1.4. Лечебное действие минеральных вод
Это минеральная (натуральная) вода, пригодная для ежедневного применения. Солесодержание до 1 г/л соответствует рекомендациям Всемирной организации Здравоохранения по качеству питьевой воды. Однако не мешает внимательнее изучить химический состав такой воды, так как для людей, страдающих определенными заболеваниями, содержание отдельных ионов может оказаться избыточным. Так, например, высокое содержание кальция не рекомендуется людям, склонным к повышенной свертываемости крови и образованию тромбов в кровеносных сосудах. Высокое содержание натрия не рекомендуется людям, страдающим гипертонией, заболеваниями почек и сердца. Сульфаты обладают выраженным слабительным действием, хлориды влияют на работу пищеварительного тракта и т.д. Если вы уверены в своем здоровье, то все в порядке если же нет - обратитесь за консультацией к врачу или пейте слабоминерализованную воду - не ошибетесь.
Лечебно-столовая вода наиболее распространена в России и к ней относятся большинство широко известных еще с советских времен марок минеральной воды. Воды эти, как правило, не пригодны для приготовления пиши, однако широко используются для питья. Они обладают определенным лечебным действием, но только при их правильном применении по совету врача. В этом случае стаканчик-другой рекомендованной Вам воды ничего кроме пользы не принесет. Неограниченное же потребление такой воды может привести к серьезному нарушению солевого баланса в организме и к обострению хронических заболеваний. Не стоит ориентироваться на, рекомендации по употреблению, приведенные на этикетке. Такая дикость возможна, наверное, только у нас. Рекомендации может давать только врач-специалист и только конкретному человеку [13].
Химический состав и естественная температура воды минеральных источников разнообразны. По своим физико-химическим и лечебным свойствам минеральные воды делятся на 7 групп:
1) индифферентные воды, акратотермы, бедные солями;
2) воды поваренной соли;
3) щелочные воды:
а) углекислые, главная составная часть - углекислота;
б)щелочно-углекислые, главные составные части - углекислый натр и углекислота;
в) щелочно-соляно-кислые;
4) горькие воды (сернокислая магнезия);
5) воды глауберовой соли;
6) сернистые воды (сероводород, сернистые натр, кальций, калий и магний);
7) железистые воды (двууглекислая закись железа) [14].

1.5. Состояние химических элементов в подземных водах.
В настоящее время условно принимают, что граница между растворёнными и взвешенными формами соответствует размеру частиц ~ 0,5 мкм. Исходя из этого критерия, в подземных водах преобладают растворённые формы химических элементов. Специальные экспериментальные исследования (диализ, фильтрация через фильтры с различным размером пор и др.) показали, что коллоидные формы миграции элементов (неорганические и органические) в геохимически значимых концентрациях присутствуют только в подземных водах верхних гидрогеологических зон (грунтовые - аллювиальные и др.) Чем меньше пористость пород, тем меньше значение коллоидных форм в подземных водах.
В сложной многокомпонентной системе, какой являются подземные воды, многие элементы находятся не только в виде простых диссоциированных ионов (в которых выражается анализ), но и в виде ассоциированных соединений различной степени сложности. В связи с этим природные состояния многих элементов в подземных водах не соответствует форме выражения химического анализа этих вод.
Все химические элементы, присутствующие в подземных водах, можно разделить на следующие три группы:
• катиогенные элементы;
• элементы-гидролизаты, которые по формам миграции в водах точнее называть элементами-комплексообразователями. Миграция этих элементов в природных водах в зависимости от их гидрогеохимической среды может происходить как в катионной, так и анионной формах в виде целой гаммы комплексных соединений различной степени сложности. Многие из этих элементов обладают в природных условиях свойством амфотерности;
• аниогенные элементы.
• Комментируя эту классификацию химических элементов по их состояниям и формам переноса в подземных водах, следует подчеркнуть следующее: деление элементов на три предлагаемые группы следует рассматривать только в вероятном плане, характеризующем общую тенденцию элементов к катионогенности или анионогенности.

1.6. Характеристика тяжёлых металлов.
Цинк - элемент II группы периодической системы. В Индии его получали ещё в V веке до н. э. Чисто цинковые руды в природе почти не встречаются, его соединения входят в состав полиметаллических руд.
В природных водах иногда бывает естественного происхождения, но чаще источником цинка являются сточные воды, главным образом стоки обогатительных фабрик цветной металлургии, предприятий химической промышленности, гальванических цехов металлообрабатывающих заводов, производство искусственного волокна. В воде цинк находится или в виде катионов цинка, или в виде комплексных цианидных, тартратных и других анионов. Цинк может присутствовать и в нерастворимых в воде формах – в виде гидроокиси, карбоната, сульфида. Цинк постоянно встречается в животных организмах, сосредотачиваясь преимущественно в печени, почках, половых органах, панкреатической железе и гипофизе. Цинк необходим морскому планктону для его роста. В норме в литре морской воды содержится не меньше 5 мкг цинка, однако, в последние годы, в связи с загрязнением окружающей среды, его содержание повысилось в некоторых прибрежных водах до 46 мкг/л. В таком количестве он подавляет фотосинтез всех планктонных растительных организмов [15].
Цинк в организме входит в состав гормона инсулина, а так же осуществляет каталитическое действие (ускоряет разложение бикарбонатов в крови, тем самым даёт возможность процессу дыхания и газообмену протекать с надлежащей быстротой). Он усиливает действие гормонов гипофиза. Человек и животные редко страдают от недостатка цинка, так как обычный пищевой рацион, как правило, обеспечивает организм необходимым количеством этого элемента. Суточная потребность человека в цинке достигает 0,3 мг на 1кг массы тела [16].
Медь – элемент I группы периодической системы. Плотность 8,9 г/см³. Медь один из первых металлов, ставших известными человеку. Считают, что медь начали использовать около 5000 до н.э. В природе медь изредка встречается в виде металла. Из медных самородков, возможно, с помощью каменных топоров, были изготовлены первые металлические орудия труда.
Символ Cu происходит от латинского aes cyproum (позднее, Cuprum), так как на Кипре (Cyprus) находились медные рудники древних римлян.
В виде простого вещества медь обладает характерной красноватой окраской. Медь металл мягкий и пластичный. По электро- и теплопроводности медь уступает только серебру. Металлическая медь, как и серебро, обладает антибактериальными свойствами.
В соответствии с положением меди в Периодической системе, ее единственная устойчивая степень окисления должна быть (+1), но это не так. Медь способны принимать более высокие степени окисления, причем наиболее устойчивой, особенно в водных растворах, является степень окисления (+2). В биохимических реакциях переноса электрона, возможно, участвует медь(+3). Эта степень окисления редко встречается и очень легко понижается под действием даже слабых восстановителей. Известно несколько соединений меди (+4).
Медь имеет важное биологическое значение. Ее окислительно-восстановительные превращения участвуют в различных биохимических процессах растительного и животного мира.
Высшие растения легко переносят сравнительно большое поступление соединений меди из внешней среды, низшие же организмы, наоборот, чрезвычайно чувствительны к этому элементу. Самые незначительные следы соединений меди их уничтожают, поэтому растворы сульфата меди или их смеси с гидроксидом кальция (бордосская жидкость) применяют как противогрибковые средства.
Из представителей животного мира наибольшие количества меди содержатся в телах осьминогов, устриц и других моллюсков. В их крови она играет ту же роль, что железо в крови других животных. В составе белка гемоцианина она участвует в переносе кислорода. Неокисленный гемоцианин бесцветен, а в окисленном состоянии он приобретает голубовато-синюю окраску. Поэтому не зря говорят, что у осьминогов – голубая кровь.
Организм взрослого человека содержит около 100 мг меди, сосредоточенной, в основном, в белках, только содержание железа и цинка выше. Ежедневная потребность человека в меди составляет около 3–5 мг. Дефицит меди проявляется в анемии, однако избыток меди также опасен для здоровья. Однако медь приносит не только пользу, но и вред. Медь относится к высокотоксичным металлам. Ионы меди по сравнению с другими металлами активнее реагируют с аминокислотами и белками, образуя наиболее устойчивые комплексы.
Медь поступает в окружающую среду вследствие промышленных выбросов, отходов, стоков предприятий цветной металлургии, выхлопных газов автомобилей, внесения на поля медьсодержащих удобрений и пестицидов[17].
Глава 2. Содержание меди и цинка в бутилированной воде
2.1. Объекты и методы исследования.
Объектом исследования является бутилированная вода различных торговых марок, реализуемых в г. Семее. Работа проводилась в период с ноября 2008 по март 2009г. учеником 10 класса Дурягиным Владиславом и Киселевой Анастасией ученицей 9 класса.
Исследования проводились по общепринятым стандартным методикам [18].Статистическая обработка проводилась по руководству Плохинского [19].
Определение цинка химическим дитизоновым методом на приборе СФ – 101.
Ионы цинка можно экстрагировать из водного раствора раствором дитизона в четыреххлористом углероде. Образующийся комплекс дитизона с цинком имеет красный цвет, интенсивность окраски пропорциональна концентрации цинка. Цинк вступает в реакцию с дитизоном количественно при рН 4-7. в этой среде с дитизоном реагирует медь, кадмий, свинец, никель, кобальт, висмут, таллий, индий, ртуть, серебро, золото и палладий. Чтобы устранить мешающие влияния этих элементов, экстракцию проводят при рН 5 тиосульфатом. В обработанной пробе можно определить 0,005-0,030 мг цинка.
Определение меди химическим методом с диэтилдитиокарбаминатом свинца на приборе СФ – 101.
При взбалтывании раствора, содержащего ионы меди с бесцветным раствором диэтилдитикарбамината свинца в четыреххлористом углероде происходит замещение свинца медью в слое органического растворителя и последний окрашивается в желто-коричневый цвет. Реакцию можно проводить в довольно кислой среде (рН 1-1,5). В этих условиях слой органического растворителя переходят только висмут, ртуть и серебро, но последние два элемента образуют с применяемым реагентом бесцветные соединения, окраска же от соединения висмута становится заметной лишь при концентрации висмута, превышающей 30 мкг/л, что встречается редко. Если, однако, содержание висмута выше указанной величины, то рекомендуется взболтать полученный раствор диэтилдитикарбаминатов в органическом растворителе в течение 0,5 мин с 25 мл 5-6 н. раствора HCl; Соединение висмута тогда разрушается, висмут (его может быть до 3 мг) переходит в водный раствор, а соединение меди остается в органическом слое.
На спектрофотометре (СФ – 101) измеряется оптическая плотность раствора элемента в дитизоне или раствора диэтилдитикарбамината свинца в четыреххлористом углероде с известной концентрацией. Поскольку связь между концентрацией и оптической плотностью прямо пропорциональна по закону Бугера – Ламберта – Бера, то можно построить калибровочную кривую или калибровочный график в координатах оптическая плотность – концентрация [20].
В пробе с неизвестной концентрацией определяется оптическая плотность на СФ – 101, а затем по калибровочному графику находится концентрация элемента. Содержание элемента в мкг/л вычисляют по формуле: Х=с*50/V, где с – концентрация элемента, найденная по калибровочной кривой, мг/л; V – объём пробы, взятой для определения; 50 – объём, до которого была разбавлена проба, мл.
2.2. Результаты анализа и их обсуждение
Объектами исследования послужили пробы питьевой бутилированной воды, реализуемой в г. Семее. Анализ проб на содержание в них тяжёлых металлов проводился по вышеизложенной методике.
Полученные результаты показывают, что содержание цинка и меди в питьевой бутилированной воде не превышают ПДК. Следовательно, вода данных торговых марок не может нанести вред здоровью человека.

Выводы и рекомендации

Исследование по определению меди и цинка в бутилированной воде различных торговых марок: Tassay (без газа), Tassay (с газом), Холодный ключ (без газа), Холодный ключ (с газом), Сарыағаш (с газом), Arctic(с газом), Асем-Ай (без газа), Асем-Ай (с газом), Borjomi (с газом), Diva (с газом), Петропавловская (с газом), Саlibso (с газом), Сарыағаш «Визит» (с газом), Долина (без газа) показало, что хотя производителями не заявлено на этикетке содержание тяжелых металлов (меди и цинка), таковое присутствует. Проведенный химический анализ на наличие данных металлов позволяет сделать следующие выводы:

1. Содержание цинка и меди не превышает ПДК (Cu - от 0,78 до 11,96 мкг/дм3 и Zn - от 0,02 до 1,707 мкг/дм3).
2. Концентрация цинка в пробах очень низкая, поэтому эта вода не может служить источником цинка как микроэлемента для функционирования живого организма.
3. Рекомендуется использование бутилированной воды исследованных марок как альтернатива воды из-под крана.

Список литературы
1. Панин М.С., Экология Казахстана. Семипалатинск, 2005.
2. www.asemai.Kz/111
3. Панин М.С. Проблемы качества питьевой воды. Экосфера, Усть-Каменогорск, 2006. с 31
4. Бондарёв Л.Г., Ландшафты, металлы и человек. М.,1976
5. Муравьев А.Г., и др., Оценка экологического состояния почвы. Санкт-Петербург «Крисмас +». 2000
6. Панин М.С., А.В. Мусабекова, Свинец в питьевых водах Усть-Каменогорска. Алматы, Поиск, серия естественных наук, №3, 2007, с 68-73.
7. Панин М.С., Каримова А. В., Торопов А. С. Кадмий в питьевых водах г. Семей. Экосфера, Усть-Каменогорск, 2006. с 34.
8. Торопов А.С. Содержание тяжелых металлов в питьевой воде, 2007.
9. Касовский Г.Н., Федосеева В.Н., Рашитова Г.С. К обоснованию ПДК железа в воде / Гигиена и санитария, 1992 год, №11-12.
10. Рахманин Ю.А., Михайлова Р.И. О совершенствовании санитарного законодательства и контроля в области гигиены питьевого водоснабжения//Гигиенические аспекты опреснения воды, Шевченко, 1988 год
11. Возная Н. Ф. Химия воды и микробиология / М.: «Высшая школа», 1976 год, с. 116- 119
12. Беленский С.М. Химический состав минеральных вод и пути его стабилизации / М.: ЦНИИ ТЭИ пищепром. 1973, с.20
13. Руководство по контролю качества питьевой воды/Т. 1-3. Женева, 1994.
14. Беленский С.М., Лаврешкина Г. П., Дульнева Т. Н. Минеральные воды, с.116
15. Крайнов С.Р., Швец В.М. Геохимия подземных вод водохозяйственно- питьевого назначения / М.: 1987 год, 237 с.
16. Николаев Л.А., «Химия жизни», М., «Просвещение», 1973.
17. Назаренко В.Т., Руководство к экологизированному курсу химии, М., «Просвещение», 1995.
18. Лурье Ю.Ю., Унифицированные методы анализа вод. М.: 1971
19. Плохинский П. А. Биометрия. - М: Изд-во Московского ун-та, 1970,- 367с.
20. Сибиркина А.Р. «Методы отбора проб и пробоподготовка к химическому анализу объектов окружающей среды (воздуха, почвы, растений, воды, снега, донных отложений). Семей - 2004. с.38.