных болезнях (дермит, экзема, рубцы и др.).
Таким образом, минеральные воды кремнистого состава источников Баргузинской долины содержат в своем составе биологически активные компоненты (кремниевая кислота, сероводород, фтор), достигающие бальнеологически значимой нормы, обладают выраженным лечебным действием.
Литература
1. Геохимическая деятельность микроорганизмов гидротерм Байкальской рифтовой зоны / В. В. Хахинов [и др.]. - Новосибирск: Гео, 2011. - 302 с.
2. Борисенко И. М., Замана Л. В. Минеральные воды Бурятской АССР. - Улан-Удэ: Бурят. кн. изд-во, 1978. - 162 с.
3. ГОСТ 23268.0-91, ГОСТ 23268.18-91. Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Правила приемки и методы анализа. - М.: Изд-во стандартов, 1991. - 68 с.
4. Давыдова О. Б., Касьянова И. М., Крикорова С. А. Бальнеотерапевтическое значение кремнистых соединений в кремнесодержащих водах при их наружном применении // Вопросы курортологии, физиотерапии и ЛФК. - 1992. -№ 2. - C. 30-34.
References
1. Namsaraev B. B., Barkhutova D. D., Khakhinov V. V. et al. Geokhimicheskaya deyatel'nost' mikroorganizmov gidroterm Baikal'skoi riftovoi zony [Geochemical activity of microorganisms of Baikal Rift Zone hydroterms]. Novosibirsk: Geo, 2011. 302 p.
2. Borisenko I. M., Zamana L. V. Mineral'nye vody Buryatskoi ASSR [Mineral water of Buryat ASSR]. Ulan-Ude: Buryat book publ. 1978. 162 p.
3. GOST 23268.0-91, GOST 23268.18-91. Vody mineral'nye pit'evye lechebnye, lechebno-stolovye i prirodnye stolovye. Pravila priemki i metody analiza [State Standart 23268.0-91, State Standart 23268.18-91. Mineral Water: drinking medicinal, medicinal-table and natural table. Inspection rules and methods of analysis]. Moscow: Standart publ., 1991. 68 p.
4. Davydova O. B., Kas'yanova I. M., Krikorova S. A. Bal'neoterapevticheskoe znachenie kremnistykh soedinenii v kremneso-derzhashchikh vodakh pri ikh naruzhnom primenenii [Balneotherapeutic value of silicon compounds for externally use of siliceous water]. Voprosy kurortologii, fizioterapii i LFK Issues of balneology, physiotherapy and exercise therapy. Moscow: Meditsina, 1992. No. 2. Pp. 30-34.
