Бородулина Г.С.

ФГБУН «Федеральный исследовательский центр «Карельский научный центр Российской академии наук», Петрозаводск, Россия

Токарев И.В.

Научный парк Санкт-Петербургского государственного университета, Санкт-Петербург, Россия

Левичев М.А.

ФГБУН «Федеральный исследовательский центр «Карельский научный центр Российской академии наук», Петрозаводск, Россия

Первому русскому курорту — 300 лет. История изучения марциальных вод

Журнал: Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2019;96(4): 76-82

Просмотров : 627

Загрузок : 3

Как цитировать

Бородулина Г. С., Токарев И. В., Левичев М. А. Первому русскому курорту — 300 лет. История изучения марциальных вод. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2019;96(4):76-82. https://doi.org/10.17116/kurort20199604176

Авторы:

Бородулина Г.С.

ФГБУН «Федеральный исследовательский центр «Карельский научный центр Российской академии наук», Петрозаводск, Россия

Все авторы (3)

Первый русский курорт «Марциальные воды», организованный при личном участии Петра I, положил начало курортному делу в России. В современном виде курорт действует с 1964 г. и использует в лечебных целях питьевые высокожелезистые подземные воды, которые в качестве характерного гидрохимического типа (марциальный) представлены в ГОСТ 54316–2011 «Воды минеральные природные питьевые». Здравница «Марциальные воды» в настоящее время остается единственным курортом в Карелии и редким курортом в России, использующим собственные минеральную воду и лечебную грязь оз. Габозеро, формирующиеся с участием железистых вод.

Курорт «Марциальные воды» находится в 50 км к северу от Петрозаводска. Месторождение минеральных вод формируется в денудационно-тектонической долине оз. Габозеро, входящего в верхнее звено системы Кончезерских озер бассейна Онежского озера (водосбор р. Шуя). Расположено в западной части Онежской палеопротерозойской структуры в пределах Северо-Онежского синклинория, сложенного вулканогенными и осадочными образованиями. Подземные воды месторождения приурочены к межморенным песчано-гравийным отложениям и верхней зоне трещиноватых шунгитсодержащих пиритизированных сланцев и долеритов. Питание подземных вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка — путем восходящей фильтрации через рыхлые отложения в долине руч. Раударгия и котловине оз. Габозеро. На водоразделах и склонах подземные воды безнапорные, в долине приобретают напор.

История исследований марциальных (олонецких, кончезерских) вод начинается в XVIII веке в связи с открытием и изучением естественных источников. Во многом первый этап связан с именем Петра I, который испытал целительные свойства заграничных железистых вод и велел поискать в России похожие минеральные воды, обратив внимание на Олонецкую губернию, где тогда добывались озерные и болотные железные руды. Случай помог найти такие воды. Открытие марциальных вод в 1714 г. связывают с историей излечения работника Кончезерского завода Ивана Рябоева водами незамерзающего источника, обнаруженного им на Равболоте, где добывалась железная руда. Об этом событии Петра I оповестил тогдашний начальник заводов В.И. Геннин. 26 октября 1717 г. на место открытия был отправлен доктор Л.Л. Блюментрост для исследования воды «химически и практически». Практические результаты хирурга Равелина были опубликованы под названием «Подлинные дознания о действе марциальныя кончезерския воды, разными человеки изыскано херургием Равелином 1718 г., в месяце генваре». Результаты химических исследований были положительными (описаны в 1720 г. Г. Ремусом), и 3 января 1718 г. Геннин доносил генералу Апраксину: «…Блюментрост по учиненной пробе хвалит чрез меру здешнюю новую минеральную воду…» [1]. И уже через год Петр I впервые прибыл к марциальным водам. После успешного лечения последовало обнародование курорта, и 20 марта 1719 г. был дан высочайший указ на «дохтурские правила» прохождения лечения и употреб-ления воды. Этой датой и знаменуется открытие и закрепление курортного значения марциальных вод.

В 1724 г. Петр I в последний, четвертый, раз навещает курорт «Марциальные воды», после чего его развитие прекращается. Исторический источник постепенно исчезал, чему способствовали продолжающаяся добыча железной руды и устройство в 1752 г. купоросного завода, который просуществовал более 30 лет [2, 3]. Для выварки зеленого (железного) купороса использовали воду из колодца, устроенного в 100—200 м к северу от питьевого. В 1773 г. встал вопрос о переносе царского дворца, так как «железная руда, там добывавшаяся, богатством своим склонялась под дворец». В 1780 г. составлен план местности, который был предъявлен Н.Я. Озерецковскому во время его путешествия по Олонецкому краю и посещения марциальных вод [4]. В 1785 г. Озерецковский увидел развалины дворцов, источник с мутной и землистой на вкус водой, а также расположенные невдалеке ямы с «…весьма едкой густой водой, которая напиталась квасцовыми и железными частицами от купоросной земли и железной руды, которая под оною землею в разном углублении попадается гнездами…» [4].

После разрушения дворцов в течение целого полустолетия ни в исторических актах, ни в местных архивах не встречается более ничего о марциальных водах. Лишь в 1832 г. Р.А. Армстронг пишет, что источник «…ныне приводится в надлежащий порядок очисткою, отводом верховой воды, приток коей, смешиваясь с водою родника, разводит и ослабляет действие сей последней» [5].

Подробные описания пребывания Петра I на марциальных водах, в том числе сведения об источнике, имеются в многочисленных публикациях. Первый дошедший до нас результат анализа воды исторического колодца (в дальнейшем именуемый старым) выполнен Л. Блюментростом и описан Г. Ремусом в 1720 г. Вода характеризовалась как минеральное питье, содержащее в 1 фунте немного углекислого газа, 2—3 грана железа, 4—5 гранов соли марциальной [6, 7].

В 1748 г. в воде, кроме железистых соединений, Г. Модель выявил сернокислый натр. Он же в 1752 г. еще раз выполнил анализ воды. Лейб-медик императрицы Елизаветы Петровны Г.К. Бургааве, не заинтересованный в развитии отечественных курортов, дал резко отрицательный отзыв на результат этого анализа по причине отсутствия «колодезного духа» (углекислого газа) и уменьшения содержания минеральных веществ в 5 раз по сравнению с исследованиями Блюментроста [6, 8]. Результат формально был плох по причине изменения условий: «минеральный ключ принял под землею другое направление и не дает уже такой воды, какую тогда давал» [8].

В 1825 г. по инициативе Горного совета вновь анализируется вода источника (Нелюбов) и делается вывод, что она принадлежит к числу «сернокислых железистых вод», потому медицинский совет дает заключение, что «скорого и решительного действия» эти воды принести не могут. Отрицательный результат анализа объясняется совершенным запустением источника. Результат анализа печатается в журнале Министерства внутренних дел в 1830 г. и выглядит следующим образом [3]: «в одном фунте медицинскаго веса содержится:

1) сероводородного гаса — 1,2 дюйма;

2) смолистого вещества — 0,08 грана;

3) поваренной соли — 0,16 грана;

4) железного купороса — 0,17 грана;

5) экстрактивного начала — 0,87 грана».

Р.А. Армстронг в 1832 г. пишет, что «химические опыты открывают, что железо состоит в соединении с серною кислотою. Открываются в них тоже признаки сернокислаго глинозема» [5].

После того как в 1845 г. прибывший из Санкт-Петербурга к марциальному источнику «в совершенно расслабленном положении» статский советник Иванов получил «весьма чувствительное облегчение», Медицинский департамент затребовал 4 бутылки воды и на основании анализа академика Фрицше сделал заключение, что воды могут оказывать в некоторой степени целебное свойство [9]. Результаты анализа Фрицше в привычном для нас виде представлены в статье В.В. Иванова и Е.В. Ренгартен [6] (табл. 1).

Таблица 1. Химический состав воды естественных марциальных источников (по В.В. Иванову и Е.В. Ренгартен [6], с сокращениями) Примечание. * — не учтен выпавший осадок; прочерк — данные отсутствуют.

Следует отметить, что в книге Л. Бертенсона и Н. Воронихина «Минеральные воды, морские купания и грязи в России и за границею» (1874) [10], в которой собраны «…новейшие сведения об отечественных минеральных водах…», в том числе железистых, нет даже упоминания о марциальных водах. Но в более раннем (1855 г.) полном справочном издании К. Грумм-Гржимайло среди железных вод определил место марциальным водам, а обзор литературы о русских минеральных водах он начал с петровских «Правил дохтурских, как при оных водах поступать» [11].

В 1885—1887 гг. по инициативе горнозаводского лесничества был оборудован второй (новый) источник, который впервые обследован в июле 1891 г. во время поездки олонецкого губернатора на марциальные воды. В Олонецких ведомостях за 1891 г. [12] печатается подробный отчет горного инженера Азанчеева о поездке, дается характеристика источника с попыткой объяснить условия его формирования, при-водятся подробный ход анализа воды и его результаты (см. табл. 1). По мнению автора отчета, новый колодец является реставрацией старинного колодца, так как в нем была найдена деревянная труба, заменявшая обруб. Температура воды в новом источнике на момент обследования составила 4,5 °С, а в старом — 8 °C, и зимой он замерзал, в то время как Рябоевым был открыт именно незамерзающий источник. Анализируя воду нового источника, аналитик Сидоров убедился, что в марциальной воде отсутствует сернистый водород, в анализе 1825 г. (Нелюбов) определяемый.

Устройство нового колодца несколько ниже по рельефу от старого, по-видимому, привело к истощению первого. Тем не менее оба источника сохранились до начала XX века, и Н.Н. Славянов в период рекогносцировочного обследования местности в 1932 г. описывает две сохранившиеся на краю болота беседки над источниками, дающими «самоистекающую воду». Оба колодца по описанию мелкие: старый — 1,5 м, новый — 0,5 м, каптированы шпунтовыми досками, их забой не доходит до коренных пород. Дебиты источников большие, но замерить их трудно. Славянов ориентировочно оценивал видимую и скрытую разгрузку подземных вод в 50—100 тыс. ведер в сутки [6]. В табл. 1 приведены результаты анализов воды старого и нового источников, выполненные в разные годы. Несмотря на расхождения в концентрациях основных компонентов, объяснимые погрешностями в отборе и хранении проб, во всех случаях вода по типу относится к железистой сульфатно-гидрокарбонатной магниево-кальциевой.

Результатами 1932 г. заканчивается этап исследований естественных источников и начинается этап изучения месторождения минеральных вод. В 1933—1934 гг. в целях дальнейшего развития курорта Институтом курортологии предприняты гидрогеологические и первые стационарные исследования марциальных вод. В ходе работ была изучена заболоченная долина ручья, пробурено около 30 разведочных скважин, дана характеристика геологических и гидрогеологических условий района. Геологическое строение долины марциальных вод представлено как чередование диабазов и углисто-глинистых сильно пиритизированных сланцев протерозойского возраста, перекрытых четвертичными ледниковыми отложениями. В отчете отмечено, что весь комплекс четвертичных отложений пропитан железистыми водами и имеет красноватую окраску, местами на контакте с углеродистыми сланцами осадки сцементированы в настолько плотную непроницаемую железистую корку мощностью до 1,2 м, что она с трудом пройдена долотом.

По результатам бурения три разведочные скважины были рекомендованы для обустройства эксплуатационных: одна на месте нового источника (в настоящее время скважина 2-к), вторая на месте бывшего колодца для добычи купоросной воды (скважина 4-к) и третья (скважина 1-к) южнее, с водой с низкой концентрацией железа. Результаты исследований опубликованы в сборнике «Физико-химия минеральных вод и лечебных грязей» (1937), включающем статью Е.В. Ренгартен «Генезис марциальных вод и химическая ха-рактеристика их после каптажа» [13]. В работе автор пришел к выводу, что значительная концентрация железа в воде объясняется не столько окислением пирита, сколько «…процессом выщелачивания древних продуктов окисления пирита из сланцев водой, циркулирующей в коренных породах в настоящее время».

Пробуренные в 1934 г. три эксплуатационные скважины в последующие годы не эксплуатировались, разрушались и к концу 1950-х годов пришли в негодность. С началом строительства курорта возникла необходимость сооружения новых скважин, и в 1958—1960 гг. с учетом рекомендаций предыдущих работ на месторождении был сооружен линейный водозабор, состоящий из четырех самоизливающих скважин, действующих до настоящего времени.

Крайняя южная скважина 1-к вскрыла водоносный горизонт песчано-гравийных отложений на глубине 8,8—9,5 м. Горизонт заключен в глинистых озерно-ледниковых отложениях и выклинивается по направлению к северу. Пьезометрический уровень воды после бурения установился на отметке +1,4 м, дебит составил 0,4—0,5 л/с.

Скважины 2-к и 3-к, находящиеся в 20 м друг от друга и в 250 м от скважины 1-к, вскрыли под глинами на глубине 6 м маломощный (0,5—0,75 м) обводненный песчаный слой и верхнюю трещиноватую зону долеритов. Уровень воды установился на отметке +0,57 м (скважина 2-к) и +0,5 м (скважина 3-к), дебит колебался в течение первых месяцев наблюдений от 1 до 2,5 л/с (скважина 2-к) и от 1 до 2,3 л/с (скважина 3-к) в зависимости от уровня самоизлива.

Скважина 4-к в отличие от предыдущих вскрывает только коренные, сильно разрушенные шунгитсодержащие сланцы на глубине 4,8—10 м. По тектоническим нарушениям между скважинами 3-к и 4-к сланцы смещены вверх и залегают непосредственно под четвертичными отложениями. Уровень воды в скважине 4-к установился на отметке +0,3 м, дебит оказался самым низким — 0,1—0,2 л/с. Температура воды всех скважин 5 °C.

Дальнейшие наблюдения за режимом скважин достаточно регулярно проводились службами санатория и другими организациями (Карельский научный центр, Карельская геологоразведочная экспедиция). Многолетние наблюдения показали, что дебит сква-жин (за исключением скважины 4-к) резко уменьшился сразу после их строительства и в меньшей степени колебался на протяжении более полувека. Первоначальное сокращение дебита связано с изменением уровня излива, в дальнейшем — с ремонтом скважин и изменением их конструкции. Кратковременные падения напоров отмечались в 1970-х годах при попытке строительства питьевой галереи, когда при водоотливе из траншей, проложенных для со-оружения водопровода, произошло понижение уровня подземных вод. В начале 2016 г. дебиты трех скважин снова несколько увеличились в результате изменения их конструкции. Наблюдения за режимом скважин в 1972—1975 гг., выполненные Отделом вод-ных проблем Карельского филиала Академии наук СССР, из-за нарушения режима их эксплуатации не позволили судить об истинном многолетнем и сезонном режиме минеральных вод. Но отмечено, что существенных изменений химического состава воды не наблюдалось, незначительное снижение концентрации железа происходило весной и увеличивалось в зимний период [14].

Режимные наблюдения, проведенные Карельской геологоразведочной экспедицией в ходе работ по оценке запасов минеральных вод в 1979—1980 гг., подтвердили достаточно стабильный режим месторождения и отметили зависимость состава воды и дебита источников от интенсивности атмосферного питания, в том числе установили увеличение содержания железа в меженные периоды, уменьшение — в паводковые. В комплексе с геолого-гидрогеологическими исследованиями, выполненными ранее на территории Карелии, уточнены гидрогеологические условия месторождения, подсчитаны эксплуатационные запасы, подтверждена пригодность минеральных вод для использования в лечебных целях. Позже, в 1986 г. запасы минеральных вод были уточнены и утверждены в объеме 15,6 м3/сут [15].

После разведки месторождения марциальные воды как яркий представитель группы железистых вод вошли в классификацию минеральных вод [16]. В.В. Иванов считал, что маломинерализованные сульфатные воды «составляют очень локальную и мало распространенную, но вместе с тем чрезвычайно характерную по своему генезису и химическому составу группу вод». Такие воды формируются на небольших глубинах, в зонах окисления пиритизированных пород под воздействием кислородсодержащих атмосферных вод. В группу входят полюст-ровские воды (Санкт-Петербург), значительно уступающие марциальным по содержанию железа.

Воды четырех эксплуатационных скважин на месторождении «Марциальные воды» сходны по химическому типу, но отличаются по минерализации и концентрации железа — основного бальнеологического компонента, что позволяет использовать в курортном лечении воду каждой скважины для определенных заболеваний. В 1964 г. санаторий принял первых посетителей. Клинические исследования, про-водимые в санатории совместно с Петрозаводским университетом, показали высокую эффективность минеральных вод при лечении заболеваний крови, желудка, болезней обмена веществ и др. [17, 18].

В нашем распоряжении имеются результаты 70—80 анализов воды по каждой из четырех скважин, выполненных в период 1959—2017 гг. различными организациями (табл. 2).

Таблица 2. Средние многолетние показатели химического состава марциальных вод
Поскольку железистые воды в поверхностных условиях являются крайне неустойчивой системой, при оценке результатов и сопоставимости анализов необходимо учитывать мешающие факторы. К последним следует отнести некачественный отбор проб без сохранения герметичности, длительный перерыв между опробованием и анализом без фиксирования проб, вследствие чего вода насыщается кислородом, теряет углекислый газ и растворенное железо. Статистическое распределение данных анализов по-казывает, что размах значений по всем показателям и компонентам за период наблюдений слишком велик и не отражает реальные временны́е колебания состава воды. В табл. 2 приведены средние многолетние показатели химического состава марциальных вод.

Наибольшие отличия по всем показателям химического состава наблюдаются между крайними скважинами 1-к и 4-к, средние скважины 2-к и 3-к близки между собой по химическому составу и минерализации. От скважины 1-к к скважине 4-к наблюдается снижение величины рН с 6,4 до 6,1 и увеличение минерализации воды с 0,25 до 0,92 г/л (см. табл. 2).

Кальций является преобладающим катионом в составе наименее минерализованной воды скважины 1-к, в остальных скважинах в составе воды на первое место выходит магний. С увеличением минерализации растет концентрация железа: в среднем с 14 (скважина 1-к) до 96 (скважина 4-к) мг/л. Благоприятными условиями для миграции железа в форме Fe2+ служат слабокислые воды с низкими положительными значениями Eh и повышенными концентрациями СО2. Главным анионом в воде скважин 2-к—4-к являются сульфаты, лишь в скважине 1-к их относительная концентрация сравнима с гидрокарбонатами (см. табл. 2). Высокое содержание железа при невысокой общей минерализации воды и физиологически благоприятном химическом составе делает их бесценными питьевыми лечебными водами.

Длительный, но нерегулярный ряд наблюдений и разной степени надежности результаты химических анализов не позволяют однозначно выявить сезонные и многолетние изменения состава марциальных вод. Следует подчеркнуть, что в отличие от большинства известных курортов страны до сих пор нет современного представления о формировании марциальных вод и их состоянии в изменяющихся условиях. В работе И.В. Токарева и соавт. [19] отмечается, что по изотопным меткам в марциальных водах фиксируется смена условий формирования подземных вод с увеличением доли инфильтрационного питания. Для уточнения такой тенденции и выяснения условий формирования минеральных вод необходимы современные комплексные исследования. В 2018 г. в рамках выполнения проекта Российского фонда фундаментальных исследований начаты регулярные изотопно-химические исследования марциальных вод, необходимые для рационального использования гидроминеральных ресурсов и развития санаторно-курортного потенциала региона.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Поисково-аналитическая работа по подготовке рукописи проведена при финансовой поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18−45−100004).

Благодарности. Выражаем благодарность сотрудникам Национального музея Республики Карелия и лично сотруднице музея «Марциальные воды» М.А. Михайловой за помощь в подборке архивных материалов. Авторы также благодарят сотрудника санатория «Марциальные воды» В.В. Сероменко за помощь в полевых работах.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — Г.С. Бородулина; сбор и обработка материалов — Г.С. Бородулина, М.А. Левичев; анализ полученных данных, написание текста — Г.С. Бородулина, И.В. Токарев; редактирование — М.А. Левичев, И.В. Токарев.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие конфликта интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Бородулина Г.С. — к.г.-м.н., ст.н.с.; https://orcid.org/0000-0001-5449-2037; e-mail: bor6805@yandex.ru

Токарев И.В. — к.г.-м.н., ведущий специалист; https://orcid.org/0000-0003-1095-0731; e-mail: tokarevigor@gmail.com

Левичев М.А. — главный геолог; e-mail: mikhail-levichev@mail.ru

Бородулина Галина Сергеевна — к.г.-м.н., ст.н.с.; https://orcid.org/0000-0001-5449-2037; e-mail: bor6805@yandex.ru

Бородулина Г.С., Токарев И.В., Левичев М.А. Первому русскому курорту — 300 лет. История изучения марциальных вод. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2019;96(4):76-82. https://doi.org/10.17116/kurort20199604176

потенциала региона.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Поисково-аналитическая работа по подготовке рукописи проведена при финансовой поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 18−45−100004).

Благодарности. Выражаем благодарность сотрудникам Национального музея Республики Карелия и лично сотруднице музея «Марциальные воды» М.А. Михайловой за помощь в подборке архивных материалов. Авторы также благодарят сотрудника санатория «Марциальные воды» В.В. Сероменко за помощь в полевых работах.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — Г.С. Бородулина; сбор и обработка материалов — Г.С. Бородулина, М.А. Левичев; анализ полученных данных, написание текста — Г.С. Бородулина, И.В. Токарев; редактирование — М.А. Левичев, И.В. Токарев.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие конфликта интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Бородулина Г.С. — к.г.-м.н., ст.н.с.; https://orcid.org/0000-0001-5449-2037; e-mail: bor6805@yandex.ru

Токарев И.В. — к.г.-м.н., ведущий специалист; https://orcid.org/0000-0003-1095-0731; e-mail: tokarevigor@gmail.com

Левичев М.А. — главный геолог; e-mail: mikhail-levichev@mail.ru

Бородулина Галина Сергеевна — к.г.-м.н., ст.н.с.; https://orcid.org/0000-0001-5449-2037; e-mail: bor6805@yandex.ru

Бородулина Г.С., Токарев И.В., Левичев М.А. Первому русскому курорту — 300 лет. История изучения марциальных вод. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2019;96(4):76-82. https://doi.org/10.17116/kurort20199604176

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