- mineralne vode

Osnovi hidrogeologije

IXPOGLAVLJE

MINERALNE VODE

MINERALNE VODEPOJAM MINERALNIH VODAPodzemne vode koje se, na osnovu svoje mineralizacije, opteg hemijskog i gasnog sastava, sadraja specifinih komponenti, radioaktivnih elemenata ili poveane temperature, razlikuju od obinih malomineralizovanih voda, a koje se koriste za leenje, industrijsko dobijanje pojedinih korisnih sirovina, ili za toplifikaciju i dobijanje elektrine energije, nazivaju se mineralnim vodama. Treba istai da se u praksi mineralne vode esto poistoveuju s mineralizovanim vodama, to je pogreno, s obzirom da, s jedne strane, postoje mineralizovane podzemne vode koje se ne mogu tretirati kao mineralne, a, s druge strane, odreene malomineralizovane vode se po svojim specifinostima tretiraju kao mineralne.

Osnovi hidrogeologije (Prof. Dr Veselin Dragii)

TIPOVI MINERALNIH VODAIz definicije mineralnih podzemnih voda, odnosno iz njihovog praktinog znaaja, proistie i njihova klasifikacija. Tako se sve mineralne vode dele na: lekovite, termalne i industrijske.

LEKOVITE MINERALNE VODELekovite mineralne vode obuhvataju podzemne vode koje, zahvaljujui optoj mineralizaciji, jonskom sastavu, sadraju gasova, prisustvu terapeutski aktivnih komponenti (mineralnih i organskih), radioaktivnih elemenata, alkalnosti ili kiselosti i povienoj temperaturi, imaju blagotvorno fizioloko dejstvo na ovekov organizam i, kao takve, imaju iroku primenu u balneologiji. Za leenje, lekovite mineralne vode koriste se pijenjem ili kupanjem u njima (hidroterapija). U prirodi je prisutan velik broj lekovitih voda, koje se mogu klasifikovati na osnovu vie kriterijuma, kao to su opta mineralizacija, jonski i gasni sastav, sadraj terapeutski aktivnih komponenti, radioaktivnost, kiselost, odnosno alkalnost, i temperatura.


KLASIFIKACIJA LEKOVITIH MINERALNIH VODA NA OSNOVU JONSKOG SASTAVAOd brojnih klasifikacija lekovitih i uopte mineralnih voda, najpotpuniju su postavili Ivanov i Nevraev (1964), koja se, uz neke izmene, najee koristi u praksi. Po ovoj klasifikaciji, lekovite mineralne vode se, na osnovu anjonsko-katjonskog sastava, dele na klase i potklase (tabela IX-1). Po pomenutoj klasifikaciji, a uzimajui u obzir mineralizaciju lekovite vode se mogu podeliti u etiri osnovne grupe: I. Vode poviene mineralizacije (1 - 5 g/l), koje kad se piju deluju na oveji organizam slino kao obine malomineralizovane vode.

II. Vode srednje mineralizacije (5 - 15 g/l), koje se po svojoj osmotskoj koncentraciji pribliavaju koncentraciji plazme u krvi, najpogodnije su u balneologiji, a piju se kao lek. III. Vode visoke mineralizacije (15 - 35 g/l), najee slue za leenje kupanjem, ali se pojedini tipovi voda, kao to su hloridno-hidrokarbonatne i hidrokarbonatne vode natrijumske grupe, piju. IV. Rasolne vode (35 - 150 g/l), se u prirodnom obliku koriste iskljuivo za kupanje. Izuzetno se u balneologiji mogu koristi i rasolne vode vee mineralizacije, uz prethodno razblaivanje malomineralizovanim ili vodama poviene mineralizacije.Osnovi hidrogeologije (Prof. Dr Veselin Dragii)

KLASIFIKACIJA LEKOVITIH MINERALNIH VODA NA OSNOVU SADRAJA SPECIFINIH KOMPONENTIPojedini gasovi, organske materije, mikroelementi i radioaktivni elementi mogu biti balneoloki aktivni. U mineralnim vodama zastupljen je velik broj elemenata koji se, sa balneolokog aspekta mogu podeliti na etiri grupe. Prvu grupu elemenata ine Fe, Co, As, J, Br i mogue B, odnosno elementi s izraenim farmakolokim dejstvom. Drugu grupu sainjavaju elementi s tano utvrenim uticajem na hormonalne i fermentalne procese u organizmu - J, Fe, Cu, Mo, Zn, Co, Mn, a mogue Ni i Ba. Treoj grupi pripadaju elementi toksini za oveji organizam - As, Pb, Se, Hg, V, F. etvrtu grupu ine elementi koji su otkriveni u tkivu i tenosti oveka, a ija bioloka uloga jo nije utvrena - Ti, Zr, Ir, Cs, Ge i mnogi drugi. Kad su gasovi u pitanju, treba istai da se balneolokim smatraju, pre svega, CO2, H2S i Rn.


U odnosu na sadraj specifinih komponenti, Ivanov i Nevraev izdvajaju osam balneolokih grupa lekovitih mineralnih voda: I. II. III. IV. V. VI. lekovite vode bez specifinih komponenti i svojstava, ugljokisele vode, sulfidne (sumporvodonine) vode, radioaktivne vode, gvoevite, arsenske i vode s povienim sadrajem drugih metala (Mn, Al, Cu, Zn), bromne i jodne vode,

VII. vode s visokim sadrajem organskih materija i VIII. silicijumske terme.

Lekovite mineralne vode bez specifinih komponenti i svojstavaMineralne vode ove grupe pokazuju balneoloki deluju na ljudski organizam na raun jonskog sastava i mineralizacije. U hemijskom sastavu preovlauju joni Cl- i SO42-, a po gasnom sastavu to su azotne i metanske vode. Mineralizacija ovih voda dostie do 150 g/l.


Q gas m 3

Q vode m 3

Ugljokisele mineralne vodeUgljokisele vode su iroko rasprostranjene mineralne vode u prirodi. Lekoviti efekat ovih voda odreen je visokom koncentracijom rastvorenog gasa CO2 (> 500 mg/l za pie i vie od 1400 mg/l za spoljnu terapiju). Pored visokih koncentracija rastvorenog CO2, koji dominira u gasnom sastavu (80 - 100 %), lekovitost ovih voda odreena je jonskim sastavom i veliinom mineralizacije. Njihov hemijski sastav je raznovrstan, a u anjonskom pogledu preovlauje jon HCO3-. Mineralizacija ovih voda kree se od delova grama po litru, do vie od 90 g/l. Od svih mineralnih voda, ugljokisele vode se karakteriu najveom zasienou gasom. Tako se gasni faktor ovih voda (

Qgas m 3 Qvode m3

) menja u granicama 1.5 - 4.6, a izuzetno

dostie 18 m3/m3 i vie. Visoka zasienost gasom uslovljava pulsirajui reim pri isticanju ili eksploataciji.


Sumporvodonine (sulfidne) mineralne vodeOva grupa obuhvata vode lekovitih svojstava, koja su uslovljena sadrajima slobodnog sumporvodonika i hidrosulfidnog jona (H2S+HS-). Koja e od pomenutih komponenti biti dominantna u nekoj vodi, zavisi od kiselosti, odnosno alkalnosti, sredine. U kiselim vodama prvenstveno je prisutan H2S, a u alkalnim jon HS-. Sumporvodonine mineralne vode karakteriu se velikom raznovrsnou hemijskog sastava, mineralizacije i koncentracije H2S i HS-. U okviru ove grupe voda sreu se hidrokarbonatne, sulfatne i hloridne vode s visokim mineralizacijama koje esto premauju 500 g/l. Sumporvodonine vode se u balneologiji koriste za kupanje pri leenju pojedinih bolesti (konih, reumatskih, nervnih i dr).


Radioaktivne mineralne vodeOva grupa mineralnih voda karakterie se poveanim sadrajima radioaktivnih elemenata. Da bi se odreena grupa voda tretirala kao radioaktivna neophodno je da sadraji radioaktivnih elemenata budu vei od odreene granice: Ra > 1 10-11 g/l, U > 3 10-5 g/l i Rn > 1.85 102 Bq/l. Na osnovu preovlaujuih radioaktivnih elemenata, radioaktivne vode mogu biti radijumske, radijumsko-radonske, radonske i uranske. U balneologiji se najvie koriste radonske i radonsko-radijumske vode.


Mineralne lekovite, gvoevite, arsenske i vode sa povienim sadrajima mangana, aluminijuma, bakra, cinka i drugih elemenataLekovita svojstva ove grupe voda odreena su prisustvom gvoa, arsena i drugih metala. Gvoevite vode. U prirodi se javljaju kao malomineralizovane vode, s relativno niskim sadajima gvoa, i kao visokomineralizovane gvoevito-sulfatne (rudnike) vode, s mineralizacijom i do 80 g/l. Gvoevite vode se najee formiraju u zoni oksidacije sulfidnih orudnjenja. Po osnovnom hemijskom sastavu, one mogu biti sulfatne ili hidrokarbonatne klase. Sulfatne vode sadre ukupno Fe, Al, Cu i druge elemente, ponekad u koncentracijama i do 1 g/l. Hidrokarbonatne vode imaju samo Fe2+ i karakteriu se neutralnom ili slaboalkalnom reakcijom.


Foto IX-1. Izvor Mineralne gvoevite vode Kermanska oblast, Iran (foto Budimir Filipovi)Osnovi hidrogeologije (Prof. Dr Veselin Dragii)

Arsenske mineralne vode. Ove vode sadre arsen u formi arsenaste kiseline (H3AsO3) i njenih jona HAsO32- i H2AsO3-, kao i u formi arsenske kiseline (H3AsO4) i njenih jona HAsO42- i H2AsO4-. U prirodi se javljaju kao ugljokisele i kisele arsenske vode.

Bromne i jodne mineralne vodeBromne i jodne mineralne vode vezane su za visokomineralizovane vode hloridne klase, natrijumske, natrijumsko-kalcijumske i kalcijumsko-natrijumske grupe, kod kojih u gasnom sastavu preovlauju metan i azot. Ova grupa lekovitih voda koristi se za pijenje i kupanje bolesnika. Mineralne bromne vode su podzemne vode sa sadrajem Br veim od 25 mg/l, a jodne mineralne vode su sa sadrajima joda veim od 5 mg/l.


Mineralne vode s visokim sadrajima organskih materijaOsnova balneolokih efekata ovih voda vezana je za dejstvo kompleksa rastvorenih organskih materija na oveji organizam. Organske materije u ovim mineralnim vodama predstavljene su humusnim, bitumijskim i amino jedinjenjima, koja esto prate poveani sadraji sulfatoredukujuih, denitrifikujuih i tionskih bakterija. U gasnom sastavu zastupljeni su: N2, O2, CO2, H2S, CH4 i drugi ugljovodonici. Organske materije su zastupljene kako u malomineralizovanim, tako i u visokomineralizovanim rasolnim vodama.

Silicijumske termeSilicijumske terme su termalne i visokotermalne mineralne vode temperature vie od 35 C, sa sadrajima silicijuma u vidu silicijumske kiseline (H2SiO3), ne manje od 50 mg/l. Ove vode esto prate i druge lekovite komponente (Rn, CO2, mikroelementi).


OSTALE KLASIFIKACIJE LEKOVITIH MINERALNIH VODAU praksi se esto koristi klasifikacija mineralnih voda na osnovu gasnog sastava. Po ovoj klasifikaciji, sve mineralne, pa i lekovite, vode dele se na 6 grupa: ugljokisele, sumporvodonino-ugljokisele, sumporvodonine (sulfidne), azotne, azotno-metanske i metanske. Klasifikacija lekovitih mineralnih voda na osnovu temperature bila je predmet razmatranja mnogih autora. Grupa autora (Ovinikov, Aleksandrov i dr) sa balneolokog aspekta, sve mineralne vode po temperaturi dele na 4 grupe: hladne t < 20 C, tople 20 - 37 C, termalne 37 - 42 C i visokotermalne t > 42C. Ovakva klasifikacija je poslednjih godina pretrpela odreene izmene, koje se odnose na granicu izmeu hladnih i toplih, odnosno toplih i termalnih voda. Tako se, po ovako izmenjenoj klasifikaciji, sve mineralne vode, sa balneolokog aspekta, dele na sledee grupe (tabela IX-1):Osnovi hidrogeologije (Prof. Dr Veselin Dragii)

Tabela IX-1. Klasifikacija podzemnih voda na osnovu veliine temperature

Tip voda Hladne Subtermalne Termalne Termalne Visokotermalne Pregrejane

Interval temperature ( C) t < tsr t sr - 35 35 - 42 42 - 100 > 100

o

Hladne lekovite mineralne vode iroko su rasprostranjene u umerenim klimatskim podrujima. Niskom temperaturom se karakteriu mineralne vode koje ne zaleu duboko, tj. koje se formiraju u zoni intenzivne zamene vode. U okviru hladnih mineralnih voda javljaju se vrlo hladne vode (t < 4 C), koje su karakteristine za oblast veitog leda (pojedini tipovi ugljokiselih i visokomineralizovanih voda). Subtermalne i termalne vode su, takoe, iroko rasprostranjene mineralne vode. Razliitog su hemijskog sastava i mineralizacije, a prisutne su u geosinklinalnim i platformnim oblastima. Visokotermalne mineralne vode najee su vezane za savremene vulkanske oblasti.


Klasifikacija lekovitih mineralnih voda na osnovu pH-vrednosti. Alkalnost, odnosno kiselost, mineralnih i podzemnih voda uopte, karakterie se pH vrednou. To je jedan od vanih faktora koji odreuje fizioloko dejstvo ovih voda na organizam oveka. Tako, na primer, alkalne vode povoljno utiu na metabolike procese u organizmu. Na osnovu vrednosti pH, mineralne vode se dele na sledee grupe: jako kisele kisele slabo kisele neutralne slabo alkalne alkalne (pH < 3.5), (3.5 - 5.5), (5.5 - 6.8), (6.8 - 7.2), (7.2 - 8.5) i (pH > 8.5).


Foto IX-2. Talog kalcijum-hidroksida na izvoru hiperalkalne mineralne vode u lokalnosti Kremna Zlatibor (M. Milivojevi)Osnovi hidrogeologije (Prof. Dr Veselin Dragii)

MINERALNE INDUSTRIJSKE VODEMineralne industrijske vode predstavljaju podzemne vode obogaene korisnim mineralnim komponentama ili jedinjenjima, u koliinama koje ih ine rentabilnim za preradu i izdvajanje iz vode. Poslednjih godina se iz mineralnih industrijskih voda dobijaju sledee korisne komponente: J, Br, NaCl, jedinjenja bora, Li, Rb, Ge, U, W, Cu, CO2, soli kalijuma, amonijumhlorid i sl. Na osnovu sadraja korisnih mineralnih komponenti, izvrena je klasifikacija mineralnih industrijskih voda (tabela IX-3): Tabela IX-3. Klasifikacija mineralnih industrijskih voda (Bondarenko & Kulikov, 1984)Tip vode Jodne Bromne Jodo-bromne Borne Jodo-borne Stroncijumske Litijumske Rubidijumske Cezijumske Radijumske Komponente Minimalna koncentracija (mg/l) Jod (J) 18 Brom (Br) 200 Jod (J) + Brom (Br) J (10) Br (200) Bor (B) 250 Jod (J) + Bor (B) J (65) B(162.5) Stroncijum (Sr) 500 Litijum (Li) 10 Rubidijum (Rb) 5 Cezijum (Cs) 1 Radijum (Ra) 10 - 5

Od oko 30 korisnih komponenti koje je mogue eksploatisati iz visokomineralizovanih (rasolnih) voda, najee se aktivno eksploatiu jod, brom i bor.Osnovi hidrogeologije (Prof. Dr Veselin Dragii)

TERMALNE VODETermalne vode obuhvataju grupu mineralnih voda koje se od obinih, hladnih voda razlikuju svojom temperaturom i koje, kao takve, nalaze primenu u balneologiji, za toplifikaciju naselja, staklenika, farmi i dobijanje elektrine energije. Ova grupa mineralnih voda se u strunoj literaturi esto naziva termomineralnim.


Termalne vode su rasprostranjene kako u geosinklinalnim tako i u platformnim uslovima. Za platformne oblasti karakteristino je pojavljivanje termalnih voda, obino visokomineralizovanih ili rasolnih, koje esto imaju karakter mineralnih industrijskih voda, a rasprostranjene su u dubljim delovima arteskih horizonata. U okviru geosinklinalnih oblasti, termalne vode najee su vezane za pojedine razlome u vrstim stenskim masama. Oblasti savremenog vulkanizma karakteriu visokotermalne ugljokisele-azotne vode, koje su na veim dubinama pregrejane i preko 300 C. U prirodnim uslovima, pojavljuju se na povrini terena u vidu gejzira. Temperatura podzemnih voda zavisi od geotektonskih uslova koji vladaju u litosferi. Poznato je da se u gornjim delovima litosfere na 1 km dubine temperatura u proseku poveava za 32.9 C, odnosno da se na dubini od 20 km mogu oekivati temperature 550 600 C. Geotermski uslovi u razliitim oblastima na zemlji, variraju u irokim granicama. Najvee vrednosti geotermskog gradijenta karakteristine su za oblasti savremene vulkanske aktivnosti, a najnie za oblasti starih kristalastih titova. U oblastima platformi izgraenih od sedimentnih i vulkano-sedimentnih tvorevina, geotermski gradijenti su po veliini bliski srednjeplanetarnim.


U zavisnosti od fizikih i hemijskih karakteristika, termalne vode se mogu koristiti: za zagrevanje naselja, farmi, staklenika i sl, za dobijanje elektroenergije, za dobijanje korisnih komponenti i za potrebe balneologije. Na osnovu praktine upotrebe termalnih voda, postavljena je sledea klasifikacija (tabela IX.4). Tabela IX-4. Praktina klasifikacija termalnih voda (Klimentov, 1980)

Temperatura (C) 20 - 50 50 - 75 75 -100 > 100

Mogunost korienja Najpogodnije za balneologiju i proizvodnju Br i J Za zagrevanje staklenika, farmi i sl. Za toplifikaciju naselja Za energetske potrebe


Documents

- mineralne vode