1) дати загальну характеристику мінеральних вод;

2) охарактеритизувати основні види мінеральних водойм, їх значення та використання людиною;

3) дати характеристику процесу виробництва мінеральної води;

4) провести аналіз вмісту основних хімічних показників в мінеральних водах в Чернігівській області.

1. Загальна характеристика мінеральних вод

1.1 Ринок мінеральної води в Україні

Особливий сегмент на ринку мінеральних вод формують питні очищені води. Для їх виробництва використовують воду з артезіанських свердловин чи взагалі водопровідну. Вона піддається фільтрації, а після цього до неї можуть додавати мінерали для поліпшення смакових якостей.

За хімічним складом мінеральні води підрозділяють на гідрокарбонатні (застосовують для лікування захворювань шлунка і сечового міхура), сульфатні (призначають при захворюваннях печінки та жовчного міхура, цукровому діабеті) і хлоридні (поліпшують обмін речовин і рекомендовані для лікування захворювань шлунка, підшлункової залози та кишківника). Зазвичай, природні води є змішаними [15].

Відповідно до Державного стандарту, мінеральними вважаються ті води, що розливають прямо в місцях видобутку, і ті, які транспортують для розливання в місця споживання. Міжнародні стандарти в цьому відношенні набагато жорсткіші. За кордоном мінеральною вважається тільки вода, розлита в пляшки не більш як за 50 м від джерела. При цьому не допускається зміна її первісних природних властивостей.

Мінеральна вода може бути як газованою, так і негазованою. Вуглекислий газ відіграє роль природного консерванта, стабілізуючи хімічний склад води. Здебільшого вода додатково насичується ним у процесі виробництва, навіть якщо цей газ споконвічно у ній уже містився.

Мінеральні води, зазвичай, є нетривкими системами. На поверхні землі ці води підпадають під вплив чинників зовнішнього середовища, з якими вони не зіштовхувалися в процесі формування. Тому, якщо не вжити відповідних заходів, хімічний склад мінеральних вод може змінитися, а їхня якість, відповідно, погіршитися.

Мінеральні води з високим вмістом заліза (залозисті) мають широкий спектр лікувальної дії. Вони рекомендовані не тільки при захворюваннях системи травлення, а й при анемії. Однак під впливом атмосферного кисню залізо окисляється, тобто цінність такої води знижується. У процесі виробництва залозистих вод слід уникати їхнього контакту з повітрям. Для цього, зазвичай, створюється спеціальна газова "подушка" з вуглекислого газу. Як стабілізуючі добавки також використовують харчові кислоти: лимонну, аскорбінову, винну тощо.

Для сульфідних вод, що містять сірчисті сполуки, як і для залозистих, характерна нестійкість в окисному середовищі. Однак ці сполуки не стабілізують у процесі виробництва, а просто вилучають. Для цього у воді розчиняють вуглекислий газ і підкислюють її.

Ринок мінеральних вод України останніми роками активно росте і розвивається. Україна посідає четверте місце в Європі за обсягом розвіданих водних запасів — 2,4 млн/м³ , водночас використовує свої водні запаси лише на кілька відсотків (близько 100 родовищ і півтисячі джерел). Промислове розливання мінеральних вод здійснюється більш як на 100 підприємствах, велика частина яких представлена невеликими цехами при пивоварних, безалкогольних та інших заводах чи харчових комбінатах. Від загальної кількості підприємств вони становлять близько 70%.

Привабливість мінеральних вод для споживача очевидна, оскільки за свої гроші він одержує гарантію якості вживаної корисної рідини. Однак прагнення здорового способу життя аж ніяк не завжди підкріплюються відповідною культурою споживання — не всі види мінеральної води можна пити постійно. Періодичність споживання залежить від ступеня мінералізації (вмісту біологічно активних компонентів), що, своєю чергою, визначає, наскільки яскраво виражені лікувальні властивості мінералки [10].

Ринок мінеральної води розподіляють на три основних сегменти: столові (52% обсягу продажів), лікувально-столові (37%) та питні очищені води (11%). Наприклад, середньостатистичний киянин випиває за рік 10–15 л мінеральної води. Це більше, ніж у цілому по Україні, але до показників розвинутих країн (100–150 л/рік на людину) ще дуже і дуже далеко.

Попит на мінеральну воду має яскраво виражену сезонність. Улітку спостерігається його зростання майже в 1,5 раза. Водночас збільшується обсяг продажів мінералки в тарі меншої місткості, призначеної для разового споживання.

Хоча медики вважають, що мінеральна вода краще зберігає свої властивості в скляній тарі, ринкові реалії трохи інші. Більшість підприємств розливає мінералку в ПЕТ-тару (місткістю 0,5; 1; 1,5; 2 л), оскільки вона дешевша, легша і зручніша для споживача. До того ж, підприємству не потрібно утримувати систему обігу тари, що дає змогу знизити собівартість продукції.

1.2 Фізико-хімічні властивості мінеральних вод

Колір. Забарвлення води може вказувати на характер порід, по яких вона рухається. Чиста питна вода не повинна мати забарвлення. Колір води, яка застосовується для лікувальних ванн, нормами не регламентується.

Прозорість. Це одна з вимог, яка висувається до питної води. Згідно з нею, питна вода може містити завислі речовини в дуже незначній кількості. Оскільки всяке помутніння впливає на смакові якості, мутна вода шкідлива для здоров'я.

За ступенем прозорості воду умовно поділяють на прозору, злегка мутну, мутну і сильно мутну. Прозорість води, яка використовується для лікувальних ванн, так само, як і колір, нормами не регламентується.

Запах. Запах води має важливе значення. Він вказує на можливе забруднення її різними речовинами органічного і мінерального походження, на більший вміст в ній заліза; запах сірководню свідчить про те, що вода піднімається з великих глибин. Питна вода не повинна мати ніякого запаху, особливо запаху гнилі, оскільки він робить її непридатною для споживання. Неприємний також болотний, рибний запах і багато інших. Ці вимоги висуваються звичайно до води, яка використовується з метою питного водоспоживання [4].

Смак. Смак води має велике значення для пізнання генезису підземних вод. Солонуваті або солені підземні води дають можливість говорити про їх зв'язок з соленосними відкладами або з породами, які містять підвищений вміст солей, чи показують на глибинне походження вод. Кислий смак води може вказувати на наявність у воді вільних кислот (сіркової або вугільної). У першому випадку це буває пов'язано з присутністю сульфідних мінералів у водовміщуючих породах або покладами сульфідних руд на глибинах, з якими стикаються при своєму русі підземні води, у другому - з проходженням зон тектонічних порушень, по яких піднімається на поверхню вуглекисла вода.

Густина. Як відомо, дистильована вода при температурі 4"С має густину, рівну одиниці. Але природна підземна вода завжди містить в собі деяку кількість мінеральних речовин, які попадають в неї з повітря разом із атмосферними опадами і в результаті розчинення і вилуговування порід, з якими вона стикається при русі в надрах земної кори. Тому її густина завжди більша за одиницю, причому чим більше в ній розчинених речовин, тим більша її густина.

Температура. Температура води має велике значення. Постійна температура підземної води вказує на те, що вода піднімається з досить великих глибин, на які не впливають зміни температури повітря за порами року; дуже низька температура підземної води характерна для областей розвитку зон багаторічних мерзлих порід; температура води, близька до температури повітря певного пункту, вказує на неглибоке її залягання від поверхні землі. Виходи на поверхню теплих або гарячих підземних вод майже завжди свідчать про походження на схожих ділянках зон розривних порушень. Нарешті, температура підземної води, близька до температури поверхневих водотоків, вказує на тісний взаємозв'язок їх між собою і на живлення ґрунтових вод річковими.

Питна вода вважається смачною і має освіжаючі властивості, якщо її температура знаходиться в межах 7-11 °С, не нижче 5°С і не вище 15°С.

Концентрація водневих іонів (pH). Концентрація водневих іонів в підземних водах невелика, але її значення велике. Вона дозволяє визначати форми стану у воді вуглецевої, кремнієвої, сірководневої і фосфорної кислот, насиченість води слабими основами; з'ясувати умови розвитку біологічних і хімічних процесів, які відбуваються у водовміщуючих товщах земної кори.

Концентрація водневих іонів залежить від температури води, ступеня її мінералізації, характеру розчинених в ній речовин, від співвідношення кількості вугільної кислоти та іонів НСО3 та СО23, дисоціації органічних кислот. У водах, які мають нейтральну реакцію, рН дорівнює 7, при кислій реакції рН менше 7, при лужній більше 7. За стандартну температуру при експериментальних визначеннях рН приймають 18°С, при якій нейтральна вода має рН=7,07.

Окислювально-відновлювальний потенціал (Eh) показує інтенсивність окислювальної чи відновлюваної дії системи і таким чином дає уявлення про природні умови формування підземних вод.

Для вод, які, без сумніву, мають лікувальний ефект, характерні від'ємні значенні Eh, що вказує на розвиток в них анаеробних процесів бактеріального руйнування органічної речовини, особливо процесу сульфатредукції, який обумовлює появу у воді сірководню. Води, які характеризуються слабкими лікувальними властивостями, мають позитивне значення Eh (близько 100-300 мВ). Це вказує на те, що ці води формуються в перехідних окисно-відновних умовах.

Проведеними дослідженнями встановлений тісний зв'язок між величиною Eh вод і концентрацією в них сірководню і кисню. При вмісті сірководню більше 0,1 мг/л Eh води завжди має негативне значення. Однак у зв'язку з невисоким вмістом сірководню у воді значенні Eh не бувають нижчими - 40 мВ. Якщо у воді є сліди сірководню і вміст кисню сягає десятих часток міліграма на літр, то Eh змінюється від 200 до 100 мВ, іноді знижується до +40 мВ. Окисно-відновний потенціал розчинів, які містять кисню більше 1 мг/л (сірководень відсутній), становить 445-300 мВ, рідше 250 мВ.