WSTĘP

Borowiny (torfy lecznicze) są jednym z podstawowych naturalnych tworzyw leczniczych wykorzystywanych do zabiegów w lecznictwie uzdrowiskowym (1, 2). Spośród 44 polskich uzdrowisk statutowych zdecydowana większość – 31, stosuje różne formy peloidoterapii (3). Do zabiegów borowinowych może być wykorzystana tylko borowina pochodząca z udokumentowanych zasobów tego surowca, spełniająca wymagania fizyko-chemiczne i mikrobiologiczne w kategorii B złóż borowinowych zaliczonych przez Ministerstwo Zdrowia do kopalin leczniczych (4).

W 17 uzdrowiskach złoża te stanowią ich zasoby „własne” ponieważ złoża borowiny zlokalizowane są na terenie danej gminy uzdrowiskowej. Zabiegi w tych uzdrowiskach mogą być wykorzystywane w szerokim zakresie. Są to najczęściej: 1. zawijania i okłady borowinowe całkowite lub częściowe, 2. kąpiele borowinowe całkowite (wymagające dużej ilości borowiny) lub częściowe (nasiadówki, fasony), 3. zabiegi z użyciem wodnych ekstraktów borowinowych (okłady, przymoczki, polewania, jonoforeza borowinowa), 4. tampony ginekologiczne lub doodbytnicze, 5. zawijania, okłady z pasty borowinowej (5, 6, 7).

Pozostałe uzdrowiska, w których ze względu na profil leczenia (choroby układu ruchu) celowe jest stosowanie borowiny, muszą sprowadzać ten surowiec do zabiegów. W takich przypadkach ogranicza się jego ilość dobierając formy zabiegu wymagające mniejszej ilości surowca. W niektórych uzdrowiskach borowina pozabiegowa jest gromadzona i poddawana tzw. regeneracji. Regeneracja polega na kontrolowanym i nadzorowanym składowaniu odwodnionej (częściowo) borowiny pozabiegowej w osadnikach zabezpieczonych przed zanieczyszczeniem zewnętrznym. Proces ten trwa kilka do kilkunastu lat w celu samooczyszczenia się tego surowca pod względem mikrobiologicznym. Równocześnie wykonywane są badania kontrolne sprawdzające jego przebieg i efektywność.

Celem opracowania było porównanie również właściwości fizyko-chemicznych i chemicznych borowiny świeżej (złożowej) i regenerowanej (pozabiegowej) ze szczególnym uwzględnieniem zawartości związków humusowych. Związki te (kwasy humusowe, hymatomelanowe, fulwonowe i huminowe) są charakterystycznymi składnikami borowin o udokumentowanych właściwościach biochemicznych i leczniczych (8, 9, 10,11).

MATERIAŁ I METODYKA

Badaniom poddano uśrednione (z 3 różnych punktów poboru) próbki borowiny surowej (pobranej ze złoża borowinowego) jak i borowiny regenerowanej – użytej do zabiegu 14 lat temu (3 próbki pobrane z jej składowiska na terenie uzdrowiska). 

Właściwości fizyko-chemiczne badanych borowin, obejmujące oznaczenia: stopnia humifikacji w skali v. Posta, odczynu wodnego wyciągu borowinowego, wilgotności, zdolności wchłaniania wody, objętości sedymentacyjnej oraz ogólnej zawartości składników nieorganicznych i organicznych oznaczono metodami zalecanymi dla badania borowin w Polskich Normach (12).

Zastosowano następujące procedury, pozwalające uzyskać próby wyizolowanych kwasów humusowych, dla których wykreślono różniczkowe widma absorpcyjne UV-VIS : 

• suszenie borowin na powietrzu w temp. 22±1oC przez okres tygodnia,

• selektywną ekstrakcję: alkaliczną, kwasową i alkoholową próbek borowin,

• wykonanie spektrogramów o charakterze ciągłym w zakresie długości promieniowania elektromagnetycznego 200-800 nm z wykorzystaniem spektrofotometru UV-VIS Hitachi U-1800, pomiary w kuwetach d=1 i d=5 cm,

• różniczkowanie IV stopnia rzeczywistych widm absorpcyjnych metodą numeryczną.  

Parametry pracy spektrometru (prędkość skanowania, szerokość spektralna szczeliny, dokładność i odtwarzalność ustawienia długości fali), funkcje matematyczne zastosowane dla uzyskania widm absorpcyjnych z dobrze rozdzielonymi pikami zarówno badanych kwasów w borowinach jak i wzorcowych pochodzących z preparatu f. Fluka podano we wcześniejszym opracowaniu (13).

Badania mikrobiologiczne wszystkich próbek borowin zostały wykonane w Laboratorium WSSE w Poznaniu w zakresie parametrów określonych dla oceny tego surowca w Rozp. Min. Zdr (4).

WYNIKI I ICH OMÓWIENIE

• Właściwości fizyko-chemiczne i mikrobiologiczne badanych borowin

Wyniki oznaczania właściwości fizyko-chemicznych oraz zawartość składników nieorganicznych i organicznych badanych borowin w zakresie niezbędnym do ustalenia ich właściwości leczniczych (26) zestawiono w tabeli 1. 

Badana borowina surowa (złożowa) jest surowcem charakteryzującym się znacznym stopniem humifikacji masy torfowej (H5), prawidłowo uwodnionym (90,3%). Substancje organiczne stanowią 93,4% suchej masy i nadają borowinie odpowiednią plastyczność, szczególnie przydatną dla jej stosowania w formie zawijań i okładów, warunkują też znaczną zdolność chłonięcia wody (średnio 17 g H2O/1 g s.m.). 

W badanej borowinie pozabiegowej – regenerowanej oznaczono 32,7% części mineralnych, głównie krzemionkę (72,5% ogółu części nieorganicznych), której udział w ogólnej masie obniża jej zdolność do chłonięcia wody. Stwierdzono też 21,2% obniżenie zawartości związków organicznych oraz zmniejszenie odczynu pH wyciągu wodnego. 

Stwierdzone obniżenie w regenerowanej borowinie w granicach 55-60% w stosunku do surowej borowiny zdolności chłonięcia wody i objętości sedymentacyjnej świadczy o zmianie stanu koloidowego masy torfowej, w szczególności o zmniejszeniu pojemności wodnej i cieplnej co oznacza zmniejszenie działania termicznego i mechanicznego papki borowinowej podczas zabiegu. 

Wyniki badań mikrobiologicznych badanych borowin, obejmujące: liczbę bakterii grupy coli, bakterii coli typu kałowego, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus ureus, Candida albicans, Clostridium perfringens, Enterobacteriaccae – nie przekraczają wartości limitowanych w wymaganiach dla borowiny leczniczej (zał. nr 2 do ww. Rozporządzenia).

• Badania spektrofotometryczne ekstraktów z borowin

Schemat wyodrębniania z borowiny frakcji kwasów: humusowych, fulwonowych, hymatomelanowych i huminowych, na podstawie różnic w ich rozpuszczalności przedstawiono na rycinie 1.

Rycinia 2 ilustruje rzeczywiste widma absorpcyjne w zakresie 200-800 nm lub 250-700 nm roztworów poszczególnych kwasów, dla których absorpcję mierzono w kuwecie kwarcowej o grubości 1 cm.

Uzyskane rzeczywiste widma absorpcyjne mają charakter krzywych monotonicznie malejących. Krzywe widmowe analizowanych kwasów uzyskanych z borowiny surowej mają większe wartości absorbancji w całym badanym zakresie UV/VIS w przypadku kwasów humusowych i huminowych. Dla kwasów fulwonowych i hymatomelanowych zależność ta występuje w zakresie bliskiego nadfioletu.

Na rycinie 3 przedstawiono różniczkowe IV stopnia widma absorpcyjne wyodrębnionych frakcji kwasowych w zakresach, w których obserwowano charakterystyczne dobrze rozdzielone i ostre piki.

W zakresie 200-450 nm takie piki zawierają widma uzyskane (przy d=1cm) dla wszystkich badanych rodzajów kwasów. Na rycinie 4 (dla grubości kuwety d=5 cm) przedstawiono jedynie widma dotyczące kwasów huminowych i humusowych. Widma różniczkowe IV rzędu kwasów fulwonowych i hymatomelanowych w zakresie 450-800 nm nie zawierają pików. 

Z rycin tych można wnioskować, że podstawy pików jak i pasma długości fal, przy których występują piki dla poszczególnych frakcji kwasów humusowych wyizolowanych z borowiny świeżej w porównaniu z borowiną pozabiegową są identyczne. Prawie równowartościowe wielkości pików a zatem i stężeń obserwowane są w zakresie λ=200-450 nm dla kwasów humusowych. Podobna zależność występuje w przypadku kwasów fulwonowych. Szerokość połówkowa piku przy określonej długości fali w max jego wysokości dla kwasów hymatomelanowych jest ok. 1,5 większa, a huminowych jest ok. 5 razy większa w borowinie świeżej w stosunku do borowiny pozabiegowej co powoduje wskazane wyżej zmiany w jej stanie koloidowym.

PODSUMOWANIE

W ocenie przydatności borowiny do zabiegów leczniczych, w których oczekuje się działania biochemicznego szczególne znaczenie ma zawartość kwasów humusowych. Warunkują one swoisty stan koloidowy masy torfowej, stopień jej uwodnienia, rodzaj i zawartość składników mineralnych oraz czystość pod względem mikrobiologicznym.

Borowinę surową w oparciu o charakterystyczne właściwości fizyczno-chemiczne (tab. 1) na podstawie określonych parametrów wg cyt. Rozp. zakwalifikowano jako peloid typu niskiego. Z uwagi na wysoką ogólną zawartość substancji organicznych i wysoki stopień humifikacji borowina nadaje się do wykorzystania we wszystkich (podanych we wstępie) formach zabiegu leczniczego borowinowego, w tym również do zabiegów specjalnych tj. tamponów ginekologicznych i doodbytniczych oraz do produkcji pasty borowinowej.

Badania zmian charakterystycznych cech borowiny surowej w procesie przygotowania do zabiegu oraz z poddania borowiny skapanej „regeneracji” w celu ponownego użycia do celów balneologicznych były wykonywane już w latach 60-tych ub. wieku (14, 15).

Ilość wody dodawanej, do rozdrobnionej naturalnie wilgotnej borowiny złożowej, w tzw. kuchni borowinowej uzależniona jest od rodzaju zabiegu i zdolności chłonięcia przez nią wody. Proces pęcznienia borowiny jest różny w zależności od typu genetycznego peloidu (16, 17, 18, 19). Borowina pozabiegowa skierowana do odpowiednich odstojników ulega w początkowym okresie odwodnieniu – odsączeniu nadmiaru wody wraz z rozpuszczonymi w niej związkami mineralnymi czy też humusowymi w postaci rozpuszczalnych soli (huminianów) (20). 

Niektórzy (21, 22, 23) uważają, że z uwagi na utratę części naturalnych składników chemicznych masy torfowej, a tym samym obniżenie zdolności adsorpcyjnych i chłonności wody, borowina użyta do zabiegu nie może być ponownie wykorzystana do leczenia, lecz wyłącznie na cele przemysłowe lub rolnicze (ogrodnicze) (24).

Mając na uwadze konieczność utrzymania tych właściwości borowiny, które warunkują jej oddziaływanie w czasie zabiegu niezbędne jest zapewnienie odpowiednich warunków regeneracji zbliżonych do naturalnych przez pozostawienie jej na kilku-, kilkunastoletni okres w specjalnie zbudowanych dołach odstojnikowych. Peloid nie powinien być przy tym nadmiernie wysuszony. Niszczy to jego strukturę koloidalną i powoduje utratę zdolności pęcznienia, ponieważ składniki koloidowe borowiny są na ogół hydrożelami nieodwracalnymi (25). Przesuszenie borowiny zmniejsza też zdolność sorpcyjną (26). W okresie regeneracji borowina powinna ulec również „samooczyszczeniu” pod względem mikrobiologicznym. Czas procesu regeneracji waha się w granicach 3-6 lat (27). 

W opracowaniu dot. m.in. warunków dla regeneracji borowin, stwierdzono, że po umieszczeniu borowiny z powrotem w pokładach (złożach naturalnych) następuje znacząca regeneracja ich fizycznych właściwości po 6-7 latach (28). Taki sam okres należałoby przewidywać na zanik patogennej mikroflory, która przedostała się do peloidu podczas zabiegu. Szybkość regeneracji jest zależna również od typu borowiny i od warunków pokładu (złoża). 

Stwierdzone w badaniach opisanych wyżej zmiany jakościowe i ilościowe zwłaszcza stanu koloidowego i zawartości kwasów humusowych są wynikiem m.in. odwodnienia borowiny pozabiegowej i usunięcia rozpuszczonych w fazie wodnej związków humusowych.

Podsumowując, należy stwierdzić, że borowina regenerowana ze względu na wskazane zmiany w składzie chemicznym nie może być uznana za pełnowartościowy surowiec balneologiczny. Dla wykonania zabiegu o wymaganych właściwościach z udziałem borowiny regenerowanej należy dodawać do niej 25-50% borowiny świeżej (28).

Regeneracja borowiny użytej wcześniej do zabiegu ma na celu przede wszystkim oszczędzanie złóż naturalnej borowiny, które mogą z czasem ulec wyczerpaniu.

WNIOSKI

1. Proces regeneracji borowiny – nawet kilkunastoletni – nie prowadzi do pełnej odbudowy naturalnych właściwości borowiny – mających znaczenie dla jej oddziaływania biochemicznego w czasie zabiegu.

2. Odwodnienie masy zabiegowej konieczne dla jej składowania w osadniku powoduje usunięcie z niej w znacznym stopniu rozpuszczonych związków organicznych i mineralnych oraz zawiesin związków humusowych (w postaci koloidalnej).

3. Borowina regenerowana może być użyta do zabiegów borowinowych klasycznych (zawijania, okłady), w których oczekuje się głównie efektów oddziaływania termicznego i hydrostatycznego.

..............................................................................................................................................................

PIŚMIENNICTWO:

1.   Kucharski M., Szymczak M.: Złoża borowiny i ich eksploatacja w uzdrowiskach polskich. Probl. Uzdr., 1987, 9-10 (239/240),71-83.

2.   Kucharski M.: Złoża borowiny udokumentowane w kategorii „B” i uznane za lecznicze. Baln. Pol., 1995,XXXVII,1,90-94.

3.   Ponikowska I.: Kompendium Balneologii. Kierunki i wskazania do leczenia uzdrowiskowego. Rozdz. Charakterystyka uzdrowisk polskich. Wyd. Adam Marszałek, Toruń, 2001r, str.181-225.

4.   Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 kwietnia 2006 r., w sprawie zakresu badań niezbędnych do ustalenia właściwości leczniczych naturalnych surowców leczniczych i właściwości leczniczych klimatu, kryteriów ich oceny oraz wzoru świadectwa potwierdzającego te właściwości (Dz. U. Nr 80 poz. 565).

5.   Dudziński W.: Sposoby stosowania borowiny. Baln. Pol., 1952,II,108-112.

6.   Jankowiak J.: Współczesne poglądy lekarskie na rodzaje stosowanych zabiegów peloidowych oraz ich skuteczność. Probl. Uzdr.,1967, 2(34),7-17.

7.   Ponikowska I., Ferson D.: Nowoczesna medycyna uzdrowiskowa. Wyd. Medi Press. Warszawa, 2008, s 116-124.

8.   Banaszkiewicz W., Drobnik M.: Wpływ borowiny naturalnej i roztworu izolowanych kwasów huminowych na niektóre wskaźniki przemiany materii i równowagi kwasowo-zasadowej u zwierząt doświadczalnych. Roczn. PZH,1994,XLV,4,353-360.

9.   Banaszkiewicz W., Latour T., Drobnik M.: Właściwości biologiczne naturalnych i izolowanych kwasów huminowych zastosowanych w formie kuracji pitnej w warunkach doświadczalnych. Baln. Pol., 1994, XXXV, 3-4, 35-41.

10.  Kłosowska T.: Badania nad bakteriobójczym działaniem borowin. Acta Microbiol. Pol., 1958, 7, 45-52.

11.  Lishtvan I.I. Et al.: Die Anwendung von Torfen und Mudden in dre chemischen und Peloid-Therapie. Wirkungsmechanismen der Moortherapie G.Goecke, G.Lüttig. Hippokrates Verlag GmbH, Stuttgart, 1987,73-82.

12.  PN-Z-11003-3. Borowiny. Analiza fizyczno-chemiczna i mikrobiologiczna.

13.  Drobnik M., Latour T.: Wykorzystanie różniczkowych widm absorpcyjnych UV-VIS do oznaczania niektórych związków humusowych w torfach leczniczych. Roczn. PZH, 2009,60,3,221-228.

14.  Górniok A.: Właściwości sorpcyjne borowin (torfów leczniczych) jako wskaźnik ich przydatności balneoterapeutycznej. Probl. Uzdr., 1974, 5/6 (83/84), 15-79.

15.  Szmytówna M., Borowicz A., Górniok A.: Badania chemiczne i polarograficzne ekstraktów borowin świeżych i skąpanych. Baln. Pol. 1963, 12,11-16.

16.  Dudziński W.: Badania nad stopniem pęcznienia borowin Połczyna-Zdroju. Baln. Pol., 1952, III,185-192.

17.  Dudziński W.: Badania nad zdolnością pochłaniania wody przez borowiny. Baln. Pol., 1952,II,207-219.

18.  Kazior A.: Wpływ sposobu przygotowania borowiny na stopień jej chłonności wodnej. Baln. Pol., 1952,II, 219-230.

19.  Madeyski A., Komorek J.: Współczesne poglądy na temat technologii przygotowania borowiny do zabiegów tradycyjnych oraz uwagi dotyczące gospodarki borowiną pozabiegową. Probl. Uzdr., 1967, 2(34),42-64.

20.  Latour T., Czajka K.: Fizyczne i chemiczne badania porównawcze przydatności do celów leczniczych borowin typu niskiego i wysokiego. Baln. Pol.,1994,XXVI, 3-4, 107-112.

21.  Borowicz A. i wsp: Instrukcja dotycząca gospodarki borowinowej oraz przygotowywania i wydawania zabiegów borowinowych w uzdrowiskach. Poznań- Warszawa, 1970 r.- Zarządzenie Nr 46/70 Dyrektora Zjednoczenia „Uzdrowiska Polskie” z dnia 31 grudnia 1970 r.

22.  Kwaśniewska-Błaszczyk M., Straburzyński G.: Zasady bezpieczeństwa i higieny pracy w zakładach i gabinetach fizykoterapii. Biblioteka Lekarza Uzdrowiskowego. Wyd.: Inst. Med. Uzdr., Poznań, 1992 r.,148.

23.  Sobolewska A., Sztanke M., Pasternak K.: Składniki borowiny i jej właściwości lecznicze. Baln. Pol., 2007, t.XLIX,2,93-98.

24.  Prerovsky K.: Badania nad niektórymi właściwościami peloidów. Baln. Pol., 1963,XII, 21-23.

25.  Lenoch F.: Kąpiele z borowiny torfowisk wysokich i niskich, ich przygotowywanie, oddziaływanie i wskazania. Baln. Pol., 1953,V,83-108.

26.  Górniok A.: Badania właściwości sorpcyjnych borowin. Wiad. Uzdr., 1965, 2-4, 299-305.

27.  Łobanowski: „Borowiny”, Baln. Pol., 1953, IV, 101-117.

28.  Hadacz E.: O wydobywaniu, przygotowywaniu i gospodarowaniu humolitami w praktyce leczniczej. Baln. Pol., 1953,IV,97-101.

..............................................................................................................................................................

Adres do korespondencji:

Michał Drobnik
Zakład Tworzyw Uzdrowiskowych NIZP-PZH
60.823 Poznań, ul. Słowackiego 8
Tel. 061/8470182
e-mail: mdrobnik@pzh.gov.pl

Artykuł nadesłano: 05.05.2009
Zaakceptowano do druku: 15.06.2009