При отборе критериев оценки подземных минеральных вод из значительного количества показателей их химического состава и физических свойств бальнеологами, химиками и гидрогеологами были отобраны важнейшие, определяющие физиологическое, а, следовательно, и лечебное действие вод на живой организм, а так же указывающие их генетический тип.

К числу таких признаков, в согласии со взглядами большинства бальнеологов и гидрогеологов, были отнесены: - минерализация воды - общее содержание растворенных в ней веществ;
- ионный состав минеральных вод;
- содержание в водах фармакологически (терапевтически) активных минеральных и органических микрокомпонентов;
- газовый состав и газонасыщенность вод (растворенные и спонтанные газы);
- радиоактивность вод;
- активная реакция, характеризуемая величиной РН;
- температура вод.

Критерии оценки принципов подразделения и наименования минеральных вод, принятых в России, представлены в таблице:

Минерализация воды - это совокупность растворенных в ней минеральных и органических веществ, выражается в граммах на один литр. А она может колебаться в очень широких пределах: от 1 до 650 г/дм3.

После длительных дискуссий ученые пришли к выводу, что физиологическое действие вод на организм начинается только при ее общей минерализации выше 1 г/дм3. Поэтому в ГОСТ 13273-88 «Воды минеральные питьевые, лечебные и лечебно-столовые» под минеральными питьевыми водами понимаются воды с минерализацией не менее 1,0 г/дм3 или при меньшей минерализации, содержащие биологически активные микроэлементы.

По минерализации лечебные и лечебно - столовые воды и рассолы подразделяются на воды слабой минерализации (1-2 г/дм3), воды малой минерализации (2- 5 г/дм3), воды средней минерализации (10-35 г/дм3), рассолы (35-150 г/дм3), крепкие рассолы (150-350 г/ дм3) и очень крепкие рассолы (более 350 г/дм3).

Лечебные минеральные воды с минерализацией более 10 г/дм3, за редким исключением, применяются только в виде ванн или купаний в бассейнах.

Ионный состав минеральных вод. Помимо суммарного количества растворенных в минеральной воде веществ (общей минерализации воды) при ее бальнеологической оценке большое значение имеет состав и содержание в воде компонентов в виде ионов. В некоторых подземных минеральных водах исследователями было обнаружено до 50 различных элементов.

Однако, как правило, основная масса растворенных в природных водах веществ состоит из шести катионов и анионов: кальция, магния, натрия, гидрокарбоната (реже карбоната), сульфата и хлора.

Отсюда при бальнеологической оценке вод основной их ионный состав характеризуется по преобладающим анионам и катионам, физиологическое и терапевтическое значение которых неодинаково.

Кальций (Са) обладает противовоспалительным действием, обезвоживает ткани, укрепляет кости.

Магний (Мg) хорошо усваивается организмом, снижает кровяное давление, способствует уменьшению спазмов желчного пузыря, снижает уровень холестерина в крови и в желчи, благотворно влияет на нервную систему, вызывает в сочетании с сульфатом слабительный эффект.

Натрий (Nа) хорошо всасывается в пищеварительном тракте, участвует в водном обмене организма. Натрий в сочетании с калием (К) поддерживает необходимое давление в тканевых и межтканевых жидкостях организма. Помимо этого, калий участвует в обмене натрия и кальция и необходим для действия многих ферментов в организме человека. Он обладает также мочегонным действием.

Гидрокарбонат (НСО3) попадая в желудок, реагирует с желудочным соком и выделяет углекислоту, стимулируя тем самым секреторную деятельность желудка.

Сульфат (SO4) снижает желудочную секрецию и ее активность, а в сочетании с магнием вызывает слабительный эффект.

Хлор (Сl) влияет на выделительную функцию почек.

Перечисленные выше компоненты содержатся практическивовсех подземных водах в большом количестве (кроме ультрапресных), иногда до нескольких граммов на литр. Поэтому они называются макрокомпонентами. По соотношению их в различных пропорциях дают наименование химического состава минеральным водам. Они могут быть простыми, состоящими из двух-трех элементов, и сложными, включающими все шесть анионов и катионов. Например, содовая вода «Нагутская 26» - гидрокарбонатная натриевая (двухкомпонентная), «Ессентуки 4» - хлоридно-гидрокарбонатная натриевая (трехкомпонентная), «Смирновская» - сульфатно-гидрокарбонатная кальциево-натриевая (четырехкомпонентная), кисловодский «Нарзан» - сульфатно-гидрокарбонатная натриево-магниево-кальциевая (пятикомпонентная), а «Машук 19» - сульфатно-гидрокарбонатно-хлоридная магниево-натриево-кальциевая (шестикомпонентная).

При наименовании той или иной минеральной воды сложного состава включаются те макрокомпоненты, содержание которых превышает 20 % мг - эквивалентов, а название ведется от второстепенного иона к преобладающему, то есть от меньшего к большему.

Помимо основных ионов, в природных минеральных водах в той или иной мере присутствуют элементы, концентрации которых в весовом отношении очень незначительные. Поэтому их называют микроэлементами. Среди последних следует в первую очередь назвать йод, бром, железо, мышьяк, медь, марганец, цинк, кремний, фтор, бор, радиоактивные элементы и т.д.

Многие из указанных микроэлементов имеют точно установленное биологическое значение. Они входят в состав ряда веществ, жизненно важных для организма, таких как гемоглобин (железо), некоторые гормоны (инсулин-цинк), ферменты (железо, марганец, медь и др.), витамины (витамин В12 - кобальт). Отсутствие или недостаток некоторых из этих элементов в почве, воде или продуктах питания вызывает задержку развития, а иногда заболевания, которые проходят при их добавлении в организм.

При современном уровне наших знаний все микроэлементы, встречающиеся в натуральных минеральных водах, с бальнеологической точки зрения известные исследователи В.В. Иванов и Г.А. Невраев (1964) разделяют на четыре группы:

1) элементы с выраженным фармакологическим действием - железо, кобальт, мышьяк, йод, бром и, возможно, бор;

2) элементы с точно установленным значением в обменных, главным образом в гормональных и ферментативных процессах в организме: йод, железо, медь, молибден, цинк, кобальт, марганец и, возможно, никель, барий и кадмий;

3) элементы, токсические для человека, - мышьяк, свинец,селен, ртуть, ванадий и фтор, которые требуют при внутреннем применении ограничений, то есть предельно допустимых концентраций (ПДК);

4) элементы, хотя и обнаруживаемые в тканях и жидкостях организма, но биологическая роль которых до сих пор точно не установлена (титан, цирконий, иридий, цезий, германий и т.д.).

Ниже дается краткая характеристика действиям наиболее фармакологически (терапевтически) активных микроэлементов.

Мышьяк (Аs) в допустимых дозах благоприятно действует на организм человека, хорошо переносится желудком и быстро всасывается, улучшает аппетит, перистальтическое движение кишок становится энергичнее, несколько повышает работу сердца, улучшает кровообращение и состав крови, благоприятно действует на кожу.

Железо (Fе) входит в состав гемоглобина и дыхательных ферментов клеток, играет активную роль в передаче кислорода тканям. Его недостаток в организме, как правило, ведет к анемии.

Медь (Cu) играет заметную роль в процессах кровотечения. С недостатком меди в организме нередко связывают малокровие у детей, беременных женщин. Участвует в процессах перевода всасывающегося из кишечника железа в гемоглобин.

Цинк (Zn) участвует в ферментах, обеспечивающих нормальный обмен углекислоты и кислорода в тканях, оказывает влияниенадеятельность половых желез и гипофиза.

Кобальт (Со), марганец (Mn), молибден (Мо) и некоторые другие тяжелые металлы усиливают всасывание железа в желудочно-кишечном тракте и стимулируют кроветворение. Они необходимы для нормального функционирования ферментных систем организма.

Йод (J) используется при лечении и для профилактики атеросклероза, при хронических, склеротических и рубцующихся процессах, как отхаркивающее средство. Он играет важную роль в обмене веществ, в окислительно-восстановительных процессах, в частности, в активизации щитовидной железы.

Бром (Вr) участвует в регулировании нервной высшей деятельности, усиливает тормозные процессы, нормализует функцию коры головного мозга.

Фтор (F) является важным элементом для организма. Его отсутствие, равно как и избыток, приводит к выраженным нарушениям, особенно отчетливо проявляющимися в заболеваниях костей и зубов.

Фосфор (Р) - один из стройматериалов для костей и зубов. Он выполняет важные энергетические функции.

Литий (Li) - элемент из группы щелочных металлов. Соли лития предложены давно для лечения подагры и растворения почечных камней.

Следует подчеркнуть, что ряд микроэлементов имеет точно установленное токсическое действие на организм человека, поэтому для них в природных минеральных водах, используемых для внутреннего потребления, Государственным стандартом 13273-88 и другими нормативными документами устанавливаются ограничения. Массовая концентрация тех или иных компонентов не должна превышать следующих значений:

Наименование компонента	Значение массовой концентрации компонента, мг/дм3, не более	Метод испытания
Нитраты (по NO3)…	50,0	ГОСТ 23268.9-78
Нитриты (по NO2)…	2,0	ГОСТ 23268.8-78
Свинец (Pb)…	0,1	ГОСТ 18293-72
Селен (Se)…	0,05	ГОСТ 19413-81
Уран (U)…	1,8	ГОСТ 18921-73
Мышьяк (As) в расчете на металлический мышьяк: в лечебных водах... в лечебно-столовых водах…	2,0 1,5	ГОСТ 23268.18-78
Стронций (Sr)…	25,0	ГОСТ 23950-80
Фтор (F)… в лечебных водах... в лечебно-столовых водах…	15,0 10,0	ГОСТ 23268.18-78
Фенолы в лечебных водах и в лечебно-столовых водах…	0,001	-
Другие органические вещества (в расчете на углерод, С орг.) в лечебных водах... в лечебно-столовых водах…	15,0 10,0
Радий (Ra)…	5,0*10-10 Ки/дм3	По Методике, утвержденной Минздравом РФ.

Европейским региональным стандартом CODEX STAN 108-1981 Международной организации по стандартизации FАО установлены пределы содержания некоторых компонентов в природных минеральных водах, разлитых в бутылки, которые не должны превышать следующих величин:

Наименование компонента	Массовая концентрация компонента, мг/дм3, не более
Медь(Cu)	1,0
Марганец (Mn)	2,0
Цинк(Zn)	5,0
Бораты (в пересчете на H3BO3)	30,0
Органические вещества (в пересчете на количество О2, требуемого на окисление при анализе)	3,0
Мышьяк (As)	0,05
Барий (Bа)	1,0
Кадий (Сd)	0,01
Хром (Сг)	0,05
Свинец (Рb)	0,05
Ртуть (Нg)	0,001
Селен (Se)	0,01
Фториды (в расчете на F)	2,0
Нитраты (в расчете на N03)	45,0
Сульфиды (в расчете на H2S)	0,05
Активность (Rа)226	30,0 пКи

В бутилированных природных минеральных водах не должны выявляться фенольные соединения, поверхностно-активные агенты, пестициды и производные хлор - бензола, нефть, ароматические полициклические углеводороды, суммарная бета - активность не должна превышать 1 пКи/дм3, цианидов - не более 0,01мг/дм3 (в расчете на СN), нитритов - не более 0,005 мг/ дм3 (в расчете на N02).

Газовый состав минеральных вод. Одной из важных составных частей многих природных минеральных вод, обуславливающих их отличное от обычных пресных вод действие, являются углекислый газ (СО2) и сероводород (Н2S). Наличие этих составляющих в воде придает ей ряд определенных, как говорят, специфических качеств, как при внутреннем, так и при наружном применении.

Углекислый газ (СО2) в воде при внутреннем и наружном применении действует на обмен веществ, повышает уровень молочной кислоты, повышает кровоснабжение кожи, слизистой желудка и кишечника, расширяет капилляры желудочно-кишечной стенки и печени, усиливает секреторную деятельность желез, улучшает дыхательную деятельность. Раздражение углекислотой сосудистой системы повышает общий тонус мускулатуры, в теле появляется легкость.

Сероводород (H2S) - легко растворимый в воде газ. Токсичен при высоких концентрациях. Поэтому чаще всего сероводородные воды используют в виде ванн. Сероводород интенсивно влияет на сосуды, раздражает нервные окончания органов, влияет на центральную нервную систему, а через нее - на весь организм, действует на железы, вырабатывающие гормоны, в частности, на гипофиз, надпочечники и щитовидную железу, на некоторые процессы обмена веществ.

Лечебный эффект газа усиливается при сочетании его с углекислотой. Углекисло-сероводородные воды Ессентуков и Пятигорска с успехом применяются при лечении желудочно-кишечных заболеваний и диабета, а сероводородные воды Кумагорской больницы отменно лечат болезни опорно-двигательной системы.

Кремниевая кислота (H2SiO3) эффективна при лечении кожных заболеваний, травматических повреждений и некоторых заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Органические вещества - это совокупность веществ типа гуминов и битумов, жирных и нафтеновых кислот и т.д. До недавнего времени органические вещества, содержащиеся практически во всех природных минеральных водах, не привлекали внимание бальнеологов. Впервые об их огромной бальнеологической возможности и значимости высказался академик В.И. Вернадский.

Последующими исследованиями, проведенными в физико-химической лаборатории Центрального института курортологии и физиотерапии, было установлено, что органические вещества присутствуют во всех подземных минеральных водах и нередко в концентрациях, которые не могут не оказывать действия на организм при лечебном их использовании.

Бальнеологами было подтверждено диуретическое, желчегонное, бактерицидное и раздражающее кожу действие минеральных вод с необходимым содержанием органических веществ.

О влиянии различных типов органических веществ, находящихся в воде, многое еще не совсем понятно и нуждается в дополнительном изучении.

Радиоактивность. Биологическое значение небольших доз радиоактивности, обнаруживаемых в минеральных водах, до сих пор полностью не выяснено. Тем не менее, на курортах Кавказских Минеральных Вод радоновыми водами успешно проводят лечение органов опоры и движений, нервной и сердечно-сосудистых систем, органов пищеварения, некоторых гинекологических болезней, заболеваний кожи вне периода обострения и др.

Активная реакция минеральных вод. Среди факторов, определяющих физиологическое действие минеральных вод, определяющая роль принадлежит, несомненно, активной реакции (рН) воды. Среди лечебных вод известны как резко кислые воды с рН 1,0-2,0, так и щелочные с рН более 8,0-9,5.

В фармакологии известно, что кислые и щелочные вещества оказывают различное действие на кожу, а через нее и на организм в целом.

Кислая среда приводит к свертыванию белковых веществ, уплотнению эпидермиса, оказывает «дублящее» действие на кожу.

Щелочная среда наоборот способствует набуханию коллоидов кожи и омылению кожного сала, что способствует более тесному контакту минеральной воды (в частности кремневой кислоты) с кожей и повышению ее эластичности. Этим можно объяснить благоприятное действие щелочных вод при многих кожных заболеваниях.

Следует заметить, что только одна активная реакция не является критерием для признания воды минеральной, однако она оказывает определенное действие самой минеральной воды.

Температура минеральных вод. Она не может быть признаком, отличающим действие того или иного типа минеральной воды от обычной пресной. То есть без наличия других особенностей (присутствия в необходимом количестве углекислоты, сероводорода, кремниевой кислоты, мышьяка, йода, брома, радиоактивных веществ и т.д.) температура воды не является критерием отнесенияее к лечебным минеральным водам. Однако она может служить показателем геохимических процессов, глубины формирования природных минеральных вод, а, следовательно, и ожидаемого их химического и газового состава.