Зміст

Вступ

1. Загальна характеристика мінеральних вод

1.1 Ринок мінеральної води в Україні

1.2 Фізико-хімічні властивості мінеральних вод

1.3 Основні бальнеологічні групи мінеральних вод

1.4 Класифікації мінеральних вод в Україні

2. Мінеральні водойми, класифікація та значення

2.1 Мінеральні водойми, основні види та їх характеристика

2.2 Особливості лікувальної дії на організм мінеральних вод

2.2.1 Мінеральні ванни

2.2.2 Газові ванни

2.3 Мінеральні води для питного лікування

3. Виробництво мінеральної води на підприємстві

3.1 Зберігання мінеральних вод

3.2 Обробка мінеральної води

3.3 Розливання та пакування мінеральної води

3.4 Контроль якості мінеральної води

4. Дослідження основних хімічних показників мінеральних вод в Чернігівській області

Висновки

Список використаної літератури

Додаток

Вступ

Мінеральні води утворюються за рахунок вадозних вод, морських вод, похованих у процесі нагромадження осадів, вивільнення конституційної води в умовах регіонального та контактового метаморфізму г.п. Ці води збагачуються солями і газами порід, з якими вони контактують. Хімічний склад і закономірності поширення мінеральних вод зумовлені особливостями геологічної будови, рельєфу, клімату та гідрології певних ділянок.

Мінера́льні во́ди — підземні (іноді поверхневі) води з підвищенним вмістом деяких хімічних елементів і сполук, а також газів, із специфічними фізико-хімічними властивостями (температура, радіоактивність та ін.), що справляють цілющий вплив на організм людини. Межею прісних і мінеральних вод вважають солоність в 1 г/л. Мінеральні води часто володіють цілющими властивостями. Зловживання мінеральною водою може призвести до важких наслідків для здоровя, тому вживати її рекомендується тільки з поради лікаря та в рекомендованій ним кількості.

На поверхні Землі виділяються провінції мінеральних вод, кожна з яких характерна своїми гідрогеологічними умовами, геологічним розвитком, походженням і фізико-хімічними характеристиками. Ізольовані пластові системи артезіанських басейнів — це провінції солоних вод і розсолів мінералізацією до 300—400 (600) г/л. Складчасті регіони і області омолоджених платформ відповідають провінціям вуглекислих мінеральних вод, а області з проявами новітніх тектонічних рухів — провінціям азотних слабкомінералізованих лужних, кременистих вод.

На території України виявлено близько 500 джерел різних мінеральних вод, г.ч. у межах Українських Карпат (Нафтуся, Свалява, Поляна Квасова та ін.), Українського щита (Хмільних, Миронівка та ін.), Дніпровсько-Донецької западини (Миргород). Основні родовища М.в. в Україні: Степанське, Данишівське, Полонське, Березівське, Миргородське, Новопсковське, Білоцерківське, Миронівське, Хмельницьке, Лиманське, Старобільське, Моршинське, Збручанське, Трускавецьке, Конопківське, Новозбручанське, Слов'яногірське, Плосківське, Новополянське, Звенигородське, Полянське, Сойминське, Знам'янське, Луганське, Синяцьке, Голубинське, Брусницьке, Гірськотисенське, Лазурне, Куяльник, Кирилівське, Одеське, Сергіївське, Колодязне, Феодосійське, Євпаторійське.

Мінеральні води використовують у медицині (бальнеологія, бальнеотерапія), деякі — в теплоенергетиці. У ширшому розумінні до мінеральних вод відносять також природні промислові води, з яких видобувають йод, бром, бор та інші компоненти, і термальні води, які використовуються з енергетичною метою. Порогом між прісними і мінеральними звичайно вважають мінералізацію 1г/дм³ . Понад 80 джерел мінеральних вод України використовуються для 50 курортів, 20 бальнеолікарень, 40 заводів лікувально-столових вод. Найбільш поширені мінеральні води: вуглекислі, сірководневі, залізисті, йодобромні, бромні, радонові (радіоактивні).

Предмет дослідження – мінеральні води.

Об’єкт дослідження – екологічно безпечне видобування мінеральних вод.

Мета роботи полягає в аналізі екологічності мінеральних вод та їх безпечного видобування.

Основними завданнями роботи є наступні:

1) дати загальну характеристику мінеральних вод;

2) охарактеритизувати основні види мінеральних водойм, їх значення та використання людиною;

3) дати характеристику процесу виробництва мінеральної води;

4) провести аналіз вмісту основних хімічних показників в мінеральних водах в Чернігівській області.

1. Загальна характеристика мінеральних вод

1.1 Ринок мінеральної води в Україні

Особливий сегмент на ринку мінеральних вод формують питні очищені води. Для їх виробництва використовують воду з артезіанських свердловин чи взагалі водопровідну. Вона піддається фільтрації, а після цього до неї можуть додавати мінерали для поліпшення смакових якостей.

За хімічним складом мінеральні води підрозділяють на гідрокарбонатні (застосовують для лікування захворювань шлунка і сечового міхура), сульфатні (призначають при захворюваннях печінки та жовчного міхура, цукровому діабеті) і хлоридні (поліпшують обмін речовин і рекомендовані для лікування захворювань шлунка, підшлункової залози та кишківника). Зазвичай, природні води є змішаними [15].

Відповідно до Державного стандарту, мінеральними вважаються ті води, що розливають прямо в місцях видобутку, і ті, які транспортують для розливання в місця споживання. Міжнародні стандарти в цьому відношенні набагато жорсткіші. За кордоном мінеральною вважається тільки вода, розлита в пляшки не більш як за 50 м від джерела. При цьому не допускається зміна її первісних природних властивостей.

Мінеральна вода може бути як газованою, так і негазованою. Вуглекислий газ відіграє роль природного консерванта, стабілізуючи хімічний склад води. Здебільшого вода додатково насичується ним у процесі виробництва, навіть якщо цей газ споконвічно у ній уже містився.

Мінеральні води, зазвичай, є нетривкими системами. На поверхні землі ці води підпадають під вплив чинників зовнішнього середовища, з якими вони не зіштовхувалися в процесі формування. Тому, якщо не вжити відповідних заходів, хімічний склад мінеральних вод може змінитися, а їхня якість, відповідно, погіршитися.

Мінеральні води з високим вмістом заліза (залозисті) мають широкий спектр лікувальної дії. Вони рекомендовані не тільки при захворюваннях системи травлення, а й при анемії. Однак під впливом атмосферного кисню залізо окисляється, тобто цінність такої води знижується. У процесі виробництва залозистих вод слід уникати їхнього контакту з повітрям. Для цього, зазвичай, створюється спеціальна газова "подушка" з вуглекислого газу. Як стабілізуючі добавки також використовують харчові кислоти: лимонну, аскорбінову, винну тощо.

Для сульфідних вод, що містять сірчисті сполуки, як і для залозистих, характерна нестійкість в окисному середовищі. Однак ці сполуки не стабілізують у процесі виробництва, а просто вилучають. Для цього у воді розчиняють вуглекислий газ і підкислюють її.

Ринок мінеральних вод України останніми роками активно росте і розвивається. Україна посідає четверте місце в Європі за обсягом розвіданих водних запасів — 2,4 млн/м³ , водночас використовує свої водні запаси лише на кілька відсотків (близько 100 родовищ і півтисячі джерел). Промислове розливання мінеральних вод здійснюється більш як на 100 підприємствах, велика частина яких представлена невеликими цехами при пивоварних, безалкогольних та інших заводах чи харчових комбінатах. Від загальної кількості підприємств вони становлять близько 70%.

Привабливість мінеральних вод для споживача очевидна, оскільки за свої гроші він одержує гарантію якості вживаної корисної рідини. Однак прагнення здорового способу життя аж ніяк не завжди підкріплюються відповідною культурою споживання — не всі види мінеральної води можна пити постійно. Періодичність споживання залежить від ступеня мінералізації (вмісту біологічно активних компонентів), що, своєю чергою, визначає, наскільки яскраво виражені лікувальні властивості мінералки [10].

Ринок мінеральної води розподіляють на три основних сегменти: столові (52% обсягу продажів), лікувально-столові (37%) та питні очищені води (11%). Наприклад, середньостатистичний киянин випиває за рік 10–15 л мінеральної води. Це більше, ніж у цілому по Україні, але до показників розвинутих країн (100–150 л/рік на людину) ще дуже і дуже далеко.

Попит на мінеральну воду має яскраво виражену сезонність. Улітку спостерігається його зростання майже в 1,5 раза. Водночас збільшується обсяг продажів мінералки в тарі меншої місткості, призначеної для разового споживання.

Хоча медики вважають, що мінеральна вода краще зберігає свої властивості в скляній тарі, ринкові реалії трохи інші. Більшість підприємств розливає мінералку в ПЕТ-тару (місткістю 0,5; 1; 1,5; 2 л), оскільки вона дешевша, легша і зручніша для споживача. До того ж, підприємству не потрібно утримувати систему обігу тари, що дає змогу знизити собівартість продукції.

1.2 Фізико-хімічні властивості мінеральних вод

Колір. Забарвлення води може вказувати на характер порід, по яких вона рухається. Чиста питна вода не повинна мати забарвлення. Колір води, яка застосовується для лікувальних ванн, нормами не регламентується.

Прозорість. Це одна з вимог, яка висувається до питної води. Згідно з нею, питна вода може містити завислі речовини в дуже незначній кількості. Оскільки всяке помутніння впливає на смакові якості, мутна вода шкідлива для здоров'я.

За ступенем прозорості воду умовно поділяють на прозору, злегка мутну, мутну і сильно мутну. Прозорість води, яка використовується для лікувальних ванн, так само, як і колір, нормами не регламентується.

Запах. Запах води має важливе значення. Він вказує на можливе забруднення її різними речовинами органічного і мінерального походження, на більший вміст в ній заліза; запах сірководню свідчить про те, що вода піднімається з великих глибин. Питна вода не повинна мати ніякого запаху, особливо запаху гнилі, оскільки він робить її непридатною для споживання. Неприємний також болотний, рибний запах і багато інших. Ці вимоги висуваються звичайно до води, яка використовується з метою питного водоспоживання [4].

Смак. Смак води має велике значення для пізнання генезису підземних вод. Солонуваті або солені підземні води дають можливість говорити про їх зв'язок з соленосними відкладами або з породами, які містять підвищений вміст солей, чи показують на глибинне походження вод. Кислий смак води може вказувати на наявність у воді вільних кислот (сіркової або вугільної). У першому випадку це буває пов'язано з присутністю сульфідних мінералів у водовміщуючих породах або покладами сульфідних руд на глибинах, з якими стикаються при своєму русі підземні води, у другому - з проходженням зон тектонічних порушень, по яких піднімається на поверхню вуглекисла вода.

Густина. Як відомо, дистильована вода при температурі 4"С має густину, рівну одиниці. Але природна підземна вода завжди містить в собі деяку кількість мінеральних речовин, які попадають в неї з повітря разом із атмосферними опадами і в результаті розчинення і вилуговування порід, з якими вона стикається при русі в надрах земної кори. Тому її густина завжди більша за одиницю, причому чим більше в ній розчинених речовин, тим більша її густина.

Температура. Температура води має велике значення. Постійна температура підземної води вказує на те, що вода піднімається з досить великих глибин, на які не впливають зміни температури повітря за порами року; дуже низька температура підземної води характерна для областей розвитку зон багаторічних мерзлих порід; температура води, близька до температури повітря певного пункту, вказує на неглибоке її залягання від поверхні землі. Виходи на поверхню теплих або гарячих підземних вод майже завжди свідчать про походження на схожих ділянках зон розривних порушень. Нарешті, температура підземної води, близька до температури поверхневих водотоків, вказує на тісний взаємозв'язок їх між собою і на живлення ґрунтових вод річковими.

Питна вода вважається смачною і має освіжаючі властивості, якщо її температура знаходиться в межах 7-11 °С, не нижче 5°С і не вище 15°С.

Концентрація водневих іонів (pH). Концентрація водневих іонів в підземних водах невелика, але її значення велике. Вона дозволяє визначати форми стану у воді вуглецевої, кремнієвої, сірководневої і фосфорної кислот, насиченість води слабими основами; з'ясувати умови розвитку біологічних і хімічних процесів, які відбуваються у водовміщуючих товщах земної кори.

Концентрація водневих іонів залежить від температури води, ступеня її мінералізації, характеру розчинених в ній речовин, від співвідношення кількості вугільної кислоти та іонів НСО3 та СО23, дисоціації органічних кислот. У водах, які мають нейтральну реакцію, рН дорівнює 7, при кислій реакції рН менше 7, при лужній більше 7. За стандартну температуру при експериментальних визначеннях рН приймають 18°С, при якій нейтральна вода має рН=7,07.

Окислювально-відновлювальний потенціал (Eh) показує інтенсивність окислювальної чи відновлюваної дії системи і таким чином дає уявлення про природні умови формування підземних вод.

Для вод, які, без сумніву, мають лікувальний ефект, характерні від'ємні значенні Eh, що вказує на розвиток в них анаеробних процесів бактеріального руйнування органічної речовини, особливо процесу сульфатредукції, який обумовлює появу у воді сірководню. Води, які характеризуються слабкими лікувальними властивостями, мають позитивне значення Eh (близько 100-300 мВ). Це вказує на те, що ці води формуються в перехідних окисно-відновних умовах.

Проведеними дослідженнями встановлений тісний зв'язок між величиною Eh вод і концентрацією в них сірководню і кисню. При вмісті сірководню більше 0,1 мг/л Eh води завжди має негативне значення. Однак у зв'язку з невисоким вмістом сірководню у воді значенні Eh не бувають нижчими - 40 мВ. Якщо у воді є сліди сірководню і вміст кисню сягає десятих часток міліграма на літр, то Eh змінюється від 200 до 100 мВ, іноді знижується до +40 мВ. Окисно-відновний потенціал розчинів, які містять кисню більше 1 мг/л (сірководень відсутній), становить 445-300 мВ, рідше 250 мВ.

Крім того, мінеральні води характеризуються вмістом макро- (NaCI, CaSО₄ , СаСО₃ , MgCO₃ , FeCO₃ , глинозем, SiO₂ ) та мікроелементів (Li+, Ва²⁺ , Sr²⁺ , Fe²⁺ , Fe³⁺ , Br^- , I^- , F^- , As, Mn, HPО₄ , HB02, Si02, Ra, Rn та ін.) хімічного складу; вмістом органічних речовин (вуглеводні, феноли, бітуми, лізини, гумінові речовини, жирні кислоти та ін.), мікрофлори (бактерії), газів (СO₂ , O₂ , N₂ , H₂ S, CH₄ та ін.).

1.3 Основні бальнеологічні групи мінеральних вод

Мінеральні води мають широке розповсюдження в товщі земної кори, заповнюючи пори і тріщини в гірських породах. Процеси формування мінеральних вод підлягають певним закономірностям. В результаті геологорозвідувальних робіт виділені області-зони, в яких утворюються мінеральні води (або їх групи) певного іонного сольового і газового складу з наявністю тих чи інших мікрокомпонентів, температури і т.д. Ці області отримали назву "провінцій" мінеральних вод. На даний час виділено 9 основних бальнеологічних груп мінеральних вод, а всередині груп - різні гідрохімічні типи.

I. Мінеральні води, дія яких визначається іонним складом і мінералізацією.

II. Вуглекислі води.

III. Сірководневі (сульфідні) води.

IV. Залізисті води.

V. Бромні, йодні і йодобромні води.

VI. Кременисті термальні води.

VII. Миш'яковмісні води.

VIII. Радонові (радіоактивні) води.

IX. Борвмісні води.

Для віднесення мінеральних вод до тієї чи іншої бальнеологічної групи використовується сукупність кількісних показників і ознак:

1) загальна мінералізація вод (сумарний вміст розчинених компонентів),

2) іонний склад мінеральних вод,

3) газовий склад і газонасиченість,

4) вміст у водах терапевтичне активних компонентів (мінеральних і органічних),

5) радіоактивність вод,

6) активна реакція води, яка характеризується величиною рН,

7) температура вод.

До питних лікувально-столових вод належать води з мінералізацією від 1 до 10 г/л, до лікувальних - від 10 до 15 г/л (або з мінералізацією <10 г/л при наявності в них бальнеотерапевтичних кількостей миш'яку, бору і деяких інших біологічно активних компонентів). В окремих випадках як лікувальні використовуються води з мінералізацією більше 15 г/л в строго дозованих кількостях [14].

1.4 Класифікації мінеральних вод в Україні

Перші критерії оцінки мінеральних лікувальних вод розроблені хіміком Грюнхутом і прийняті Наугеймською радою у 1911 р. За цими критеріями оцінювали 14 різних параметрів складу води, за перевищення яких вода, як вважали, змінювала якість питної на якість мінеральної, тобто лікувальної. Рівнозначними залишаються "сухий залишок" (мінералізація), вміст літію, стронцію, вуглекислоти, радону і т. ін., тобто компонентів з бальнеологічними властивостями. Такий принцип виділення мінеральних вод з усього розмаїття природних вод залишився до теперішнього часу.

Перші критерії Грюнхута були отримані шляхом статичного опрацювання даних про склад "звичайних" питних вод і беззаперечно мінеральних, відомих з досвіду користування ними багатьох поколінь [5].

Відповідно до стану науки перші класифікації мінеральних вод були досить примітивними. Наприклад, мінеральні води розподіляли на:

а) не послаблюючі;

б) з незначною послаблюючою дією;

в) енергійно послаблюючі (класифікація Лиманна);

або на:

1) муріатичні, тобто з вмістом кухонної солі;

2) такі, що вміщують сірку;

3) гіркі;

4) вуглекислі;

5) залізисті;

6) лужні;

7) термальні (залежно від авторства).

У 20-і роки XX століття в класифікаціях природних (і мінеральних в т. ч.) вод закріпився принцип аналізу хімічних властивостей (класифікації А.А.Лозинського, Н.С.Звоницького, С.А.Щукарєва, Е.Е.Карстенса, В.А.Александрова та ін.).

В таблиці 1.1. коротко викладені дані щодо розвитку уявлень про бальнеологічні показники мінеральних вод, які стосуються тільки критеріїв розподілу мінеральних вод: від перших критеріїв Грюнхута, які стали основою практично в усіх країнах (колонка 2), до критеріїв, застосованих у "Класифікації мінеральних вод України" 2001 р. (колонка 4). У колонці 3 зібрані критерії, які застосовували у колишньому Радянському Союзі, зокрема в Україні. Критерії, в основному, наведені за відомою "Классификацией минеральньїх вод" Іванова-Невраєва.

Таблиця 1.1. Порівняльні критерії розподілу мінеральних вод

Підхід класифікації Іванова-Невраєва до визначення критеріїв принципово відрізняється від підходу до перших критеріїв розподілу мінеральних вод. В класифікації Іванова-Невраєва більшість критеріїв аналізувалися на основі фармакотерапевтичної практики застосування лікарських засобів, які містять у своєму складі компонент (наприклад, йод, бром, залізо). Деякі критерії визначили за результатами різних дослідів (наприклад, вуглекислий газ, сульфіди).

Позиції класифікації Іванова-Невряєва закріпилися і, в принципі, залишаються одним з


29-04-2015, 00:29