Лікувальні грязі і мінеральні водойми

Лікувальні грязі, або пелоїди - це природні органо-мінеральні колоїдальні утворення (намулові, торфові, сопкові та ін.), які володіють високою теплоємністю і теплоутримуючою здатністю і містять, як правило, терапевтичноактивні речовини (солі, гази, біостимулятори і т.д.) і живі мікроорганізми.

Всі лікувальні грязі мають виражену терапевтичну дію і застосовуються у вигляді різних лікувальних процедур -аплікацій (загальних і місцевих), грязерозчинних ванн, суспензій, використовуються у поєднанні з фізичними процедурами (гальваногрязь, електрофорез грязьового розчину), а також у вигляді різних грязьових препаратів.

Лікувальні грязі генетичне поділяються на чотири основні групи: торфові, сапропелеві, намулові сульфідні і сопочні.

Торфові грязі - органогенні болотні відклади, які утворилися в результаті часткового бактеріального розкладу рослин-торфоутворювачів в умовах надмірної вологи і слабкого доступу кисню. Ці грязі містять, звичайно, органічних речовин більше 50%, а ступінь їх бактеріальної переробки (степінь розкладу) становить 40% і більше.

Сапропелеві грязі - намули переважно прісних водойм, збагачені органічною речовиною (більше 50%), які утворилися в результаті багаторазової макро- і мікробіологічної переробки водних рослин і тварин.

Намулові сульфідні грязі - намули, головним чином солених (мінеральних) водойм, відносно збіднені органічною речовиною (менше 10%) і, як правило, збагачені сульфідами заліза і водорозчинними солями.

Сопкові грязі - напіврідкі глинисті утворення, які формуються в нафтогазоносних областях у результаті руйнування і перетирання гірських порід, вичавлюваних по тектонічних тріщинах газами і напірними водами. Іноді до лікувальних грязей помилково відносять озокерит, парафін, різні глини і деякі інші речовини, що застосовуються в медицині. На відміну від грязей вони, як правило, не мають вільної (порової, капілярної) води або не містять живих мікроорганізмів, органічних речовин і т.д. і утворюють самостійні види теплотерапії - парафінолікування, глинолікування, озокеритолікування і т.д.

Біологічний склад лікувальних грязей чітко пов'язаний з умовами їх формування і багато в чому визначає як хімічний склад, так і лікувальні властивості. Грязьова мікрофлора відіграє основну роль у руйнуванні і переробці відмерлих рослин і тварин, формуючи груповий і елементарний склад органічних речовин, сприяє збагаченню грязей киснем і іншими газами, надає їм бактерицидних і адсорбційних властивостей, бере участь у процесах регенерації грязі. Кількість бактерій, визначена методом прямого мікроскопіювання, може досягати в 1 г лікувальної грязі декількох мільярдів, складаючи 2-6% всієї органічної маси.

Хімічний склад лікувальних грязей. Лікувальна грязь як природне утворення є складною фізико-хімічною системою, окремі компоненти якої знаходяться в динамічній рівновазі між собою.

Розкладена органічна речовина (гумус, аморфний детрит і водорозчинні сполуки) звичайно становить основну частину органічної маси пелоїдів - 80-90% і рідко знижується до 50-60%. Хімічний склад органічних речовин лікувальних грязей дуже складний і залежить від біологічного складу вихідного матеріалу, характеру і кратності його біологічної переробки. Найважливішими компонентами органічних речовин є бітуми 4-20% органічної маси, водорозчинні 1-12%, легкогідролізні 8-52%, гумінові 17-60%, важкогідролізні 2-14%, целюлоза 1-9%, негідролізний залишок (лігнін) 9-31%. При наявності органічних речовин нафтового походження в їх складі з'являються нафтенові кислоти, асфальтени і т.д. Розкладена органічна речовина в своїй більшості є колоїдною, входить до гідрофільно-колоїдного комплексу і надає грязям добрих теплових і в'язко-пластичних властивостей. Багато органічних речовин мають велике лікувальне значення (бітуми, гумінові кислоти, жирні кислоти, амінокислоти та ін.).

Мінеральна (зольна) частина лікувальних грязей складається з багаточисленних нерозчинних у воді мінералів і сполук, важко- і легкорозчинних солей, а також інших сполук. Ці мінеральні речовини можуть міститись у грязях в різному стані - у вигляді твердих частинок, гелю, розчинених у воді іонів і газів.

З нерозчинних у воді речовин в мінеральній частині грязей переважають глинисті породи, глинисті мінерали, мінерали групи кремнезему, різні вапняки і доломіти. Зустрічаються також залізовмісні руди і мінерали. Сполуки алюмінію завжди присутні як частина глинистих порід. Крім того, в мінеральному складі грязей присутні в невеликій кількості сполуки сірки, марганцю, фосфору, азоту і в мікродозах кобальт, свинець, молібден, йод, бром, уран і ін. Розчинені у воді речовини (в основному мінерали і солі) можуть міститись у лікувальних грязях як в розчиненому стані - в грязьовому розчині, так і у вигляді осаду (кристали, порошок, прошарки).

Гази в лікувальних грязях містяться, як правило, в невеликій кількості і утворюються як за рахунок біологічних процесів, так і в результаті хімічних реакцій. Гази можуть бути в грязях у вільному стані (в порах і капілярах рослинних решток, а також на поверхні твердих мінеральних частинок), частіше в розчиненому стані. Серед газів, які зустрічаються в грязях, слід відмітити сірководень, вуглекислий газ, метан, азот, кисень і ін.

За вмістом органічних речовин пелоїди поділяються на органічні (торфи і сапропелі), де органічних речовин більше 10% від сухої речовини, і мінеральні (намулові сульфідні і сопкові грязі), де цих речовин менше 10%. За зольністю розділяють тільки органічні грязі. Торфи ділять на низькозольні (менше 5%), середньозольні (5-20%) і високозольні (20-50%). Крім того, виділяють торфові землі або землисті торфи (із зольністю 50-90%). Сапропелі поділяють на низькозольні (<30%), середньозольні (30-60%) і високозольні (60-90%).

За вмістом водорозчинних солей лікувальні грязі поділяють на прісноводні (мінералізація грязьового розчину до 1 г/л), низькомінералізовані (1-15 г/л), середньомінералізовані (15-35 г/л), високомінералізовані (35-150 г/л), насичені солями (150-300 г/л) і перенасичені солями (>300 г/л). За вмістом сульфідів пелоїди поділяють на безсульфідні (сума сульфідів FeS менша 0,01% від природної грязі), слабосульфідні (0,01-0,15%), середньосульфідні (0,015-0,5%) і сильносульфідні (>0,5%).

За реакцією середовища виділяють на ультракислі (рН<2,5), кислі (рН 2,5-5), слабокислі (рН 5-7), слаболужні (рН 7-9), лужні (рН>9). За компонентним складом золи розрізняють вапняковисті (СаСО₃>30%), залізисті (Fe₂0₃+FeO>2%) і глинисті (SiO₂>50%) пелоїди.

Органічні грязі поділяють за біологічним складом нерозкладених органічних залишок. Так, сапропелі можуть бути водоростеві, зоогенові і торф'янисті (в тому числі і гумусові), торфи низькозольні - верхові і перехідні лісового, трясовинного, лісо-трясовинного складу, торфи середньозольні і високозольні - всі низинні (вільховий, березовий, тростиновий, осиковий, гіпновий, сфагновий і т.д.).

Мінеральні водойми. Поверхневі мінеральні води, тобто води мінеральних озер, морів, океанів і їх заток хоча і не використовуються з лікувальною метою так широко, як підземні мінеральні води, все ж відіграють помітну роль як лікувальний засіб на багатьох курортах. За своїм походженням і умовами водно-сольового живлення мінеральні водойми можна поділити на 3 види:

а) морські;
б) материкові;
в) материкові підземного водно-сольового живлення.

До морських водойм слід віднести океани і моря, а також їх затоки, лагуни, лимани і прибережні озера, які частково або повністю від них відділилися, але не втратили з ними гідродинамічного зв'язку. Материкові водойми поверхневого засолення - це найчастіше суфозійні, термокарстові, іноді тектонічні озера безстічних котловин, сольовий склад яких сформований за рахунок вилуговування солей і порід із ґрунтів поверхневими і ґрунтовими водами в зоні континентального засолення. Материкові водойми підземного водно-сольового живлення є озерами різноманітного походження (карстові і грифові воронки, стариці, ерозійні поглиблення, штучні пруди, кар'єри), які підживлюються напірними підземними мінеральними водами. Мінеральні води таких озер не є цілком поверхневими, а фактично є результатом змішування глибинних вод з ґрунтовими і поверхнево-стічними водами з їх частковою метаморфізацією.

Мінеральні водойми характеризуються великою різноманітністю величин мінералізації води і її сольового складу. Причому в більшості з них і те, й інше зазнає значних змін в процесі історичного розвитку водойм, в багаторічних кліматичних циклах і навіть за сезонами року. Мінеральні води можна поділити на 3 гідрохімічних типи: хлорний, сульфатний, карбонатний (гідрокарбонатний).

Хлорні водойми формуються, коли в притоці переважає іон хлору, серед катіонів в таких випадках переважає звичайно натрій. Привнесені невеликі кількості гідрокарбонатів і сульфатів кальцію і магнію по мірі зростання мінералізації випадають в осад, а в озерній воді накопичуються натрій і хлор. До хлорного типу відносять всі моря, океани та їх заплави, більшість материкових водойм підземного живлення, в тому числі озера, які живляться підземними водами давньоморського генезу. Іноді в силу обмінної адсорбції частина катіонів натрію в хлорних озерах замінюється катіоном магнію, тому деякі хлорні водойми мають хлорний магнієво-натрієвий склад. Мінералізація води хлорних водойм дуже різноманітна, наприклад, в океані - 35 г/л, в прибережних районах Чорного моря - 20-22 г/л, в Прибалтиці - 5-7 г/л, в Білому морі - 18-22 г/л, в затоках Охотського і Японського морів - 20-30 г/л, в Куяльницькому лимані - 50-100 г/л, в Сакському морі - 100-200 г/л і т.д.

Сульфатні водойми - це озера з водою сульфатного, хлорно-сульфатного і сульфатно-хлорного натрієвого або магнієво-натрієвого складу, які формуються при надходженні в них значної кількості сульфатів і хлоридів натрію з незначним поступленням карбонатів і гідрокарбонатів. Основною умовою формування сульфатних водойм є переважання кальцію і магнію над гідрокарбонатами, що приводить до випадання в осад всіх привнесених в озеро гідрокарбонатів. У воді ж зростає вміст сульфатів, а також хлоридів. Мінералізація сульфатних водойм також різноманітна - від 10-15 до 200-300 г/л. Сульфатні озера зустрічаються в степовій частині Сибіру, в Казахстані, на півдні Європи.

Карбонатні водойми мають воду найрізноманітнішого аніонного складу: гідрокарбонатного, хлорно-гідрокарбонатного, сульфатно-гідрокарбонатного, а також гідрокарбонатно-хлорного і гідрокарбонатно-сульфатного. В катіонному складі звичайно переважає натрій. Озера карбонатного типу формуються, коли у водах, що їх живлять, спостерігається надлишок гідрокарбонатів щодо кальцію і магнію. Це відбувається при вилуговуванні поверхневими і ґрунтовими водами карбонатних порід і ґрунтів та обмінної адсорбції катіонів кальцію і магнію з натрієм. Надлишок гідрокарбонатів при випаданні в осад СаС03 і МдСОз приводить до накопичення в озерній воді гідрокарбонатів і карбонатів натрію (соди), незалежно від кількості привнесених в озеро іонів хлору і сульфатів. Типові содові водойми формуються в Якутії, Забайкаллі, рідше в Західному Сибіру.

При бальнеологічній оцінці поверхневих мінеральних вод користуються класифікаціями, розробленими для підземних мінеральних вод. Мінеральні води всіх поверхневих водойм належать фактично до однієї бальнеологічної групи, а саме до вод, лікувальна дія яких визначається мінералізацією та іонним складом. Підвищений вміст у деяких водоймах брому, іноді і йоду не досягає норм, щоб їх можна було класифікувати як йодобромні. Окремі мінеральні озера в природних шарах мають зону сульфідних вод, причому вміст сульфідів у них може досягати 20-50 мг/л і більше. Однак ці зони звичайно нестійкі і зберігаються в озерах лише в окремі сезони року. На відміну від підземних вод, води мінеральних озер часто містять значну кількість розчинених органічних речовин - вуглеводнів, жирних кислот, іноді гумінових кислот та інших; вони також біологічно активніші за рахунок наявності в них різних бактерій, вітамінів, ферментів, гормонів і інших біостимуляторів. Води карбонатних озер, як правило, мають яскраво виражене лужне середовище (рН 9-9,5).

Деякі мінеральні водойми з дуже високою мінералізацією води (250-350 г/л) при підживлюванні низькомінералізованими або прісними водами (річковими, дощовими), які розтікаються по поверхні розсолів, зберігають довший час розшарування води по мінералізації. В таких водоймах в літній час спостерігається температурна аномалія, яка називається в бальнеології "геліотермією", а самі водойми - "геліотермами". В геліотермах сонячна теплота, вільно проходячи через півметровий шар слабомінералізованих вод, накопичується у щільнішому шарі на глибині 0,5-1,5м. Останній нагрівається до 40-50°С, в той час як верхній шар води залишається з температурою 20-25°С. Явище геліотерм спостерігається в Кемпейдянських озерах (Якутія), в озерах курорту Молла-Кара (Туркменія) і в деяких інших водоймах.

Використання мінеральних водойм з лікувальною метою пов'язано з рядом труднощів. До них в першу чергу слід віднести нестабільність складу і величини мінералізації озерних вод. Так, наприклад, вода озера Кіран в Бурятії, яка використовується для ванн, змінює свою мінералізацію по роках від 4,1 до 140 г/л, ропа озера Сакі в Криму - від 80 до 200 г/л, озера Учум в Красноярському краї - від 5 до 40 г/л і т.д. Другим мінусом мінеральних водойм є їх відносно легка вразливість з боку бактеріального і хімічного забруднення, навіть якщо вони мають округ санітарної охорони. Крім того, застосування поверхневих мінеральних вод, як правило, обмежується лише лікувальницями, розміщеними на побережжі експлуатованих водойм. Відстань між ними становить 3-5 км, що різко ускладнює експлуатацію. І все ж поверхневі мінеральні води залишаються важливою складовою частиною лікувальних гідротермальних ресурсів, особливо для курортів, розміщених в районах, бідних підземними мінеральними водами.

Грязьові розчини, які отримали поширення як самостійний вид грязьової терапії, є рідкою фазою лікувальної грязі, яка відокремилась тим чи іншим способом від решти грязьової маси. Відокремлення грязьових розчинів здійснюється шляхом центробіжного відгону (центрифугування), відтискання грязі під пресом, пропускання її через фільтри, витяжки грязьового розчину водою (дистильованою або звичайною), спиртобензольною сумішшю або іншими розчинниками. Найвідоміший спосіб приготування грязьових розчинів базується на відтисканні і фільтруванні грязі. На базі грязьових розчинів готуються різні препарати ("пелодін", "сібірін", "гумізоль" і т.д.).