ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ИЗУЧЕНИЯ СЕРОВОДОРОДНЫХ ВОД СЕРГИЕВСКОГО РАЙОНА САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ
Елена Георгиевна Нелюбина,
кандидат педагогических наук,
доцент, кафедры «Химии, географии и методики их преподавания» Поволжская государственная социально-гуманитарная академия,
Самара (Россия)
E-mail: nelubina.elena@pgsga.ru
Приволжский
федеральный округ характеризуется большим разнообразием минеральных вод.
Сероводородные воды являются одной из важных групп минеральных вод,
использующихся в России для лечения. Сергиевские минеральные воды относятся к
редкому типу сульфидных вод. Это маломинерализованные
гидрокарбонатно-сульфатные магниево-кальциевые воды (М=2,5–3,0 г/л) со средней
концентрацией сероводорода (H2S+HS – 50–100 мг/л) и огромными ресурсами. Кроме
того на курорте есть крепкие сульфидные хлоридные натриевые, содержащие бром
рассолы (минерализация 200 г/л, общего сероводорода 900-1000 мг/л, брома 350
мг/л). Аналогов в России Сергиевским водам нет, в силу чего курорт с тем же
названием вошел в список уникальных курортов России [1].
Основной задачей моей работы было исследовать химический состав
минеральной воды сероводородного источника, определить содержание сероводорода
в атмосферном воздухе на территории курорта, выявить влияние этих факторов на
экологическую обстановку и здоровье населения поселка Серноводск.
Исследования проводились совместно со студентами
естественно-географического факультета «Поволжской государственной
социально-гуманитарной академии» с 2008 по 2013 год на территории Сергиевского
района Самарской области, планируется продолжение работы.
Курорт «Сергиевские минеральные воды» является одним из старейших
в России. История его возникновения восходит к временам Петра Первого, который
заинтересовался залежами серы на берегах рек Сок и Сургут и повелел построить
там завод по ее добыче. Завод просуществовал недолго и уже в 1720 году был
перенесен в Жигулевские горы, но за время его существования за серными
источниками прочно укрепилась слава лечебных.
Слухи о пользе серной воды и исцеление рабочих серных заводов от
различных хронических болезней сподвигли Петра направить туда своего
лейб-медика. В 1717 году лейб-медик Петра Первого Готлиб-Шобера путем
химического анализа сергиевской воды установил наличие в ней большого
количества сероводорода [1].
После обнародования первых результатов Сергиевские воды стали
исследовать множество известных русских ученых, таких как Лепехин, Паллас,
профессор Яниш. Благодаря их ученым исследованиям в 1833 году правительство
приступило к постройке курорта. Солдаты царской армии могли организованно
пользоваться курортом даже раньше, в 20-е годы девятнадцатого века.
Пока не была построена необходимая инфраструктура курорта,
приехавшие лечиться больные жили в киргизских кибитках, а для купания привозили
с собой ванны. Местные жители часто строили дома около источников и во дворах устанавливали
специальные котлы для того, чтобы подогревать минеральную воду.
В советские времена значение курорта еще более выросло. Профессура
медицинских институтов и высококвалифицированные специалисты стремились попасть
туда на работу. В настоящее время курорт считается одним из лучших
бальнеологических и грязевых курортов России. За всю историю своего
существования здесь была оказана помощь более чем 250 000 больных людей [1].
Курорт «Сергиевские минеральные воды» находится в Самарской
области вблизи поселка городского типа Сергиевск. Минеральные источники и
залежи лечебной грязи располагаются в районе юго-западного водораздела рек Сок
и Сургут. На высоте 4 метров над уровнем реки находится Серноводская
возвышенность, у подножья которой из-под известняков выбиваются источники
минеральной воды. Они стекают в искусственное серное озеро, соединенное с рекой
Сургут двумя протоками.
Климатический своеобразный профиль района определяется природным
сочетанием рек и леса на фоне Заволжской степи, континентальность климата
смягчена, что благоприятствует его лечебному фактору. Сухой воздух, умеренный
режим ветров и отсутствие скачков атмосферного давления благоприятно
воздействуют на самочувствие пациентов. Для района характерна невысокая
относительная влажность и постоянные несильные ветры, что делает термические
условия очень комфортными для пребывания.
Климатические условия курорта особенно благоприятны для больных с
заболеваниями сердечно-сосудистой системы, которые с трудом переносят душную
атмосферу другого знаменитого сероводородного курорта России Мацеста в Сочи.
Современные научные воззрения на происхождение Сергиевских
минеральных вод таковы: особого рода бактерии, воздействующие на расположенные
на большой глубине огромные массы органических веществ (нефть), и на сульфаты в
виде гипса и других солей средней кислоты, способствуют восстановлению
сульфатов в сульфиды и соединяют сероводород с другими элементами. Углекислота,
являющаяся неотъемлемым спутником сульфидных вод, совместно с сероводородом
минерализирует подземные воды.
Пробы воды в озере глубиной более 0,5 м отбирали батометром
Руттнера, а источниках – непосредственно в склянки и бутыли. Активную реакцию,
окислительно-восстановительный потенциал и удельную электропроводность воды
измеряли в момент отбора проб портативными приборами. Температуру определяли
ртутным термометром, а также погружным термисторным датчиком.
Электропроводность воды определяли в лаборатории портативным кондуктометром.
Концентрацию растворенного кислорода определяли методом Винклера с
добавлением сулемы для устранения влияния сульфидов [2], сероводорода и сульфидов
– колориметрически [4], а при высокой концентрации – иодометрическим
титрованием [3].
Концентрацию гидрокарбонатов рассчитывали по щелочности с учетом
влияния гидросульфид-ионов, концентрацию сульфатов определяли весовым методом в
виде BaSO4, жесткость и концентрацию Ca – комплексонометрически,
концентрацию Mg – расчетным методом, концентрацию ортофосфата –полумикромодификацией
стандартного метода [3]. Аммоний определяли фенол-гипохлоритным методом [5].
Для кластерного анализа использовали данные об общей минерализации
и процентном эквивалентном содержании главных ионов и сульфидов. Для учета
вклада всех показателей, первичные данные были нормированы делением величины
каждого показателя на его стандартное отклонение во всем массиве анализируемых
данных. Кластерный анализ проводили методом Варда с использованием в качестве
меры различия эвклидова расстояния.
По результатам проведенных исследований были сформулированы
следующие выводы:
1. Химический состав Сергиевской
минеральной воды характеризуется как сероводородный, сульфатно-кальциевый
(гипсовый), температура воды постоянно равна 8 градусам, и не зависит от
времени года, источники дают примерно 6 млн литров воды в сутки.
2. Сергиевские минеральные воды являются сероводородными водами
средней концентрации, общего сероводорода в них содержится 83-85 мг на литр и свободного
сероводорода 50-55 мг на литр.
3. Помимо этого, в состав воды входит общая углекислота (745 мг на
литр) и свободная углекислота (144 мг на литр).
4. Минерализация Сергиевских вод происходит за счет гипсовых
отложений и близка к пределу насыщения по степени содержания гипса.
Список литературы:
1. Курорты Поволжья: климат, минеральные воды, лечебные грязи,
кумысолечение. [Электронный ресурс]. – Адрес доступа:
www.sankurtur.ru/russia/region/580.Гольдфарб Я.Л.,
Ходаков Ю.В. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. Учебное
пособие для учащихся. – 3-е изд.- М.: Просвещение,1980.- 190с.
2. Руководство по химическому анализу морских вод.
СПб.: Гидрометеоиздат, 1993.
3.
Унифицированные методы исследований качества вод.
4-е изд. М.: Химия, 1987.
4. Cline
J. D. Spectrophotometric determination of hydrogen sulfide in natural waters.
// Limnol. Oceanogr. 1969. V. 14.
5. Solorzano,
L. Determination of ammonia in natural waters by the phenolhypochlorite method.
//Limnol. Oceanogr. 1969. V. 14.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.