Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (МИ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 29 (всего у книги 59 страниц)
Минеральная разновидность
Минера'льная разнови'дность, минеральные индивиды, объединённые по наиболее существенным признакам в один минеральный вид , но отличающиеся наличием в своём химическом (атомарном) составе элементов, способных изоморфно замещать один видообразующий элемент или их группу. Например, разновидностью шеелита Ca[WO4 ] является молибдошеелит Ca[(W, Mo)O4 ]. Иногда М. р. выделяют и по другим, чисто внешним, признакам – цвету, прозрачности, агрегатной форме и т. д. Так выделяют разновидности кварца – горный хрусталь, аметист, морион, халцедон и др.; гематита – железный блеск, «красная стеклянная голова»; корунда – сапфир, рубин.
Минерального сырья институт
Минера'льного сырья' институ'т Всесоюзный (ВИМС), научно-исследовательский институт Министерства геологии СССР. Создан как Институт прикладной минералогии (ИПМ) в 1918 декретом Совнаркома, подписанным В. И. Лениным. Ведущие отделы: отраслевые геологические, минералогический, технологический, анализа минерального сырья. Деятельность института направлена на исследование, расширение и совершенствование рудно-сырьевой базы чёрной металлургии и ряда отраслей цветной металлургии. ВИМС разрабатывает научные основы геологического прогноза, поисков, разведки и комплексной оценки рудных месторождений, проблемы генетической и прикладной минералогии, а также анализа и технологии минерального сырья. Издаёт сборники: «Минеральное сырьё», «Рентгенография минерального сырья», «Методы химического анализа минерального сырья», «Геология месторождений редких элементов».
Лит.: Федоровский Н. М., Наши достижения в области прикладной минералогии, М. – Л., 1935; Момджи Г. С., Гетман Я. Д., Шманенко в И. В., Важнейшие задачи в области геологии и технологии рудных ископаемых, «Советская геология», 1968, № 8.
Г. С. Момджи.
Минеральное питание растений
Минера'льное пита'ние расте'ний , усвоение ими из внешней среды ионов минеральных солей, необходимых для нормальной жизнедеятельности растительного организма. К элементам М. п. р. относятся N, Р, S, К, Ca, Mg, а также микроэлементы (Fe, В, Cu, Zn, Mn и др.). М. п. р. складывается из поглощения минеральных веществ в виде ионов, их передвижения по растению и включения в обмен веществ . Одноклеточные организмы и водные растения поглощают ионы всей поверхностью, высшие наземные растения – поверхностными клетками корня , в основном корневыми волосками . Ионы сначала адсорбируются на клеточных оболочках, затем проникают в цитоплазму через окружающую её липопротеидную мембрану – плазмалемму. Катионы (за исключением К+) проникают через мембрану пассивно, путём диффузии, анионы, а также К+ (при низких концентрациях) – активно, с помощью молекулярных «ионных насосов», транспортирующих ионы с затратой энергии. Скорость активного транспорта ионов зависит от обеспеченности клетки углеводами и интенсивности дыхания, скорость пассивного поглощения – от проницаемости биологических мембран , разности концентраций и электрических потенциалов между средой и клеткой. Проницаемость мембраны для разных ионов неодинакова. Так, для катиона К+ она в 100 раз выше, чем для Na+ , и в 500 раз выше, чем для анионов. Поглощённые ионы передвигаются от клетки к клетке через соединяющие их цитоплазматические перемычки – плазмодесмы . У высших растений в корне и стебле имеется специальная сосудистая система для транспорта минеральных веществ и их органических соединений (синтез которых частично происходит и в корне) в листья. По мере старения нижних листьев некоторые минеральные вещества оттекают из них в растущие органы растения, где могут использоваться повторно.
Каждый элемент М. п. р. играет в обмене веществ определённую роль и не может быть полностью заменен др. элементом. Азот входит в состав белков – основных веществ цитоплазмы, а также в состав амидов, нуклеиновых кислот, гормонов, алкалоидов, витаминов (B1 , B2 , B6 , PP) и хлорофилла. Азот поглощается в форме аниона NO-3 (нитрата) и катиона NH+4 (аммония), образующихся при разложении перегноя микроорганизмами почвы. Молекулярный азот (N2 ), который является основной составной частью воздуха (79 %), может усваиваться только некоторыми видами низших растений (см. Азотфиксирующие микроорганизмы ). Нитраты с помощью фермента нитратредуктазы восстанавливаются до аммония. Аммоний соединяется с органическими кислотами, образуя аминокислоты, которые затем включаются в белки. Фосфор входит в состав нуклеопротеидов клеточного ядра, фосфолипидов клеточных мембран, фосфатидов и фосфорных эфиров сахаров. Особенно важно участие фосфора в фотофосфорилировании, в процессе которого солнечная энергия, аккумулируемая в форме богатых энергией связей аденозинтрифосфата (АТФ), используется на усвоение CO2 из воздуха и образование органических веществ. В форме макроэргических связей АТФ запасается также энергия, выделяемая при дыхании за счёт окисления органических веществ (см. Окислительное фосфорилирование ), образуемых в процессе фотосинтеза . Фосфор поглощается в форме аниона ортофосфорной кислоты (PO3-4 , или фосфата) и включается за сотые доли секунды в органические соединения в неизменном виде. Вместе с тем в растениях всегда содержится много неорганического фосфата (его физиологическое значение не ясно). Сера, как и азот, входит в состав всех белков, а также пептидов (глутатион), некоторых аминокислот (цистин, цистеин, метионин) и эфирных масел. Сера поглощается растениями в форме аниона (SO2-4 , или сульфата), который в клетках восстанавливается, образуя дисульфидные (—S—S—) и сульфгидрильные (—SH) группы (последние образуют связи, закрепляющие конфигурацию белковой макромолекулы). Калий поглощается в форме катиона К+ и в такой же форме остаётся в клетке, не образуя прочных органических соединений. Он вступает лишь в слабые адсорбционные взаимодействия с белками и в обменные реакции с органическими кислотами. В отличие от N, Р и S, непосредственно участвующих в создании органического материала растительной клетки, К не является в полном смысле питательным элементом. Он повышает водоудерживающую способность цитоплазмы, интенсивность фотосинтеза, отток ассимилятов, участвует в функционировании устьиц и др. Кальций и магний поглощаются в форме двухвалентных катионов: Ca2+ и Mg2+ . Основная функция Ca состоит в стабилизации клеточных структур. Ионы Ca2+ («кальциевые мостики») связывают между собой молекулы липидов, обеспечивая их упорядоченное расположение в клеточных мембранах. Соединения Ca с пектиновыми веществами склеивают оболочки соседних клеток. В отличие от др. элементов М. п. р., Ca в растении малоподвижен. Он практически не реутилизируется и накапливается в стареющих органах. Ca необходим для поддержания структуры рибосом , в которых происходит синтез белка. Mg входит в состав хлорофилла, активирует ферменты, переносящие фосфат с АТФ на молекулу сахара. Железо входит в состав ряда ферментов, в том числе дыхательных (цитохромов ). Оно участвует в синтезе хлорофилла, хотя и не входит в его состав. Возможно также М. п. р. через листья (см. Внекорневое питание растений ).
Вместе с воздушным питанием (фотосинтезом ) М. п. р. составляет единый процесс обмена веществ между растением и средой. Оно влияет на все физиологические процессы (дыхание, рост, развитие, фотосинтез, водный режим и т. д.) и, в свою очередь, зависит от них. Поэтому одно из наиболее успешных средств управления продуктивностью культурных растений – регулирование М. п. р. с помощью удобрений.
Лит.: Прянишников Д. Н., Агрохимия, Избр. соч., т. 3, М., 1952; Курсанов А. Л., Взаимосвязь физиологических процессов в растении, М., 1960; Колосов И. И., Поглотительная деятельность корневых систем растений, М., 1962; Сатклифф Дж. Ф., Поглощение минеральных солей растениями, пер. с англ., М., 1964; Сабинин Д. А., Избранные труды по минеральному питанию растений, М., 1971; Физиология корня, М., 1973.
Д. Б. Вахмистров.
Минеральное сырьё
Минера'льное сырьё, см. Полезные ископаемые .
Минеральные воды
Минера'льные во'ды, подземные (иногда поверхностные) воды, характеризующиеся повышенным содержанием биологически активных минеральных (реже органических) компонентов и (или) обладающие специфическими физико-химическими свойствами (химический состав, температура, радиоактивность и др.), благодаря которым они оказывают на организм человека лечебное действие. В зависимости от химического состава и физических свойств М. в. используют в качестве наружного или внутреннего лечебного средства.
Закономерности образования и распространения. Процесс образования М. в. весьма сложен и ещё недостаточно изучен. При характеристике генезиса М. в. различают происхождение самой подземной воды, присутствующих в ней газов и образование её ионно-солевого состава.
В формировании М. в. участвуют процессы инфильтрации поверхностных вод, захоронения морских вод во время осадконакопления, высвобождение конституционной воды при региональном и контактовом метаморфизме горных пород и вулканические процессы. Состав М. в. обусловлен историей геологического развития, характером тектонических структур, литологии, геотермических условий и другими особенностями территории. Наиболее мощные факторы, обусловливающие формирование газового состава М. в., – метаморфические и вулканические процессы. Выделяющиеся во время этих процессов летучие продукты (CO2 , HCl и др.) поступают в подземные воды и придают им высокую агрессивность, способствующую выщелачиванию вмещающих пород и формированию химического состава, минерализации и газонасыщенности воды. Ионно-солевой состав М. в. формируется при участии процессов растворения соленосных и карбонатных отложений, катионного обмена и др.
Газы, растворённые в М. в., служат показателями геохимических условий, в которых шло формирование данной М. в. В верхней зоне земной коры, где преобладают окислительные процессы, М. в. содержат газы воздушного происхождения – азот, кислород, углекислоту (в незначительном объёме). Углеводородные газы и сероводород свидетельствуют о восстановительной химической обстановке, свойственной более глубоким недрам Земли; высокая концентрация углекислоты позволяет считать содержащую её воду сформировавшейся в условиях метаморфической обстановки.
На поверхности Земли М. в. проявляются в виде источников , а также выводятся из недр буровыми скважинами (глубины могут достигать нескольких км ). Для практического освоения (см. Каптаж ) выявляются месторождения подземных М. в. со строго определёнными эксплуатационными возможностями (эксплуатационными запасами).
На территории СССР и зарубежных стран выделяются провинции М. в., каждая из которых отличается гидрогеологическими условиями, особенностями геологического развития, происхождением и физико-химическими характеристиками М. в.
Достаточно изолированные пластовые системы артезианских бассейнов представляют собой провинции солёных и рассольных вод разнообразного ионного состава с минерализацией до 300—400 г/л (иногда до 600 г/л ); они содержат газы восстановительной обстановки (углеводороды, сероводород, азот). Складчатые регионы и области омоложенных платформ соответствуют провинциям углекислых М. в. (холодных и термальных) различной степени минерализации. Области проявления новейших тектонических движений относятся к провинции азотных слабоминерализованных щелочных, часто кремнистых терм и др. Территория СССР особенно богата углекислыми М. в. (Кавказская, Забайкальская, Приморская, Камчатская и другие провинции).
В зависимости от структурной приуроченности и связанных с этим гидродинамических и гидрогеохимических условий в СССР выделяются следующие типы месторождений М. в.: платформенных артезианских бассейнов (Кашинское, Старорусское, Тюменское, Сестрорецкое и др.); предгорных и межгорных артезианских бассейнов и склонов (Чартакское, Тбилисское, Нальчикское и др.); артезианских бассейнов, связанных с зонами восходящей разгрузки М. в. (Нагутское, Ессентукское, Джалал-Абадское и др.); трещинно-жильных вод гидрогеологических массивов (Исти-Суйскос, Кульдурское, Белокурихинское и др.); гидрогеологических массивов, связанных с зонами восходящей разгрузки М. в. в горизонты грунтовых вод (Дарасунское, Шивандинское, Шмаковское и др.); грунтовых М. в. (Марциальные воды, Увильдинское, Кисегачское, Боровое и др.).
Лечебное действие минеральных вод. М. в. оказывают на организм человека лечебное действие всем комплексом растворённых в них веществ, а наличие специфических биологически активных компонентов (CO2 , H2 S, As и др.) и особых свойств определяет часто методы их лечебного использования. В качестве основных критериев оценки лечебности М. в. в советской курортологии приняты особенности их химического состава и физических свойства, которые одновременно служат важнейшими показателями для их классификации.
Минерализация М. в., т. е. сумма всех растворимых в воде веществ – ионов, биологически активных элементов (исключая газы), выражается в граммах на 1 л воды. По минерализации различают: слабоминерализованные М. в. (1—2 г/л ), малой (2—5 г/л ), средней (5—15 г/л ), высокой (15—30 г/л ) минерализации, рассольные М. в. (35—150 г/л ) и крепкорассольные (150 г/л и выше). Для внутреннего применения используют обычно М. в. с минерализацией от 2 до 20 г/л .
По ионному составу М. в. делятся на хлоридные (Cl- ), гидрокарбонатные (HCO3- ), сульфатные (SO42- ), натриевые (Na+ ), кальциевые (Ca2+ ), магниевые (Mg2+ ) в различных сочетаниях анионов и катионов. По наличию газов и специфических элементов выделяют следующие М. в.: углекислые, сульфидные (сероводородные), азотные, бромистые, йодистые, железистые, мышьяковистые, кремниевые, радиоактивные (радоновые) и др. По температуре различают М. в. холодные (до 20 °С), тёплые (20—37 °С), горячие (термальные, 37—42 °С), очень горячие (высокотермальные, от 42 °С и выше). В медицинской практике большое значение придают содержанию органических веществ в маломинерализованных водах, т. к. они определяют специфические свойства М. в. Содержание этих веществ свыше 40 мг/л делают М. в. не пригодными для внутреннего применения.
Разработаны специальные нормы, дающие возможность оценивать пригодность природных вод для лечебных целей.
Нормы отнесения вод к категории минеральных
| Определяющие показатели | Нижние пределы, мг/л |
| Твёрдые составные части | 2000 |
| Углекислота (свободная) | 500 |
| Сероводород (общий) | 10 |
| Железо | 20 |
| Мышьяк (элементарный) | 0,7 |
| Бром | 25 |
| Иод | 5 |
| Кремниевая кислота | 50 |
| Радон | 14 ед. Махе |
Состав М. в. указывают по формуле, предложенной советскими учёными М. Г. Курловым и Э. Э. Карстенсом. В начале формулы даётся содержание газа (CO2 , H2 S и др.) и активных элементов (Br, I, Fe, As и др.) в граммах на 1 л . Радиоактивность выражается в единицах Махе или в расп/сек ×м3 (1 ед. Махе = 1,3×104расп/сек ×м3 ). Степень минерализации обозначается знаком М (сумма анионов, катионов и недиссоциированных молекул) и выражается в граммах. Отношение преобладающих анионов и катионов изображается в виде условной дроби, в числителе которой – преобладающие анионы, в знаменателе – катионы. В конце формулы указывается температура (Т) воды минерального источника при выходе в градусах Цельсия, а также водородный показатель (pH).
Пример характеристики кисловодского нарзана:
Расшифровывается эта формула следующим образом: углекислая гидрокарбонатно-сульфатная кальциево-магниевая вода с минерализацией 2,3 г на 1 л с температурой 14 °С и pH = 6,2.
М. в. используют на курортах для питьевого лечения, ванн, купаний в лечебных бассейнах, всевозможных душей, а также для ингаляций и полосканий при заболеваниях горла и верхних дыхательных путей, для орошения при гинекологических заболеваниях и т. п. О наружном применении М. в. подробнее см. в ст. Бальнеология , Бальнеотерапия , Ванны .
М. в. применяют внутрь и во внекурортной обстановке, когда пользуются привозными водами, разлитыми в бутылки. К 1974 в СССР было свыше 100 заводов и цехов по бутылочному разливу М. в. с производительностью свыше 900 млн. бутылок в год. Налитая в бутылки вода насыщается двуокисью углерода для сохранения её химыических свойств и вкусовых качеств; она должна быть бесцветной, абсолютно чистой; бутылки с М. в. хранят в горизонтальном положении в прохладном месте. Лечение бутылочными М. в. должно сочетаться с соблюдением определенного режима, диеты и использованием дополнительных лечебных факторов (физиотерапии, медикаментозного лечения, гормональной терапии и т. п.).
М. в., преимущественно невысокой минерализации и содержащие ионы кальция, обладают выраженным диуретическим (мочегонным) действием и способствуют выведению из почек, почечных лоханок и мочевого пузыря бактерий, слизи, песка и даже мелких конкрементов. Применение М. в. противопоказано, например, при сужении пищевода и привратника желудка, резком опущении желудка, сердечно-сосудистых заболеваниях, сопровождающихся отёками, нарушениях выделительной способности почек и т. д. Лечение М. в. должно проводиться по назначению врача и под врачебным контролем. Подробные сведения об основных М. в., разливаемых в бутылки, их химическом составе, показаниях к применению см. в статьях об отдельных курортах, где расположены источники этих вод: Арзни , Аршан , Баталинский источник , Берёзовские Минеральные Воды , Боржоми , Курорт-Дарасун , Джермук , Дилижан , Друскининкай , Ессентуки , Железноводск , Ижевские Минеральные Воды , Истису , Кармадон , Кашин , Кисловодск , Краинка , Кука , Лугела , Миргород , Саирме , Славяногорск , Смирновский источник , Трускавец , Шиванда , Шмаковка , Ямаровка (см. карту при ст. Курорты ). В зарубежной Европе углекислые М. в. распространены в Центральной Франции (курорт Виши и др.), ФРГ (Бад-Наухейм , Бад-Эмс, Вильдунген), Чехословакии (Карлови-Вари , Марианске-Лазне и др.). Гидросульфитные азотные тёплые и горячие М. в. имеются на границе Франции и Испании в Пиренеях, на французском курорте Экс-ле-Бен, в Чехословакии (Теплице); в Венгрии горячие азотные воды используют в Будапеште, в Болгарии – в окрестностях Софии и т. д. Много выходов азотных горячих М. в. есть в районах недавней вулканической деятельности (США, Исландия, Италия, Новая Зеландия и др.). Сероводородные М. в. встречаются в ФРГ (Ахен), Австрии (Баден), Румынии (Бэиле-Еркулане), Турции (Бурса).
Искусственные М. в. изготовляют из химически чистых солей строго по аналогии с составом естественных. Однако полного тождества состава искусственных и естественных М. в. не достигнуто. Особые затруднения представляет имитация состава растворённых газов и свойств коллоидов. Из искусственных М. в. широкое распространение получили лишь углекислые, сероводородные и азотные, которые применяют главным образом для ванн. Центральным институтом курортологии и физиотерапии (Москва) предложены методы приготовления некоторых питьевых М. в., которые имеют высокую терапевтическую ценность (типа Ессентуки № 17, Боржоми, Баталинской); однако искусственные питьевые М. в. не получили широкого применения в СССР, т. к. с каждым годом количество бальнеологических питьевых курортов и буровых скважин, выводящих М. в., увеличивается и соответственно возрастает разлив М. в.
Некоторые М. в. применяют в качестве освежающего, хорошо утоляющего жажду столового напитка, способствующего повышению аппетита и употребляемого вместо пресной воды, без каких-либо медицинских показаний. В ряде районов СССР обычная питьевая вода достаточно сильно минерализована и вполне обосновано употребление её в качестве столового напитка. Можно использовать в качестве столовых М. в. хлоридно-натриевого типа с минерализацией не выше 4—4,5 г/л (для гидрокарбонатных вод – около 6 г/л ).
Лит.: Овчинников А. М., Минеральные воды, 2 изд., М., 1963; Иванов В. В., Невраев Г. А., Классификация подземных минеральных вод, М., 1964; Карта минеральных лечебных вод СССР, масштаб 1 : 4 000 000, М., 1968 (Приложение: Каталог минеральных вод СССР, М., 1969); Вартанян Г. С., Яроцкий Л. А., Поиски, разведка и оценка эксплуатационных запасов месторождений минеральных вод, М., 1972.
Г. С. Вартанян, Л. Г. Гольдфайль.
Минеральные Воды
Минера'льные Во'ды, город (до 1920 – посёлок) в Ставропольском крае РСФСР. Расположен в долине р. Кума. Ж.-д. станция на линии Армавир – Прохладная, от М. В. отходит электрифицированная линия (64 км ) на Кисловодск. Аэропорт, обслуживающий курорты группы Кавказских Минеральных Вод . 59 тыс. жителей (1973; 31 тыс. жителей в 1939). В М. В. – предприятия ж.-д. транспорта, пищевой промышленности (маслозавод, завод по производству желатина, мясокомбинат), производство стройматериалов; завод «Сувенир». Музыкальное училище.
