Минеральные воды Дальнего Востока

Щелочные термальные воды Приморья (рН 8-9) образуются без дополнительного поступления  углекислоты,  как  и  азотные  термы Cl-Na  состава  Чукотки (рН 7). Хлоридные и сульфатные термальные воды Камчатки формируются с участием газов прежде всего вулканических эксгаляций и в зависимости от состава газов могут быть как щелочными, так и кислыми [1].

Рис. 1. Зависимость содержаний отдельных элементов и НСО3 от рН в различных группах минеральных вод Приморья. 1 – углекислые холодные, 2 – термальные, 3 – пресные, 4 – солоноватые [1]

 

С этими столь различными типами вод Дальнего Востока связаны различия в уровнях концентрации химических элементов. Так, для холодных углекислых вод, имеющих преимущественно НСО3-Са (Na) состав и большое количество газообразного СО2, характерны высокие по отношению к пресным водам прилегающих территорий  содержания  основных  породообразующих  элементов,  элементов сульфидной группы, редкоземельных, редкощелочных. В щелочных Cl-Na термах Курильских островов отмечено максимальное содержание Ge; там же, а также в аналогичных водах Узон-Гейзерной системы Камчатки – высокие содержания Rb, Cs, Sr (см. таблицу 1).

 

Таблица 1. Распределение элементов в минеральных водах Дальнего Востока [1]

Примечание. Прочерк – отсутствие данных

В сульфатных термальных водах Курильских островов (Кунашир, Итуруп, Парамушир) распределение элементов указывает на существенную переработку вмещающих пород кислыми (рН до 1 и ниже) растворами с выносом большого количества редких, рассеянных и редкоземельных элементов. В кислых Курильских термальных водах встречено максимальное количество Al, Cr, Ni, Zn, Pb. В метаморфизованных соленых азотных термах Чукотки (рН около7) наиболее характерны Cs, Ga, Cr, Se, Cu, Ba, Ge, Li. Относительно высокое содержание В, Ga, Cu и в солоноватых водах Приморья.

Воды одного типа могут существенно различаться содержанием редких и рассеянных и других элементов. Например, в холодных углекислых Малкинских во-дах Камчатки и в воде Неробинского источника Приморья, как правило, отмечается максимальное содержание Sr, Li и ряда других элементов, а в Синегорских во дах Сахалина высоки содержания As, В, Cu. Эти особенности связаны, во-первых, с различным временем нахождения воды в подземном горизонте (скоростью водообмена), определяющим различную минерализацию вод; во-вторых, с различиями в материнском субстрате [1].

Широкий разброс кислотно-щелочных и температурных условий в разных типах вод позволил установить зависимости содержания некоторых элементов от рН и  температуры  вод,  а  также  от  концентрации  основных ионов,  в  частности,  для камчатских терм (рис. 2, 3).

Рис. 2. Взаимосвязь концентраций Sr и SO42- в Паратунских термах, Li и Cl - в Узон-Гейзерной гидротермальной системе [1]

 

Рис. 3. Зависимость содержания Mo от температуры в водах Мутновско-Вилючинского района [1]

 

 

4. Формы нахождения микроэлементов

 

Формы нахождения микроэлементов также необходимо учитывать при установлении возможных токсикологических свойств вод, хотя этот аспект изучен еще менее. Микроэлементы находятся в природных водах, в том числе и минеральных, не только в виде отдельных ионов, но прежде всего в виде комплексных соединений. Изучение форм нахождения ряда элементов в разных типах подземных вод показал, что формы миграции элементов заметно различаются в разных водах в зависимости от концентрации и связующей силы комплексообразователей (F-, HCO3-, SO42-, Cl-, ОН-).

Например, в кислых сульфатных водах сульфатные комплексы и ионные формы Li, Pb, Zn, Sr, Mn, Fe в процентном соотношении близки, а преимущественной формой нахождения алюминия является AlSO4+. В Cl-Na околонейтральных горячих водах Узона и Чукотки преобладают ионные формы большинства микроэлементов, в меньшей степени хлоридные, а алюминий находится в форме Al(OH)4-; в углекислых водах – наиболее характерны ионные формы  и гидрокарбонатные комплексы микроэлементов, а алюминий представлен формами AlF2+; Al(OH)30 и Al(OH)4-. Имеющиеся  методики  позволяют рассчитать формы миграции только для ограниченного  числа  наиболее  характерных  элементов. Натурные  наблюдения показывают, что одним из активных комплексообразователей для микроэлементов может служить фтор. Его связь с Li, Ge  можно  видеть,  в  частности,  в сульфатных  водах  Паратунки (рис. 4).

Рис. 4. Связь концентраций Mo, Ge, Li с содержанием  фтора  в  водах  Паратунской  гидротермальной системы. 1 - Нижняя Паратунка, 2 – Средняя Паратунка, 3 -  Верхняя  Паратунка, 4 -  Карымшинская группа [1]

 

Возрастание  содержаний  редкоземельных элементов  в  углекислых  водах  Приморья  напрямую связано  с  возрастанием  концентрации HCO3-, что позволяет предполагать существование  карбонатных  комплексов редкоземельных  элементов,  прежде всего тяжелых. Наличие некоторой связи  с  фтором (в  частности  в Шетухинской группе углекислых вод Приморья) указывает на возможность их миграции и в виде фторидных комплексов. Возрастание роли  фторидных  комплексов  в некоторых  гидротермальных растворах от 40 до 90 % от легких к тяжелым РЗЭ зафиксировано  экспериментальными исследованиями. В нашем  случае для термальных вод островов Кунашир и  Парамушир  также  отмечается  прямая связь легких редкоземельных элементов с концентрацией SO42- иона (рис. 5), а тяжелых – с повышением содержания фтора.

 

Рис. 5. Связь наиболее легкого редкоземельного элемента лантана (а) и наиболее тяжелого лутеция (б) с сульфат-ионом в термальных водах Курильских островов. 1 – о-в Кунашир, 2 – о-в Парамушир [1]

 

Соотношение незакомплексованных форм  микроэлементов,  гидроокисных, карбонатных, хлоридных и сульфатных комплексов  редкоземельных элементов  может  существенно меняться в зависимости от рН, температуры и общей минерализации вод [1].

 

5. Микроэлементный состав вод и стандарты качества

 

Исследование микроэлементного состава вод дает основание осторожнее относиться к использованию некоторых типов вод в качестве питьевых лечебных. В настоящее время существуют большие расхождения между устаревшими нормами, предъявляемыми  к  водам  ГОСТом 13273-88 «Воды  минеральные  питьевые  лечебные и лечебно-столовые» (срок его действия до 01.01.94, но им до сих  пор  пользуются  практики)  и санитарными  нормами  и  правилами  Госкомсанэпиднадзора  РФ (СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода.  Гигиенические  требования  к качеству  воды  централизованных систем  водоснабжения»),  а  также международными,  в  частности  по минеральным  водам Великобритании,  например,  по  мышьяку (не выше 50  мкг/л).  Иногда  в  водах, применяемых  у  нас  как  лечебные питьевые, содержание ряда микроэлементов может значительно превышать  предельно-допустимые для питьевых вод значения. Например,  нами  отмечено  превышение питьевых норм: в Синегорских водах (о-в Сахалин) - по бору более чем  в 600 раз,  по  мышьяку  более чем в 1000 раз, по литию в 80 раз, по барию в 5 раз; в Мухенских водах (Хабаровский  край) –  по  бору более чем в 100 раз, литию в 35 раз, в обоих месторождениях повышены также содержания бериллия и стронция; в углекислых водах Малкинского месторождения (Камчатка) – по литию более чем в 500 раз, по бору в 200 раз, по барию более чем в 50 раз, по бериллию более чем в 30 раз. Ранее мы отмечали превышение величин СанПиН и для некоторых приморских углекислых вод, таких как Ласточка (по литию, барию), Лотос (по бору, барию), горноводненская (по бериллию), а также в ряде источников, активно используемых местным населением в качестве питьевых лечебных, например в Неробинском. По многим микроэлементам из-за их плохой изученности нормы не разработаны до настоящего времени.

Таким образом, изучение микроэлементного состава вод показало, что вариации содержаний микроэлементов в минеральных водах Дальнего Востока зависят  от  типа  вод,  их  рН,  температуры,  общего  солевого  и  газового  состава, специфики водовмещающих пород. Эти же характеристики во многом определяют  и  формы  миграции  микроэлементов.  Полученные  данные  желательно учитывать  в  бальнеологической  практике  при  выборе  для  разных  типов  вод способа их применения и дозировки [1].

 

6. Термальные источники и ключи Камчатки

 

Термальные источники «Вилючинские»

Термальные источники «Вилючинские» состоят из двух групп источников с температурой воды от 40` до 60`С, расположенных в живописной долине реки Вилюча среди мелколиственных лесов и кустарников; источники украшены травертиновыми куполами и плотными колониями термофильных водорослей со специфическими биологическими сообществами; склоны долины реки удобны для занятий горнолыжным спортом; а чуть выше источников река образует красивый водопад высотой 40 м (рис. 6).

Рис. 6. Термальные источники «Вилючинские»

 

Налычевские термальные ключи

Налычевские термальные ключи - самые крупные на Камчатке термальные углекислые источники - разгружаются в междуречье Горячей и Желтой на площади более 2 км/2. У подножия горы Круглая отложения источников образовали огромный, площадью более 50000км/2 травертиновый щит с куполом, сложенным из карбонантных и железистомышьяковистых осадков (купол получил название "котел"). По его периферии выходит множество горячих источников, образующих ручей. Купол окружен термальными болотами (рис. 7).

 

Рис. 7. Налычевские термальные ключи

 

В пойме Горячей на протяжении 2,5 км сосредоточены выходы терм в виде коротких горячих ручьев, впадающих в холодную реку, а также в виде мелких озерков, луж и болот. В этих ручьях и озерках разрослись обширные колонии термофильных водорослей, образовавших разноцветные плотные маты - подушки. Такие же источники расположены на реке Желтая в 600 м от устья (рис. 8).

 

Рис. 8. Налычевские источники

 

От "котла" до реки Горячая в 1959 г. пробурены четыре скважины, одна из которых изливается до наших дней. Всего в этой группе насчитывается около 100 источников и высачиваний термальных вод с температурой от 14 до 75`С. Их суммарный видимый дебит около 80 л/сек, а вместе с самоизливом скважин - 110 л/сек. Воды Налычевских ключей относятся к весьма редкому гидрохимическому типу: "углекислые, мышьяковистые, борные, кремнистые хлоридно-натриево-кальциевые термальные воды средней минерализации". Источники отличаются друг от друга степенью разбавления холодными поверхностными водами. Они - слабокислые или слабощелочные (рН 5,9-7,8), с общей минерализацией от 3,7 до 12 г/л и содержат множество редких элементов (фтор, бром, йод, литий, рубидий, мышьяк, бор, стронций, сурьма, германий и другие). Эти же элементы в довольно высоких концентрациях присутствуют в осадках, которые отлагаются в местах выходов вод на поверхность.

 

Таловые термальные источники

Таловые горячие источники находятся в 6 км от Налычевских на левом борту долины Порожистой (рис. 9). Выходы прослеживаются на протяжении 1 км, их температура 31-38`С, суммарный видимый дебит 6 л/сек. Установлена скрытая разгрузка в аллювий. Основные выходы источников - так называемый "Таловый котел" - находятся на поляне в густом березовом лесу. Здесь, у подножия холма, образовались два ярко-оранжевых травертиновых конуса диаметром по 45 м и высотой 13 м. По поверхности травертинов стекают теплые ручьи. Пространство между куполами и у подножия заболочено.

 

Рис. 9. Таловые термальные источники

 

Вода Таловых горячих источников относится к тому же гидрохимическому типу, что и Налычевских, но содержание сульфата и гидрокарбоната в ней несколько выше. В травертинах таловых источников, кроме того, больше мышьяковистых осадков. Наконец, в отличие от воды Налычевских источников, вода Таловых – приятна на вкус.

 

Краеведческие термальные источники

Краеведческие термальные источники выходят по берегам реки Таловая в 2 км выше ее впадения в реку Шайбная (рис. 10). Расстояние до Налычевских источников 8 км. Выходы термальных вод в виде отдельных грифонов и слабых высачиваний прослеживаются в заболоченной пойме реки на протяжении 100 м. Температура воды 32-52`С, суммарный дебит 7л/сек, на вкус она горько-соленая, а ее состав подобен составу Налычевских терм, но с большей минерализацией. Краеведческие термы не отлагают травертинов; в их газовом составе больше азота.

 

Рис. 10. Краеведческие термальные источники

 

 

Больше-Банные термальные источники

Больше-Банные термальные источники известны со времени посещения их С.П.Крашенинниковым (1737-1740гг.). Расположены они на надпойменной террасе левого берега р.Банной и представлены 24 группами на термальной площади около 1,5 км. Здесь насчитывается более 550 кипящих, бурлящих, фонтанирующих, иногда с гейзерным режимом, сосредоточенных, реже - рассеянных выходов термальной воды, а также грязевые котлы. Стенки отдельных грифонов и площадки вокруг них покрыты гейзеритом. О былой деятельности этих источником свидетельствуют мощные плиты гейзерита, обнажающиеся над урезом воды в р.Банной. Химический состав воды источников преимущественно сульфатный натриевый с общей минерализацией 0,7-1,4 г/л с содержанием кремнекислоты до 300 мг/л. В составе спонтанного газа преобладают азот и СО2. В воде и гейзерите присутствуют в очень незначительных количествах бор и мышьяк.