Минеральные воды, обогащенные органическим веществом

Эти воды, обычно относимые к типу «Нафтуся» (курорт Трускавец в Львовской области), обладают уникальным бальнеологическим воздействием на организм человека при внутреннем их употреблений. Это воздействие объясняется не только повышенным содержанием, но и специфическим составом растворенных органических веществ. Ниже приводится характеристика органического вещества минеральной воды типа «Нафтуся», полученная в результате обобщения многочисленных данных (по В. М. Швецу и В. К. Кирюхину):

Сорг. 50-121 мг/л

ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ

жирные 0,02-0,08 мг-экв/л

низкомолекулярные 0,1-0,2 мг/л

нафтеновые нет

летучие 0,02-0,12 мг/экв-л

то же 0,6-39,6 мг/л

ФЕНОЛЫ: 0,006-0,380 мг/л

легколетучие 0,015-0,040 мг/л

труднолетучие 0,05-0,24 мг/л

УГЛЕВОДОРОДЫ 2,0-4,4 мг/л

БИТУМЫ 0,7-3,5 мг/л

нейтральные 0,1-0,4 мг/л

кислые 0,23-4,23 мг/л

Масла 3,4-43,0 мг/л

Эфирорастворимые вещества 1,5-10,4 мг/л

Гуминовые вещества 0,7-12,0 мг/л

Аминокислоты 1,0-4,5 мкг/л

Сложные эфиры 10-30 мг-экв/л

В минеральных водах района КМВ определено значительно меньше органических веществ (Сорг около 10 мг/л). В них обнаружены нейтральные и кислые битумы, гумусовые кислоты, фенолы, ароматические углеводороды, жирные и нафтеновые кислоты.

Следует отметить, что практически все геохимические типы минеральных вод содержат то или иное количество различных органических веществ, но их бальнеологическое воздействие затушевывается другими компонентами солевого и газового состава минеральных вод. Ниже приведены; органические вещества, обнаруженные в минеральных водах, мг/л:

Гуминовые кислоты 0,2-284

Битумы 0,1-16,9

Жирные кислоты 0,01-39,6

Нафтеновые кислоты 0,1-43

Аминокислоты до 4,5

Масла 3,4-43

Спирторастворимые вещества 0,2-23,5

Эфирорастворимые вещества 1,5-50

Сложные эфиры 1-3 моль/л

Количественное содержание органических веществ в подземных водах зависит от многих природных факторов и условий. Среди них следует отметить: содержание рассеянного органического вещества в горных породах, наличие нефтегазовых залежей, гидродинамические условия (активность водообмена), минерализацию, температуру и химический состав подземных вод, глубину их залегания, окислительно-восстановительную обстановку, микробиологическую активность. Для грунтовых вод, большое значение имеют физико-географические условия, количество и состав почвенного гумуса.

Органические вещества подземных вод являются весьма подвижными, активными и изменчивыми компонентами. Их содержание и состав зависят от многих, иногда разнонаправленных процессов, происходящих в подземной гидросфере. Большое значение среди этих процессов имеют биохимические превращения органических веществ. Например, в кислородной среде происходит аэробное разложение остатков наземной растительности - клетчатки, белков, углеводов. При этом низкая температура воды (+1-5°С) затормаживает деятельность микрофлоры, в результате чего грунтовые воды гумидных северных районов богаты малоразложившимся органическим веществом.

Биохимическое разложение растительных и животных продуктов может приводить к появлению в водах промежуточных органических соединений, таких как жирные кислоты. Так, экспериментальным путем показано, что из 3,3кг клетчатки может образоваться 2,2кг жирных кислот, 0,9г СО2 и 0,01г Н2. Биохимическое разложение белков и углеводов приводит к появлению в водах органических кислот, аминокислот, аминов, спиртов и др. Жирные кислоты образуются также путем биохимического окисления углеводородных компонентов нефти, рассеянного органического вещества пород и растворенного органического вещества подземных вод.

Химические ракции при нормальных и высоких температурах также существенно изменяют состав растворенного органического вещества. Наибольшее значение среди них имеет гидролиз. Так, гидролиз жиров приводит к образованию глицерина и жирных кислот, гидролиз клетчатки к образованию полисахаридов, а гидролиз сложных эфиров - к появлению фенолов, спиртов, органических кислот. Таким образом, закономерно, что органические кислоты в подземных водах чрезвычайно широко распространены, а количественное содержание некоторых из них (например, уксусной и муравьиной) достигает нескольких граммов в 1л.

Рассеянное органическое вещество пород играет важную роль в обогащении подземных вод растворенным органическим веществом. При этом основными процессами являются растворение, выщелачивание и диффузия. Активизации перехода органического вещества из пород в подземные воды способствуют повышенная температура (мягкий термолиз при 100-150 °С) и содержание в водах растворенных газов, в частности СО2. На участках скопления углеводородов в нефтегазоносных районах подземные воды максимально обогащаются растворенным органическим веществом в результате конвективного и диффузионного массопереноса.