CC BY
87
Серия «Науки о Земле»
2012. Т. 5, № 1. С. 293-309
Онлайн-доступ к журналу: http://isu.ru/izvestia
Иркутского
государственного
университета
И З В Е С Т И Я
УДК 551.482.214
Шумакские минеральные воды
Г. М. Шпейзер (zippo1@mail.ru)
A. А. Макаров (mak@geogr.isu.ru)
B. А. Родионова (zippo1@mail.ru)
Л. А. Минеева (zippo1@mail.ru)
Аннотация. Даётся гидрохимическая характеристика Шумакского месторождения минеральных вод: макро- и микроэлементный состав, содержание растворённых органических веществ. Проанализированы изменения содержания химических элементов в составе минеральных вод во времени, приводятся сведения о их бальнеологической ценности.
Ключевые слова: Шумакское месторождение минеральных вод, макрокомпоненты, микроэлементы, органические вещества, бальнеологическая оценка, изменение химического состава во времени.
Введение
Лечебные минеральные воды - это природные, в основном подземные, воды, которые содержат в повышенных количествах минеральные и органические вещества, обладают какими-либо уникальными физикохимическими свойствами: радиоактивностью, температурой, газонасы-щенностью, структурой («молекулярная память») и др. Различные, зачастую уникальные сочетания этих компонентов и свойств определяют лечебное воздействие вод на организм человека.
Восточная Сибирь богата минеральными водами разнообразного состава, обладающими широким спектром лечебных свойств. На этом фоне особенно большим количеством выходов минеральных вод отличается горная система Восточного Саяна.
В соответствии с гидрогеологическим районированием эта обширная территория относится к Восточно-Саянской области термальных и холодных углекислых вод [7]. В настоящее время здесь известны углекислые холодные, углекислые термальные, азотные термальные радоновые и холодные железистые минеральные воды.
Формирование и разнообразие этих источников прежде всего определяется сложным геологическим строением региона, его высокой неотекто-нической активностью и недавней вулканической деятельностью. Следует отметить, что подавляющая часть выходов минеральных вод расположена главным образом на больших высотах с абсолютными отметками 15001700 м (Жойган, Шутхулай, Шумак) и приурочена к речным долинам.
Крайне интересным объектом из длинного списка минеральных источников региона является Шумакское месторождение минеральных вод, расположенное на северном макросклоне Тункинских гольцов в долине р. Шумак, чуть ниже места впадения в нее крупного притока - р. Правый Шумак. Этот интерес определяется прежде всего значительным количеством естественных водопроявлений (около 200), сосредоточенных на крайне ограниченной территории, при этом имеющих весьма различные физикохимические свойства, обусловливающие их уникальность. Немаловажным является и широкая известность этих источников не только в Бурятии и Иркутской области, но и по всей России.
В 2009 г. было приято решение Правительства Республики Бурятия № 454 от 07.12.2009 г. «Об образовании Природного парка ‘Шумак” в местности Шумак Окинского района». В пределах этой особо охраняемой природной территории (ООПТ) было намечено решить целый комплекс задач:
а) сохранение природных комплексов, имеющих значительную экологическую, рекреационную и эстетическую ценность;
б) разработка и внедрение эффективных методов охраны природных ландшафтов и поддержание экологического баланса в условиях рекреационного использования территории ООПТ;
в) организация использования рекреационных ресурсов ООПТ в эко-лого-просветительских целях;
г) создание условий для отдыха (в том числе массового), организация контролируемого туристско-экскурсионного обслуживания;
д) организация и проведение научных исследований, осуществление экологического мониторинга, в том числе изучение влияния антропогенных и техногенных факторов на состояние, структуру и динамику экосистем р. Шумак и ее притоков.
История исследования
Минеральные источники были известны и использовались местным населением с давних времен. Однако в научной литературе сведения о них появлялись достаточно редко. Первые описания такого рода были даны в конце XVIII столетия, когда И. Г. Георги в 1772 г. сделал заметки о нескольких минеральных источниках Забайкалья.
Первые сводные работы по минеральным водам региона относятся уже к началу XX в. В 1905 г. И. А. Богащев [2] в работе «Забайкальские целебные источники» дал общий обзор минеральных вод территории в пределах современных административных границ Забайкальского края и Бурятии. В прилагаемом к этой работе аннотированном списке автор привел 227 названий. В том же году В. С. Реутовский [11] опубликовал сводку по минеральным источникам территории, охватывающей Иркутскую область и Бурятию; в ней указаны местоположение источников и их тип (соленые, горячие и т. д.). В 1914 г. И. А. Богащевым [3] была выпущена еще одна работа, где также было описано значительное количество минеральных источников.
С точки зрения лечебных свойств и возможностей соответствующего применения минеральные воды изучались врачами; в их отчетах приводились общие сведения о минеральных источниках, включающие также данные об их химическом составе, указывался их газовый состав и радиоактивность.
В 1940-50 гг. изучением минеральных вод Восточного Саяна систематически занимались многие научно-исследовательские и геологоразведочные организации [5; 9-12].
Дальнейшие активные исследования датируются 1960-70 гг. [4-8, 10; 13].
С 60-х гг. Иркутским госуниверситетом начаты систематические исследования химического состава минеральных вод юга Восточной Сибири. Особо детально были изучены минеральные воды Шумакского месторождения, курортов Нилова Пустынь и Аршан, Жойганские минеральные воды, проведено опробование ряда других источников Восточного Саяна. Комплекс исследований включал определение газового состава, микро- и макрокомпонентов, биогенных веществ. Впервые для вод данной территории определен широкий комплекс растворённых органических веществ [14]. Для обследованных минеральных вод были проведены расчеты физико-химических равновесий - карбонатно-кальциевого, фторидно-
кальциевого, сульфидного и др., что позволяет объяснить их генезис.
Методика исследований
В 2002 г. была организована совместная российско-французская экспедиция по изучению минеральных вод Шумакского месторождения. Для решения поставленной задачи был проведен комплекс исследований:
1) гидрохимическое изучение природных объектов;
2) аналитические исследования;
3) обработка и интерпретация результатов.
В ходе работ были опробованы практически все источники, определён их дебит, проведены полевые исследования, отобраны пробы воды для полного химического анализа в стационарных условиях.
Полевые работы проводились в весенне-летний период. Большинство источников подвергалось разовому опробованию. Отбор проб для изучения солевого состава осуществлялся по общепринятой в гидрохимической практике методике. Такие показатели и компоненты, как рН, Е^ N02", КИ4+, НСО3-, О2 определялись на месте отбора пробы. Здесь же консервировались образцы для определения общего количества растворенных органических веществ (РОВ), органического углерода, летучих фенолов, органических и свободных аминокислот, биогенных веществ и микроэлементов.
Аналитические исследования в условиях стационарной химической лаборатории включали установление ряда физико-химических характеристик вод, определение их солевого и микроэлементного состава, содержания растворенных органических веществ.
Для изучения количественного состава макро- и микроэлементов использовались методы, предусмотренные Государственными стандартами России (ГОСТы), Международными стандартами (ИСО), а также методы, описанные в руководствах по анализу природных вод.
Физико-химическая характеристика минеральных вод Шумакского месторождения
Разгрузка минеральных вод идет как по левому, так и по правому берегу р. Шумак, концентрируясь в три вытянутые вдоль русла реки группы, традиционно называемые «линиями» (рис. 1, 2). Общее число источников составляет около двух сотен. Невзирая на необычайно высокую плотность выходов (в некоторых случаях на расстоянии первых десятков сантиметров друг от друга), изливающиеся воды ощутимо отличаются как по температуре, цвету, минерализации, вкусу, так и по содержанию углекислоты и радона.
Рис. 1. «Ванный корпус» на радоновом источнике 3-й линии
В пределах первой линии сосредоточено 42 источника. Температура воды источников этой зоны колеблется в пределах 10-30 °С, содержание углекислоты меняется от 250 до 1000 мг/дм3, суммарный дебит составляет 5,3 л/с. Концентрация радона здесь не превышает 74-103 Бк/м3. Формула Курлова вод линии:
НСО 93
М12-------3-----С021Д5Н48Ю40Д0
1,2 Ca60Mg35 4 4
Содержание кислорода в водах первой линии - 0,8-6,4 мг/дм3, что немного больше по сравнению с другими линиями. Диоксида углерода -1,15-1,17 г/дм3. Лишь в источниках № 8, 26, 87 содержание СО2 - 0,8-0,9 г/дм3.
Рис. 2. Карта-схема Шумакского месторождения минеральных вод:
1 - дацан, 2 - дома и зимовья, 3 - мосты, 4 - заборы, 5 - каменная баня, 6 -тропинки, 7 - ванны, 8 - радоновая ванна, 9 - грязевая ванна, 10 - общеоздоровительная ванна, 11 - травертиновые поля, 12 - заболоченность, 13 - источники, где были взяты пробы воды и грунта
Из биогенных соединений во многих источниках линии отмечается высокое содержание кремния - 77,9-108,2 мг/дм3. Во всех источниках обнаружен минеральный фосфор - 0,01-0,02 мг Р/дм3, содержание нитратов -0,1-1,1 мг/дм3. В источниках 23, 26 обнаружено железо 0,12-0,19 мг/дм3. Все микроэлементы, кроме марганца, определены в тех же количествах, что и в остальных источниках. Во многих выходах на первой линии марганец обнаружен в значительных концентрациях - 0,15-0,89 мг/дм3.
В нескольких источниках первой линии определили ряд микроэлементов эмиссионно-спектральным методом. Обнаружены: бор - 0,16-0,20 мг/дм3, никель - 0,003-0,02 мг/дм3, мышьяк - 0,005-0,001 мг/дм3, титан -0,005-0,02 мг/дм3, серебро в отдельных пробах - 0,001 мг/дм3, молибден -
0,001 мг/дм3.
В пределах второй линии имеются 42 источника. Температура воды источников этой зоны такая же, как и в первой зоне, но содержание радона здесь несколько выше и достигает в отдельных источниках 120-103 Бк/м3, а содержание диоксида углерода составляет до 300 мг/дм3. Формула Курлова вод линии:
НСО 94
М, 3-------3----С021,35Н48Ю40,08 .
1,3 Ca55Mg40 2 4 4
Содержание кислорода - 1,4-5,3 мг/дм3, диоксида углерода - 0,41,95 г/дм3. Вода по классификации О. А. Алекина [1] гидрокарбонатная кальциево-магниевая. По абсолютному содержанию макрокомпонентов и их соотношению источники второй линии близки к источникам первой линии.
Содержание кремния несколько ниже, чем в источниках первой линии и составляет 55-77 мг/дм3. Минеральный фосфор обнаружен лишь в выходах «Вера», № 69, № 87 в количестве 0,011-0,013 мг Р/дм3. Выше по сравнению с источниками первой линии концентрации нитратов 0,1-0,6 мг/дм3. Содержание 8г, 2п, Си, Ы, Б, Мп аналогично их содержанию в источниках первой линии. Лишь в источнике № 117 концентрация Мп выше его содержания в источниках первой линии в 100 раз и составляет 0,18 мг/дм3.
В пределах третьей линии, в отличие от первых двух, расположенной на правом берегу р. Шумак, имеется более 10 в основном радоновых источников. Они имеют более высокую температуру по отношению к водо-проявлениям первых двух линий - 28-34 °С. Наибольшей минерализацией характеризуется «питьевой» источник - 1,4 г/дм3, тогда как минерализация остальных составляет 1,27-1,30 г/дм3. Содержание радона колеблется от 10,6-104 Бк/м3 до 20,3-104 Бк/м3, концентрация диоксида углерода достигает 400 мг/дм3. Формула Курлова вод линии:
НС0 93
М13------3-----С02,97Н48Ю40,06 .
Ca55Mg40 4 4,
Содержание СО2 - 0,43-0,97 г/л, кислорода - 1,5-4,5 мг/дм3, рН - 6,36,4. По классификации О. А. Алекина [1], вода относится к гидрокарбонатному классу, группе кальция, магния.
Абсолютное содержание кальция - 186-196 мг/дм3, магния - 74-83 мг/дм3, гидрокарбонатов - 945-1100 мг/дм3, сульфатов - 42-46 мг/ дм3, очень мало хлор-ионов - 2,1-2,5 мг/дм3. Необычно соотношение щелочных металлов, содержания их близки - 6,0-8,8 мг/дм3 К+ и 6,2-9,8 мг/л №+, что встречается крайне редко. Распределение макрокомпонентов параллельное.
Макрокомпонентный состав Шумакских минеральных вод по всем линиям приведен в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Содержание макрокомпонентов в минеральных водах Шумакских источников, мг/дм3
№ линии Са2+ Мё2+ №+ К+ НСО3- БО42" С1- Сумма ионов
1 186-196 74-83 6,0-7,0 6,0-7,0 945-1098 42-45 2,1-2,5 1300-1400
2 176-196 66-90 7,4-9,4 7,2-8,4 866-1113 39-51 1,9-4,2 1200-1400
3 157-181 55-84 4,0-9,8 7,2-8,8 817-1043 35-47 1,8-5,3 1000-2000
Таблица 2
Изменения содержания макрокомпонентов в минеральных водах Шумакских источников, мг/дм3
Компонент 1965 г. 1970-1971 гг. 1986 г.
С р 2 + 160-165 120-166 157-211
Мм2+ 30-75 56-123 54-97
№++К+ 17-28 10-32,9 4,7-9,8
НСО- 660-900 660-1466 561-1098
о -и - 17-35 17-41 35-52
При изучении результатов анализов минеральных вод источников Шумака за несколько лет видна изменчивость состава вод во времени. В связи с этим необходимы режимные наблюдения за составом макрокомпо-нентного состава.
В табл. 3 представлены результаты определения содержания микроэлементов в некоторых источниках Шумакского месторождения.
Изучение микроэлементного состава показало, что во всех водах Шу-макских источников присутствует литий, цинк, фтор и редкоземельные элементы (РЗЭ). РЗЭ определялись суммарно и в источниках всех трех линий их концентрации составляют 0,02-0,19 мг/дм3.
Органические вещества
Особенностью минеральных вод является повышенное содержание растворенных органических веществ, что, по мнению многих исследователей, и определяет их лечебное начало.
Таблица 3
Микроэлементный состав минеральных вод Шумакских источников (мкг/дм3)*
Элемент Предел обнаружения Источник № 1 («рак») Источник № 36 («нервы») Источник № 107 («глазной»)
В 0,045 50 39 44
А1 0,8 10 12 11
Сг 0,05 0,075 0,072 <0,05
Мп 0,047 130 74 100
Бе 33 <33 <33 <33
Со 0,021 0,28 0,26 0,26
N1 0,046 1,8 1 1,9
Си 0,2 5,1 3,2 3,1
2п 0,28 6 9,8 7,8
Ає 0,018 0,09 0,054 0,21
8е 0,091 0,52 0,56 0,62
Вг 0,25 7,7 6,5 7,3
8г 0,046 830 860 790
Мо 0,011 1,5 1 2,5
АИ 0,015 0,043 <0,015 <0,015
I 0,085 0,87 0,86 0,85
Сє 0,0031 <0,0031 <0,0031 0,039
Ва 0,04 92 120 84
Ьа 0,0068 0,1 0,086 0,14
Аи 0,0001 0,00078 0,00064 0,0043
НЕ 0,0081 <0,0081 <0,0081 <0,0081
РЬ 0,005 0,16 0,24 0,094
* Анализ выполнен в Институте геохимии СО РАН.
Изучение растворенных органических веществ в природных водах различного состава связано с довольно трудоемкими методами их выделения, концентрирования и определения. Это объясняется прежде всего микроколичествами присутствующих в водах РОВ, большим разнообразием их качественного состава и нестабильностью компонентов.
В водах Шумакского месторождения определялись содержания фенолов, органического азота, аминокислот, органических кислот, а также изучался количественный состав люминесцирующих органических веществ.
Фенолы в большинстве источников не обнаружены.
По содержанию органического азота можно выделить три группы источников: со стабильными значениями концентраций органического азота - первая линия (0,21-0,28 мг/дм3), с незначительными колебаниями концентраций - вторая линия (0,12-0,35 мг/дм3), с резкими колебаниями содержания органического азота - третья линия (0,02-0,36 мг/дм3).
Нафтеновые кислоты обнаружены во всех пробах в концентрациях
0,1-1,8 мг/дм3.
Концентрация аминокислот в водах третьей линии 0,002-
0,21 мгК/дм3, второй линии - 0,005-0,56 мгК/дм3, первой линии - 0,03-
0,37 мгК/дм3.
Органические кислоты широко распространены в водах всех источников, и их концентрация изменяется от 0,07 до 0,15 мг-экв/дм3.
Воды третьей линии характеризуются равным количеством гумусовых и битуминозных веществ, в пробах вод второй и первой линий преобладают вещества гумусового генезиса.
Содержание органических веществ в минеральных водах источников Шумака представлено в табл. 4.
Таблица 4
Содержание растворённых органических веществ
Место отбора пробы, источник № сл .§•-5 Органические кислоты, мг экв/дм3 Свободные аминокислоты, мг W/дм3 Нафте- новые кисло- ты, мг/дм3 Летучие фенолы, мг/дм3
1-я линия
питьевой источник 0,21 0,12 0,032 0,10 <0,001
№ 108 0,26 0,13 0,046 0,26 <0,001
ванный корпус 0,28 0,14 0,033 0,26 <0,001
№ 102 (возле озера) 0,23 0,14 0,375 0,13 <0,001
2-я линия
№ 117 0,18 0,08 <0,002 0,23 0,002
№ 44 0,35 0,08 <0,002 0,22 <0,001
№ 51 0,17 0,08 0,068 0,38 <0,001
Источник «Вера» 0,21 0,12 0,562 0,24 0,002
№ 63в 0,2 0,15 <0,02 0,28 <0,001
№ 63 0,12 0,11 0,022 0,22 <0,001
№ 65 0,12 0,11 0,022 0,22 <0,001
№ 87 0,14 0,07 0,005 0,26 <0,001
3-я линия
№ 5 0,19 0,08 <0,002 0,68 <0,001
№ 6 0,02 0,08 <0,002 0,80 <0,001
№ 19 0,24 0,10 0,021 1,38 <0,001
№ 23 0,36 0,07 0,208 0,89 <0,001
№ 28 0,08 0,08 <0,002 0,60 <0,001
№ 34 0,22 0,08 <0,002 0,72 <0,001
№ 36 0,19 0,10 <0,002 0,46 <0,001
Следует отметить изменение в содержании органических веществ по годам, принимая во внимание то, что пробы ежегодно отбирались в один и тот же ранневесенний период (апрель-май).
Расчет карбонатно-кальциевого равновесия
Несомненный интерес представляет рассмотрение карбонатнокальциевого равновесия в углекислых термальных водах, проявляющих в
большинстве случаев способность к образованию при выходе на поверхность отложений травертинов. Ярким примером подобных вод являются Шумакские углекислые термы [15].
Насыщенность карбонатом кальция рассчитывается по формуле:
°Са2+ ' °С02-Г =-----------— ,
ПР
СаС0 3
где г - степень насыщения карбонатом кальция; «Са2+ - активная концентрация ионов кальция; «С02- - активная концентрация карбонатных ионов;
ПРСаС03 - произведение растворимости СаС03.
В табл. 5 представлены данные, полученные аналитическим и расчетным путем, а также табличные данные, которые необходимы, чтобы произвести расчет насыщенности термальных углекислых вод карбонатом кальция.
Таблица 5
Насыщенность Шумакских термальных углекислых вод карбонатом кальция
№ источника Т °С/рН «Са* '103 г-ион/дм3 ашГ106 г-ион/дм3 ПРСаС03 -Ю9 табличное Г
1-я линия № 20 30,5/6,30 2,24 2,090 3,51 1,33
№ 35 22,0/6,60 1,89 3,695 4,04 1,73
№ 33 20,5/6,80 2,32 6,056 4,17 3,37
№ 37 26,0/6,40 2,01 3,002 3,77 1,60
3-я линия № 98 33,5/6,60 2,41 5,137 3,30 3,76
№ 113 29,0/6,60 2,26 4,410 3,60 2,77
№ 101 32,0/6,30 2,46 2,506 3,23 1,91
№ 107 29,5/6,50 2,34 3,758 3,51 2,50
№ 103 28,5/6,30 2,12 4,913 3,60 2,89
№ 98 31,5/6,50 2,07 4,368 3,40 2,66
№ 97 31,5/6,30 2,05 2,618 3,40 1,58
№ 96 26,0/6,40 1,91 3,393 3,77 1,72
№ 94 22,0/6,40 1,84 3,058 5,63 1,56
№ 102 30,0/6,20 2,12 2,071 3,51 1,25
№ 104 20,0/6,40 2,04 3,085 4,17 1,51
№ 111 27,5/6,80 1,91 7,578 3,64 3,98
Из результатов таблицы видно, что вода во всех источниках пересыщена карбонатом кальция, следовательно, он выпадает в осадок и происходит образование травертинов в местах выходов этих минеральных вод на поверхность.
Бальнеологическая оценка минеральных вод источников Шумака
В настоящее время Шумакские минеральные воды достаточно активно используются в лечебных целях. При этом по степени развития «курортной инфраструктуры» их смело можно отнести к водолечебнице неблагоустроенного типа. Кроме того, детальная оценка воздействия вод Шумака на организм человека за весь более чем 100-летний период активного изучения минеральных вод региона не проводилась. Однако за многие годы, в течение которых посещались эти источники, накопился громадный эмпирический опыт их использования в лечении целого «букета» разнообразных заболеваний. Практически у каждого грифона имеется надпись, указывающая на болезнь или орган, которые могут быть здесь излечены.
Еще в 60-х гг. прошлого столетия возле источников можно было увидеть таблички с надписями на старомонгольском языке, а сейчас надписи сделаны на русском языке, и они регулярно подновляются
Просто поражает список заболеваний, на которые указывают эти надписи, например: болезни желудочно-кишечного тракта (0 - язва, рак, гастрит; 1 - гастрит с пониженной кислотностью; 34 - кишечные заболевания); болезни сердца и сосудов (28 - гипертония, 65 - сердечно-сосудистые заболевания); заболевания нервной системы (2 - нервные заболевания); заболевания выделительной системы (44 - мочевой пузырь, 49 - почки, 119 -мочегонный); гинекологические заболевания (64 - женские болезни); болезни уха, горла, носа (23); болезни легких (42, 43, 62, 65а, 68); болезни печени и желчного пузыря (28 - печень, 46 - желчный пузырь); болезни опорно-двигательного аппарата.
Бальнеотерапевтический эффект минеральных вод определяется многими критериями и прежде всего минерализацией, ионным составом, газо-насыщенностью, содержанием фармакологически активных микроэлементов, активностью реакции среды, радиоактивностью, окислительновосстановительным потенциалом, температурой, гидродинамической, статической и механической силой, влияющей на организм человека.
Гидрокарбонат (НСОз") - основной компонент ионного состава минеральной воды, регулирует секреторную и моторную функции желудка, обладая понижающим или повышающим эти функции действием (в зависимости от времени употребления минеральной воды относительно приема пищи), уменьшает спазмы желудка и кишечника, способствует растворению слизи в желудке. Попадая в желудок, реагирует с желудочным соком и выделяет углекислоту, чем стимулирует секреторную функцию желудка, причем это действие двухфазное - в первые 15-30 мин секреция стимулируется, затем, после попадания воды в двенадцатиперстную кишку, тормозится. В течение 30-60 мин усиливается панкреатическая секреция и выработка желчи, вязкость ее снижается, состав желчи улучшается, меняется моторика, биоэлектрическая активность желудочно-кишечного тракта.
Гидрокарбонат в комплексе с сульфатом (8042") влияет на липидный и углеводный обмены, нормализует инсулиновую активность ферментов.
Сульфатный ион вызывает сокращение желчного пузыря, усиливает перистальтику желчевыводящих путей и кишечника, увеличивает выработку желчи, снижает вязкость желчи и желудочную секрецию, оказывает слабительное действие.
Хлорид-ион (СГ) усиливает секрецию желудочного сока, повышает его кислотность, усиливает желчеотделение и панкреатическую секрецию, также влияет на выделительную функцию почек.
Кальций (Са2+) обладает противовоспалительным действием, влияет на рост и плотность костной ткани, состояние зубов, снижает склонность к кровотечениям из слизистых оболочек. Усиливает сократительную силу сердечной мышцы, активирует ряд жизненно важных ферментов, повышает устойчивость организма к инфекциям. Кальций является элементом внутриклеточной стабилизации, поэтому его значение и постоянство для организма велико. Он участвует в передаче нервных импульсов, обеспечивает равновесие между процессами возбуждения и торможения в коре головного мозга. Участвует в работе клетки, стабилизируя мембраны, влияя тем самым на проявления аллергического воспаления. Снижает холестерин крови.
Натрию (Ка ) и калию (К ) принадлежат главная роль в водном обмене организма. Натрий легко всасывается и является одним из основных ионов в плазме крови и тканевых жидкостях. Гидрокарбонаты калия и натрия играют роль буфера в поддержании необходимого осмотического давления в меж- и тканевых жидкостях организма. Натрий стимулирует секреторную функцию желез пищеварительного тракта, усиливает перистальтику кишечника и оказывает послабляющее действие, стимулирует желчеобразование и желчевыделение. Калий усиливает тонус и моторную функцию желудка и кишечника, улучшает метаболизм и сократительную способность сердечной мышцы.
Магний встречается в минеральных водах реже и в меньших количествах. Хорошо усваивается организмом. Ионы магния минеральной воды способствуют устранению спазмов желчного пузыря и желчевыводящих путей, снижают уровень холестерина в крови и желчи. Магний благотворно влияет на нервную систему, являясь антистрессорным элементом, особенно в сочетании с витамином В6. Микроэлемент магний входит в состав около 300 ферментов организма человека, что определяет его участие в энергетических процессах всех органов и тканей, прежде всего, активно работающих. Расширяет сосуды, что способствует снижению артериального давления. Способствует расширению бронхов и снятию бронхоспазма, обладает противоаллергическим действием, антиоксидант.
Цинк (2и) входит в состав многих металлоферментов, гормонов. Он жизненно важен для функционирования иммунной системы организма, обладает раноязвозаживляющим действием, необходим для функции мозга, печени, в том числе для процессов памяти, входит в состав антиокси-дантной системы.
Кремний (81) участвует в обмене веществ. Доказан противовоспалительный механизм влияния кремния и его соединений. Считается самым активным микроэлементом в клетках. Активизирует жизнедеятельность протоплазмы клеток, усиливает выделение из организма мочевой кислоты, способствует образованию и росту костей, волос. Оказывает благоприятное действие на здоровье пожилых людей, в особенности страдающих заболеваниями желудочно-кишечного тракта, сахарным диабетом и нарушением обмена веществ.
Фтор (Б") - необходимый компонент питьевой минеральной воды. Влияет на углеводный, липидный, электролитный обмены, действуя противовоспалительно, способствует прочности костей и профилактике кариеса.
Молибден (Мо) способен ускорять процессы клеточного роста и развития, оказывать антиоксидантное действие; кроме того, он необходим для нормального формирования эмали зубов и сохранения ее целостности в процессе жизнедеятельности организма. При дефиците молибдена наблюдаются нарушения деятельности центральной нервной системы.
Марганец (Мп) необходим для нормального функционирования иммунной системы. Входит в состав волос. При недостатке марганца наблюдаются отставание в развитии и расстройства нервной системы, нарушение структуры волос.
Селен (8е) - один из жизненно необходимых для человека элементов. Участвует в синтезе и метаболизме гормонов щитовидной железы, в регуляции репродуктивной функции. Дефицит селена является фактором риска развития коронарных заболеваний. Снижает артериальное давление у больных гипертонической болезнью. Показано, что витамин Е и селен снижают концентрацию холестерола в тканях сосудов, замедляя развитие атеросклероза. Накопленные к настоящему времени в мировой практике результаты клинических исследований позволяют заключить, что дефицит селена в окружающей среде, обусловливающий его низкое содержание в организме, способен вызвать прогрессирующее поражение миокарда, нарушения репродуктивной функции у мужчин, сопровождать кистозный фиброз поджелудочной железы, бронхиальную астму и ряд других патологий. При пониженной обеспеченности селеном и соответственно низком содержании этого элемента в крови возрастает риск возникновения онкологических заболеваний.
Воды Шумакских источников относятся к довольно редко встречающемуся в природе типу, который и был назван шумакским. Воды источников маломинерализованные, гидрокарбонатные, кальциево-магниевые, с высоким содержанием растворенного кремния, содержат большой спектр бальнеологически активных компонентов.
Оценивая основные физико-химические свойства вод месторождения, можно попробовать подобрать близкие по составу воды, бальнеологические свойства которых к настоящему моменту хорошо известны. Так, источники второй линии Шумака можно сравнить с водами курорта Цхалту-
бо, которые отличаются от шумакских лишь повышенным содержанием сульфатов.
Шумакские источники (вторая линия)
НС03 94
СО2 0,3 Яд 35 эман Мо,8-------------------Т 32;
Са 52 М§ 38
Цхалтубо
Яп - 25-30 эман Мо,8 8°4 40 НС°3 37 т 31.32.
Са 58 М§ 24
А воды третьей группы по наличию в них биологически активных компонентов, содержанию радона и химическому составу являются аналогом теплого нарзана Пятигорска, вод Белокурихи на Алтае и Ямкуна в Читинской области.
Шумакские источники (третья линия)
НС03 90
М
0,7
С02 0,3 Яп Т 34 Са 52 М§ 30
Белокуриха
„ НС°3 61
М0,3 ----------;
Яп 108 эман Т 35,2 ^ 91
Пятигорск (Кавказ)
„ НС03 39 С1 37 804 23
М0,3 -------------------------.
Ип 180 С02 1,4 Т 25 Ка 53 Са 32
Исходя из специфики состава и широкого спектра бальнеологически активных компонентов в Шумакских минеральных водах, они могут быть рекомендованы для лечения следующих заболеваний: болезней сердечнососудистой системы с сопутствующими заболеваниями костей, мышц и суставов нетуберкулезного характера, эндокринопатии с пониженной функцией эндокринных желез, нервной системы, гинекологических заболеваний, болезней органов пищеварения и нарушения обмена веществ, хронических гастритов, функциональных заболеваний желудка, хронических болезней печени и желчных путей различной этиологии, болезней кожи, артритов и полиартритов нетуберкулезного происхождения, урологических заболеваний.
Рекомендуется принимать воду из источников за 30-60 мин до или после еды. Местное население считает, что вода воздействует наиболее эффективно, когда пьют ее непосредственно из источника. Вода, набирае-
мая для хранения в бутылки, теряет ряд своих лечебных факторов. Грязевую ванну следует принимать не более 20 мин. Радоновую ванну следует принимать, не погружая область сердца, 1 раз в день: до 10 мин - взрослым, до 5-7 мин - детям. После приема ванн не рекомендуется загорать, необходимо тепло одеться и около часа отдохнуть.
Заключение
Воды Шумакских источников во многих отношениях являются уникальными, что подтверждается выделением их в отдельный тип - шумак-ский. Их бальнеологическое значение оценивается преимущественно эмпирически или на основе близких аналогов, что не дает возможности в полной мере обосновать применение минеральных вод в лечебной деятельности.
Малый дебит источников является лимитирующим фактором развития данной местности как курорта. Возможностей для увеличения водности источников на данный момент не существует. Бурение скважин может привести к необратимым и трудно предсказуемым последствиям для всего месторождения.
Анализ имеющейся базы данных химических анализов по макро- и микрокомпонентному составу вод источников позволяет сделать предварительный вывод - происходит изменение химического состава минеральных вод, которое может отразиться на лечебных свойствах источников.
Учитывая нерегулярность экспедиций, проводящих подобные анализы на территории месторождения, нельзя с полной уверенностью говорить о факторах, под влиянием которых происходят изменения химического состава вод источников.
Рекомендуется непрерывное и комплексное отслеживание состояния вод минеральных источников, а также контроль и учет их количественных и качественных характеристик во времени.
Данная работа может быть использована при составлении экологического паспорта территории Шумакского месторождения минеральных источников.
Список литературы
1. Алекин О. А. Основы гидрохимии / О. А. Алекин. - Л. : Гидрометиоиздат, 1970. - 443 с.
2. Богащев И. А. Забайкальские целебные источники / И. А. Богащев.- М., 1905. - 13 с.
3. Богащев И. А. Курорты Забайкалья. Пути их развития / И. А. Богащев.- М., 1914. - С. 119-123.
4. Борисенко И. М. Минеральные воды Бурятской АССР / И. М. Борисенко, Л. В. Замана.- Улан-Удэ : Бурят. кн. изд-во, 1978. - 162 с.
5. Гидрогеология Прибайкалья / Е. В. Пинеккер [и др.]. - М. : Наука, 1968. -168 с.
6. Иванов В. В. Основные геологические условия и геохимические процессы формирования термальных вод областей современного вулканизма / В. В. Иванов // Труды лаборатории вулканологии. - М., 1961. - Вып. 19. - С. 53-68.
7. Ломоносов И. С. Геохимия и формирование современных гидротерм Байкальской рифтовой зоны / И. С. Ломоносов. - Новосибирск : Наука, 1974.- 164 с.
8. Минеральные воды Восточной Сибири.- М. : Изд-во АН СССР, 1963. -149 с.
9. Михайлов М. П. Минеральные источники и грязевые озёра Восточной Сибири, их гидрология, бальнеохимия и курортологическое значение / М. П. Михайлов, Н. И. Толстихин, - Иркутск, 1946. - 61 с.
10. Пинеккер Е. В. Термальные воды Саяно-Тувинского нагорья / Е. В. Пи-неккер // Вопросы гидрогеологии и гидрогеохимии. - Иркутск, 1969. - С. 93-123.
11. Реутовский В. С. Полезные ископаемые Сибири. Ч. 2 / В. С. Реутовский. -СПб., 1905.- 400 с.
12. Ткачук В. Г. Минеральные воды Бурят-монгольской АССР / В. Г. Ткачук,
Н. В. Яснитская, Г. А. Анкудинова. - Иркутск, 1957. - 148 с.
13. Шпейзер Г. М. О формировании химического состава вод некоторых источников Восточного Саяна / Г. М. Шпейзер, И. М. Борисенко, П. Ф. Бочкарёв // Подземные воды Сибири и Дальнего Востока. - М. : Наука, 1971 - С. 189-192.
14. Шпейзер Г. М. Органические вещества в минеральных водах горноскладчатых областей Центральной Азии / Г. М. Шпейзер, Ю. К. Васильева, Г. М. Гано-вичева // Г еохимия. - 1999. - № 3. - С. 302-311.
15. Шпейзер Г. М. Роль физико-химических процессов в формировании химического состава углекислых минеральных вод горно-складчатых областей / Г. М. Шпейзер // Гидрохимические материалы. - 1994. - № 3. - С. 39-46.
Shumakskiye Mineral Waters
G. M. Shpeyzer, A. A. Makarov, V. A. Rodionova, L. A. Mineeva.
Annotation. The hydrochemical characteristic of the Shumaksky field of mineral waters is given: the macro- and microelement structure, the content of the dissolved organic substances. Changes of the maintenance of chemical elements as a part of mineral waters in time are analyzed, data on their balneal value are given.
Key words: Shumaksky field of mineral waters, macro components, microcells, organic substances, бальнеологическая оценка, change of a chemical composition in time.
Шпейзер Григорий Моисеевич Shpeyzer Gregory Moiseevich
кандидат химических наук, профессор, Ph. D. in Chemistry, professor,
заведующий Межвузовской лабораторией Head of Interuniversity Laboratory of
экологических исследований Ecological Researches
Иркутский государственный университет Irkutsk State University 664003, г. Иркутск, ул. К. Маркса, 1 1, K. Marx st., Irkutsk, 664003
тел.: (3952) 42-58-44 tel.: (3952) 42-58-44
Макаров Алексей Александрович старший преподаватель Иркутский государственный университет 664003, г. Иркутск, ул. К. Маркса, 1 тел.: (3952) 52-10-86
Родионова Вера Алексеевна научный сотрудник
Иркутский государственный университет 664003, г. Иркутск, ул. К. Маркса, 1 тел.: (3952) 42-58-44
Минеева Людмила Александровна кандидат химических наук, доцент Иркутский государственный университет 664003, г. Иркутск, ул. К. Маркса, 1 тел.: (3952) 42-58-44
Makarov Alexey Aleksandrovich Senior Lectuare Irkutsk State University
1, K. Marx st., Irkutsk, 664003 tel.: (3952) 52-10-86
Rodionova Vera Alekseevna Research Scientist Irkutsk State University
1, K. Marx st., Irkutsk, 664003 tel.: (3952) 42-58-44
Mineeva Lyudmila Aleksandrovna
Ph. D. in Chemistry, Associate Professor
Irkutsk State University
1, K. Marx st., Irkutsk, 664003
tel.: (3952) 42-58-44
