Health and Economic Importance of Mineral Waters: A Case Study of Ciritdüzü (Şavşat-Artvin) Mineral Water Spring

Year 2024, , 339 - 360, 31.08.2024

Fatma Gültekin , Esra Hatipoğlu Temizel , Nergis Erdoğan

https://doi.org/10.25288/tjb.1408056

Abstract

The Mineral Water Producers Association (MASUDER) stated that our country has important resources in terms of mineral water, but consumption rates are quite low. This can be attributed to the fact that the effects of mineral water are not sufficiently known. So far, studies have shown that mineral waters have positive effects on cardiovascular health, bone structure, digestive system, and metabolism. Increased awareness of health effects will positively affect consumption. With the increase in consumption, the economic value of mineral water resources will also increase. In this study, the hydrogeochemical and isotopic properties of Ciritdüzü mineral water (CDMS) and some cold-water springs in Şavşat town in Artvin were examined and evaluated in terms of health. The springs have Na-Ca-HCO3, Ca-Mg-Na-HCO3 and Ca-HCO3 water types with temperatures ranging between 8-13 °C, pH values between 6.42-7.97 and EC values between 181-3195 µS/cm. The isotope contents of the waters (O-18, deuterium and tritium) show that CDMS has deep circulation, and the other springs have shallow circulation. The δ34S values of the waters indicate that the source of sulfate in CDMS is a mixture of marine evaporites, terrestrial evaporites and atmospheric sulfate; δ13C values indicate that the origin of carbon corresponds to metamorphic CO2. The trace element contents in the waters are generally consistent with the limit values given in the Regulation on Natural Mineral Waters. Antimony and arsenic concentrations are within the limit values and boron concentration is above the limit value for CDMS. When the waters are evaluated medically and climatologically, CDMS has bicarbonate content above the effective dose for drinking cures. When evaluated in terms of sodium, calcium and magnesium ion contents, CDMS can be used for diseases related to the digestive system, prevention of cardiovascular diseases, kidney and urinary tract diseases. The location of the CDMS spring, which has preventive and therapeutic properties for these disease groups, also offers the opportunity for climatotherapy.

Keywords

Artvin-Şavşat, balneotherapy, climatotherapy, hydrogeochemistry, Mineral water

Project Number

115Y142

Mineralli Suların Sağlık ve Ekonomik Açıdan Önemi: Ciritdüzü (Şavşat-Artvin) Mineralli Su Kaynağı Örneği

Abstract

Ülkemizin maden suyu bakımından önemli kaynaklara sahip olduğu, fakat tüketim oranlarının oldukça düşük olduğu MASUDER (Madensuyu Üreticileri Derneği) tarafından belirtilmiştir. Bu durum maden suyunun etkilerinin yeterince bilinmemesiyle ilişkilendirilebilir. Günümüze kadar yapılan çalışmalar maden sularının kalp ve damar sağlığı, kemik yapısı, sindirim sistemi ve metabolizma üzerine olumlu etkileri olduğunu göstermiştir. Sağlık üzerine etkileri hakkındaki bilincin artması tüketimi olumlu yönde etkileyecektir. Tüketimin artması ile mineralli su kaynaklarının ekonomik değeri de artmış olacaktır. Bu çalışmada Artvin ilinin Şavşat ilçesinde yer alan Ciritdüzü mineralli su (CDMS) ve bazı soğuk su kaynaklarının hidrojeokimyasal ve izotopik özelikleri incelenmiş, sağlık açısından değerlendirilmesi yapılmıştır. Na-Ca-HCO3, Ca-Mg-Na-HCO3 ve Ca-HCO3 su tiplerinde olan kaynakların sıcaklıkları yaklaşık 8 - 13 °C, pH değerleri 6,42-7,97 ve EC değerleri 181-3.195 µS/cm arasında değişmektedir. Suların izotop içerikleri (O-18, döteryum ve trityum) CDMS’nin derin, diğer kaynakların sığ dolaşımlı olduğunu göstermiştir. Sularda ölçülen δ34S değerleri CDMS’de sülfatın kaynağının denizel evaporitler, karasal evaporitler ve atmosferik sülfatın karışımı olduğunu; δ13C değerleri karbonun kökenin metamorfik CO2’ye karşılık geldiğini işaret etmektedir. Sulardaki iz element içerikleri genel olarak Doğal Mineralli Sular Hakkındaki Yönetmelikte verilen sınır değerlere uygunken CDMS’de antimon ve arsenik konsantrasyonları sınır değerlerde, bor konsantrasyonu ise sınır değerin üzerindedir. Sular Tıbbi ve Klimatolojik bakımdan değerlendirildiğinde CDMS içme kürlerinde etkili dozların üzerinde bikarbonat içeriğine sahiptir. Sodyum, kalsiyum ve magnezyum iyon içeriği bakımından değerlendirildiğinde CDMS sindirim sistemi ile ilgili hastalıklarda, kalp damar hastalıklarının önlenmesinde, böbrek ve idrar yolu hastalıklarında kullanılabilecek bir kaynaktır. Bu hastalık gruplarında koruyucu ve tedavi edici özellikte olan CDMS kaynağının yer aldığı bölge klimaterapi olanağı sunmaktadır.

Keywords

balneoterapi, hidrojeokimya, klimaterapi, Mineralli su, Artvin-Şavşat

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

115Y142

Thanks

Maddi desteklerinden dolayı yazarlar TÜBİTAK'a teşekkür ederler.

References

• Akpınar, D. (2017). Osmanlı’dan Günümüze Afyonkarahisar Maden Suları. Journal of Social and Humanities Sciences Research, 4(12), 1047-1060. https://doi.org/10.26450/jshsr.185
• Baba, A., Ereeş, F. S., Hiçsönmez, Ü., Çam, S. & Özdilek, H. G. (2008) An assessment of the quality of various bottled mineral water marketed in Turkey. Environmental Monitoring and Assessment, 139(1-3), 277-285. https://doi.org/10.1007/s10661-007-9833-9
• Bacciottini, L., Tanini, A., Falchetti, A., Masi, L., Franceschelli, F., Pampaloni, B., Giorgi, G. & Brandi, M. L. (2004). Calcium bioavailability from a calcium-rich mineral water, with some observations on method. Journal of Clinical Gastroenterology, 38(9), 761-6. https://doi.org/10.1097/01.mcg.0000139031.46192.7e
• Barut, İ. F. ve Erdoğan, N. (2011). Marmara Bölgesi Termal Mineralli Kaynak Suları: Hidrokimyasal Özellikleri ve Zamana Bağlı Değişimi. İstanbul Yerbilimleri Dergisi, 24(1), 19-64.
• Barut, İ.F., Erdoğan, N., Berköz Erol, B. ve Demircioğlu Güneri, F. (2013). Geçmişten Günümüze Denizli Termal Mineralli Sularının Hidrokimyasal Özellikleri İle Kullanımının Değerlendirilmesi. İstanbul Yerbilimleri Dergisi, 26(1),1-24.
• Blazejczyk, K. (2008) Bioclimatic Principles of Health Tourism. Conference Reports R-01-2009, Volume 20, pp. 28-43.; Yamanashi Institute of Environmental Sciences. Yamanashi, Japan, 2008.
• Bortolotti, M., Turba, E., Mari, C., Lopilato, C., Porrazzo, G., Scalabrino, A. & Miglioli, M. (1999). Changes caused by mineral water on gastrointestinal motility in patients with chronic idiopathic dyspepsia. Minerva Medica, 90(5-6), 187-94.
• Bothe, G., Coh, A. & Auinger, A. (2015). Efficacy and safety of a natural mineral water rich in magnesium and sulphate for bowel function: a doubleblind, randomized, placebo-controlled study. European Journal of Nutrition, 56(2), 491-499.
• Chruszcz-Lipska, K., Winid, B., Madalska, G.A., Macuda, J. & Lukanko, L. (2021). High content of boron in curative water: from the spa to industrial recovery of borates? (Poland as a case study). Minerals, 11(1), 8. https://doi.org/10.3390/min11010008
• Clark, I. & Fritz, P. (1997). Environmental Isotopes in Hydrogeology. Lewis publishers, New York, 328.
• Craig, H. (1961). Isotopic Variations in Meteoric Water. Science, 133, 1702-1703.
• Dandinoglu, T., Dandin, O., Ergin, T., Tihan, D., Akpak, Y.K., Aydın, O.U. & Teomete, U. (2017) Can balneotherapy improve the bowel motility in chronically constipated middle-aged and elderly patients? International Journal of Biometeorology, 61(6), 1139-1148. https://doi.org/10.1007/s00484-016-1295-8
• De Giglio, O., Quaranta, A., Lovero, G., Caggiano, G. & Montagna, M.T. (2015). Mineral water or tap waters An endless debate. Ann Ig. 27(1), 58-65. https://doi.org/10.7416/ai.2015.2023
• Direktif 80/777/EEC of 15 July 1980 on the approximation of the laws of the Member States relating to the exploitation and marketing of natural mineral waters. Official Journal of the European Communities, No L 229/9.
• Direktif 2009/54/EC of the European Parliament and of the counc’l 2009. On the exploitation and marketing of natural mineral waters. Official Journal of the European Union L 164/45-58
• Drever, J. I. (1997). The geochemistry of natural waters, third edition. New Jersey, Prentice- Hall. Inc.
• Dupont, C., Campagne, A. & Constant, F. (2014). Efficacy and safety of a magnesium sulfate-rich natural mineral water for patients with functional constipation. Clinical Gastroenterology and Hepatology, 12(8), 1280-7.
• Ekmekçi, M. ve Gültekin, F. (2015). Doğu Karadeniz Bölümü Suları Çevresel Duraylı İzotop İçeriğinin Değerlendirilmesi. R. Ulusay, M. Ekmekçi, H. Ersoy, A. Fırat Ersoy (Ed.ler), Ulusal Mühendislik Jeolojisi Sempozyumu (MÜHJEO 2015), (s. 459- 466). KTÜ Mühendislik Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü/Mühendislik Jeolojisi Derneği, Trabzon.
• Erdoğan, N. (2002). Termomineral Banyoların Etki Mekanizması. Balneoloji ve Kaplıca Tıbbı. M.Z. Karagülle (Ed.), İ.Ü. İst. Tıp Fak. Temel ve Klinik Bilimler Ders Kitapları, Nobel Tıp Kitapevleri.
• Erdoğan, N. (2012). Türkiye’de kaplıca tedavisinin son yirmi yılı. IX. Ulusal Kaplıca Tıbbı ve Balneoloji Kongresi Özet Kitabı 12-14 Nisan Kozaklı Nevşehir.
• Erendil, M., Turhan, N., Aksoy, A., Özdemir, H. ve Sirel, E. (1989). Artvin Dolayının Jeolojik Etüdü. MTA Derleme Raporu.
• Fioravanti, A., Karagülle, M., Bender, T. & Karagülle, M.Z. (2017). Balneotherapy in osteoarthritis: Facts, fiction and gaps in knowledge. European Journal of Integrative Medicine, 1(9), 148-150. https://doi.org/10.1016/j.eujim.2017.01.001
• Gutenbrunner, C., Bender, T., Cantista, P. & Karagülle, Z. (2010). A Proposal for a World-Wide Definition of Health Resort Medicine, Balneology, Medical Hydrology and Climatology. International Journal of Biometeology, 54, 495-507.
• Gültekin, F., Fırat Ersoy, A. ve Ersoy, H. (2005). Aşağı Değirmendere (Trabzon) Havzasındaki Suların Kalitesi. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 29(1), 21-34.
• Gültekin, F., Hatipoğlu Temizel, E., Babacan, A. E., Kırmacı, M. Z., Fırat Ersoy, A. & Subaşı, B.M. (2019) Conceptual model of the Şavşat (Artvin/NE Turkey) Geothermal Field developed with hydrogeochemical, isotopic, and geophysical studies. Geothermal Energy 7, Article 12. https://doi.org/10.1186/s40517-019-0128-5
• Gültekin, F., Hatipoğlu Temizel, E. ve Erdoğan, N. (2023). Ciritdüzü Kaynağının (Şavşat-Artvin) Hidrojeokimyası ve Sağlık Açısından Değerlendirilmesi. Uluslararası Katılımlı 75. Türkiye Jeoloji Kurultayı, (s. 318). 10-14 Nisan 2023, Ankara, Türkiye,
• Gürdal, H. (2002). Klimaterapi ve Romatizmal Hastalıklar. Balneoloji ve Kaplıca Tıbbı. M.Z. Karagülle (Ed.), İ.Ü. İst. Tıp Fak. Temel ve Klinik Bilimler Ders Kitapları (s.: 215-220). Nobel Tıp Kitapevleri.
• Gürdal, H., Karagülle, O. ve Karagülle, M.Z. (2002). İçme kürleri. Balneoloji ve Kaplıca Tıbbı. M.Z. Karagülle (Ed.), İ.Ü. İst. Tıp Fak. Temel ve Klinik Bilimler Ders Kitapları (s.: 153-160). Nobel Tıp Kitapevleri.
• Gürdal, H. (2003). Klimatherapie und Rheumatische Erkrankungen. M. Z. Karagülle, C. Gutenbrunner & O. Karagülle (Eds.) Balneologie Medizinische Klimatologie bei Rheumatischen erkrankungen (pp.: 59-66). O. I.S.M.H. Verlag, Nördlingen Mai.
• Güven, İ. H. (1993). Doğu Karadeniz Bölgesi’nin 1/250000 ölçekli jeolojik ve Metalojenik Haritası. MTA, Ankara.
• Halksworth, G., Moseley, L., Carter, K. & Worwood, M. (2003). Iron absorption from Spatone (a natural mineral water) for prevention of iron deficiency in pregnancy. Clinical and Laboratory Haematology, 25(4), 227-31
• Hatipoğlu Temizel, E., Gültekin, F. & Fırat Ersoy, A. (2019). Rare earth elements and yttrium geochemistry of the geothermal fields in the Eastern Black Sea Region (Ordu, Rize, Artvin), NE Turkey. Bulletin of the Mineral Research and Exploration, 160, 135-153. https://doi.org/10.19111/bulletinofmre.502835
• Hounslow, A., W. & Back, D. B. (1985). Evaluation of Chemical Data from Water Supplies in Southwestern Oklahoma. Final Report to the Oklahoma Water Resources Board, 125-130.
• IAH (International Association of Hydrogeologists) (1979). Map of Mineral and Thermal Water of Europe, Scale: 1:500.000. IAH, United Kingdom.
• Kara, İ. (1997). Türkiye Termal ve Mineralli Sular Envanteri (Artvin), (rapor no: 10261). Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Derleme Raporu, Ankara, (yayımlanmamış).
• Karagülle, M. Z. (2002). Klimaterapi. Balneoloji ve Kaplıca Tıbbı. İ.Ü. İst. Tıp Fak. Temel ve Klinik Bilimler Ders Kitapları, Nobel Tıp Kitapevleri, 205-210.
• Karagülle, D., Frye, C., Sayre, R., Breyer, S., Aniello, P., Vaughan, R. & Wright, D. (2017). Modeling global hammond landform regions from 250-m elevation data. Transactions in GIS, 21(5), 1040-1060.
• Karaköse, C., Asutay, H.J., Yergök, A.F., Akbaş B., Dalkılıç, H., Meng, H., Kara, H., Papak, İ. ve Keskin, İ. (1994). Ardahan-Posof Dolayının Jeolojisi, (Rapor No: 9962). Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü.
• Kınık, K., Akçiçek, A., Yıldırım, R.M., Arıcı, M., Vahapoğlu, B., Kamiloğlu, S., Çapanoğlu, E., Ertugay, M.F., Karasu, S., Tekin, H.Z., Avcı, E., Karakaş C.Y., Karadağ, A., Bekçi, S.B., Çoban, D., Kasapoğlu, B., Seçmele, Ö. ve Sevimli, Y. (2020). Mucize İçecek Maden Suyu. M. Arıcı, S. Karasu, A. Karadağ (Ed.ler), Kızılay Kültür Sanat Yayınları, ss:216 İstanbul.
• Konak, O., Yılmaz, B.S., Gülibrahimoğlu, İ., Yazıcı,E N, Yaprak, S., Saraloğlu, A., Köse Z, Çuvalcı, F. ve Tosun, C.Y. (1998). Artvin İlinin Çevre Jeolojisi ve Doğal Kaynakları (Rapor no: 10165). Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Derleme Raporu, Ankara.
• Langmuir, D. (1997). Aqueous environmental geochemistry. Prentice Hall, Inc., 601 p.
• MASUDER (2024). Türkiye Maden Suyu Üreticileri Derneği. http://www.masuder.org.tr/Do%C4%9FalMadenSuyu/MadenSuyuPotansiyeli/tabid/1105/Default.aspx Erişim Tarihi:21.02.2024.
• NMWE (2024). Natural mineral waters Europe. https://naturalmineralwaterseurope.org/water/history-of-natural-mineral-water/. Erişim tarihi: 21.02.2024
• Petraccia, L., Liberati, G., Masciullo, S.G., Grassi, M., Fraioli, A., Naumann, J. & Sadaghiani, C. (2006). Water, mineral waters and health. Clinical Nutrition, 25(3), 377-462.
• Pinheiro, V.B., Baxmann, A.C., Tiselius, H.G. & Heilberg, I.P. (2013). The effect of sodium bicarbonate upon urinary citrate excretion in calcium stone formers. Urology. 82(1), 33-40.
• Quattrini, S., Pampaloni, B. & Brandi, M.L. (2017). Natural mineral waters: chemical characteristics and health effects. Clinical Cases in Mineral and Bone Metabolism 13(3), 173-180, https://doi.org/10.11138/ccmbm/2016.13.3.173
• Rapolienė, L., Razbadauskas, A., Mockevičienė, D., Varžaitytė, L. & Skarbalienė, A. (2020). Balneotherapy for musculoskeletal pain: does the mineral content matter?. International Journal of Biometeorology, 64, 965-979.
• Stankovic, A.M., Radonjic, Petkovic, M. & Divnic, D. (2022). Climatic Elements as Development Factors of Health Tourism in South Serbia. Sustainability, 14(23) 15757. https://doi.org/10.3390/su142315757
• Subaşı, B.M. (2019). Ilıca (Şavşat-Artvin) Jeotermal Sularının Hidrojeokimyasal ve İzotopik İncelenmesi [Yüksek Lisans Tezi]. Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
• Şentürk, N. (2009). Türkiye Mineralli Su Potansiyeli ve Sorunlarımız. Türkiye`nin Jeotermal Potansiyeli ve Arama Yöntemleri Sempozyumu, İstanbul.
• T.C. Sağlık Bakanlığı. saglik.gov.tr/TR,10469/dogal-mineralli-sular-hakkinda-yonetmelik, html. Son Erişim Tarihi: 20.02.2024.
• Tenti, S., Cheleschi, S., Galeazzi, M. & Fioravanti, A. (2015). Spa therapy: can be a valid option for treating knee osteoarthritis?. International Journal of Biometeorology, 59, 1133-1143. https://doi.org/10.1007/s00484-014-0913-6
• Tretiakova, T.N., Shmeleva, T. & Brankov, J. (2018). Thermal springs and health tourism-the analysis of the meteorological parameters. Journal of the Geographical Institute "Jovan Cvijic" 68(1), 133-148. https://doi.org/10.2298/IJGI1801133T
• Türkiye Maden Suları (1975). Karadeniz Bölgesi Cilt 3. Sermet Matbaası, İstanbul.