В оцінці фізіологічного та лікувальної дії мінеральної води велике значення має її іонний склад. При русі підземних вод в гірських породах в різних термодинамічних умовах відбувається формування складу води, насичення її новими хімічними елементами, їх часткове випадання в осад або заміщення одних іонів іншими.
Основними компонентами іонного складу мінеральних вод є аніони (хлор, сульфати, гідрокарбонати, іноді в лужних водах зустрічаються карбонати) і катіони (калій, натрій, кальцій, магній, набагато рідше залізо і алюміній). За цим головним складовим частинам зазвичай води отримують свою назву і тип, якщо ті чи інші іони містяться в кількостях не менше 20 екв. %.
Серед питних мінеральних вод, як показали багаторічні спостереження, особливу цінність представляють ті, які містять гідрокарбонатні іон (НСO3). У поєднанні з гідрокарбонатних іоном деякі макро- та мікроелементи краще засвоюються організмом- крім того, бікарбонати, потрапляючи в шлунок, реагують з шлунковим соком і виділяють вуглекислоту, чим стимулюють секреторну діяльність шлунка.
Іони хлору в мінеральній воді, особливо поєднання їх з гідрокарбонатними іонами, також мають велике значення. З ними пов'язують стимуляцію секреторної діяльності шлунка і вплив на видільну функцію нирок.
Сульфатний іон в питних мінеральних водах зустрічається рідше, ніж гідрокарбонатні і хлорідний іони, частіше в поєднанні з кальцієм (Країнка, Кисловодский джерело - сульфатний нарзан, Славяновський і Смірновський джерела та ін.). У водах типу Баталінская сульфатний іон зустрічається в поєднанні з натрієм і магнієм. Сульфатному іону приписують здатність знижувати шлункову секрецію і її активність, стимулювати моторику кишечника і жовчного міхура.
Натрій і калій найбільш часто зустрічаються серед катіонів питних мінеральних вод. Калію і натрію належить головна роль у водному обміні організму. Солі натрію затримують воду в організмі. Бікарбонати калію і натрію відіграють важливу роль як буфери для підтримки необхідного осмотичного тиску в тканинних і міжтканинних рідин організму.
Кальцій досить часто зустрічається в питних водах, іноді в незначних кількостях (менше 20 екв.%). Однак у таких водах, як кисловодські нарзани, кількість його досягає 56 екв.%. Іони кальцію мають протизапальну дію і сприяють зневодненню організму. Крім того, солі кальцію є антиспастическим засобом. Гарячі кальцієві води Желєзноводськ з успіхом застосовують при лікуванні виразкової хвороби, а також гастриту з підвищеною секрецією і порушенням рухової функції шлунка.
Іони магнію зустрічаються в питних мінеральних водах рідше й у менших кількостях. Проте їх лікувальне значення велике, особливо при захворюваннях печінки і жовчовивідних шляхів. Іони магнію мінеральних вод добре засвоюються організмом, сприяють усуненню спазмів жовчного міхура та жовчних ходів, знижують рівень холестерину в крові і жовчі і при цьому благотворно впливають на нервову систему.
Велика кількість магнію, до 30 екв.%, Містять води Кисловодська, води курорту Кука (свердловина № 27), кримський нарзан (43 екв.%) І, нарешті, води Баталінская джерела - 57 екв.%.
Мікроелементами прийнято називати хімічні елементи, що містяться в організмі людини і тварин у дуже малих кількостях. Зазвичай кількість їх визначається в тисячних частках відсотка. Коли ж кількість їх складає десятитисячні або навіть стотисячні частки відсотка, застосовують термін «ультрамікроелементи». У мінеральних водах зустрічається до 50 різних мікроелементів.
Незважаючи на малі кількості, багато мікро- і ультрамікроелементи мінеральних вод мають високу біологічну активність. Це мідь, марганець, цинк, літій, стронцій, молібден, бор і особливо йод, бром, фтор, залізо, миш'як і кобальт.
Відомий натураліст В. І. Вернадський і його учні вивчали взаємний вплив органічної та неорганічної природи. Було доведено, що з 92 зустрічаються в природі хімічних елементів 60 тісно пов'язані з життєдіяльністю тварин і рослин. Багато хто з них зустрічаються в незначних кількостях в навколишньому середовищі, однак присутність їх в тварин організмах постійно і не випадково (А. А. Дробков). І хоча загальна вага всіх мікроелементів в організмі тварин і людини становить усього 0,4-0,6% їх живої ваги, роль мікроелементів дуже велика. У складі крові тварин виявлено 24 мікроелемента, у тому числі залізо у складі гемоглобіну. Накопичення мікроелементів в ендокринних залозах сприяє їх високої активності. Так, надлишок брому перешкоджає накопиченню йоду в щитовидній залозі, а недолік кобальту призводить до її гіперплазії (В. В. Ковалевський).
Мікроелементи входять до складу багатьох ферментів, гормонів (марганець, мідь, молібден) і вітамінів (кобальт) і беруть активну участь у життєдіяльності організму.
Роботами останніх років доведено, що нестача або надлишок в їжі деяких мікроелементів (кобальт, мідь, марганець, цинк, бор, йод, фтор, селен та ін.) Призводить до порушень обміну речовин і виникнення таких захворювань, як зоб, уровська хвороба, флюороз (вплив фтористих сполук) та ін.
Зазвичай необхідну кількість мікроелементів людина отримує з їжею. Дуже добре засвоюються в організмі мікроелементи, що входять до складу мінеральних вод. Однак кількість багатьох мікроелементів в мінеральній воді зазвичай у багато разів менше, ніж в харчових продуктах при раціональному харчуванні, тому навряд чи варто переоцінювати їх терапевтичну дію. Виняток становлять такі важливі мікроелементи, як миш'як, кобальт, залізо, марганець, йод і бром.
Для того щоб віднести мінеральні води до специфічних по наявності в них одного або декількох мікроелементів, можна користуватися наступними критеріями. Залізисті води повинні містити заліза не менше 20 мг / л. Як специфічні залізисті води, придатні для пиття, цікаві Марціальні води з вмістом заліза 67 мг / л і Полюстровского, де вміст заліза одно 33 мг / л. Йодистими можна вважати ті води, в яких йод становить не менше 5 мг / л. Велика кількість йоду містять, наприклад, Хадиженськ води (краснодарський край) - 41 мг / л. В інших питних джерелах йоду зазвичай менше. Бромними можна вважати води з вмістом брому вище 25 мг / л-з йодо-бромних вод для внутрішнього вживання заслуговують уваги Семигорская води (Краснодарський край), в яких йоду міститься 15 мг / л, брому - 32 мг / л. Наведені критерії терапевтичної дії заліза, йоду та брому достатньо науково обгрунтовані. На жаль, по відношенню до інших мікроелементів подібних критеріїв, що вказують на поріг їхнього біологічного та терапевтичної дії, поки немає.
Оцінюючи лікувальні якості мінеральних вод, доводиться рахуватися не тільки з наявністю в них біологічно активних газів і хімічних елементів органічної та неорганічної природи, але також і з якісним і кількісним їх змістом. Не можна застосовувати для внутрішнього вживання води, що містять токсичні речовини, особливо важкі метали, в концентраціях, що перевищують допустимі.
Г. А. Невраев і В. В. Іванов запропонували для пиття мінеральних вод керуватися наступними гранично допустимими нормами хімічних елементів (в грамах на 1 л):
Ванадій ...... 0,4 Хром ...... 5,0
Миш'як ..... 0,2 Фтор ...... 5,0
Ртуть ....... 0,02 Радій ..... 5 · 10-10г / л
Свинець ...... 0,3 Уран ...... 0,05 мг / л
Селен ....... 0,05
Ці норми значно вище встановлених Державною санітарною інспекцією щодо постійно вживаються питних вод. Пояснення цьому знаходимо в тому, що лікувальні води п'ють в менших кількостях і протягом порівняно невеликого терміну.
Необхідно заборонити внутрішнє застосування мінеральних вод, а також їх розлив у пляшки, якщо перераховані хімічні елементи містяться у великих кількостях, ніж зазначено вище.