Завгорудько Т.И.

ГБОУ ВПО "Дальневосточный государственный медицинский университет" Минздрава России

Завгорудько В.Н.

ГБОУ ВПО "Дальневосточный государственный медицинский университет" Минздрава России

Чаков В.В.

Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, Хабаровск

Сидоренко С.В.

ГБОУ ВПО "Дальневосточный государственный медицинский университет" Минздрава России; Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, Хабаровск

Торфяные пелоиды месторождения "Бичевское" Хабаровского края и их физико-химическая характеристика

Журнал: Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2013;90(5): 50-53

Просмотров : 2

Загрузок :

Как цитировать

Завгорудько Т. И., Завгорудько В. Н., Чаков В. В., Сидоренко С. В. Торфяные пелоиды месторождения "Бичевское" Хабаровского края и их физико-химическая характеристика. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2013;90(5):50-53.

Авторы:

Завгорудько Т.И.

ГБОУ ВПО "Дальневосточный государственный медицинский университет" Минздрава России

Все авторы (4)

Болота и заболоченные земли в Приамурье получили широкое распространение в силу геолого-географических особенностей и приуроченности региона к зоне избыточного увлажнения (сумма выпавших осадков превышает их испарение). Общая площадь торфяных болот на нижнеамурских низменностях составляет величину порядка 100 000 км2 [1—3].

Наиболее типичным представителем дальневосточных торфов является торф месторождения «Бичевское», расположенного в районе имени Лазо Хабаровского края, между реками Хор и Кия. Торфяная залежь месторождения «Бичевское» представлена двумя—тремя слоями торфа мощностью до 4,5 м, сформированных преимущественно среднеразложившимися остатками травянистых растений, сфагновых мхов, лиственного опада и древесных корней. Площадь освоенного участка месторождения составляет около 10 га, запасы торфа в его пределах оцениваются в 200 000 м3 [2, 3].

С физико-химической точки зрения средне- и хорошо разложившиеся виды торфа большинства месторождений Приамурья представляют собой среду, состоящую из твердой, жидкой и газообразной фаз, находящихся между собой в динамическом равновесии [2].

Общие свойства торфяной грязи «Бичевского» месторождения относятся к кустарниково-травяным и древесно-травяным разностям, имеют темно-бурую окраску, однородны, содержат немногочисленные включения полуразложившихся остатков древесной и травянистой растительности. Степень разложения торфа в используемой части толщи (1—3 м) весьма высока и может достигать 70%. Влажность торфа составляет 73,01%, его удельный вес при этой влажности составляет 0,97 г/см3. Сопротивление сдвигу в нативном торфе очень велико и значительно превышает установленный норматив (4000 дин/см2). При разбавлении водой 1:10, соответствующем влажности пелоида 85%, значение параметра снижается до приемлемой величины — 3000 дин/см2. Частицы размером более 0,25 мм представлены в торфе преимущественно неразложившимися растительными остатками, не оказывающими отрицательного влияния на его лечебные свойства; засоренность минеральными частицами крайне мала и составляет 0,2% при норме менее 2%; минеральные частицы размером более 5 мм в торфе не обнаружены. Теплоемкость торфа в природном виде составляет 0,860 кал/г·град, что является средним показателем для этого вида пелоидов; при разведении нативного пелоида водой до консистенции, благоприятной для проведения процедур, величина этого показателя достигает 0,928 кал/г·град. Низкие значения теплопроводности (800—900 с) обеспечивают комфортные условия проведения бальнеологических процедур в течение необходимого времени [2—4].

Зольность торфа составляет 14,12% на сухое вещество, что позволяет отнести его к категории среднезольных. В составе золы заметно преобладают окислы алюминия (16,4%) и железа (7,6%), остальные составляющие (окислы кремния, кальция, магния, серы) присутствуют в меньших количествах [2, 3].

Состав торфа: минерализация отжима торфа невелика — 0,27 г/л, что позволяет отнести его к пресноводным; в анионном составе отжима преобладают ионы гидрокарбоната и сульфата, среди катионов — натрий; кальций и магний содержатся в несколько меньших количествах; реакция среды близка к нейтральной (рН 6—7).

Содержание органического вещества в торфе, определенное по потере при прокаливании, составляет около 85%, в его составе присутствуют такие терапевтически активные компоненты, как гуминовые кислоты, фульвокислоты, битумы. В составе жидкой фазы торфа присутствует большое количество жизненно важных аминокислот (аспаргин 5,75%, тирозин 5,75%, серин 7,7%, глицин 14,79%, цистеин до 7,50%, метионин 5,55% и др.). Высокая биологическая активность торфяной грязи подтверждена также специальными опытами на дрожжевых культурах [2, 3].

Санитарно-бактериологическая обстановка в пределах «Бичевского» торфяного месторождения и исследование пробы характеризуются как удовлетворительные. Содержание тяжелых металлов в торфе месторождения «Бичевское» не превышает величины природного фона для почв. По данным радиобиологической лаборатории Испытательного центра природных лечебных ресурсов ФГБУ «Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии» Минздрава России, удельная эффективная активность Аэфф<12,8 Бк/кг, что значительно ниже установленной величины, содержание техногенных радионуклидов (цезий-137 и стронций-90) практически не значимо, а значения суммарной альфа- и бета-активности значительно ниже среднего фона для почв [2, 3, 5].

Таким образом, по санитарно-микробиологическим показателям торфа и содержанию в нем тяжелых металлов и радионуклидов экологическое состояние месторождения торфяных грязей «Бичевское» признается удовлетворительным и допускающим использование этих пелоидов в лечебных целях.

Химический состав торфа представлен различными группами биологически активных веществ (БАВ), сохраняющимися и аккумулирующимися в торфе из растительных торфообразующих источников или образующимися в процессе их разложения. Наиболее представительную в количественном отношении группу БАВ составляют гуминовые кислоты, обладающие сложной химической структурой и широким спектром биологической активности и являющиеся перспективным объектом для применения в медицине. Известно, что в естественных условиях при различных режимах увлажнения концентрация БАВ гумусовой природы в жидкой фазе торфа может существенно варьировать, что негативным образом сказывается на использовании природного сырья [6, 7].

Гуминовые кислоты являются высокомолекулярными соединениями и в форме гуматов существуют в виде растворов, приближающихся к истинным. Препараты с максимальными концентрациями гуминовых веществ, как правило, являются ингибиторами жизнедеятельности природных систем. В то же самое время растворы с минимальными значениями концентрации гуминовых веществ обычно используют в качестве стимуляторов различных процессов.

В связи с этим специалистами разрабатываются способы и механизмы получения природных препаратов со строго стандартными параметрами. В лаборатории ресурсов болот и леса ИВЭП ДВО РАН предложен и запатентован «Способ получения

водного экстракта лечебной грязи» (патент РФ №2252768) [8]. Такой водный экстракт выпускается сегодня в Хабаровском крае в соответствии с ТУ 9158-008-2698312-97 на производство водного торфяного концентрированного экстракта «Реликт-концентрат». Органический углерод препарата анализировался специалистами Иркутского института химии СО РАН по гранту ДВО РАН. Данные проведенных анализов показали чрезвычайно высокую степень ароматичности соединений углерода в жидкой фазе торфа. Именно включение таких соединений предопределило наличие в ней практически всего спектра основных аминокислот, за исключением цистеина и триптофана.

В табл. 1

приводятся данные из спектров ЯМР13С, полученные в лаборатории химии древесины Иркутского института химии СО РАН, свидетельствующие о высокой концентрации углерода большинства органических соединений, составляющих основу жидкой концентрированной фазы торфа и степени их ароматичности.

Для получения локальных морфологических и химических характеристик углеродных соединений в гидролизате торфа использовался растровый электронный микроскоп LEO EVO 40HV с энергодисперсионным спектрометром INCA Energy 350. Применявшиеся увеличения составляли от 3000 до 60 000 раз, диаметр электронного пучка приблизительно 20—30 нм, чувствительность элементного анализа порядка 0,1% вес. В ходе эксперимента препарат тонким слоем наносился на алюминиевый столик прибора или помещался между двух покровных стекол. Предполагалось, что изучение препарата на алюминиевом столике даст картину распределения углеродных соединений в объеме препарата, а в тонком слое между покровных стекол можно будет исследовать состав и структуру отдельных его фрагментов. После испарения влаги препарат на столике или на одной из внутренних поверхностей стекол напылялся золотом (~15 нм).

Анализ полученных изображений показал, что образец, сформированный на алюминиевом столике, сложен многослойным агрегатом, фрагменты которого представляют собой гексагональные кристаллиты размером десятки — первые сотни нанометров (рис. 1).

Рисунок 1. Внешний вид анализируемого углеродного соединения и точка определения его элементного состава (алюминиевый столик).
В энергетическом спектре образца (табл. 2)
наряду с пиком углерода и кислорода присутствуют пики алюминия, меди и натрия. Алюминий и медь привнесены в результаты анализа из основы — алюминиевого столика, а натрий — из углекислой гидрокарбонатной натриевой борной минеральной воды Мухенского месторождения (Хабаровский край), которая используется в технологии производства препарата.

В тонком слое препарата, приготовленном на стеклянном носителе, фиксируются слоистые агрегаты из фрагментов, имеющих форму крупинок длиннозернистого риса (рис. 2).

Рисунок 2. Внешний вид анализируемого углеродного соединения (внутренняя часть одного из покровных стекол).

В другом случае (рис. 3)

Рисунок 3. Внешний вид углеродного соединения в форме растущего фрактала.
эти агрегаты имеют форму фрактала, растущего из верней правой части снимка в нижнюю левую. В процессе такого роста происходит организация относительно мелких частичек органики в структуру дендроидного фрактала. При этом отчетливо видно, что отдельные более крупные частички либо вообще не взаимодействуют с фракталом, либо обходятся его лучами и остаются самостоятельными структурами.

После удаления показателей фоновых значений натрия, алюминия, меди, магния, кремния и кальция выявлено, что исследованные нами агрегаты являются соединениями преимущественно углеродно-кислородного состава. Следует отметить, что часть (возможно, существенная) кислорода в анализе также является «фоновой», привнесенной из водной основы или стекла подложки.

Углеродно-кислородную природу гуминовых веществ констатирует и Д.С. Орлов [6], отмечая при этом, что наиболее ценными веществами торфа являются битумы и углеводно-гуминовый комплекс, доля углерода в которых обычно составляет 40—60%, а кислорода 30—40%. Таким образом, изученный нами препарат имеет преимущественно углеродно-кислородный состав и состоит из нанофрагментов, объединяющихся в агрегаты, которые часто принимают форму фракталов. Соединения дендроидной структуры выявлены в так называемом торфяном клее [9], который в своем составе в качестве компонентов содержит макромолекулы гумуса, различные органические олигомерные и низкомолекулярные вещества, а также неорганические ионы, гидрооксиполимеры и наночастицы.

Обобщая все вышеизложенное, можно констатировать значительность потенциала торфяных пелоидов Хабаровского края и целесообразность дальнейшего активного их использования. Современная аналитическая база позволяет выявлять новые сведения и данные о качестве ресурсов торфяных болот, что в немалой степени обусловливает перспективу разработки и производства из такого сырья высокоэффективных лекарственных препаратов.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail