Часть веществ, растворенных, в минеральной воде, извлекается из горных пород во время движения по ним водной струи. Этому выщелачиванию способствуют в большинстве случаев высокая температура воды, большое давление, под которым она находится, содержащаяся в ней углекислота, а также и сам характер движения воды под земной поверхностью. Породы осадочного происхождения создают более благоприятные условия для обогащения различными солями, чем породы массивно-кристаллические.
Многочисленные соленые минеральные воды, находящиеся в восточной и северо-восточной частях Русской равнины, указывают на зависимость химического состава воды от содержания тех или. иных солей в породах, через которые она проходит до выхода на земную поверхность. К этой категории минеральных вод относятся и соленые воды в Старой Руссе, Кемери. Такими же по происхождению являются и многие гипсовые воды. В качестве примера выщелачивания солей из осадочных отложений можно привести железистые источники, весьма распространенные в нашем Союзе.
Массивно-кристаллические породы также обогащают циркулирующие воды различными элементами. Кроме того, состав минеральных источников может быть объяснен влиянием воды на ту или другую породу, по которой проходит эта веда, например наличие в воде соды может быть объяснено продолжительным действием горячей воды, богатой СО2) на полевые шпаты и т. д. Существует предположение, что в целом ряде случаев на земную поверхность вместе с минеральной водой выносятся вещества, которые образуются в результате магматических процессов, происходящих в глубинах земли. Известно, что вулканические газы и пары содержат калий, натрий, алюминий, железо, медь, свинец, магний и различные сульфаты, а также галоидные соединения. Часть этих веществ доходит до земной поверхности с газами и парами и минерализует источник, другая же часть остается в трещинах на разной глубине. Эти отложения растворяются восходящими водяными массами и в таком виде выносятся на земную поверхность.
Минеральные источники характеризуются присутствием в них газов, которые находятся или в растворенном состоянии или в свободном виде выделяются с водой. Специфически лечебное значение придают воде углекислота и сероводород.
Происхождение углекислоты связывают как с поверхностными слоями земли, так и с ее глубинами. Количество углекислоты, получаемое путем разложения растительных слоев, также значительно. Источниками углекислоты являются и различные органические отложения — торф, лигнит, известняки и другие углекислые соединения при воздействии на них кислых вод. Наконец, источником углекислоты в минеральных водах могут быть вулканические процессы, совершающиеся в земных глубинах. Она образуется при расплавлении магмой карбонатов, главным образом известняков и доломитов.
Наличие сероводорода в некоторых минеральных источниках связывают с магматическими процессами, происходящими в земных недрах.
Но имеются также источники, где сероводород образуется при разложении сульфатов в результате жизнедеятельности микроорганизмов.
Что касается других газов, находящихся в минеральных источниках, например азота, углеводорода (метана), водорода, окиси углерода, то они представляет интерес только в том отношении, что помогают выяснению генезиса (происхождения) источника, не имея самостоятельного особого лечебного значения.
Качество минеральных вод оценивается также по их радиоактивности. Минеральная вода среди прочих составных частей выносит на поверхность родон — «эманацию радия» — газ, который образуется в недрах земли в породах, содержащих элементы урана и тория. Эманация радия выделяется из своего месторождения чаще всего в виде газовых струй по трещинам и жилам земной коры; часть ее поглощается подземными водами и минеральными источниками, а часть насыщает почву и выходит на поверхность земли. Эманация радия находится в озерах, грязях, воздухе и представляет собой летучий газ, который легко выделяется из воды, особенно при нагревании или взбалтывании. Сам он не принимает участия в химических реакциях, но своим присутствием активно влияет на их течение. Академик Вернадский утверждает, что всякая природная вода радиоактивна, так как в ней содержатся не только эманации, но и растворенные уран, радий и торий, весьма распространенные в природе. В массивно-кристаллических породах больше радиоактивных веществ, чем в осадочных, поэтому глубинные воды отличаются и большей радиоактивностью. Радиоактивные источники делятся на сильно радиоактивные, умеренно радиоактивные и слабо радиоактивные.
Наружное применение минеральных вод. Минеральные воды, раздражая рецепторы кожи, оказывают рефлекторное влияние через кору головного мозга на деятельность организма.
Проф. Александров указывает на то, что действие ванны из минеральной воды не только повышает функции всего организма, но и усиливает интенсивность всех протекающих в нем процессов.
Ванны из минерализованной воды значительно улучшают периферическое кровообращение, усиливают обмен веществ, улучшают аппетит, укрепляют нервную систему.
При хронических воспалительных процессах действие минеральных ванн аналогично действию лимано-грязелечения.
Наиболее сильную реакцию вызывают газовые ванны: углекислые, сероводородные, азотисто-термально-радиевые. Углекислые воды разделяются на «средние» — с содержанием 1 г углекислоты на литр, «слабые» — менее 1 г на литр и «крепкие» — с содержанием до 2 г и больше на литр (кисловодский нарзан, Дарасун).
Действие углекислых вод на организм больного складывается из раздражений термического характера (температура ванны), гидростатического (давление воды на тело) и влияния физико-химического состава минеральной воды (соли и тазы). Главными действующими элементами кисловодского нарзана, например, являются углекислота (СО2), минеральные соли и радиоактивная эманация. Ведущая роль в механизме действия нарзанной ванны на организм принадлежит углекислоте, которая попадает в кровь через кожу и через вдыхаемый легкими воздух и по мере всасывания кожей и легкими непосредственно поступает в кровяной ток. Работами рада авторов установлено, что углекислота, поступившая в кровь, является специфическим возбудителем автоматизма сердечной деятельности, а также дыхательного центра.
Протекание реакции покраснения, вызываемой углекислой ванной, происходит следующим образом: через 25–30 сек. после погружения в углекислую ванну все тело больного покрывается пузырьками углекислого газа, появляется ощущение приятной теплоты в результате увеличения диаметра капилляров и включения большого количества капилляров в русло действующего кровообращения. Полная реакция покраснения наступает через 1–2 мин., держится 10–12 мин. и затем подвергается обратному развитию. Подобная реакция протекает у разных больных по-разному. У некоторых наступает временная спазма капилляров, наблюдается побледнение кожи и уход крови обратно в депо. Подобная отрицательная бальнеологическая реакция у большинства больных быстро исчезает, сменяясь покраснениями — положительной бальнеологической реакцией. В результате положительной бальнеологической реакции наступает уменьшение застойных явлений во внутренних органах, и в особенности печени, селезенке, кишечнике.
Ряд авторов считает, что в основе сущности возникновения реакции покраснения лежит рефлекторное появление в крови больного, принимающего нарзанные ванны, небольшого количества гистаминоподобных веществ, а также появление в кровяном русле кожи ацетилхолиновых веществ, которые замедляют пульс и деятельность сердца.