III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ПИТЬ ИЛИ НЕ ПИТЬ?
Соловьева М.С.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

Когда идешь по улице, у некоторых прохожих можно заметить бутылочки минеральной воды. Люди часто увлекаются употреблением минеральной воды, не учитывая, что в ее состав входит свой неповторимый набор химических элементов, что и определяет ее пользу или вред. Большинство любителей минеральной воды пьют ее из-за наличия в ней углекислого газа. Особенно ею увлекаются страдающие от повышенной кислотности и гурманы, покупая любую минеральную воду без разбора - что есть в этот момент в продаже, не думая, что данная минеральная вода вредна для его организма и не для той болезни, которой страдает больной.

Актуальность избранной темы объясняется тем, что многие люди покупают и употребляют минеральную воду популярных торговых марок, даже не задумываясь над тем, что некоторые ее виды употреблять можно не часто. Поэтому каждый человек должен знать, как выбрать подходящую для себя минеральную воду, в чем отличие лечебной минеральной воды от столовой, в каких количествах и как часто ее можно пить.

Цель данной работы: изучить классификацию минеральных вод и на её основе разработать рекомендации по употреблению.

Исходя из поставленной цели, мы ставим перед собой следующие задачи:

- проанализировать литературу по данной теме;

- провести анкетирование учащихся школы с целью выявления марок наиболее употребляемой минеральной воды;

- разработать рекомендации по применению воды.

Объект исследования: природные и подготовленные минеральные воды.

Предмет исследования: действие минеральной воды на организм человека и её применение.

Глава 1. Образование природной минеральной воды. Классификации минеральных вод

Минеральная вода отличается от пресных вод значительной минерализацией: от 0,1% (1 г твердых веществ в 1 л воды) до 5% (50 г твердых веществ в 1 л воды). Вода из источников относится к группе минеральных и при меньшей минерализации, чем 0,1%-й величине сухого остатка, если в ней содержится известное количество специфических элементов, имеющих лечебное значение, к примеру, йод, бром, литий, мышьяк и др [9].

Если в воде содержится газ, и ее стойкая температура выше 20° С - такую воду даже при малом содержании минеральных веществ относят к группе минеральных. Наибольшим лечебным эффектом обладают минеральные воды с содержанием углекислого газа («Кисловодские источники» и др.), сероводорода («Сочи», «Мацестинские источники») и радона. Существует ряд источников, воды которых не имеют ни определенной минерализации, ни соответствующей температуры, не содержат в надлежащих количествах ни одного из активных элементов (йод, бром, литий, мышьяк, сероводород и др.) и, тем не менее, их относят к категории минеральных и используют для лечения ряда заболеваний. Это связано с тем, что здесь важно учитывать влияние не отдельных компонентов воды, а всей их совокупности [8].

Образование минеральных вод - это очень сложный и длительный процесс. Химический и газовый состав натуральных минеральных вод, а, следовательно, их физиологические и лечебные свойства формируются под воздействием комплекса природных факторов. Это и геологическая история развития бассейна (смена моря сушей и наоборот), вещественный состав пород, и время проявления вулканической деятельности, климат и рельеф, динамика водообмена и интенсивность современных тектонических движений, тепловое, гравитационное и электромагнитное поля земли, а также различные физико-химические и биохимические процессы, происходящие в недрах (растворение и выщелачивание солей из пород, ионный обмен между водой и породой, смешение в пластах вод различного состава, гидролиз, десульфатизация и многое другое) [7].

И, несмотря на значительные успехи ученых и специалистов, достигнутые в решении многих вопросов, связанных с образованием природных минеральных вод, отдельные стороны этой проблемы еще остаются спорными.

Тем не менее, в одном предположении сходится большинство ученых-естествоиспытателей - это то, что в образовании углекислых минеральных вод, принимают участие две главные составляющие: дождевые и талые снеговые воды, так называемые инфильтрационные, и магматическая углекислота. Схематично это выглядит так: дождевые и талые снеговые воды проникают по порам, пустотам и трещинам горных пород в недра земли, где они, с одной стороны, вытесняют древние морские воды, с другой - насыщаются углекислым газом, поступающим по крупным разломам из больших глубин земной коры. В результате очень длительного времени, занимающего столетия и тысячелетия, в условиях различных температур и давлений, происходит сложный процесс обогащения инфильтрационных вод газами, органикой, биологически активными микроэлементами (железом, медью, йодом, бором, бромом, мышьяком, кобальтом, фтором и др.), превращая их в природное лекарство, используемое на курортах при организованном и неорганизованном оздоровлении миллионов людей.

В виду того, что, с одной стороны, не везде можно получить естественные минеральные воды, с другой, не все минеральные воды могут удовлетворить спросу на них, — уже давно явилась необходимость заменить их чем-либо подходящим. Это привело к вычислению так называемых бальнеотерапевтических эквивалентов. Последние вычислены таким образом, что принято во внимание количество главных составных частей какой-либо минеральной воды, употребляемое человеком за сутки, т. е. эквиваленты вычислены на 1 литр воды. Эти же обстоятельства вызвали фабрикацию искусственных минеральных вод.

Где и когда впервые возникла мысль о приготовлении искусственных вод неизвестно, но уже в XVII ст. появилось сочинение, которое, мало рассказывает о составлении вод для внутреннего употребления, а ограничивается приготовлением искусственных ванн, которые были бы тождественны с натуральными источниками[1].

Но все эти попытки не могли увенчаться успехом, пока многие химические элементы не были известны, и лишь когда благодаря классическим работам Х. Деви химические анализы разных источников были точно установлены, приготовление искусственных вод стало на твердую почву. Начали учреждаться крупные заводы, в которых изготовлялись разные минеральные, специально целебные воды.

В мире уже давно существует четкая классификация бутилированных вод, по которой они делятся на две основные категории: природные и подготовленные (обработанные). Природными (натуральными) считаются воды, которые добывают из природных источников, подземных месторождений с соблюдением всех мер предосторожности, дабы сохранить их первоначальный состав (первозданность). Подготовленные упакованные воды могут происходить из любого типа водных ресурсов как поверхностных, так и подземных (артезианских), и содержать специально добавленные минеральные вещества. Новейшие технологии позволяют довести до кондиции даже очень загрязненную воду. Вследствие технологического "насилия" на выходе получается хотя и безопасная, пригодная для питья, но, тем не менее, искусственная вода[3].

Оба продукта являются качественными, но они принципиально различаются по своему происхождению. Исходя из европейских требований, большинство бутилированных вод на российском рынке следует отнести к категории "подготовленные упакованные воды".

Минеральные воды являются природным лечебным средством и по своему назначению подразделяются на два вида:

- питьевые;

- бальнеологические (для наружного использования).

Следующей таксономической единицей являются группы минеральных вод, при определении которых ведущими признаками являются:

  • для питьевых вод - общая минерализация, ионный состав и (или) наличие биологически активных компонентов;

  • для бальнеологических вод - газовый состав, общая минерализация, ионный состав, биологически активные компоненты, физические факторы (температура, радиоактивность).

Питьевые минеральные подземные воды подразделяются на лечебно - столовые, лечебные и столовые.

Лечебные воды. Название говорит само за себя. К этой группе относятся минеральные воды с общей минерализацией от 8 до 12 г/л, иногда и более минерализованные. Такие минеральные воды оказывают на организм человека весьма сильное действие, применяются исключительно в лечебных целях по назначению врача и в строго оговоренном количестве.

Лечебно-столовые воды. Этот тип вод наиболее распространен в России и к нему относятся большинство широко известных типов минеральной воды. К лечебно-столовым минеральным питьевым относят воды с общей минерализацией от 2 до 8 г/л. Эти воды обладают определенным лечебным действием, но только при их правильном применении по совету врачи. Неограниченное же потребление такой воды может привести к серьезному нарушению солевого баланса в организме и к обострению хронических заболеваний.

Столовые воды. Не содержащие биологически активных компонентов воды с минерализацией менее 2 г/л считаются столовыми водами, Солесодержание до 1 г/л соответствует рекомендациям Всемирной организации Здравоохранения по качеству питьевой воды.

Воды бальнеологические (для наружного применения) характеризуются наличием биологически активных газов (CO2, H2S, Rn), специфических микрокомпонентов, уровнем общей минерализации и физическими свойствами (температурой, радиоактивностью, реакцией среды). Особенности ионного состава для этих вод не имеют такого существенного значения, как для питьевых; тем более что воды бальнеологического назначения с минерализацией более 15 - 20 г/куб. дм, как правило, имеют преимущественно хлоридный натриевый состав.

Все минеральные воды, по содержанию солей и газов, можно разделить на следующие 7 групп: 1) щелочные воды, 2) воды поваренной соли, 3) железные воды, 4) горькие воды, 5) сернистые воды, 6) известковые, или землистые воды, 7) химически индифферентные теплые источники акратотермы.

Лечебные минеральные воды в зависимости от их специфики оказывают комплексное воздействие на организм человека – термическое (температурное), химическое, терапевтическое и механическое[8].

Температурное воздействие лечебной воды на организм при приеме ванн – самое сильное и главное ее свойство. Холодные минеральные воды с температурой до 20 °С благодаря хорошей теплопроводности, соприкасаясь с телом человека, отнимает у него тепло, быстро снимает утомление, усталость, апатию. Холодная лечебно-пищевая вода усиливает работу кишечника. Теплые воды с температурой 20-37 °С, наоборот быстро отдают тепло телу, оказывая на него физически полезное действие.

Химическое раздражение – одно из основных и продолжительных воздействий минеральных вод на организм. Интенсивность такого воздействия усиливается при приеме ванн с повышенной минерализацией воды. В минеральных водах она не должна превышать 12-15 г/л. Например, минерализация Кисловодского Нарзана изменяется от 1,5 до 6 г/л, вод Ессентуков не превышает 9 г/л.

Наличие газов и газонасыщенность. Все подземные минеральные воды содержат в том или ином количестве природные газы - спонтанные или растворенные. Газонасыщенность минеральной воды - общее содержание в минеральной воде газов (в миллилитрах на 1 л). Состав и количество газов зависит от геологических и геохимических условий формирования вод Наибольшее значение для медицинских целей имеют минеральные воды, содержащие угольный ангидрид, сульфид, азот, метан, и др.

Для того чтобы отнести минеральные воды к определенному типу газовых вод, принято учитывать количество газов, которые составляют более 10% общего объема спонтанных и растворенных в данной воде газов.

Глава 2. Использование минеральной воды современным человеком

Проанализировав литературу, нам стало интересно: какую воду выбирают обучающиеся нашей школы и чем они руководствуются при этом. Проведя анкетирование, мы узнали, что известно современным школьникам о минеральной воде (в анкетировании приняли участие учащиеся 9-х классов – 51 человек, 10-х – 54 человека и 11-х 48 человек). Для начала мы задали вопрос: «Какую воду вы чаще используете в качестве питьевой?», и мы узнали, что первое месте по использованию занимает фильтрованная и кипяченая вода. На втором - бутализированная вода, на третьем месте - иные источники потребления (родники, колодцы, скважины).

Затем мы просим объяснить причину данного выбора. И оказывается что, 50% опрошенных считают, что фильтрованная вода чище, 30% учащихся выбирают воду из бутылок, потому что именно такую воду предпочитают их родители, 20% опрошенных считают, что минеральная вода самая полезная.

Следующий вопрос «Какую воду лучше использовать в качестве питьевой?» и 50% опрошенных нами учеников считают, что лучше использовать родниковую и колодезную воду, 30%- кипяченую, 20%- фильтрованную.

Также мы узнали, какие марки минеральной воды знают наши школьники. Самые распространенные из них:

19% - Аква-минерале

15% - Ессентуки

14,5% - Окололуга

11,5% - Краинка

10,5% - Липецкий бювет

9,5% - bon-aqua.

На вопрос «Какую воду используете Вы и почему?»:

  • 43% ответили - пьют Окололуга, потому что она дешевле, вкуснее, содержит меньше примесей и её продают в школьном буфете;

  • 32% пьют Козельскую

  • 17 % Ессентуки (17%), потому что они полезные;

  • 7% пьют bon-aqua или Акваминерале, потому что у нее красивый дизайн бутылки, она вкусная, удобная маленькая форма бутылки;

  • 1% другие выборы.

Также мы спросили наших учеников, знают ли они как рекомендуют использовать минеральную воду. Большинство считают, что следует выпивать стакан воды за 20 минут до еды. Затем сказали, что надо выпивать 2 литра воды в день. Но объяснить, почему необходимо выполнять временные рамки и как получается норма 2 л в день никто не смог.

Некоторые учащиеся указали, что в домашних условиях они используют минеральную воду для приготовления пищи. Мы решили поставить эксперимент и посмотреть, как влияет на скорость гидролиза крахмала минеральная вода[2].

Ход работы

Оборудование: электрическая плитка, химические стаканы, колбы, термометр, пипетки, мерный цилиндр, бюретка.

Реактивы: крахмал, раствор йода, минеральная вода, дистиллированная вода, раствор соляной кислоты (массовая доля хлороводорода 0,5%).

Приготовление раствора крахмала:

В термостойкую колбу добавляем 200 мл воды. В неё же добавляем 2 г крахмала. Доводим смесь до кипения и кипятим несколько минут. Таким образом, получаем 1% раствор крахмала. Готовим четыре раствора: один на дистиллированной воде, три на минеральной, которую чаще употребляют ученики школы.

Проведение эксперимента:

В четыре пробирки добавляем по 25 мл раствора крахмала. Добавляем в раствор крахмала 1 мл соляной кислоты. Растворы помещаем на водяную баню. Через 5 минут раствор крахмала титруем раствором иода. Серию повторяем через 5 минут. Результаты эксперимента приведены в таблице:

Время эксперимента

Объем раствора йода пошедшего на титрование раствора крахмала

на дистиллированной воде, мл

на минеральной воде Козельской (лечебно-столовой), мл

на минеральной воде Белый лед (природной питьевой), мл

на минеральной воде Окололуга (природной питьевой), мл

5 минут

3,5

5

4

3,5

5 минут

(10 от начала)

2,5

4

3,5

2,5

5 минут

(15 от начала)

2

3

3

2

Вывод: интенсивность окраски раствора крахмала, приготовленного на минеральной воде «Окололуга» и дистиллированной воде меньше, что говорит о большей степени гидролиза. Самое большое количество иода пошло на титрование раствора крахмала, приготовленного на минеральной воде «Козельская», что подтверждает наличие ионов указанных на этикетке и соответствие группе лечебно-столовых вод (Приложение 1).

Заключение

Следуя из всего вышесказанного, мы выяснили, что минеральная вода обладает чудесными свойствами и является незаменимым природным ресурсом на нашей планете. Она не только хорошо утоляет жажду, а также является источником здоровья и бордрости для человека[3].

Как правильно выбирать минеральную воду?

  • Прежде всего, следует обращать внимание на срок годности, как и в случае с продуктами питания. На бутылках указывается дата розлива – запомните, что вода в пластиковых бутылках может храниться не более 1,5 лет, а в стеклянных – до 2 лет.

  • Любая вода должна подвергаться химическому анализу. На этикетке указывается название лаборатории и дата, когда проводился этот анализ. Если со времени анализа прошло больше 5 лет, воду покупать не стоит.

  • Есть одна надпись, которую всегда надо читать, перед тем, как купить воду – «Общая минерализация». Если этот показатель не превышает 500 мг на литр воды, то воду можно пить всем, и практически в любых количествах.

  • Если минерализация воды от 500 до 1500 мг/л, то её стоит пить после консультации со своим врачом – если у вас есть какие-либо заболевания, и чередовать со слабоминерализованной столовой водой.

  • Вода, в которой минеральных солей больше, чем 1500 мг/л, должна употребляться только с лечебными целями и строго по назначению врача – она действует почти как лекарство.

  • Жёсткая минеральная вода рекомендуется детям, подросткам, людям, склонным к остеопорозу и пожилым. Мягкую воду можно использовать для приготовления лечебных настоев, сиропов и отваров.

  • Показатель рН обозначает степень кислотности воды. Если этот показатель ниже 7, то вода кислая, а если выше – щелочная. При повышенной кислотности желудочного сока следует выбрать воду с показателем несколько выше 7 – она поможет немного понизить кислотность.

  • Воду с низким содержанием солей можно и нужно употреблять каждый день. Кстати, человеку необходимо выпивать по 30 мл чистой воды в сутки на 1 кг массы тела – не кофе, чая или сока, а именно воды, так что слабоминерализованная столовая вода – это прекрасный выбор.

Литература

  1. Авдеев Я.Г., Савиткин Н.И. Минеральная вода? Источник здоровья и долголетия (материалы для учителя и школьника).// Материалы по дополнительному экологическому образованию учащихся (сборник статей). Вып. III Под ред. М.Н. Сионовой и Э.А. Поляковой. Калуга: КГПУ им. К.Э. Циолковского - 2007 C. 43-54.

  2. Алейникова Т.Л., Рубцова Г.В. «Руководство к практическим занятиям по биологической химии». М.: Высшая школа 1988 г.

  3. Бутакова О.А. Вода. Главная роль. – Издательский дом «Медицина для каждого», г. Н. Новгоро, 2011. – 24 с.

  4. Меркушева Н.В. Лечение минеральными водами. Пятигорск: Прайс, 2004. – 31 с.

  5. Популярная библиотека химических элементов. Книга первая. Изд. 3-е, испр. И доп. Под.ред. акад. И.В. Петрянова-Соколова. – М.: Наука, 1983. – С. 471.

  6. Химическая энциклопедия. В 5 т. T. 3. // Гл. ред. Кнунянц И.Л. – М.: Большая Российская энцикл., 1992. – С. 89.

  7. Царфис П.Г. География природных лечебных богатств СССР (курортологический аспект). - М.: Мысль, 1986. – 239 с.

  8. Широкова В.А. Пресные и минеральные воды Сарепты // Природа, 2006, №8, С. 31.

  9. Энциклопедический словарь. Т. ХIVА. Издатели: Ф.А. Брокгауз, И.А. Ефрон. – С.-Петербург, 1895. – С. 520.

  10. http://andr-zorin.narod.ru/mineralnie_vodi_ukraini/ - минеральные воды на карте

  11. http://www.stenus.ru/statia.php?id=84

Приложение 1

Влияние минеральной воды на степень гидролиза крахмала

 

Растворы после титрования

(5 минут гидролиза)

Растворы до титрования