XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Химические свойства грязевого раствора глины тереклит
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
I. Введение.
В ближайшие годы предполагается переориентация Северной Осетии на развитие в ней курортных зон и укрепление реабилитационно-восстановительной базы республики. Необходимость этого, диктуется не только благоприятным климатом в сочетании с красивым ландшафтом, значительными и уникальными в своем разнообразии природными ресурсами, но и тем, что находящиеся в этом же регионе Кавминводы - один из старейших и популярных курортных районов страны в настоящее время требуют оздоровления экологической обстановки и переоценки запасов месторождений (IX Всероссийских съезд физиотерапевтов и курортологов).Для дальнейшего развития собственной санаторно-курортной базы Северной Осетии значительный интерес представляет разработка грязевых месторождений. (1)Актуальность освоения Лысогорского месторождения лечебных глин тереклитов вытекает также из того очевидного факта, что разведанные и апробированные запасы лечебных глин в Республике Северная Осетия-Алания отсутствуют, в связи с чем лечебные учреждения снабжаются завозимыми из других районов лечебными грязями, а глины тереклиты Орджоникидзевского месторождения используются во Владикавказской Физтерлечебнице с 1938 года, без апробации запасов. (2) Кроме того в связи с принятием федерального проекта о развитии курортов Северного Кавказа, в частности, строительство курортной зоны «Мамисон» в Северной Осетии расширится территория применения лечебных глин, что определяет необходимость исследования изменения химических свойств грязевого раствора тереклита от химического состава используемой воды.
Цель работы заключается в исследовании изменения химических свойств грязевых растворов тереклита от химического состава используемой воды.
Содержание поставленных задач:
٭ Изучение актуальности проблемы;
٭ Ознакомиться с основными типами лечебных грязей;
٭ Изучить основные показатели и нормы оценки лечебных грязей;
٭ Изучить механизм действия лечебных грязей на организм человека;
٭ Исследование глинистых месторождений РСО-Алании;
٭ Изучить преимущества Лысогорского месторождения глинистых пород;
٭ Исследовать изменение химических свойств грязевого раствора от химического состава используемой воды.
Работа относится к естественнонаучным прикладным работам. Значимость работы заключается в исследовании влияния химического состава воды используемой для приготовления грязевого раствора на его химические свойства для более эффективного использования при лечении различных заболеваний, и в частности, в косметологии.
II. История грязелечения.
Грязелечение является древним методом лечения с использованием естественных природных образований. Грязелечение еще называют пелоидотерапией (от греческого pelos – ил, глина и terapia – уход, лечение). С лечебной целью грязи применяли в Древнем Египте, Древнем Риме, Индии, о чем свидетельствуют указания в трудах древних историков и врачей (Геродот, Плиний, К. Гален и др.). В Италии с XVI века начали применять для леения различных заболеваний серо-землянистую массу, которую брали с места извержения вулканов. Во Франции грязелечение начали использовать в XVII в., а в Германии – в XVIII в. (3). Грязелечение на Руси начали применять в XIII в. Литературные источники и материалы археологических раскопок свидетельствуют, что Крым с незапамятных времен славился чудодейственными рапой и грязью. Применявшийся метод лечения грязью носил эмпирический харатер, то нередко приводило к трагическому исходу. В народе издавна бытовали легенды о чудодейственных свойствах сакских грязей. Некоторые из них приводятся в записках первого врача Сакского курорта С. Н. Оже и в трудах известного русского бальнеолога профессора А. И. Щербака. С начала 30-х годов XX века стало широко применяться курортное и некурортное грязелечение. За последние десятилетия разведаны тысячи минеральных источников, более 700 месторождений лечебных грязей и не менее 500 районов с благоприятными климатическими условиями. (4)
III. Характеристика основных типов лечебных грязей.
Лечебные грязи (пелоиды)- это вещества, которые образуются в естественных условиях под влиянием геологических процессов и в тонкоизмельченном состоянии, будучи смешаны с водой, применяются с лечебными целями в виде ванн, аппликации и масок. По своему происхождению, составу и свойствам лечебные грязи классифицируются как торфы, сапропели, сульфидные иловые грязи, пресноводные глинистые ильи, сопочные и гидротермальные грязи. (5)
IV. Основные показатели и нормы оценки грязей.
Кристаллический скелет (остов) состоит из глинистых и песчаных частиц диаметром более 0,001 мм, малорастворимых в воде солей- гипса, углекислого и фосфорнокислого кальция, углекислого магния и др., а также грубых органических остатков. Пластичность грязи определяет ее способность легко намазываться на тело и хорошо на нем удерживаться. Вязкость грязи является показателем прочности коллоидальной структуры; при ее недостаточности «грязь сползает с тела больного».
Липкость грязи характеризуется величинами 5000 до 8000 дин/см2.
Влажность грязи определяет ее физико-химические свойства: объемный вес, тепловые и пластические свойства, электропроводность.
Влагоемкость грязи - это способность накопить максимальное для нее количество воды (до полного насыщения). (6)
VI. Методы грязелечения.
Методы грязелечения претерпели на протяжении истории пелоидетерапии значительную эволюцию. Одним из наиболее ранних был метод отпуска египетских ванн. Древние египтяне добывали со дна реки ил, обмазывались им, а затем грелись на солнце. Ил, высыхая, превращался в потрескавшуюся корку, которая по окончании процедуры тут же смывалась. Это были, по сути дела, грязевые аппликации солнечного нагрева. Этот метод применяется и в настоящее время. Грунтовые грязевые ванны – в толще ила вырывали яму, куда укладывали больного. Тело его сверху покрывали подогретой грязью. Грязевые ванны. Грязевые аппликации – получили наибольшее распространение. Площадь грязевой аппликации может быть различна. Площадь поверхности тела человека среднего роста равна 1,4 м2,т.е. 14 000 см 2. Соответственно различают ¾ и ½ аппликации, грязевые «брюки», «трусы», «бюстгальтеры», «лицевые маски», «воротники», «перчатки», «чулки», «сапоги», «носки»и т.д. Различают следующие методы наложения грязи: местный аппликационный – лечебную грязь накладывают непосредственно на область патологического очага; юкстафокальный – во избежание обострения патологического обострения патологического процесса грязь накладывают не на зону очага. А на участок тела. Расположенный вблизи его; рефлекторно-сегментарный метод – грязевые аппликации накладывают не на область поражения. А на область проекции сегментов спинного мозга. Это грязевые «воротники» по А. Е. Щербаку при необходимости воздействия на головной мозг, аппликации на VII – X грудные сегменты для воздействия на желудок, печень и желчный пузырь; на X грудной – II поясничный для реализации эффекта на поджелудочную железу, на XII грудной - III поясничный для воздействия на толстый кишечник и т.д.; реперкуссивный метод – грязь накладывают на участок тела, симметричный пораженному участку. (7)
В пелоидотерапии применяют также грязевые припарки; полостное грязелечение; грязевые растирания; «местные» грязевые процедуры; электрогрязелечение; галваногрязелечение; диадинамогрязелечение; электрогрязелечение посредством синусоидально – моделированных токов; диатермогрязелечение; грязеиндуктотермия; пелоиндуктофорез. (8)
VII. Глина в косметологии.
Глина и её положительное влияние на кожу лица. Современная косметология имеет множество инновационных средств по уходу за кожей лица и тела, однако, частенько прибегает к народным методам и одним из таковых является глина. Существует несколько разновидностей глины, которые отличаются составом. В некоторых основная роль исполняется кремнием, в других марганцем, а в третьих – алюминием. В то время как кремний способствует повышению упругости сосудов, алюминий подсушивает, а марганец осуществляет дезодорирование. Однако многие представительницы прекрасного пола используют глину из-за её отбеливающего свойства.Глина бывает белая, красная, желтая, зеленая, серая и голубая. Каждый вид ее обладает набором своих специфических свойств и в зависимости от этого находит место в косметологии и медицине. Зеленая глина, голубая и белая на прилавках встречаются гораздо чаще, чем другие. (9)
VIII. Исследование месторождений лечебных глин РСО-Алании.
Небольшая по площади территория Республики Северная Осетия - Алания характеризуется колоссальным разнообразием природно – климатических комплексов с живописными, быстро сменяющими друг друга ландшафтными зонами, уникальными по своему объему и разнообразию типов ресурсами минеральных вод, которые могут служить базой для создания крупной санаторно–курортной агломерации, сопоставимой с широко известными Сочи – Мацестинскими и Кавминводским регионами. Санаторно – курортный комплекс РСО-Алания представлен пятью действующими санаториями: «Осетия», «Тамиск», «Фиагдон», «Сосновая роща», «Урсдон». Северная Осетия располагает огромными запасами пелоидов представленных низкоминерализованными безсульфидными глинами-тереклитами. Тереклитовые глины более 50-ти лет используются в в практике внекурортных учреждений республики. В перспективе лечебной базой курортов северной Осетии станут Лысогорское, Тамисское, Коринское месторождения лечебных глин – тереклитов, запасы, которых позволяют планировать их широкое использование в санаторно – курортных и восстановительных учреждениях. Геолого – гидрогеологическая информация, собранная в процессе изучения территории Северной Осетии, позволяет рассчитывать на открытии ряда новых месторождений, прогнозные запасы, которых по оценке гидрогеологов могут составить более 30 тысяч куб. м. в сутки. И хотя существующие на данном этапе месторождения лечебных глин тереклитов Орджоникидзевское, Тамисское, Бирагзанг, Урсдон по своим физико–химическим и другим характеристикам схожи с глинами тереклитами Лысогорского месторождения, но они находятся в труднодоступном месте и используются без апробации запасов. (11).
X. Проведение исследовании.
Нами были проведены лабораторные работы по исследованию некоторых химических свойств грязевого раствора тереклита, приготовленной для аппликаций, используя сырую и кипяченую воду.
Для проведения исследований взяли глину, тереклит с Лысогорского месторождения. По внешним признакам порода представлена плотным, темно-серыми, тонкослоистыми аргиллитоподобными глинами. При помещении кусочков породы в воду они постепенно размокают, превращаясь в мнущуюся темно-серую массу мягкой консистенции. Для определения некоторых химических свойств образцов проводились исследования по схеме и методикам, описанным в руководстве В.И. Бахмана.
1.Методика приготовления грязи из глины тереклита.
Для приготовления 200 г грязи из тереклита взяли воду кипяченую и сырую исходя из расчета, что природные грязи содержат от 40 до 70% влаги.
Ход работы. 60 г глины тереклит (порошок) поместили в фарфоровую чашку и залили 140 мл кипяченой (сырой) воды подогретой до 40о С и хорошо перемешав закрыли и оставили до полного размокания (2 часа).
2.Методика выделения грязевого раствора из грязи.
Выделение грязевого раствора из грязи производят отжиманием в прессе или отсасыванием на воронке Бюхнера. Мы использовали метод отсасывания на воронке Бюхнера.
Ход работы. Грязь накладывают на кружок фильтровальной бумаги, вложенной в воронку. Воронку Бюхнера вставляют в колбу Бунзена, которую подсоединяют к водоструйному насосу (по пути надо включить предохранительную склянку Дрекселя). Грязевой отжим собирают в пробирку, вставленную внутрь отсасывательной колбы Бунзена непосредственно под воронку Бюхнера. Собранный отжим анализируют.
3.Методика определения рН.
Определение рН в грязевых растворах проводят колориметрическим или электрометрическим методом. Мы использовали метод колориметрического определения рН (по Кларку), основанный на свойстве индикаторов принимать определенную окраску в зависимости от концентрации в растворе водородных ионов. Определение рН производят путем сравнения окраски индикатора в исследуемом растворе с окраской стандартной шкалы.
Ход работы. К 5 мл. исследуемого раствора прибавляют 5 капель индикатора и смешивают. Окраску исследуемой воды сравнивают со стандартной шкалой для данного индикатора.Если окраска воды не подходит к данной шкале, берут другой индикатор в более кислом или щелочном интервале и определяют рН, как указано выше. При внесении на породу 5% соляной кислоты выделение углекислого газа не происходит, что подтверждает отсутствие карбонатов в породе.
4.Методика определения содержания карбонатов (СО32-).
Карбонаты определяют объемным методом – титрованием 0,1 н. раствором НСl с индикатором фенолфталеином по реакции:
СО32‾ + Н+ = НСО3‾.
Ход работы. К 100 мл исследуемого грязевого раствора тереклита добавляют 10 капель фенолфталеина и титруют 0,1 н. раствором НСl до обесцвечивания.
Содержание СО32‾ вычисляют по уравнению:
X= 2а ∙ 0,003 ∙ 1000/ᴠ,
Где Х – содержание СО32‾ в граммах на 1 л раствора; 2а – удвоенное количество 0,1 н. раствора НСl, потраченное на титрование; 0,003 – количество СО32‾ в граммах, соответствующее 1 мл 0,1 н. раствора; V – объем исследуемого грязевого раствора тереклита в миллилитрах.
Результаты представлены в таблице 3.
5.Методика определения содержания гидрокарбонатов (НСО3 ‾).
Определение НСО3 ‾ производят объемным методом – титрованием 0,1 н. раствором НСl по реакции:
НСО3 ‾ + Н+ = Н2О + СО2 .
Ход работы: К 100 мл грязевого раствора тереклита прибавляют 2-3 капли метилоранжа и титруют раствором НСl до перехода желтой окраски в оранжевую. Раствор нагревают и кипятят в колбе с обратным холодильником (воронка) 10 минут для удаления СО2 . Раствор охлаждают под струей холодной воды и в случае его пожелтения дотитровывают 0,1 н. раствором НСl до появления оранжевого оттенка.
Содержание НСО3 ‾ вычисляют по уравнению:
Х= а ∙ 0,0061 ∙ 1000/ V ,
Где Х – содержание НСО3 ‾ в граммах на 1 л раствора ; а –количество 0,1 н. раствора НСl, потраченное на титрование; 0,0061 – количество НСО3 ‾ в граммах, соответствующее 1 мл 0,1 н. раствора НСl; V – объем исследуемого грязевого раствора тереклита в миллилитрах. (12)
Результаты представлены в таблице 4.
XI. Заключение
В результате проведенной работы, поставленные перед нами задачи, были выполнены.
Исследование рН грязевого раствора показала, что оно соответствует рН воды используемой для ее приготовления. Это важный показатель при использовании глины в косметологии и лечебных целях.
Существенных различий при исследовании содержания карбонатов и гидрокарбонатов в грязевом растворе, приготовленной из глины тереклит на сырой и кипяченой водах не наблюдается. Это облегчает технологию приготовления грязевых растворов из глины тереклит Лысогорского месторождения.
Итак, сравнительная характеристика месторождений лечебных глин-тереклитов в РСО-Алания показала значительные преимущества Лысогорского месторождения лечебных глин-тереклитов по своему географическому местоположению и природным запасам. Анализ проведенных исследований говорит о том, что приготовление грязи и грязевого раствора из глины тереклит не повлечет побочных отрицательных эффектов при его использовании и будет зависеть от химических свойств воды используемой для ее приготовления, что позволит широко применять ее в любых профильных лечебных учреждениях.
XII.Литература.
1. Вагин В.С., Голик В.И. Проблемы использования природных ресурсов ЮФО. Учебник для вцзов – Владикавказ: Проект – Пресс, 2005 – 192 с
2. . Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды РСО-Алания в 2008 г.
3. Krymology.info/inde.php/ История грязелечения.
4. Щуваева Л.Н. и др.. К обоснованию лечебных грязей. Москва. 1975
5. Иванов В. В., Михеева Л.С. Классификация лечебных грязей. 1974.М
6. Шустов Л. П, и др. Действие лечебных грязей при различных заболеваниях. – «Вопросы курортологии», 1975
7. Вайсфельд Д.Н., Голуб Т. Д. Лечебное применение грязей. – Киев: Здоров ′я, 1980.-144с.
8. Иванова В.В. и др.. Рекомендации по изучению лечебных грязей. Москва. 1975.
9.. www. Inmoment.ru/ beauty/beautiful-cosmetic-clay.html.
10. Цибиров У. И. Поверхностные водные ресурсы РСО – Алания. Владикавказ., 2001г.
11. Бахман В. И., Овсянникова К. А. Анализ лечебных грязей (пелоидов). Москва. Медгиз., 1960.