REGIONAL PROBLEMREGIONAL PROBLEMРегиональные проблемы1605-220X2618-9593ИКАРП ДВО РАН35846310.31433/2618-9593-2025-28-4-33-43OIRXVVGEOECOLOGYГеоэкологияResearch ArticleContribution of organic compounds to the Altai Region, Russia, thermal waters balneological effectВклад органических соединений в бальнеологический эффект термальных вод Алтайского края, Россияhttps://orcid.org/0000-0002-3357-1737PoturayV. A.ПотурайВ. А.
Russian Federation
poturay85@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4208-1932KompanichenkoV. N.КомпаниченкоВ. Н.
Russian Federation
kompanv@yandex.ruИнститут комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН26122025284334317122025Copyright ©; 2025, Poturay V.A., Kompanichenko V.N.Copyright ©; 2025, Потурай В.А., Компаниченко В.Н.2025Poturay V.A., Kompanichenko V.N.Потурай В.А., Компаниченко В.Н.https://journal-vniispk.ru/1605-220X/article/view/358463

It is known that medicinal thermal and mineral waters have a beneficial effect on the human body due to the high content of minerals. As a rule, the therapeutic effect of thermal mineral waters on human health is associated with the inorganic dissolved fraction. For example, various silicon compounds, such as silicic acid, in combination with water temperature, prove useful when using thermal waters in various resorts and balneological clinics. However, these waters, along with inorganic components, contain a variety of dissolved organic substances, which are also likely to have medical significance. On the one hand, they may have a beneficial effect on the human body; on the other hand, cause harm due to the presence of toxic compounds. Various issues of the balneological influence of organic components in the Altai Territory hot springs, as well as their probable negative impact, are considered in this manuscript. Using the method of capillary gas chromatography-mass spectrometry and solid-phase extraction of the Belokurikha deposit thermal waters in the Altai Territory, it has been identified various hydrocarbons and their derivatives, constituting 16 homologous series, and revealed the prevalence of aliphatic (mainly normal and iso-alkanes) and aromatic hydrocarbons (arenes and heteroaromatic compounds). Besides, in thermal waters it has been found carboxylic acids and their esters. Their origin in the studied Belokurikha hot springs is associated with biogenic processes, including bacterial activity. A number of identified components may indicate minor man-made pollution. According to the results of the study, the presence of such components as carboxylic acids, esters, aldehydes, ketones, alcohols, and molecular sulfur in the medicinal waters has a positive effect on the population health in the Belokurikha resort. Although toxic compounds of benzene and its derivatives are present in the Belokurikha waters, their concentrations are not high and do not pose a danger to human health.

Известно, что лечебные термальные и минеральные воды оказывают благотворное влияние на организм человека вследствие высокого содержания минеральных веществ. Как правило, терапевтическое воздействие термоминеральных вод на человеческое здоровье связывают с неорганической растворенной фракцией. Например, различные соединения кремния, такие как кремниевая кислота, в сочетании с температурой воды обнаруживают полезное действие при применении термальных растворов в различных санаториях и бальнеолечебницах. Однако эти воды, наряду с неорганическими компонентами, содержат разнообразные растворенные органические вещества, которые также имеют медицинское значение. С одной стороны, они способны благотворно влиять на организм человека, а с другой – наносить вред в результате присутствия токсичных соединений. Различные вопросы бальнеологического влияния органических компонентов, которые содержатся в горячих источниках Алтайского края, а также их вероятное отрицательное воздействие рассматриваются в настоящей публикации. Методами капиллярной газовой хромато-масс-спектрометрии и твердофазной экстракции в термальных водах Белокурихинского месторождения, которое расположено в Алтайском крае, установлены разнообразные углеводороды и их производные, составляющие 16 гомологических рядов. Выявлено преобладание в термальных водах алифатических (в основном нормальные и изо-алканы) и ароматических (арены и гетероароматические соединения) углеводородов, а также карбоновых кислот и их эфиров. Их происхождение в исследуемых горячих источниках Белокурихи связано с биогенными процессами, включая бактериальную деятельность. Ряд идентифицированных компонентов может свидетельствовать о небольшом техногенном загрязнении. Согласно результатам проведенного исследования, положительное воздействие на оздоровление населения в санаториях Белокурихи оказывает наличие в лечебных водах таких компонентов, как карбоновые кислоты, эфиры, альдегиды, кетоны, спирты, а также молекулярная сера. Токсичные соединения бензола и его производных, хотя и присутствуют в Белокурихинских водах, но их концентрации невысоки и не представляют опасности для здоровья человека.

balneological influence, organic matter, thermal waters, genesis, bacterial activityбальнеологическое влияние, органическое вещество, термальные воды, генезис, бактериальная деятельностьИсследование выполнено в рамках государственного задания Института комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН и финансировалось за счет средств его бюджета.Abramov V.Yu. Formation organic carbon composition of compound carbon dioxide mineral waters of the Essentuky, Nagutsky deposits. Razvedka i okhrana nedr, 2014, no. 5, pp. 47–51. (In Russ.). EDN: SDVDSV.Абрамов В.Ю. Формирование органического химического состава углекислых минеральных вод Ессентукского и Нагутского месторождений // Разведка и охрана недр. 2014. № 5. С. 47–51. EDN: SDVDSV.Ganovicheva G.M. Organic substances in mineral waters of the Baikal region. Extended Abstract of Cand. Sci. (Chemical) Dissertation. Irkutsk, 1969. 24 p. (In Russ.).Гановичева Г.М. Органические вещества в минеральных водах Прибайкалья: автореф. дисс. канд. хим. наук. Иркутск, 1969, 24 с.Dolmatova L.A., Radchenko G.I., Samodurov V.I., Cherepkova N.M. Volatile phenol content in surface and groundwater of the recreational area of the Belokurikha resort. Polzunovskii vestnik, 2006, no. 2–1, pp. 285–288. (In Russ.).Долматова Л.А., Радченко Г.И., Самодуров В.И., Черепкова Н.М. Содержание летучих фенолов в поверхностных и подземных водах рекреационной зоны курорта Белокуриха // Ползуновский вестник. 2006. № 2–1. С. 285–288.Zenkevich I.G., Drugov Y.S. Gas chromatographic methods for the determination of trace organic pollutants in environmental samples. Zhurnal analiticheskoi khimii, 2013, vol. 68, no. 10, pp. 940–956. (In Russ.). DOI: 10.7868/S0044450213100162. EDN: QZDGAJ.Зенкевич И.Г., Другов Ю.С. Основы газохроматографической идентификации органических загрязнителей природной среды // Журнал аналитической химии. 2013. Т. 68, № 10. С. 940–956. DOI: 10.7868/S0044450213100162. EDN: QZDGAJ.Klyuev N.A., Brodskii E.S. Modern methods of mass spectrometric analysis of organic compounds. Rossiiskii khimicheskii zhurnal, 2002, vol. 46, no. 4, pp. 57–63. (In Russ.).Клюев Н.А., Бродский Е.С. Современные методы масс-спектрометрического анализа органических соединений // Российский химический журнал. 2002. Т. 46, № 4. С. 57–63.Kompanichenko V.N., Poturay V.A. Organic Compounds of Medium Volatility in the Thermal Fields of Urup Island, Kuriles, and the Kamchatka Peninsula: A Comparative Analysis. Geokhimiya, 2022, vol. 67, no. 3, pp. 227–237. (In Russ.). DOI: 10.31857/S0016752522010071. EDN: GXVHGK.Компаниченко В.Н., Потурай В.А. Органические соединения средней летучести в термальных полях Курильского острова Уруп и полуострова Камчатка: сравнительный анализ // Геохимия. 2022. Т. 67, № 3. С. 227–237. DOI: 10.31857/S0016752522010071. EDN: GXVHGK.Kompanichenko V.N., Poturay V.A. Organic matter in hydrotherms of the Pauzhetka field: composition and comparative analysis with other sites. Geokhimiya, 2024, vol. 69, no. 8, pp. 681–692. (In Russ.). DOI: 10.31857/S0016752524080036. EDN: IZJEUJ.Компаниченко В.Н., Потурай В.А. Органическое вещество в гидротермах Паужетского района: состав и сравнительный анализ с другими объектами // Геохимия. 2024. Т. 69, № 8. С. 681–692. DOI: 10.31857/S0016752524080036. EDN: IZJEUJ.Kompanichenko V.N., Poturay V.A., Karpov G.A. Organic compounds in thermal water: the Mutnovskii area and the Uzon caldera. Vulkanologiya i seismologiya, 2016, no. 5, pp. 35–50. (In Russ.). DOI: 10.7868/S0203030616050035. EDN: WOSAYB.Компаниченко В.Н., Потурай В.А., Карпов Г.А. Органические соединения в термальных водах Мутновского района и кальдеры Узон // Вулканология и сейсмология. 2016. № 5. С. 35–50. DOI: 10.7868/S0203030616050035. EDN: WOSAYB.Kontorovich A.Je., Shvarcev S.L., Zuev V.A., Rasskazov N.M., Turov Ju.P. Organic trace impurities in fresh natural waters of the Tom and upper Ob basins. Geokhimiya, 2000, no. 5, pp. 533–544. (In Russ.).Конторович А.Э., Шварцев С.Л., Зуев В.А., Рассказов Н.М., Туров Ю.П. Органические микропримеси в пресных природных водах бассейнов Томи и верхней Оби // Геохимия. 2000. № 5. С. 533–544.Kuskovskij V.S., Turov Ju.P., Rasskazov N.M. Some peculiarities of quality of subterranean potable waters of the upper reaches of the Ob river. Sibirskii ekologicheskii zhurnal, 2003, no. 2, pp. 155–158. (In Russ.).Кусковский В.С., Туров Ю.П., Рассказов Н.М. Некоторые особенности качества питьевых подземных вод Верхней Оби // Сибирский экологический журнал. 2003. № 2. С. 155–158.Loginov A.A. Belokurikhinskoye deposit of radon-containing siliceous thermal waters. Nedropol’zovanie XXI vek, 2022, no. 6, pp. 32–39. (In Russ.).Логинов А.А. Белокурихинское месторождение радоносодержащих кремнистых термальных вод // Недропользование XXI век. 2022. № 6. С. 32–39.Marinov N.A. Truskavetskie mineral’nye vody (Truskavets mineral waters), N.A. Marinov, I.P. Paseka. Moscow: Nedra Publ., 1972. 325 p. (In Russ.).Маринов Н.А. Трускавецкие минеральные воды / Н.А. Маринов, И.П. Пасека. М.: Недра, 1972. 325 с.Matusevich V.M. Geokhimiya podzemnykh vod Zapadno-Sibirskogo neftegazonosnogo basseina (Groundwater geochemistry of the West Siberian oil and gas bearing basin). Moscow: Nedra Publ., 1976. 157 p. (In Russ.).Матусевич В.М. Геохимия подземных вод Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна. М.: Недра, 1976. 157 с.Ognetova P.M., Domrocheva E.V. Content of organic microparticles in waters of the active water exchange zone in the south of Kuzbass, in Podzemnaya gidrosfera: materialy Vseros. soveshchaniya po podzemnym vodam vostoka Rossii (Underground hydrosphere: materials from All sources. meetings on groundwater in the East of Russia). Irkutsk: IrGTU, 2006. pp. 93–97. (In Russ.).Огнетова П.М., Домрочева Е.В. Содержание органических микропримесей в водах зоны активного водообмена юга Кузбасса // Подземная гидросфера: материалы Всерос. совещания по подземным водам востока России. Иркутск: ИрГТУ, 2006. С. 93–97.Poturay V.A. Organic matter in cold groundwater of the nitrogenous thermal areas of the Priamurye region. Regional’nye problemy, 2016, vol. 19, no. 4, pp. 59–66. (In Russ.). EDN: UZKVNO.Потурай В.А. Органическое вещество в холодных подземных водах районов азотных терм Приамурья // Региональные проблемы. 2016. Т. 19, № 4. С. 59–66. EDN: UZKVNO.Poturay V.A. Organic Matter and Molecular-Weight Distribution of Hydrocarbons in the Annenskoe Thermal Waters (Far East, Russia). Geologiya i geofizika, 2022, vol. 63, no. 10, pp. 1352–1368. (In Russ.). DOI: 10.15372/GiG2021150. EDN: TITPJR.Потурай В.А. Органическое вещество и молекулярно-массовое распределение углеводородов в Анненских термальных водах (Дальний Восток, Россия) // Геология и геофизика. 2022. Т. 63, № 10. С. 1352–1368. DOI: 10.15372/GiG2021150. EDN: TITPJR.Poturay V.A., Strochinskaja S.S., Kompanichenko V.N. Complex biogeochemical characteristics of the Tumnin springs thermal water. Regional’nye problemy, 2018, vol. 21, no. 1, pp. 22–30. (In Russ.). EDN: YRPFZO.Потурай В.А., Строчинская С.С., Компаниченко В.Н. Комплексная биогеохимическая характеристика термальных вод Тумнинского месторождения // Региональные проблемы. 2018. Т. 21, № 1. С. 22–30. EDN: YRPFZO.Poturay V.A., Kompanichenko V.N., Redin A.A. Organic matter in the thermal water of Belokurikha. Geologiya i geofizika, 2025. DOI: 10.15372/GiG2025130. EDN: RZRWHN.Потурай В.А., Компаниченко В.Н., Редин А.А. Органическое вещество в термальных водах Белокурихи // Геология и Геофизика. 2025. DOI: 10.15372/GiG2025130. EDN: RZRWHN.Rasskazov N.M., Shvarcev S.L., Trifonova N.A., Nalivajko N.G. Non-volatile organic matter and microorganisms in groundwater of the Krapivinsky reservoir area on the Tom River (Kuzbass). Geologiya i geofizika, 1995, vol. 36, no. 4, pp. 30–36. (In Russ.).Рассказов Н.М., Шварцев С.Л., Трифонова Н.А., Наливайко Н.Г. Нелетучие органические вещества и микроорганизмы в подземных водах района Крапивинского водохранилища на реке Томь (Кузбасс) // Геология и геофизика. 1995. Т. 36, № 4. С. 30–36.Reznikov V.F., Rybkina I.D., Stoyascheva N.V., Sedova E.Yu., Gubarev M.S., Golovin A.V., Orlova E.S. A rational use of the potential of radon deposits for the Belokurikha resort region. Izvestiya AO RGO, 2024, no. 1, pp. 5–18. (In Russ.). DOI: 10.24412/2410-1192-2023-17201. EDN: XBWKCC.Резников В.Ф., Рыбкина И.Д., Стоящева Н.В., Седова Е.Ю., Губарев М.С., Головин А.В., Орлова Е.С. Рациональное использование потенциала радоновых месторождений для курортного региона Белокуриха // Известия АО РГО. 2024. № 1. С. 5–18. DOI: 10.24412/2410-1192-2023-17201. EDN: XBWKCC.Ukraincev A.V., Plyusnin A.M. Aliphatic hydrocarbons of carbonaceous mineral and nitrogen thermal waters of the Western Transbaikal Region, in Geologicheskaya evolyutsiya vzaimodeistviya vody s gornymi porodami: materialy chetvertoi Vseros. konf. s mezhdunar. uchastiem (Water-Rock Interaction: Geological Evolution: proceedings of the Fourth All-Russian Scientific Conference with International Participation). Ulan-Ude: BNC SO RAN, 2020, pp. 179–183. (In Russ.). DOI: 10.31554/978-5-7925-0584-1-2020-179-183. EDN: TYAFCZ.Украинцев А.В., Плюснин А.М. Алифатические углеводороды углекислых минеральных и азотных термальных вод Западного Забайкалья // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: материалы четвертой Всерос. конф. с междунар. участием. Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 2020. С. 179–183. DOI: 10.31554/978-5-7925-0584-1-2020-179-183. EDN: TYAFCZ.Ukraintsev A.V., Plyusnin A.M., Chernyavskii M.K. Ferruginous Mineral Waters of Western Transbaikalia: Formation of Gas, Trace Elements, and Dissolved Organic Matter Composition. Geokhimiya, 2024, vol. 69, no. 6, pp. 562–576. (In Russ.). DOI: 10.31857/S0016752524060069. EDN: JALTND.Украинцев А.В., Плюснин А.М., Чернявский М.К. Формирование газового, микроэлементного состава и растворенных органических веществ в железистых минеральных водах Западного Забайкалья // Геохимия. 2024. Т. 69, № 6. С. 562–576. DOI: 10.31857/S0016752524060069. EDN: JALTND.Khvashchevskaya A.A., Kopylova Ju.G., Novikov D.A., Pyrayev A.N., Maksimova A.A., Derkachev A.S., Redin A.A. Isotope-hydrogeochemical features of the Belokurikha field radon waters. Nauki o Zemle i nedropol’zovanie, 2021, vol. 44, no. 2, pp.174–183. (In Russ.). DOI: 10.21285/2686-9993-2021-44-2-174-183. EDN: PGYOHC.Хващевская А.А., Копылова Ю.Г., Новиков Д.А., Пыряев А.Н., Максимова А.А., Деркачев А.С., Редин А.А. Изотопно-гидрогеохимическая характеристика радоновых вод Белокурихинского месторождения // Науки о Земле и недропользование. 2021. Т. 44, № 2. С.174–183. DOI: 10.21285/2686-9993-2021-44-2-174-183. EDN: PGYOHC.Shvec V.M., Kirjuhin V.K. Organic substances in mineral therapeutic waters. Byulleten’ MOIP. Otdelenie geologii, 1974, vol. 6, pp. 83–96. (In Russ.).Швец В.М., Кирюхин В.К. Органические вещества в минеральных лечебных водах // Бюллетень МОИП. Отделение геологии. 1974. Т. 6. С. 83–96.Shpeizer G.M., Vasil’eva Yu.K., Ganovi-cheva G.M., Mineeva L.M., Rodionova V.A., Lomonosov I.S., Vang Yansin. Organic matter in the mineral waters of orogenic regions of Central Asia. Geokhimiya, 1999, no. 3, pp. 302–311. (In Russ.).Шпейзер Г.М., Васильева Ю.К., Гановичева Г.М., Минеева Л.М., Родионова В.А., Ломоносов И.С., Ванг Янсинь. Органические вещества в минеральных водах горноскладчатых областей центральной Азии // Геохимия. 1999. № 3. С. 302–311.Shpeyzer G.M., Makarov A.A., Rodionova V.A., Mineeva L.A. Shumakskiye mineral waters. Izvestiya Irkutskogo gosudarstvennogo universiteta, 2012, vol. 5, no. 1, pp. 293–309. (In Russ.).Шпейзер Г.М., Макаров А.А., Родионова В.А., Минеева Л.А. Шумакские минеральные воды // Известия Иркутского государственного университета. 2012. Т. 5, № 1. С. 293–309.Shcherbak V.P., Zelenina T.Yu. About organic substances of medicinal mineral waters. Voprosy: kurortologii, fizioterapii i lechebnoi fizicheskoi kul’tury, 1972, no. 4, pp. 361–364. (In Russ.).Щербак В.П., Зеленина Т.Ю. Об органических веществах лечебных минеральных вод //Degens E.T. Geochemistry of sediments: a brief survey. New Jersey, Prentice-Hall, 1965. 342 p.Вопросы: курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 1972. № 4. С. 361–364.Fekete J., Sajgó C.S., Kramarics Á., Eke Z.S., Kovács K., Kárpáti Z. Aquathermolysis of humic and fulvic acids: simulation of organic matter maturation in hot thermal waters. Org. Geochem., 2012, vol. 53, pp. 109–118. DOI: 10.1016/j.orggeochem.2012.07.005.Degens E.T. Geochemistry of sediments: a brief survey. New Jersey: Prentice-Hall, 1965. 342 p.Gonzalez-Barreiro C., Cancho-Grande B., Araujo-Nespereira P., Cid-Fernandez J.A., Simal-Gandara J. Occurrence of soluble organic compounds in thermal waters by ion trap mass detection. Chemosphere, 2009, no. 75, pp. 34–47. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2008.11.067. EDN: MCRUXF.Fekete J., Sajgó C.S., Kramarics Á., Eke Z.S., Kovács K., Kárpáti Z. Aquathermolysis of humic and fulvic acids: simulation of organic matter maturation in hot thermal waters // Org. Geochem. 2012. Vol. 53. P. 109–118. DOI: 10.1016/j.orggeochem.2012.07.005.Hunt J.M. Petroleum geochemistry and geology. San Francisco, W.H. Freeman and Company, 1979. 617 p.Gonzalez-Barreiro C., Cancho-Grande B., Araujo-Nespereira P., Cid-Fernandez J.A., Simal-Gandara J. Occurrence of soluble organic compounds in thermal waters by ion trap mass detection // Chemosphere. 2009. N 75. P. 34–47. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2008.11.067. EDN: MCRUXF.Marchand M., Termonia M., Caprais J.C., Wybauw M. Purgue and trap GC–MS analysis of volatile organic compounds from the Guaymas Basin hydrothermal site (Gulf of California). Analusis, 1994, vol. 22, pp. 326–331.Hunt J.M. Petroleum geochemistry and geology. San Francisco: W.H. Freeman and Company, 1979. 617 p.Mustafa M.F., Liu Y., Duan Z., Guo H., Xu S., Wang H., Lu W. Volatile compounds emission and health risk assessment during composting of organic fraction of municipal solid waste. J. Hazard. Mater, 2017, vol. 327, pp. 35–43. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2016.11.046.Marchand M., Termonia M., Caprais J.C., Wybauw M. Purgue and trap GC–MS analysis of volatile organic compounds from the Guaymas Basin hydrothermal site (Gulf of California) // Analusis. 1994. Vol. 22. P. 326–331.Randazzo A., Folino A., Tassi F., Tatàno F., Rosa S., Gambioli A. Volatile organic compounds from green waste anaerobic degradation at lab-scale: evolution and comparison with landfill gas. Detritus, 2022, vol. 19, pp. 63–74. DOI: 10.31025/2611-4135/2022.15188. EDN: JZGAVT.Mustafa M.F., Liu Y., Duan Z., Guo H., Xu S., Wang H., Lu W. Volatile compounds emission and health risk assessment during composting of organic fraction of municipal solid waste // J. Hazard. Mater. 2017. Vol. 327. P. 35–43. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2016.11.046.Shorland F.B. Occurrence of fatty acids with uneven-numbered carbon atoms in natural fats. Nature, 1954, no. 174, pp. 603.Randazzo A., Folino A., Tassi F., Tatàno F., Rosa S., Gambioli A. Volatile organic compounds from green waste anaerobic degradation at lab-scale: evolution and comparison with landfill gas // Detritus. 2022. Vol. 19. P. 63–74. DOI: 10.31025/2611-4135/2022.15188. EDN: JZGAVT.Soniassy R., Sandra P., Schlett C. Water analysis: Organic micropollutants. Germany, Hewlett-Packard Company, 1994. 278 p.Shorland F.B. Occurrence of fatty acids with uneven-numbered carbon atoms in natural fats // Nature. 1954. N 174. P. 603.Szabo I., Varga C. Finding possible pharmacological effects of identified organic compounds in medicinal waters (BTEX and phenolic compounds). International J. Biometeorology, 2019, vol. 64, no. 6, pp. 989–995. DOI: 10.1007/s00484-019-01808-9. EDN: ARHVCB.Soniassy R., Sandra P., Schlett C. Water analysis: Organic micropollutants. Germany: Hewlett-Packard Company, 1994. 278 p.Szabo I., Varga C. Finding possible pharmacological effects of identified organic compounds in medicinal waters (BTEX and phenolic compounds) // International J. Biometeorology. 2019. Vol. 64. N 6. 989–995. DOI: 10.1007/s00484-019-01808-9. EDN: ARHVCB.