XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Нарзан – природный дар Эльбруса

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Горбушко С.Р. 1Горбушко Д.Р. 1

---

1МБОУ «СОШ №3» г. Реутов

Терехина А.В. 1

---

1 МБОУ «СОШ №3» г. Реутов

Работа в формате PDF

2.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Во время путешествия по Северному Кавказу в г. Кисловодск мы посетили Долину Нарзанов и Нарзанную галерею, где можно было попробовать различные виды подземных вод «Нарзан». Они отличаются по химическому составу, минерализации, глубине добычи и т.д. При этом, в магазинах можно часто увидеть различные бутылки с минеральной водой под этим же названием.

Нас очень заинтересовало: природа образования Нарзана, почему он бывает нескольких видов и какому виду соответствует та минеральная вода, которая поступает в продажу.

Гипотеза работы: мы предположили, что продающаяся под брендом «Нарзан» минеральная вода должна соответствовать одному их трех видов, добываемых на территории Северного Кавказа.

Цель – определить принадлежность продаваемой в магазинах минеральной воды к той или иной группе Нарзанов.

Решаемые задачи: анализ геологических данных о формировании минеральных подземных вод в г. Кисловодск и его окрестностях, определение параметров химического состава подземных вод и бутилированной воды, а также их сопоставление.

Для решения поставленных задач был проведен анализ информации из сети Интернет (сайты Википедия, История Земли, геологический отчет «Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 200 000  по Кабардино-Балкарской Республике и югу Ставропольского края»), а также специализированные литературные источники по геологии и гидрогеологии.

Основные методы, которые мы применили в данной работе: наблюдение, лабораторные исследования, анализ литературы.

Выполнение работы состояло из нескольких этапов:

1. Анализ геологического строения территории, где добывается Нарзан.

2. Определение параметров химического состава Нарзана непосредственно из источников и в бутилированной воде.

3. Сопоставление полученных результатов и определение соответствия бутилированной воды видам Нарзана из природных источников.

Описание территории добычи Нарзана

Месторождения Нарзана связаны с талыми водами Северного Кавказа и современными вулканами, в первую очередь Эльбруса.

Главный район месторождения и формирования Нарзанов находится в 20 км к югу от г. Кисловодска, в районе Кабардинского хребта, на границе Ставропольского края, республик Кабардино-Балкария и Карачаево-Черкессия. Данная территория является курортом федерального значения, подземные воды широко используются для лечения целого ряда заболеваний [3].

Кисловодск находится на юго-западе Ставропольского края, в 65 км от горы Эльбрус. Город расположен в небольшой долине, окружённой склонами Главного Кавказского хребта и образованной ущельями двух сливающихся рек - Ольховки и Березовой. Протяжённость долины с юго-востока на северо-запад составляет около 7 км.

Рис. 1. Карта района месторождений Нарзана

Рис. 2. Кабардинский хребет

Описание и происхождение Нарзана

Северный Кавказ характеризуется особой геологической структурой. При формировании минеральных вод большое значение имеет вулканическая деятельность Эльбруса [4].

Нарзан представляет собой воду, образующуюся от таяния ледников на склонах Эльбруса, проникшую по разломам вглубь горных пород. Целебные свойства Нарзана связаны с уникальным химическим составом (содержит 30 минералов) и растворенным углекислым газом. Минеральные состав и углекислый газ в воде образуются в результате природной газации. Она происходит, когда вода продвигается под землёй по естественным маршрутам и взаимодействует с различными магматическими горными породами. Углекислый газ попадает в воду напрямую из магматических пород. Далее вода скапливается в подземных резервуарах и выходит на поверхность [5].

Путь движения подземных вод от склонов Эльбруса до месторождения показан на гидрогеологической схеме (рис. 3). Добывается Нарзан как из поверхностных источников (долина Нарзанов) так и с помощью скважин, пробуренных на глубину более 300 м [6].

Рис. 3. Формирование Нарзана

Рис. 4. Источники долины Нарзанов

Все кисловодские Нарзаны имеют схожий состав, отличаясь лишь по степени минерализации, что зависит от глубины пласта, из которого добывают воду. Нарзан делят на три группы [5].

Общий Нарзан. В эту группу входят воды, поступающие с участков возле рек. Этот Нарзан, добываемый на глубине 10-15 м, отличается слабой минерализацией.

Доломитный Нарзан. Он поступает с глубины 100-150 м, характеризуется повышенным содержанием углекислоты и достаточно высокой минерализацией, в основном за счет натрия и хлора. Используется для лечебного питья, улучшающего обмен веществ в организме. Воды растворяют известняки и доломиты, которыми сложены склоны Кавказского хребта.

Сульфатный Нарзан. Эта минеральная вода с большим количеством углекислоты отличается самой высокой минерализацией, содержит сульфаты магния, натрия, активное железо, небольшое количество мышьяка. Этот Нарзан добывается на глубине 350-400 м и особенно эффективно применяется при лечении и профилактике желудочных заболеваний. Здесь подземные воды текут по разломам вдоль магматических и метаморфических пород. Формирование подземных вод каждой группы показано на рис. 5.

Рис. 5.

Проведение опыта и полученные результаты

Для оценки химического состава и последующего сравнения его с бутилированной водой были отобраны пробы из 13 источников Долины Нарзанов, реки Хасаут (для сравнения), в которую впадают воды Нарзанных источников, а также из Нарзанной галереи г. Кисловодск (пять проб), содержащей все три вида Нарзанов.

Отбор проб показан на рис. 6 и рис. 7

Из бутилированных вод были взяты пробы воды из трех образцов – «Нарзан» природной газации в стеклянной бутылке, «Нарзан» искусственной газации в стеклянной бутылке, «Нарзан» природной газации в пластиковой бутылке.

По каждому образцу были проведены замеры:

- рН – показатель кислотности воды (7 - нейтральная среда, более 7 – щелочная, менее 7 – кислотная);

- минерализация – количество растворенных солей, в миллиграммах на литр воды (до 1000 мг – вода пресная, 1000 – 5000 мг солоноватая, более 5000 мг – соленая);

- электропроводность воды, в миллисименсах на см – способность воды проводить электрический ток.

Замеры проводились с помощью тестера воды COM-600.

Результаты сведены в таблицу 1.

Таблица 1

Примечание: ДН – Долина Нарзанов, НГ – Нарзанная галерея

Полученные результаты сведены в две диаграммы, показывающие взаимосвязь минерализации и рН (рис.9), а также минерализации и электропроводности (рис.10). Из анализа результатов видно, что существует закономерность в значениях минерализации и электропроводности (рН при этом находится в диапазоне от 4,76 до 5,77). Сульфатные воды – минерализация выше 2600 мг/л, электропроводность 0,01 мСм/см, доломитный Нарзан – минерализация около 1900 мг/л, электропроводность 0,14 мСм/см, общий Нарзан – минерализация 800 – 1500 мг/л, электропроводность 0,50 – 1,0 мСм/см. Для сравнения обычная речная и ледниковая вода на этой территории имеет минерализацию 200 мг/л, электропроводность изменяется неравномерно от 0,69 до 2,11 мСм/см. По каждому виду Нарзана мы выделили свою область на диаграмме.

Определив основные закономерности, мы выполнили такие же испытания для трех проб бутилированной воды. Результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2

Перенеся полученные результаты на диаграммы (рис. 9 и 10), мы видим, что все три пробы соответствуют области общего Нарзана (у всех трех проб минерализация 840 – 1050 мг/л и электропроводность 0,94 – 1,02 мСм/см).

Таким образом, сопоставив все перечисленные факты, мы пришли к выводу, что Нарзан, продающийся в магазинах в виде бутилированной воды, относится к общему Нарзану.

Заключение

В заключение, мы хотели бы сказать, что, изучив пробы природного Нарзана, отобранного непосредственно на территории его добычи, а также имеющуюся на данную тему литературу, мы достигли поставленной цели – определить принадлежность минеральной воды, продающаяся под брендом «Нарзан». Наш доклад поможет многим узнать о происхождении этой минеральной воды.

Основная цель работы была достигнута.

Рассказом о Нарзане мы хотим привлечь внимание к тому, насколько богата полезными ископаемыми наша страна.

В заключение мы хотели бы поделиться интересными фактами о Нарзане:

- Полный химический состав насчитывает более 30 минералов. В одном литре воды «Нарзан» столько же кальция, столько в полулитрах молока, что составляет 35% дневной нормы взрослого человека. Также «Нарзан» богат магнием. В литре воды содержится 30% дневной нормы этого микроэлемента

- На кабардинском языке слово «Нарзан» переводится как «богатырская вода».

- В качестве лекарства в России Нарзан начали использовать по приказу Петра Первого с 1717 г.

Список использованных источников и литературы

1. Аллисон А., Палмер Д. Геология. – Москва: Изд-во МИР, 1984 , 568 с.

2. История Земли. https://xn--e1adcaacuhnujm.xn--p1ai/category/belina

3. Википедия. Нарзан. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B0%D1%80%D0%B7%D0%B0%D0%BD

4. Геологический отчет «Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 200 000  по Кабардино-Балкарской Республике и югу Ставропольского края».

5. Откуда в воде газы. https://theoryandpractice.ru/posts/20381-otkuda-v-mineralnoy-vode-gazy

6. Пантелеев И. Я.     Очерк истории изучения и развития Кавказских минеральных вод / И. Я. Пантелеев. - М. : Государственное научно-техническое издательство литературы по геологии и охране недр, 1955, 204 с.