Tvari kiekvienos šalies plėtra lemia žmonių gyvenimo kokybę ir sveikatą, kuri priklauso nuo ekonominės plėtros lygio, aplinkos būklės, maisto ir geriamojo vandens kokybės.
Mineralinis vanduo - tai požeminis arba paviršinis mineralizuotas vanduo, turintis specifinių fizikocheminių savybių (temperatūra, radioaktyvumas ir kt.), praturtintas biologiškai aktyviomis medžiagomis ir pasižymintis gydomosiomis savybėmis. Vanduo laikomas gydomuoju (gydomuoju), jei litre vandens yra ne mažiau kaip 1 g mineralinių medžiagų, o gydymasis tokiu vandeniu vadinamas balneoterapija. Vanduo privalo būti labai veiksmingas arba turėti aukštą temperatūrą.
Mineralinio vandens savybės
Fizikinės ir cheminės vandens savybės apima temperatūrą, mineralizaciją, joninę sudėtį, ištirpusias dujas, radioaktyvumą, biologiškai aktyvius junginius ir mikroelementus.
Pagal temperatūrą mineralinis vanduo skirstomas į:
- Labai šaltas (iki 4 °C);
- Šaltas (4-20 °C);
- Šiltas (hipoterminis) (20-37 °C);
- Karštas (mezoterminis) (37-42 °C);
- Labai karštas (hiperterminis) (>42 °C).
Nustatyta, kad gydomasis vanduo, prasiskverbdamas giliai į dirvožemį, ištirpdo jo druskas ir jomis praturtėja, ypač tais atvejais, kai vanduo sulaikomas ir tampa nejudrus.
Vandens mineralizacija nustatoma pagal bendrą ištirpusių mineralinių medžiagų kiekį. Pagal mineralizacijos laipsnį išskiriamos šios vandens grupės:
- Labai mažo mineralizacijos vanduo (lengvas mineralinis vanduo) (ne daugiau kaip 2 g/l);
- Mažo mineralizacijos vanduo (2-5 g/l);
- Vidutinio mineralizacijos vanduo (5-15 g/l);
- Didelio mineralizacijos vanduo (15-30 g/l);
- Sotieji (30-150 g/l);
- Per-sotieji (>150 g/l).
Labai mažo mineralizacijos vanduo ir daug kalcio turintis vanduo pasižymi diuretinėmis savybėmis, o tai padeda kartu su šlapimu pašalinti iš organizmo bakterijas, gleives, smėlį ir mažus akmenukus. Pagal druskų perteklių mineraliniai vandenys skirstomi į hidrokarbonatinius, chloridinius, sulfatinius; hidrokarbonatinių, chloridinių ir sulfatinių vandenų deriniai - tai gydomieji vandenys, kuriuose yra biologiškai svarbių jonų, tokių kaip geležis ar arsenas.
Dujų turintis mineralinis vanduo turi dujų tirpintoje arba laisvoje būsenoje. Jei vandenyje yra anglies dioksido arba vandenilio sulfido, jis priskiriamas specialios paskirties gydomajam vandeniui. Vandenyje taip pat gali būti azoto, metano ir kitų dujų, tačiau šiuo metu toks vanduo yra nepakankamai ištirtas ir suprastas. Mineraliniame vandenyje gali būti palyginti dideli kiekiai radioaktyviųjų medžiagų skilimo produktų, tokių kaip radonas ir helis, bei radioaktyviųjų metalų: urano, torio ir aktinio. Jei radono ir helio kiekis viršija 1/10 vandens tūrio, vanduo tampa pramoninės reikšmės.
Žymūs Gruzijos mineraliniai vandenys
Gruzijos teritorijoje atrasta daugiau nei du tūkstančiai versmių, tarp jų - daugiau nei 730 mineralinio vandens versmių, kurių paros debitas siekia 130 mln. litrų, iš kurių ketvirtadalis naudojama balneologiniams tikslams, daugiau nei pusė - šilumos tiekimo ir pramoniniam išpilstymui. Tarp žymių mineralinių gydomųjų vandenų yra:
- Borjomi - Gydomasis-stalinis hidrokarbonatinis natrio mineralinis vanduo, vidutinio mineralizacijos. Versmės yra Boržomi tarpeklyje, rytų Gruzijoje. Skirtingai nuo daugelio kitų panašių mineralinių vandenų, Boržomi požemyje nespėja atvėsti ir iš žemės gelmių išteka šiltas (38-41 °C), vanduo „praeina“ natūralų filtravimą ir praturtėja 60 skirtingų mineralų, kurie lemia jo unikalumą. Mineralinis vanduo gydo virškinimo sistemą, virškinimo trakto, tulžies latakų, inkstų ligas ir daug daugiau.
- Likani - Unikalus natūralus gydomasis-stalinis vanduo, prisotintas mineralų, sudaro mineralų-jonų kompleksą - magnio ir kalcio hidrokarbonatų derinį. Likani yra gausiai prisotintas natūralių dujų, todėl puikiai malšina troškulį. Anglies dioksidas padeda iškelti mineralinį vandenį iš 1500 m gylio ir suteikia jam lengvą skonį. Vandens versmės yra Boržomi slėnyje, 810 m aukštyje virš jūros lygio.
- Nabeglavi - Gydomasis-stalinis, karbonatinis-hidrokarbonatinis, natrio-kalcio putojantis vanduo. Versmė yra 475 m aukštyje virš jūros lygio. Pagal savo gydomąsias savybes nenusileidžia garsiajam Boržomi mineraliniam vandeniui - rekomenduojamas tiek balneologijai, tiek gerti, reguliarus vartojimas kaip stalinio vandens padeda išvalyti organizmą nuo kenksmingų medžiagų ir praturtinti jį būtinaisiais mineralais. Padidėjęs magnio jonų kiekis teigiamai veikia širdies ir kraujagyslių bei nervų sistemas. Nedidelis chloro kiekis žymiai padidina vandens terapinį poveikį, o padidėjęs sulfatų kiekis svarbus virškinimo trakto ligų gydymui. Dėl unikalaus mineralų derinio, sudarančio Nabeglavi, mineralinis vanduo veikia kaip „vidinis dušas“ ir puikiai valo organizmą. Be to, stiprina imuninę sistemą ir yra veiksmingas virškinimo sistemos ir medžiagų apykaitos ligų prevencijoje bei gydyme, taip pat prisideda prie atliekų šalinimo.
- Sairme - Natūralus stalo, gydomasis-stalinis ir gydomasis mineralinis vanduo, susidarantis giliose žemės plutos zonose, kur jis prisotinamas natūralaus anglies dioksido ir išteka į paviršių natūralių kylančių (ne gravitacinių) versmių pavidalu. Jie yra vakarų Gruzijoje, 950 m aukštyje virš jūros lygio. Versmės išteka iš kelių šaltinių ir skiriasi cheminės sudėties bei gydomųjų savybių atžvilgiu.
- Bakuriani - Natūralus labai mažo mineralizacijos vanduo, prisotintas mineralų kompleksų, reguliuoja organizmo vandens balansą. Dažnas šio vandens vartojimas aktyvuoja fiziologinę žmogaus būklę. Versmės yra rytų Gruzijoje. Šiam vandeniui būdinga minimali kalcio, kalio, natrio ir magnio koncentracija, jame yra nedidelis kiekis fluoro ir jodo jonų. Rekomenduojamas naudoti kūdikių maistui, o dėl savo unikalios sudėties geriausiai tinka aktyvų gyvenimo būdą propaguojantiems žmonėms.
- Gydomasis vanduo Lugela yra unikalus ne tik Gruzijoje, bet ir visame pasaulyje. Tai 9% kalcio chlorido mineralinis vanduo, skaidrus ir bekvapis, šiek tiek kartaus skonio, neužšąlantis net žemiausioje įmanomoje temperatūroje. Lugelos mineralinio vandens versmės yra Vakarų Gruzijoje. Tai gydomasis kalcio chlorido vanduo, gydantis skeleto sistemos ir sąnarių ligas, alergijas, nefritą, stomatitą ir kraujavimą.
- Mineralinis vanduo Zvare yra turtingas jodu. Vartojamas virškinimo sistemai, lėtiniam gastritui, pankreatitui, kepenų ir tulžies latakų ligoms, medžiagų apykaitos sutrikimams gydyti ir rūgštingumui subalansuoti. Mineraliniuose šaltiniuose rasta biologiškai aktyvių mikroelementų - jodo, bromo, mangano, ličio, boro, cinko, stroncio, vario, kurie atlieka svarbų vaidmenį organizmo gyvybėje. Vandens fizikinės ir cheminės savybės unikalios: jis šiltas (35 °C), lengvas, švarus ir bekvapis. Mineraliniai šaltiniai daugiausia buvo naudojami maudymui ir inhaliacijoms, tačiau pastaraisiais metais vis dažniau geriamajam gydymui naudojamas natūralus radono vanduo. Radono terapija taikoma širdies ir kraujagyslių sistemos, raumenų ir kaulų sistemos, virškinimo organų, centrinės ir periferinės nervų sistemos ligoms, odos ligoms, medžiagų apykaitos sutrikimams gydyti.
- Mitarbi mineralinio vandens versmės yra Mitarbwater upės slėnyje. Mineralinis vanduo vartojamas lėtiniam gastritui, lėtiniam kolitui, skrandžio ir dvylikapirštės žarnos opoms, lėtinėms tulžies ir šlapimo takų ligoms, medžiagų apykaitos sutrikimams, lėtiniam pankreatitui gydyti.
- Bahmaro yra gėlas vanduo, turintis labai mažą druskingumą, kurio cheminėje sudėtyje dominuoja magnio ir kalcio hidrokarbonatai, jis prisotintas deguonies ir pasižymi neįprastai švelniu skoniu. Vanduo patvirtintas ir rekomenduojamas naudoti kūdikių maistui.
- Sno yra natūralus požeminis vanduo, kuriame gausu visų reikalingų elementų. Šis skaidrus ir skanus vanduo susidaro Didžiojo Kaukazo kalnyno centrinės dalies pietiniuose šlaituose, 1700 m aukštyje virš jūros lygio.
Šiuo metu pramoniniu mastu gaminamos tik penkios mineralinio vandens markės: Borjomi, Nabeglavi, Sairme, Likani ir Bakuriani. Tačiau, nepaisant tokios gausybės pagaminamo ir naudojamo mineralinio vandens, gyventojai savavališkai naudoja neoficialius mineralinius šaltinius, kurių sudėtis ir gydomosios savybės nežinomos, įvairių tipų ligoms gydyti, o tai, žinoma, kelia didelę grėsmę žmonių sveikatai. Nelegali mineralinio vandens vartojimas sukelia masinius apsinuodijimus ir alergines reakcijas.
Tyrimų tikslas ir metodika
Darbo tikslas - nustatyti tų natūralių ir ultrafiltruotų mineralinių vandenų cheminę sudėtį ir fizikochemines savybes, kuriuos gyventojai dažniausiai naudoja gerti ir gydymosi tikslais.
Tyrimai atlikti su Gruzijos natūraliais vandenimis - Gortubani ir Naminauri (Adigeni regionas), Danisparauli, Dandalo ir Machinjauri (Adžarijos regionas), pasižyminčiais gydomosiomis savybėmis: sieros turintys vandenys - Dandalo, Machinjauri - grybelinėms ligoms (mikozei) gydyti; Gortubani, Naminauri, Danisparauli - sąnarių ir skrandžio ligoms gydyti.
Nustatyti šie vandens rodikliai: titruojamas rūgštingumas (titravimo metodas), kietumas (trilonometrinis metodas), sausųjų medžiagų kiekis (refraktometrinis metodas), sulfatai (HACH-Method 8051), chloridai (argentometrinis metodas), hidrokarbonatai (titravimo metodas), nitratai (HACH-Method LCK 339), amonio druskos (HACH-Method LCK 304) ir metalai (liepsninis atomų emisijos spektrofotometras ICPE-9820), pH (ISO 10523:2008) ir elektrinis laidumas (konduktometrinis metodas). Šie rodikliai nustatyti šaltinio vandenyje, taip pat ultrafiltracijos būdu gautame koncentrate ir permate. Nustatytas ultrafiltracijos proceso produktyvumas, jo priklausomybė nuo proceso trukmės, taikomo slėgio ir versmės buvimo vietos. Ultrafiltracija atlikta tangencialiu dinaminiu režimu, UPL-06 įrenginiu, kaip membranos naudotos poliamidinio pluošto tuščiavidurės skaidulos, kurių plotas 2 m², AP-2.0 separavimo aparatas (pagamintas Kiryšyje, Sankt Peterburge). Membranų porų dydis - 500 Å, mechaninis membranų stabilumo ribinis dydis nustatomas pagal darbinį slėgį; tuščiaviduriams pluoštams jis yra 1,8-2,0 MPa.
Rezultatai ir diskusija
Atlikta gydomųjų vandenų ultrafiltracija. Nustatytas proceso produktyvumas, jo priklausomybė nuo filtravimo laiko, gydomojo vandens šaltinio tipo, filtruote ir koncentrate nustatytas titruojamas rūgštingumas, sulfido ir chlorido jonų, sunkiųjų metalų kiekis, elektrinis laidumas. Nustatyta, kad Danisparauli vandens ultrafiltracijos proceso produktyvumas laikui bėgant mažėja, o Machinjauri ir Naminauri vandenų filtravimo metu lieka nepakitęs. Permate (filtrate) ir koncentrate, gautame po filtravimo, atlikta cheminė vandens analizė. Nustatyta, kad koncentracijos procese sulfido (S2−) jonų kiekis Naminauri vandenyje padidėja 12%, o Machinjauri vandenyje - 35,5%.
Nustatyta, kad Machinjauri mineralinio vandens koncentracijos procesas yra efektyvesnis nei Naminauri vandens. Nustatyta, kad chloridų kiekis koncentracijos procese praktiškai nepakinta - tai reiškia, kad ultrafiltracijos metu chloridai nepatenka į filtrą ir visiškai patenka į koncentratą. Žinoma, kad sunkūs metalai neigiamai veikia žmogaus organizmą, kaupiasi jame ir galiausiai sukelia kraujo ligą - leukemiją. Viena vertus, žmogus, vartodamas mineralinį vandenį, palengvina specifinės ligos eigą, tačiau, kita vertus, gali susirgti kraujo liga.
Mineralinio vandens, įskaitant sunkiuosius metalus, analizės duomenys pateikti 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ir 16 paveiksluose.
9 paveiksle pateikti duomenys apie chromo, boro ir geležies kiekį Adžarijos mineraliniuose vandenyse, taip pat, palyginimui, duomenys apie šių metalų kiekį kitų regionų - Adigeni, Naminauri ir Gortubani - vandenyse.
Gauti duomenys apie metalų kiekį regionuose palyginimui pagal regioną ir tarp regionų pateikiami serijomis didėjimo principu:
- B (mg/l): Machinjauri koncentratas (1,07)→Gortubani (1,49)→Dandalo (1,91)→Machinjauri (2,07)→Naminauri (2,89)→Danisparauli (3,78);
- Fe (mg/l): Dandalo (2,01)→Naminauri (2,13)→Gortubani (2,15)→Machinjauri (3,92);
- Cr (mg/l): Dandalo (0,598)→Naminauri (1,23).
Kaip matyti iš pateiktų duomenų, didžiausias boro kiekis yra Danisparauli vandenyje, geležies - Dandalo vandenyje (Adžarijos regionas), o chromo - Naminayri vandenyje (Adigeni regionas). Danisparauli ir Machinjauri koncentrato vandenyse Fe nerasta, chromas rastas tik Dandalo ir Naminauri vandenyse, ir abu šie elementai rasti šiuose dviejuose vandenyse.
Ypač reikėtų pažymėti, kad šių elementų kiekis žymiai viršija didžiausias leistinas normas: Fe (norma 0,3) viršyta 7-13 kartų, Cr (norma 0,05) viršyta 10-12 kartų, B (norma 0,5) viršyta 2-12 kartų.
10 paveiksle pateikti duomenys apie K, Ca ir Mg kiekį mineraliniuose vandenyse...
