Сравнительная характеристика природных вод курортов Сибири

Номинация: Самая актуальная работа
Просмотреть картинки списком
Автор: Задорожная Ольга Ивановна – студентка 2 курса (специальность «Аналитический контроль качества химических соединений»). Наставник: Планкина Марина Викторовна.
1ое, 2ое и 3е место: II место
Город: Томск
Место учебы: ГОУ СПО «Томский государственный промышленно-гуманитарный колледж»

Описание работы:

Актуальность исследования: результаты данного исследования в настоящее время используются туристическими агентствами г. Томска в целях популяризации региональных курортов.

Цель исследования: определение химического состава вод водоемов и минеральных источников курортов Сибири (“Озеро Карачи”, “Озеро Шира”, санаторий “Чажемто”, “Белокуриха”и др.) сравнение полученных  экспериментальных данных между собой и водами знаменитых курортов «Ессентуки» и «Баден-Баден».

Объект исследования: Воды водоемов и минеральных источников курортов Сибири.
Еще в XIX веке было известно о многочисленных курортных местах Сибири с наличием минеральных вод, целебных грязей и рапы, с прекрасными климатическими данными. Сибирь в полтора раза превышает по размерам Европу и отличается удивительным разнообразием природных условий.
Первые труды научного изучения минеральных вод и открытие первых курортов в России связаны с Петром I. Постепенно география изучения минеральных вод начинает расширяться и перевали¬вает через Урал в Сибирь.

В конце XIX века были открыты курорт Белокуриха на источниках радоновых вод и курорт на соленом озере Шира в Хакасии.

Курорты Сибири чрезвычайно богаты ценнейшими минеральными источниками и озерами, вода и грязь которых по своим лечебным свойствам ничуть не уступает кавказским, а в ряде случаев даже превосходит их. Климат нашего края отличается также рядом особенностей, оказывающих на организм человека благоприятное влияние.

Одним из преимуществ лечения на местных сибирских курортах является то, что лечение больного, происходит в условиях привычного для него климата. Он не теряет время на акклиматизацию в начале лечения. Вместе с тем это может иметь очень большое значение для состояния здоровья после окончания лечения. Организм больного, возвратившегося домой с южного курорта, приспособился к теплому, мягкому климату. Резкая смена климатических условий зимой, ранней весной и поздней осенью для жителя Сибири нередко связана с простудными заболеваниями, что может вызвать нежелательное действие на основное заболевание, в связи с которым он лечится на курорте.

Известные санатории-курорты Сибирского региона - «Белокуриха», «Чажемто», «Карачи», «Шира».
Курорт «Белокуриха» – бальнеологический курорт в Алтайском крае. Курорт находится на высоте 250-300 м над уровнем моря в предгорьях Алтая, в долине горной реки Белокуриха. Основные лечебные свойства курорта – слабоминерализованные термальные радоновые воды.

Курорт «Озеро Карачи»  по праву считается крупнейшей универсальной сибирской здравницей. Он представляет собой своеобразный оазис среди просторов Барабинской лесостепи. Курорт расположен на узкой гриве между соленым озером Карачи с севера и пресным озером Узункуль с юга, на высоте 110 м над уровнем моря  и занимает территорию длиной около 3000 м и шириной в 200 — 300 м.

«Озеро Карачи» — это уникальная здравница, где прекрасно сочетаются лечебные свойства грязи, рапы и питьевой минеральной воды.

Курорт «Озеро Шира»  является курортом республиканского значения, находиться в 340 км. от г.Красноярска, в 160 км. от областного центра - г.Абакана. В радиусе от 100 до 150 км природного комплекса Шира нет промышленных предприятий.

Основные лечебные средства курорта – минеральная вода озера Шира и иловая грязь.
На территории Ширинского района учтено 167 озер площадью более 1 га. Многие из этих водоемов минерализованы, часть из них обладает высоким бальнеологическим потенциалом. В Ширинском районе несомненным фаворитом является оз. Шира, но также широкой известностью пользуются оз. Тус и оз. Фыркал. Кроме того, значительную оздоровительную роль играет «жемчужина Хакасии» – озеро Иткуль.

Основные лечебные средства — вода озера Шира, используемая для ванн и питьевого лечения, и лечебная грязь, которая добывается из Большого Утичьего озера в 20 км от курорта и применяется при лечении органов движения, суставов, нервной системы и гинекологических заболеваниях.
Санаторий “Чажемто”- располо-жен в Томской области в 250 км от областного центра (г. Томск). Основным лечебным средством санатория является – вода слабой минерализации гидрокарбонатно-хлоридно-натриевого  состава.

В течение 25 лет лечебная вода фонтанировала, стекая в реку Чая. Официально курорт “Чажемто” был открыт в июле 1994г.

Влияние ионов, содержащихся в воде на организм человека.

Наличие в воде различных ионов имеет большое значение для ее терапевтического и биологического действия. В минеральных водах обнаружено до 50 различных химических элементов. Однако, основными ионами, определяющими лечебные свойства вод, являются: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-, HCO3-.

Калий (K+), при уменьшении содержания калия в сердце нарушается ритм его сокращений, повышается устойчивость сердечной мышцы к недостатку кислорода. Ион калия оказывает слабое мочегонное действие и способствует выведению почками излишков  натрия.

Кальций (Ca2+),  необходим в организме человека для строения костной ткани (зубы, кости), мышечной ткани (мышцы, мышца сердца), поддержания проводящей функции нервной ткани. При избытке кальций нейтрален по отношению к организму человека. Недостаток кальция приводит к нарушениям работы мышц и является причиной остеопороза.

Магний (Mg2+), служит активатором многих ферментативных процессов: регулирует реакции фосфорного обмена, необходим для нормального функционирования нервной и мышечной ткани. Однако, его количество в воде должно быть ограниченно, т.к. при избытке он действует на подобие марганца - засоряет канальцы нервных клеток, только он менее активен и проще выводится из организма.  Дефицит магния снижает устойчивость организма к инфекциям, стрессовым ситуациям и острым нарушениям мозгового кровообращения.

Натрий (Na+), это элемент, который в наибольшем количестве необходим организму. Его норма примерно от 2000 до 4000 мг в день. Отвечает за кислотно-щелочной баланс, нормализует  артериальное давление. Ионы натрия активируют ферментативный обмен в организме человека. Избыточное содержание натрия в воде и пище приводит к гипертензии и гипертонии.

Хлорид ион (Cl-), один из основных регуляторов осмотического давления в клетке, участвует в регуляции водно-солевого обмена. Очень важен для образования кислоты желудочного сока и поддержания кислотно-щелочного баланса в организме.

Сульфат ион (SO42-), в сочетании с магнием и натрием, активизирует пищеварение. Также сульфаты могут содействовать выведению вредных веществ почками и предотвращать формирование мочевых камней; обезвреживают токсичные продукты метаболизма.

Гидрокарбонат ион(HCO3-), необходимый организму элемент, который регулирует кислотно-щелочной баланс. Он связывает и нейтрализует повышенную кислотность, например, желудочного сока, крови, мышц, не нанося им вреда. Совместно с углекислотой гидрокарбонат образует так называемую буферную систему, которая, поддерживает рН крови.

Методы определения ионов в воде.

Для выполнения поставленной цели были использованы физико-химические методы анализа.  

1. Определение калия и натрия проводили методом фотометрии пламени на пламенном фотометре ПФМ.

Для измерения концентрации натрия в исследуемой воде, устанавливают на приборе ПФМ светофильтр №1–589нм. Для измерения концентрации калия устанавливают светофильтр №2–770 нм.

2. Определение общей жесткости воды, кальция,  магния,  гидрокарбонатов проводили методом титрования с  соответствующими реактивами. (Рис.1)

3. Определение хлорид-ионов и  сульфат-ионов проводили фотоколориметрически на   КФК-3.(Рис.2)
Определение хлорид-ионов основано на реакции осаждения хлоридов нитратом серебра: Ag+ + С1- -> AgCI

При малых концентрациях хлорид-ионов выпадение осадка не происходит, а воз¬никает помутнение раствора.

Определение сульфат-ионов основано на реакции осаждения их хлоридом бария: SО42- + Bа2+ = BaSО4

При малых концентрациях сульфат ионов выпадение осадка не происходит, а воз¬никает помутнение раствора.  Значение оптической плотности измеряли при =400 нм. По значению оптической плотности из калибровочного графика находим концентрацию хлорид и сульфат-ионов.
4. Сухой остаток определялся гравиметрически.  

Растворенные вещества отделяют от взвешенных фильтрованием или центрифугированием. Определение растворенных веществ состоит в выпаривании воды, высушивании осадка и взвешивании.

Экспериментальные результаты

Анализ воды проводился из трех проб каждого вида воды.

Были проанализированы пробы вод:

­    из четырех  озер Ширинского района  (Шира,  Тус, Иткуль, Фыркал); (таблица 1.)
­    Озеро Карачи курорта Карачи и Озеро Карасевое санатория Чажемто (таблица 1).
­    родников курорта «Белокуриха» (Дуняшин родник, Серебряный ключ); (таблица 2).
­    из  скважин санатория “Чажемто” 8Р, 6Р, 5Р; курорта «Белокуриха» и курорта   « Карачи»; (таблица 2).


Как видно из таблицы 1 и приложения А, вода  оз. Карачи близка по химическому состава с водой оз. Тус из Хакасии, отличие наблюдается в  катионах магния и ионах хлора, их больше в оз. Карачи. Недавно в  Карачах выведена на поверхность минеральная вода, близкая по физическим свойствам и химическому составу к Ессентукам (таблица 2).

Вода оз. Шира  сульфатно-хлоридная, вода оз. Иткуль  гидрокарбонатно-сульфатная, вода оз. Фыркал – гидрокарбонатно-сульфатная. Вода озера Карасевое по химическому составу гидрокарбонатно – хлоридно – натриевая и по сравнению с водами озер Шира и Карачи менее минерализована и практически не содержит катионов магния.

Учитывая классификацию вод по общей минерализации  и исходя из табличных данных воду озер Иткуль и Фыркал можно отнести к воде с малой минерализацией, воду озера Шира к воде высокой минерализации, воду оз. Тус и оз. Карачи к рассолам.

В таблицу 1 включено значение общей минерализации воды Мертвого моря – самого соленого в мире озера, самого большого естественного минерального источника на земле. И как видно из диаграммы (Приложение А) воды оз. Тус и оз. Карачи по общей минерализации лишь немного уступают Мертвому морю.

В таблице 2 и приложении Б представлены экспериментальные результаты по содержанию макроэлементов в минеральных водах, скважинах и родниках курортов.

Как видно из таблицы 2, все воды скважин курорта Чажемто по макроэлементному составу являются гидрокарбонатно – хлоридно – натриевыми. Различие между водами представленных скважин наблюдается в количестве макроэлементов. Это связано с различной глубиной скважин (скважина 5Р - глубина 2200 м.;  скважина 6Р - глубина 2770 м.;  скважина 8Р - глубина 2446 м).

Минеральная вода «Чажемто» выпускаемая  «Томск – Пиво» сходна по составу с водой скважины 6Р, а следовательно и бутилируется из скважины 6Р.

Следует отметить высокую чистоту белокурихинских родниковых вод. Вода этих источников  широко используется местными жителями  и гостями курорта. Врачи рекомендуют пить эту воду всем отдыхающим, не зависимо от заболевания.

Минеральная вода  из скважины курорта Карачи близка по составу и лечебным свойствам воде Ессентуки: имеет хлоридно-гидрокарбонатно-натриевый состав. Следовательно, сибирякам в настоящее время удобней и выгодней ездить на сибирский курорт Карачи, на котором  кроме минеральной воды есть уникальное озеро с водой  высокой  минерализации, подобной воде озера Тус и озера Мертвое море.

Минеральная вода «Белокурихинская – восточная» из скважины №2 курорта Белокуриха сравнима с водой знаменитого курорта Баден-Баден. Следовательно, вода курорта «Белокуриха» может быть рекомендована при лечении подобных заболеваний (Приложение Б).

Здравницы Западной и Восточной Сибири по многообразию природных факторов не только не уступают прославленным южным и европейским лечебницам, но и превосходят некоторые из них.
Наличие такого многообразия природных и минеральных вод с различным химическим составом позволяет сибирякам заменять известные минеральные воды местными водами и лечиться  на сибирских курортах.  

Выводы

•    В настоящей работе был определен химический состав вод курортов Сибири и проведена их сравнительная  характеристика.
•    Разнообразный химический состав вод дает возможность сибирякам выбора сибирского курорта для лечения различных заболеваний.