Хімічний склад ропи та грязьового розчину

1.3 Хімічний склад ропи та грязьового розчину

Як видно із хімічної формули ропи, її загальна мінералізація становить 102,77 – 157,01 г/дм. За хімічним складом ропа представляє собою міцний розсіл борний, бромний, йодний, хлоридний, магнієво-натрієвий. По специфічним біологічно активним компонентам (ортоборна кислота, бром, йод) ропа відповідає всім вимогам. Що стосується макроскладу, то перевищення є тільки по іонам хлору. Всі інші показники в нормі. При аналізі даних можна відмітити деяку закономірність: зі збільшенням вмісту хлору збільшується також вміст іона натрія. Наприклад, в т.1 вміст іонів хлора і натрія складає 52,48 і 25,32 г/л, а в т.6 відповідно 54,60 і 26,41 г/л (Таблиця 5, ст.27).

Вміст сірководню в ропі становить 0,02 – 0,04 %.

Хоча при порівнянні ропи і грязьового розчину можна відмітити відмінності у кількісному вмісті окремих компонентів, тим не менше ропа і грязьовий розчин в якісному відношенні мають однорідний хімічний склад.

Грязьовий розчин представляє собою метаморфизовану воду лимана, яка змінила свій склад під впливом ряду біохімічних та фізико-хімічних параметрів. Звичайно склад рідкої частини осаду відповідає напряму інтенсивності процесів, які в ньому проходять. Велике значення для хімічного складу грязьового розчину і ропи має характер взаємодії між твердою і рідкою фазами, а також вміст і склад похованої органічної речовини. Між твердою і рідкою фазами грязьового осаду, вмістом окремих компонентів фаз в середовищі пелоїдів встановлюється динамічна рівновага.

Грязьовий розчин за своїм хімічним складом істотно відрізняється від водної витяжки з пелоїдів, тому що в процесі його отримання відбуваються фізико-хімічні процеси, що змінюють склад грязьового розчину.

Для отримання грязьового розчину проф. С.А. Щукарев запропонував метод його віджиму шляхом механічного видавлювання пресом.

Обсяг грязьового розчину в пелоїдах грубого остова, які містять мало колоїдів, звичайно складає від 50% до 60%, а в пелоїдах тонкого остова, багатих колоїдами – 60% до 95%.

Грязьовий розчин складає від 25% до 97% маси пелоїдів. Будучи похідним ропи, що покриває відкладеннями, грязьовий розчин по іонному складу в певній мірі відбиває її склад.

Загальна мінералізація грязьового розчину варіює від 0,01 – 0,05 г/дм (для торфових відкладень) до 250 – 300 г/дм (для мулових сульфідних).

Грязьовий розчин складається з води, мінеральних речовин (солей), які розчинені в ній, органічних речовин і газів. Вміст солей в грязьовому розчині змінюється доволі широко – від 0,1 г/дм (в торфах і сапропелях) до 200 г/дм і більше (в сульфідних мулових грязях). Склад мінеральних речовин може бути найрізноманітнішим і залежить від складу вод, які покривають поклади чи живлять їх. В межах одного і того ж родовища мінералізація грязьового розчину може коливатись в доволі широких межах на різних ділянках (як по площині, так і з глибиною) за сезонами року та в багаторічному періоді, що пов`язано з відповідними змінами мінералізації води, яка покриває грязьові поклади, або з особливостями водно-сольового режиму водоймища і гідрометеорологічних умов. В грязьовому розчині солі знаходяться, в основному, в дисоційованій формі, тобто у вигляді аніонів і катіонів, в зв`язку з чим мінеральний склад розчину характеризується окремо присутніми аніонами і катіонами. Окрім того, грязьовий розчин містить в собі різні мікроелементи: мідь, марганець, барій, титан, стронцій, амоній. Їх склад і концентрація залежить від вод, які живлять грязьові поклади, і екотоксикологічних умов оточуючої території.

Гази в лікувальних грязях містяться, переважно, в грязьовому розчині і дуже рідко у вигляді вільних газів. Це водень, вуглекислий газ, метан, сірководень, які виділяються внаслідок біохімічних процесів. В терапевтичному плані найбільше значення надаються сірководню, який в складі «леткого комплексу» проходить крізь шкіру хворого.

Приготування грязьового розчину

Грязьовий розчин отримують за допомогою прессу : 500 г осаду накладають в чистий полотняний мішечок, помішують його між пластинами пресу. Повільно працюючи гвинтом, з пелоїдів віджимають розчин, який збирають в колбу. Віджим проводять не більше 1-1,5 години.

Критерії оцінки ропи та грязьового розчину

Серед великої кількості даних, що характеризують хімічний склад та фізичні властивості грязьового розчину, найчастіше віддається перевага наступним:

загальна мінералізація;

іонний склад;

газовий склад;

наявність специфічних біологічно активних компонентів та сполук;

рН.

За значенням загальної мінералізації грязьового розчину поділяються на:

води слабкої мінералізації (до 1 г/дм³);

води малої мінералізації (1-5 г/дм³);

води середньої мінералізації (5-15 г/дм³);

води високої мінералізації (15-35 г/дм³);

води з мінералізацією більше 35 г/дм³ виділяються в спеціальну групу розсолів з підгрупою міцних розсолів (більше 150 г/дм³).

Віднесення грязьового розчину і ропи до певного класу визначається вмістом іонів, еквівалент-процентна кількість яких не менше 20 %. Мінеральні води можуть бути простого іонного складу, коли тільки один аніон та один катіон містяться в кількості не менше 20 %. Коли два-три аніони чи катіони складають не менше 20%, води класифікуюються як води складного іонного складу.

Грязьові розчини і ропа можуть містити специфічні біологічно активні компоненти та сполуки.

Способи запису хімічного складу ропи та грязьового розчину

Результати визначення макрокомпонентів в грязьовому розчині виражають в :

масовій кількості розчинених речовин (мг/дм);

еквівалентній кількості розчинених речовин (мг-екв/ дм);

процент-еквівалентній кількості (екв.%).

Для визначення міліграм-еквівалентної кількості розчинених речовин їх масова концентрація (в мг/ дм) ділиться на відповідну для кожного катіона та аніона міліграм-еквівалентну вагу. Сума міліграм-еквівалентів аніонів (катіонів) приймається за 100% та розраховується процент вмісту кожного аніону (катіону) в мг/екв по відношенню до цієї суми. Сума мг/екв всіх аніонів теоретично дорівнює сумі мг/екв катіонів. Це рівняння дозволяє розрахувати міліграм-еквівалентну кількість будь-якого іону за різницею.

Найбільш поширеною формою запису складу грязьового розчину є формула Курлова.

Формула має вигляд дробу. Перед ним, ліворуч, зазначають (в мг/дм) вміст газів та бальнеологічно активних компонентів та сполук (якщо їх вміст досягає бальнеологічних норм). Далі наводять мінералізацію – суму всіх розчинених у воді речовин, крім газів, в г/ дм. Після мінералізації записують саме дріб, в чисельнику вказують процент-еквівалентну кількість аніонів, в знаменнику – катіонів, в порядку їх зменшення. Після дробу вказують значення pH та температуру грязьового розчину.

Розділ 2. Вміст забруднювачів у ропі Куяльницького лиману

Характер та ступінь впливу забруднення ропи на біосферу та людину практично не вивчені.

Основні компоненти забруднення грязьових покладів та ропи — важкі метали (мідь, свинець, кадмій, ртуть, ванадій, хром, цинк), нафтопродукти, феноли.

Тому цілком очевидна важливість визначення вищезазначених хімічних компонентів та сполук в ропі як критеріїв оцінки її безпечного для здоров'я людини використання.

Проблема вивчення екологічного стану родовищ ускладнюється тим, що родовища пелоїдів і ропи є менш рухомим середовищем, ніж атмосфера, води рік та морей, родовища здатні накопичувати токсичні речовини, які можуть мати негативний вплив при використанні ропи або пелоїдів з лікувальною метою.

Дотепер розвиток курортів і рекреаційних функцій різних територій йшов, практично, на тлі сільськогосподарського освоєння, розвитку транспортної мережі, благоустрою і росту самих курортних об'єктів. У результаті цього найбільш популярні курортні місцевості перетворилися в курорти. Їхній подальший ріст приводить до надмірного антропогенного навантаження, урбанізації, порушення екологічної рівноваги, створення інженерно-будівельних споруджень без обліку збереження природного рельєфу, і наприкінці – забруднення та виснаження курортних ресурсів.

Збільшення антропогенного навантаження на курортні райони півдня України впливає і на стан природних лікувальних ресурсів, у т.ч. і на родовища ропи і пелоїдів. Проблема охорони ропи від забруднення має свої специфічні особливості..

Тимчасові коливання концентрацій токсичних речовин у ропі не завжди настільки великі, як в атмосфері або воді. Однак навіть незначне забруднення ропи може впливати на людину при використанні її з лікувальною метою.

Один із шляхів забруднення родовища — застосування в сільському господарстві отрутохімікатів. Інше джерело забруднення — важкі метали технічного генеза.

Потрапляючи в середовище озерної води, різні елементи завдяки різниці в іонних потенціалах, можуть або залишитися в решітці мінералів, що надходять у воду, або іти до розчину, поповнюючи сольовий склад води. Головну роль у міграційній рухливості металів у пелоїдах і ропі грають процеси сорбції на глинистих мінералах, гідроксидах, органічних речовинах, карбонатах.

Характерною рисою режиму важких металів у водоймах є спрямованість більшості процесів, які проходять у водоймах, на утворення їх важкорозчинних сполук і на седиментацію останніх.

Як показали дослідження ропи та грязьового розчину, такі елементи, як V, Mn, Cu, Mo, Ni, Cr були помічені і в ропі, і в грязьовому розчині. Але для останнього (грязьового розчину) був характерний менший вміст ванадія , ніж в ропі.

Таблиця 6 Вміст металів в ропі Куяльницького лиману, мг/л

Таблиця 7 Вміст металів у грязьовому розчині Куяльницького лиману

Марганець являється геохімічно малоактивним елементом. Вміст його в ропі, як правило, нижче аніж в грязьовому розчині.

Відомо, що мідь і цинк тільки в дуже малих кількостях при проходженні геохімічного циклу задержується в озерній воді. Вміст міді в ропі водойми коливається до 0,17 мг/л, а в грязьовому розчині до 0,38 мг/л.

Для хрому характерно накопичення в ропі та грязьовому розчині, це відповідає положенню про перевагу утворення важкорозчинних сполук в солоній озерній воді. Вміст хрому в ропі Куяльницького лиману досягає відмітки 0,13 мг/л.

Відмічені підвищені концентрації металів V та Cr в ропі і грязьовому розчині Куяльницького лиману.

Концентрація ж молібдена однакова що в ропі, що в грязьовому розчині лиману, незначна різниця концентрацій також відмічена по нікелю.

Для родовища побудована геохімічна формула-індекс. У чисельнику – елементи, вміст яких вище "фонового" або ГДК для грунтів, у знаменнику – нижче "фонового", перед дробом елементи, концентрація яких ближче до "фонових".

Визначено деякі закономірності спільного поводження елементів у відкладеннях пелоїдів і ропи Куяльницького лиману.

Геохімічна формула – індекс родовища ропи Куяльницького лиману

Виходячи із сучасного рівня знань про участь металів в обміні речовин, можна думати, що роль і знання їх у бальнеотерапії досить велика. В даний час існує думка, що метали здатні зв`язуватися з особливо важливими органічними сполуками, що грають роль каталізаторів, регуляторів життєвих процесів і роблять ці сполуки в багато разів більш активними.

Нафтопродукти, поступаючи до водоймища із різних джерел, швидко включаються у круговорот речовин і можуть знаходитись у розчиненій формі, емульгованій у воді плівці на поверхні та осаджуватись на твердих частках зважених речовин, акумулюючись у донних відкладах, тобто нафтопродукти впливають на всі екологічні ланцюги водоймища.