Проблемы идентификации различных минеральных вод

Проблемы идентификации различных минеральных вод

1О.Л. Буткова, Е.В. Хорошева

ГУ ВНИИ пивоваренной безалкогольной и винодельческой промышленности

В прошлые десятилетия розлив природных минеральных вод традиционно ограничивался несколькими десятками наименований. Эти хорошо известные воды добывали преимущественно в районах Кавказских Минеральных Вод, в Грузии, Армении и других республиках Советского Союза. Из-за экономических трудностей, связанных с распадом СССР, в России были разработаны рецептуры искусственно минерализованных вод, имитирующих главным образом наиболее популярные у потребителя «Боржоми», «Нарзан» и «Ессентуки» [1]. Имитация воды базировалась на воспроизведении основного ион-но-солевого состава без учета содержания микроэлементов, так как полное воспроизведение состава имитируемой минеральной воды экономически нецелесообразно, а органолептические свойства зависят главным образом от комплекса растворенных макрокомпонентов.

До недавнего времени искусственно минерализованные воды занимали свою нишу на потребительском рынке России. Одновременно широкое распространение получили фальсификаты, выпускаемые под марками наиболее известных природных вод.

Высокая рентабельность производства, огромный спрос, с одной стороны, отсутствие четких нормативных и юридических баз, регламентирующих качество минеральных вод, в сочетании со сложностью идентификации продукции — с другой, создали условия для поступления на потребительский рынок фальсифицированной продукции.

Защита прав потребителей и производителей качественной продукции напрямую связана с идентификацией и устранением с потребительского рынка фальсификатов.

В настоящее время качество любой минеральной воды регламентируется двумя

Таблица 1

Ионы Диапазон концентраций, мг/дм3

Гидрокарбонаты 1300-1500

Сульфаты 1100-1400

Хлориды 300-400

Кальций 330-380

Магний 50-70

Натрий 700-900

документами: ГОСТ 13273-88 «Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые. Технические условия» [2] или техническими условиями на конкретную продукцию; по показателям безопасности [3].

В указанном ГОСТе, а также в технических условиях, утверждаемых на розлив вод новых наименований, достаточно подробно описаны ионно-солевой состав конкретных минеральных вод и концентрации биологически активных компонентов при условии их наличия, содержание которых лимитировано нижним порогом.

Комплекс указанных компонентов служит базой для идентификации вод. Однако далеко не все воды содержат биологически активные компоненты в количестве не ниже утвержденных бальнеологических норм, поэтому подавляющее большинство технических документов по розливу конкретных вод не содержит информации о наличии таких элементов.

Отсутствие подробной информации о составе минеральной воды существенно затрудняет или не позволяет идентифицировать воды, выпускаемые в нашей стране. Проблема идентификации генезиса минеральных вод, таких, как «Боржоми», «Кис-ловодский Нарзан», «Ессентуки», была достаточно подробно рассмотрена ранее [1].

Решению задачи идентификации минеральных лечебно-столовых вод из группы гидрокарбонатно-сульфатных кальциево-натриевых вод посвящена данная статья.

Хорошо известно, что состав природных вод обусловлен строгими региональными гидрогеохимическими закономерностями [3] и выявление комплекса компонентов, присущих только данному месторождению и конкретному водоносному горизонту, служит основой для установления критериев идентификации минеральных вод.

К наиболее популярной из рассматриваемой группы относится вода минеральная питьевая лечебно-столовая «Новотерская целебная», фальсификаты которой постоянно появляются на потребительском рынке.

Вода добывается из нижнемелового водоносного горизонта, вскрытого скважиной № 72, расположенной в пределах месторождения Змейка Ставропольского края.

Для выявления достоверных идентификационных показателей предварительно проанализировали десятки образцов воды,

добытых из указанного водоносного горизонта, а также непосредственно из скважины № 72, служащей для добычи и розлива воды минеральной питьевой лечебно-столовой «Новотерская целебная», в различные сезоны года.

На первом этапе изучили качественные показатели, регламентирующие основной ионно-солевой состав, и показатель «общая минерализация».

Установили, что основной ионно-соле-вой состав и показатель «общая минерализация» формируют гидрокарбонаты, хлориды, сульфаты, а также ионы кальция, магния, натрия и калия. Затем в лабораторных условиях изучили сезонную динамику мак-рокомпонентого состава и установили критерии диапазона концентраций для каждого компонента.

Диапазон сезонных изменений концентраций основных ионов в воде, добываемой из скважин № 72, приведен в табл. 1.

Из данных табл. 1 следует, что содержание макрокомпонентов в пробах воды из скважины практически не зависит от сезонных колебаний.

При этом показатель «общая минерализация» также практически не меняется, лишь незначительно колеблется в пределах от 3,8 до 4,7 г/л.

Как было показано ранее [1], подтверждение основного ионно-солевого состава служит важным, но недостаточным условием при идентификации и отнесении воды к определенному водоносному горизонту.

Поэтому на следующем этапе изучали содержание специфических компонентов и микроэлементов в водах данного водоносного горизонта и установили критерии диапазона концентраций каждого показателя. Информация о концентрациях микроэлементов в воде из скважин № 72, найденных в значимых количествах, представлена в табл. 2.

Установлено, что для воды водоносного горизонта, вскрытого скважиной № 72, характерно наличие таких компонентов, как фториды, бромиды, йодиды, бораты, оксид кремния, литий. Причем содержание этих микроэлементов также мало зависит от сезона эксплуатации скважины.

Из табл. 2 следует, что в водах изучаемого водоносного горизонта содержание фторидов, лития и диоксида кремния зна-

Таблица 2

Компоненты Диапазон концентраций, мг/дм3

Фториды 2,8-3,8

Бромиды 0,6-1,5

Иодиды 0,1-0,2

Литий 0,7-0,8

Бор* 5,0-7,0

Кремний* 40,0-50,0

* Значения показателей содержаний бора и кремния выражены в пересчете на ортоборную кислоту и диоксид кремния, как это принято в документации, регулирующей розлив минеральных вод [2].

.....""".......

'2•2004

Таблица 3

Показатели Содержание, мг/дм3 Нормативы содержаний, мг/дм3

№ проб ы

1 2 3 4 5

Гидрокарбонаты 506 280 1494 1100 1000-2000

Хлориды 42 603 328 390 300-400

Сульфаты 84 247 1390 1210 900-1700

Магний 31 33 67 82 <100

Кальций 124 96 350 305 300-400

Натрий 58 436 864 738 700-1200

Минерализация, г/л 0,86 1,7 4,6 3,8 3,2-5,8

Таблица 4

Показатели Содержание, мг/дм3

№ пробы

3 4

Фторид 3,2 2,8

Бромиды 1,1 <0,1

Иодиды 0,1 <0,01

Литий 0,74 0,01

Ортоборная кислота 5,2 <2,0

Оксид кремния 42,8 2,4

чительно превышает их концентрации, характерные для вод из других горизонтов, отличающихся более низким показателем минерализации.

Найденные незначительные количества бромидов, йодидов и боратов встречаются в углекислых водах разных регионов и не всегда могут служить однозначным доказательством генезиса воды.

Как было указано выше, воспроизведение основного ионно-солевого состава — легкорешаемая технологическая задача, в то же время полная имитация, включающая микроэлементы, практически невозможна.

Следовательно, информация о количественном содержании комплекса компонентов, приведенных в табл. 1 и 2, может быть использована для идентификации при экспертизе данной воды.

Установленные в результате проведенных исследований показатели использовали на практике для изучения образцов воды минеральной питьевой лечебно-столовой «Новотерская целебная», расфасованных в потребительскую тару. Все образцы были приобретены в различных магазинах торговой сети Москвы и Подмосковья.

Полученные аналитические данные приведены в табл. 3. В этой же таблице представлены нормативы основного ионно-со-левого состава, регламентированные технической документацией. Диапазон нормативов макрокомпонентного состава и минерализации, регламентируемый техническими условиями, незначительно отличается от указанного в табл. 1, так как учитывает технологические особенности добычи и розлива минеральной воды. Но количественное содержание отдельных ионов воды из скважины не выходит за ограничения, указанные в технических условиях.

Из сравнения приведенных данных следует, что в пробе № 2 концентрация хлоридов вдвое выше, в пробе № 1 — на порядок ниже, а содержание сульфатов гидрокарбонатов, кальция и натрия в этих пробах в несколько раз ниже, чем в воде из скважины. Основной ионно-солевой состав существенно отличается также и от технологических нормативов, установленных для данной воды в технической документации.

Показатель минерализации в пробах № 1 и 2 не совпадает с регламентированным.

Сравнение составов проб № 3 и 4 в отношении содержания макрокомпонентов с составом воды из скважины № 72, принятой за эталон, позволяет сделать заключение об их соответствии требованиям технической документации.

Вместе с тем содержание гидрокарбонатов, кальция и магния в пробе № 4 отличается от концентраций этих соединений в пробах вод, отобранных непосредственно из скважины и приведенных в табл. 1.

На следующем этапе определяли содержание ранее установленных (см. табл. 2) микроэлементов и специфических компонентов в пробах вод № 3 и 4 (табл. 4).

Сравнение данных табл. 2 и 4 показало, что проба воды № 3 по ионно-солевому составу и сумме специфических компонентов полностью совпадает с водой из скважины, разливаемой под наименованием «Новотерская целебная». В то же время в пробе воды № 4 наряду с отсутствием бромидов, йодидов и боратов содержание оксида кремния значительно ниже, чем в воде эталона.

Следовательно, генезис воды может быть установлен только на основании совокупности данных о содержании основных ионов, микроэлементов и специфических компонентов, т.е. на основании специально установленного для каждой воды индивидуального идентификационного комплекса (ИК).

Из всего вышеизложенного следует, что ИК воды минеральной питьевой лечебно-столовой «Новотерская целебная» состоит из набора анионов и катионов, формирующих ионно-солевой состав, микроэлементов — лития, йодидов, бромидов и фторидов, а также специфических компонентов — боратов и силикатов.

Несмотря на то, что специфические компоненты присутствуют в количествах, значительно меньших бальнеологических норм, их концентрации существенно отличаются от содержания данных элементов в водах других регионов и других водоносных горизонтов, при этом являются величинами постоянными в указанном в табл. 2 диапазоне независимо от времени отбора проб.

Как следует из сравнительного анализа данных табл. 3 и 4, только применение ИК позволило с уверенностью идентифициро-

вать пробу воды № 4 как фальсификат, несмотря на совпадение основного ионно-со-левого состава с регламентированными требованиями технической документации.

Проведенное исследование показало, что в современных условиях недостаточно ограничивать описание минеральных вод основным ионно-солевым составом. Для надежной идентификации воды в технологические характеристики целесообразно вводить идентификационные комплексы.

Современные требования, предъявляемые к анализу, не допускают применения методик, не аттестованных в установленном порядке. К сожалению, далеко не все методики, применяемые в анализе минеральных вод, метрологически аттестованы. Это обстоятельство существенно ограничивает выбор компонентов для ИК. Поэтому наряду с исследованиями, посвященными поиску идентификационных показателей, в нашей лаборатории постоянно увеличивается перечень вновь разработанных методик анализа.

В результате исследования определены критерии диапазона концентраций основных ионов и специфических компонентов для воды минеральной питьевой лечебно-столовой «Новотерская целебная».

Совпадение показателей ионно-солево-го состава и общей минерализации с регламентированными технической документацией служит необходимым, но недостаточным условием при идентификации минеральных вод.

Наличие отдельных специфических микроэлементов в необходимом количестве не может служить надежным основанием для идентификации минеральных вод.

Идентификацию природных минеральных вод можно осуществлять только на основании количественного соответствия ионно-солевого состава, минерализации и идентификационного комплекса.

ЛИТЕРАТУРА

1. Буткова О.Л., Хорошева Е.В. Критерии надежной идентификации минеральных вод//Партне-ры и конкуренты. 2001. № 4. С.10-13.

2. ГОСТ 13273-88 «Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые».

3. Куликов Г.В., Жевлаков А.В., Бондаренко С.С. Минеральные лечебные воды СССР. — М.: Недра 1991 и др. (g^

2•2004 1

.....И,1И"".......