Смак. Смак води має велике значення для пізнання генезису підземних вод. Солонуваті або солені підземні води дають можливість говорити про їх зв'язок з соленосними відкладами або з породами, які містять підвищений вміст солей, чи показують на глибинне походження вод. Кислий смак води може вказувати на наявність у воді вільних кислот (сіркової або вугільної). У першому випадку це буває пов'язано з присутністю сульфідних мінералів у водовміщуючих породах або покладами сульфідних руд на глибинах, з якими стикаються при своєму русі підземні води, у другому - з проходженням зон тектонічних порушень, по яких піднімається на поверхню вуглекисла вода.
Густина. Як відомо, дистильована вода при температурі 4"С має густину, рівну одиниці. Але природна підземна вода завжди містить в собі деяку кількість мінеральних речовин, які попадають в неї з повітря разом із атмосферними опадами і в результаті розчинення і вилуговування порід, з якими вона стикається при русі в надрах земної кори. Тому її густина завжди більша за одиницю, причому чим більше в ній розчинених речовин, тим більша її густина.
Температура. Температура води має велике значення. Постійна температура підземної води вказує на те, що вода піднімається з досить великих глибин, на які не впливають зміни температури повітря за порами року; дуже низька температура підземної води характерна для областей розвитку зон багаторічних мерзлих порід; температура води, близька до температури повітря певного пункту, вказує на неглибоке її залягання від поверхні землі. Виходи на поверхню теплих або гарячих підземних вод майже завжди свідчать про походження на схожих ділянках зон розривних порушень. Нарешті, температура підземної води, близька до температури поверхневих водотоків, вказує на тісний взаємозв'язок їх між собою і на живлення ґрунтових вод річковими.
Питна вода вважається смачною і має освіжаючі властивості, якщо її температура знаходиться в межах 7-11 °С, не нижче 5°С і не вище 15°С.
Концентрація водневих іонів (pH). Концентрація водневих іонів в підземних водах невелика, але її значення велике. Вона дозволяє визначати форми стану у воді вуглецевої, кремнієвої, сірководневої і фосфорної кислот, насиченість води слабими основами; з'ясувати умови розвитку біологічних і хімічних процесів, які відбуваються у водовміщуючих товщах земної кори.
Концентрація водневих іонів залежить від температури води, ступеня її мінералізації, характеру розчинених в ній речовин, від співвідношення кількості вугільної кислоти та іонів НСО3 та СО23, дисоціації органічних кислот. У водах, які мають нейтральну реакцію, рН дорівнює 7, при кислій реакції рН менше 7, при лужній більше 7. За стандартну температуру при експериментальних визначеннях рН приймають 18°С, при якій нейтральна вода має рН=7,07.
Окислювально-відновлювальний потенціал (Eh) показує інтенсивність окислювальної чи відновлюваної дії системи і таким чином дає уявлення про природні умови формування підземних вод.
Для вод, які, без сумніву, мають лікувальний ефект, характерні від'ємні значенні Eh, що вказує на розвиток в них анаеробних процесів бактеріального руйнування органічної речовини, особливо процесу сульфатредукції, який обумовлює появу у воді сірководню. Води, які характеризуються слабкими лікувальними властивостями, мають позитивне значення Eh (близько 100-300 мВ). Це вказує на те, що ці води формуються в перехідних окисно-відновних умовах.
Проведеними дослідженнями встановлений тісний зв'язок між величиною Eh вод і концентрацією в них сірководню і кисню. При вмісті сірководню більше 0,1 мг/л Eh води завжди має негативне значення. Однак у зв'язку з невисоким вмістом сірководню у воді значенні Eh не бувають нижчими - 40 мВ. Якщо у воді є сліди сірководню і вміст кисню сягає десятих часток міліграма на літр, то Eh змінюється від 200 до 100 мВ, іноді знижується до +40 мВ. Окисно-відновний потенціал розчинів, які містять кисню більше 1 мг/л (сірководень відсутній), становить 445-300 мВ, рідше 250 мВ.
Крім того, мінеральні води характеризуються вмістом макро- (NaCI, CaSО4, СаСО3, MgCO3, FeCO3, глинозем, SiO2) та мікроелементів (Li+, Ва2+, Sr2+, Fe2+, Fe3+, Br-, I-, F-, As, Mn, HPО4, HB02, Si02, Ra, Rn та ін.) хімічного складу; вмістом органічних речовин (вуглеводні, феноли, бітуми, лізини, гумінові речовини, жирні кислоти та ін.), мікрофлори (бактерії), газів (СO2, O2, N2, H2S, CH4 та ін.).
Мінеральні води мають широке розповсюдження в товщі земної кори, заповнюючи пори і тріщини в гірських породах. Процеси формування мінеральних вод підлягають певним закономірностям. В результаті геологорозвідувальних робіт виділені області-зони, в яких утворюються мінеральні води (або їх групи) певного іонного сольового і газового складу з наявністю тих чи інших мікрокомпонентів, температури і т.д. Ці області отримали назву "провінцій" мінеральних вод. На даний час виділено 9 основних бальнеологічних груп мінеральних вод, а всередині груп - різні гідрохімічні типи.
I. Мінеральні води, дія яких визначається іонним складом і мінералізацією.
II. Вуглекислі води.
III. Сірководневі (сульфідні) води.
IV. Залізисті води.
V. Бромні, йодні і йодобромні води.
VI. Кременисті термальні води.
VII. Миш'яковмісні води.
VIII. Радонові (радіоактивні) води.
IX. Борвмісні води.
Для віднесення мінеральних вод до тієї чи іншої бальнеологічної групи використовується сукупність кількісних показників і ознак:
1) загальна мінералізація вод (сумарний вміст розчинених компонентів),
2) іонний склад мінеральних вод,
3) газовий склад і газонасиченість,
4) вміст у водах терапевтичне активних компонентів (мінеральних і органічних),
5) радіоактивність вод,
6) активна реакція води, яка характеризується величиною рН,
7) температура вод.
До питних лікувально-столових вод належать води з мінералізацією від 1 до 10 г/л, до лікувальних - від 10 до 15 г/л (або з мінералізацією <10 г/л при наявності в них бальнеотерапевтичних кількостей миш'яку, бору і деяких інших біологічно активних компонентів). В окремих випадках як лікувальні використовуються води з мінералізацією більше 15 г/л в строго дозованих кількостях [14].
Перші критерії оцінки мінеральних лікувальних вод розроблені хіміком Грюнхутом і прийняті Наугеймською радою у 1911 р. За цими критеріями оцінювали 14 різних параметрів складу води, за перевищення яких вода, як вважали, змінювала якість питної на якість мінеральної, тобто лікувальної. Рівнозначними залишаються "сухий залишок" (мінералізація), вміст літію, стронцію, вуглекислоти, радону і т. ін., тобто компонентів з бальнеологічними властивостями. Такий принцип виділення мінеральних вод з усього розмаїття природних вод залишився до теперішнього часу.
Перші критерії Грюнхута були отримані шляхом статичного опрацювання даних про склад "звичайних" питних вод і беззаперечно мінеральних, відомих з досвіду користування ними багатьох поколінь [5].
Відповідно до стану науки перші класифікації мінеральних вод були досить примітивними. Наприклад, мінеральні води розподіляли на:
а) не послаблюючі;
б) з незначною послаблюючою дією;
в) енергійно послаблюючі (класифікація Лиманна);
або на:
1) муріатичні, тобто з вмістом кухонної солі;
2) такі, що вміщують сірку;
3) гіркі;
4) вуглекислі;
5) залізисті;
6) лужні;
7) термальні (залежно від авторства).
У 20-і роки XX століття в класифікаціях природних (і мінеральних в т. ч.) вод закріпився принцип аналізу хімічних властивостей (класифікації А.А.Лозинського, Н.С.Звоницького, С.А.Щукарєва, Е.Е.Карстенса, В.А.Александрова та ін.).
В таблиці 1.1. коротко викладені дані щодо розвитку уявлень про бальнеологічні показники мінеральних вод, які стосуються тільки критеріїв розподілу мінеральних вод: від перших критеріїв Грюнхута, які стали основою практично в усіх країнах (колонка 2), до критеріїв, застосованих у "Класифікації мінеральних вод України" 2001 р. (колонка 4). У колонці 3 зібрані критерії, які застосовували у колишньому Радянському Союзі, зокрема в Україні. Критерії, в основному, наведені за відомою "Классификацией минеральньїх вод" Іванова-Невраєва.
Таблиця 1.1. Порівняльні критерії розподілу мінеральних вод
| Основні показники | Перші критерії розподілу мінеральних вод за Грюнхутом, 1911 р. (у дужках поправки 1932 р.) | Межі вмісту за діючими документа ми | Межі вмісту за новою класифікацією |
| Загальна мінералізація (загальний вміст розчинених солей) | Понад 1 г/л | Понад 1 г/л | Такі самі |
| Вміст СО2 вільної і розчиненої | 250(500) мг/л і більше | 500 мг/дм3 і більше | Такі самі |
| Вміст органічної речовини(в розрахунку на вуглець) | 5-30 мг/дм3 | 8-40 мг/дм3 - води типу "Нафтуся, понад 40 мг/дм3 - води типу "Брамштедт" | |
| Вміст ортоборноі кислоти (Н3ВО3) | Метаборна кислота (НВO2) 1 г/л | 35 мг/дм3 і більше | Такі самі |
| Вміст метакремнійової кислоти (H2SiO3) | 50 мг/дм3 і більше | Ті ж самі | |
| Вміст As | Гідроаксерніт (HAsCV) 1,3 мг/л | понад 0,7 мг/дм | 0,7-2 мг/дм3 |
| Вміст Вг | 5 мг/л і більше | 25 мг/дм3 і більше | Такі самі |
| Вміст J | 1,0 (5,0) мг/л | 5 мг/дм3 і більше | Такі самі |
| Вміст Li | 1 мг/л | - | понад 5 мг/дм3 |
| Вміст Se | понад 10 мкг/дм3 | ||
| Вміст Аg | понад 0,1 мг/дм3 | ||
| Вміст Sr | 10 мг/л | понад 0,001 мг/дм3 | |
| Вміст Fe | Fe2++Fe3+ 10 (20) мг/л більше | Fe2++Fe3+ 10 мг/дм3 і більше | Такі самі |
| Вміст Ва | 10 мг/л | ||
| Вміст F | 10 мг/л | ||
| ВМІСТ H2Sзаг (H2S+HS-) | Титрована сірка 1 мг/л і більше | 10 мг/дм3 і більше | Такі самі |
| Вміст Rn | Понад 1,3 мкС (29 мкС) | 180Бк/дм3 і більше | Такі самі |
Підхід класифікації Іванова-Невраєва до визначення критеріїв принципово відрізняється від підходу до перших критеріїв розподілу мінеральних вод. В класифікації Іванова-Невраєва більшість критеріїв аналізувалися на основі фармакотерапевтичної практики застосування лікарських засобів, які містять у своєму складі компонент (наприклад, йод, бром, залізо). Деякі критерії визначили за результатами різних дослідів (наприклад, вуглекислий газ, сульфіди).