Разработка месторождений вод для бутилирования

месторождения водНастоящей публикацией мы заканчиваем серию статей, посвященных актуальной в наше время проблеме выбора и эксплуатации подземных источников для производства бутилированной питьевой воды.

Сегодня на сайте gidroproekt.by мы рассмотрим вопросы, которые возникают при освоении месторождений, организации добычи воды. Также будет освящен вопрос как сохранить высокое качество натуральной артезианской воды.

Право на эксплуатацию месторождений пресных и минеральных вод представляется субъектам хозяйствования Республики Беларусь, Уставами которых предусмотрена указанная деятельность, имеющим лицензию органов Минприроды и разрешение Госпромнадзора на право эксплуатации скважин питьевого водоснабжения глубиной более 20 метров и минеральной воды.

Субъект хозяйствования должен составить технологическую схему эксплуатации месторождения на основе утвержденных эксплуатационных запасов подземных вод.

Технологическая схема должна содержать сведения о производителе и целях использования воды, краткую характеристику месторождения и данные о качестве намеченных к использованию вод, рекомендации по оборудованию скважин и защите сооружений от коррозии, мероприятия по сбору обеззараживанию минерализованных стоков и защите окружающей среды от негативного их воздействия, порядок ведения режимных наблюдений при эксплуатации скважины и данные о ее техническом состоянии, мероприятия по охране месторождения от загрязнения и истощения.

Скважины должны быть оборудованы счетчиками учета отбора воды и другой контрольно-измерительной аппаратурой, обеспечивающей проведение гидрогеологических режимных наблюдений, возможность отбора проб воды, защищены от внешних воздействий и доступа посторонних лиц.

Ответственность за состояние скважин, соблюдений технологической схемы эксплуатации месторождения несут руководители предприятия-водопользователя, на балансе которого они находятся.

Консервация скважин производится в случае длительной задержки их ввода в эксплуатацию (свыше одного года) или длительной приостановки их работы (свыше одного месяца). Ликвидация скважин производится при выходе их из строя или за ненадобностью и в каждом конкретном случае определяется руководителем предприятия-водопользователя. Консервацию или ликвидацию скважин необходимо выполнять в соответствии с «Правилами проектирования, сооружения и ликвидации скважин различного назначения(кроме нефтяных и газовых), Минск, 2009».

Объем и содержание гидрогеологических работ, выполняемых на предприятиях по бутилированию воды, определяются годовыми программами, составленными гидрогеологическими службами и согласованными с Управлением по геологии.

Водопользователь должен обеспечивать контроль за соблюдением установленного режима эксплуатации водозаборных скважин, проведение систематических гидрогеологических и других наблюдений, анализ годового и многолетнего режима с целью оптимизации водоотбора, контроль за соблюдением соответствующих режимов в зонах санитарной охраны (ЗСО), сохранность геолого-технической документации, составление установленной отчетности об объемах извлечения вод, годовых гидрогеологических отчетов с представлением их Управлению по геологии.

Для обеспечения охраны месторождений устанавливаются округа или зоны санитарной охраны, в пределах которых запрещаются всякие работы, загрязняющие почву, воду и воздух, наносящие ущерб лесам и другим зеленым насаждениям, ведущие к развитию эрозионных процессов и отрицательно влияющие на санитарное состояние каптируемых вод.

Границы округов и зон санитарной охраны, ограничительный режим в их пределах следует определять при проектировании на основании действующих нормативных документов и утверждать местным исполнительным или распорядительным органом по согласованию с органами госсаннадзора, Минприроды и Госпромнадзора в установленном порядке.

Ведомственный контроль за правильностью разработки месторождений пресных и минеральных вод, за соблюдением технологических схем, а также за работой гидрогеологических служб предприятий-водопользователей осуществляется соответствующими службами Управления по геологии. Предприятие-водопользователь обязано обеспечить представителям контролирующих служб доступ ко всем сооружениям, технологическому оборудованию и санитарно-технической документации.

У каждого источника подземных вод, используемого для бутилирования, должна быть база данных, включающая:

— паспортные данные скважин (геологический разрез, конструкция, результаты откачек, показатели качества воды);
— данные о типе и мощности насоса, глубине его установки;
— эксплуатационные характеристики дебита, статического и динамического уровней воды, их изменения во времени, включая данные о ежедневном водоотборе;
— результаты регулярных анализов добываемой воды;
— сведения о всех видах технического обслуживания скважины.

Систематические режимные наблюдения на скважинах проводятся по программе, выполняемой с определенной периодичностью:

— замеры расхода воды в период водоотбора – ежедневно;
— замеры динамического и статического (восстановившегося) уровней во время работы скважины и между эксплуатационными откачками – один раз в неделю;
— замеры температуры воды – один раз в неделю;
— вкус, запах, визуальная оценка воды – ежедневно;
— ионы макро- и микрокомпонентов, токсичные элементы и металлы – ежеквартально или (при необходимости) ежемесячно;
— микробиологический анализ – ежемесячно;
— полный химический анализ – ежегодно.

Режимные наблюдения выполняются регулярно по разработанному календарному графику, а результаты заносятся в журнал в хронологическом порядке; по ним строятся годовые и многолетние графики.

Главной отличительной чертой большинства подземных вод служит их химический состав. Особенно это важно для натуральных артезианских вод, состав которых должен соответствовать нормативным требованиям и сведениям, указанным на этикетке. Поэтому необходимо проводить точные замеры по отдельным компонентам, обуславливающим уникальный характер данной воды.

Поскольку по результатам лабораторного анализа пробы воды судят о состоянии водоносного пласта, особое внимание уделяется отбору проб.

Состав воды, находившееся в стволе скважины в течение нескольких дней, меняется из-за происходящих реакций, в связи с чем перед взятием пробы следует провести откачку застоявшейся воды в количестве не менее 3-5 объемов воды, находившейся в стволе. Чистую емкость следует ополаскивать отбираемой водой 2-3 раза, помещать в нее пробу, не оставляя в ней свободного воздушного пространства, и немедленно закупоривать; образцы охлаждать и перевозить в лабораторию в холодильнике. Для определения компонентов, которые за время перевозки могут изменяться, в бутылки добавляют специальные консерванты.

Для выполнения эксплуатационного контроля водоисточника требуется:

— поддержание расхода на уровне утвержденных эксплуатационных запасов;
— надлежащее оборудование и защита источника, исключающие риск его загрязнения;
— непрерывный контроль количества и качества добываемой воды со своевременным устранением возникающих в ходе эксплуатации негативных проблем;
— соответствие проводимых анализов требованиям государственных нормативных актов.

Последствия загрязнения источника воды для бутилирования зачастую очень серьезны, поэтому контроль на территории водосбора должен быть строгим.

Особенно это относится к источникам артезианской воды, которая используется в натуральном виде и не подвергается специально водоподготовке в целях сохранения естественного физико-химического состава.

Загрязнение может произойти на территории, где атмосферные осадки или поверхностные воды попадают в водоносный пласт. Хотя сам водоносный пласт характеризуется большой фильтрующей и очищающей способностью, он не может противостоять всем видам загрязнения. За время прохождения через почвенный слой и верхнюю зону геологического разреза в грунтовую воду могут попасть загрязнители антропогенного характера, в частности, загрязняющие вещества из атмосферы, сельхозудобрения и пестициды, от бытовых, коммунальных и промышленных отходов, животноводческих комплексов, должной сети.

По степени естественной защищенности артезианских вод от поверхностного загрязнения участки недр относятся к защищенным – напорным водоносным горизонтам, имеющим в пределах вод поясов ЗСО сплошную водоупорную кровлю, исключающую возможность местного питания из вышележащих недостаточно защищенных водоносных горизонтов.

Основные характеристики водоносного пласта могут быть хорошо известны, однако восприимчивость подземных вод к разным видам загрязнителей зачастую бывает изучена недостаточно. Уязвимость водных ресурсов зависит от природного водоносного пласта и деятельности, связанной с землепользованием в пределах территории водосбора.

Контроль землепользовательской деятельности

Уровень возможного контроля землепользовательской деятельности, способной привести к загрязнению зависит от прав собственности на землю в пределах территории водозабора, где могут быть выделены следующие ситуации:

а) владельцы водозаборных сооружений осуществляют полный контроль за землепользованием и в состоянии минимизировать риски загрязнения водоисточника (идеальная ситуация);

б) владелец водозаборных сооружений может контролировать землепользователя не полностью (или вообще не может), в связи с чем создается худшая ситуация в возможности контроля и риска сохранения водоисточника требуемого качества из-за вероятности загрязнения водоносного пласта.

Производитель бутилированной воды зависит от конкретного водоисточника и привязан к нему всем своим производством. Других возможностей по добыче исходной продукции из недр у него не может быть. Поэтому обязательными требованиями для длительного функционирования является бережное отношение к источнику и поддержание его в должном защищенном состоянии, знание его истории и рациональное использование.

Водозаборная скважина – наиболее важный актив производителя бутилированной воды, напоминает сайт gidroproekt.by. От ее состояния зависит количество и качество производимой продукции. Проблемы со скважиной или насосом скрыты от непосредственного взора и относительно маловероятны, но последствия аварии могут быть катастрофичными.

Для точной диагностики состояния скважины необходимо руководствоваться гидрогеологической и эксплуатационной информацией, на основании которой проводятся мониторинг, техническое обслуживание и реконструкция скважины.

Основой для технического обслуживания и реконструкции должны быть данные мониторинга, включающие режимные наблюдения за дебитом, статическим и динамическим уровнем, понижением уровня воды при откачке, удельным дебитом, ежемесячным водоотбором.

Сведения о дебите и уровнях воды следует собирать и анализировать регулярно, что позволит оценить зависимость дебита от понижения и изменчивость удельного дебита, являющихся контрольными показателями работы и технического состояния скважины.

Дебит скважины зависит от трех факторов: возможности пласта (гидрогеологических параметров), конструкции скважины ( особенно ее водоприемной части) и насоса, причем сокращение дебита может быть связано с изменением любого из них (например, истощение ресурсов пласта, кольматация фильтра, износ насоса). Состояние эксплуатационной скважины контролируется путем замеров непосредственно по ней; состояние водоносного пласта может быть определено только путем замера уровней воды в наблюдательных (контрольных) скважинах; состояние насоса – по его производительности и потреблению электроэнергии.

Техническое обслуживание должно быть направлено на поддержание эксплуатационных характеристик насоса и предотвращение ухудшения состояния скважины. Реконструкцию необходимо проводить для ремонта скважины или насоса, пришедших в негодность из-за неправильной эксплуатации или несвоевременного технического обслуживания.

Изменения в качестве воды могут оказать существенное влияние на дальнейшее существование источника, в связи с чем в процессе эксплуатации должен осуществляться мониторинг качества подземных вод.

Нормативные акты применительно к бутилированной воде предусматривают регулярный анализ качества воды, чтобы можно было гарантировать соответствие воды принятым стандартам. Но хотя выполняемые анализы и являются достаточно полными по количеству оцениваемых компонентов, они оперативно и быстро не позволяют выявить происходящие изменения и своевременно найти верное решение. Поэтому программа мониторинга должна базироваться на некоторых выявленных презентативных компонентах, по которым можно было бы судить об изменениях.

Изменение гидрохимического, микробиологического, физического качества воды

Изменение качества воды может произойти в результате изменений в водоносном пласте или в скважине, влияющих на микробиологические и физико-химические параметры воды, причем изменения химического состава могут происходить в ходе самых разных процессов.

Естественные изменения гидрохимического состояния водоносного горизонта в результате сезонных колебаний количества атмосферных осадков и инфильтрационной воды почти не затрагивают производителя бутилированной воды, но их необходимо фиксировать. В некоторых зарубежных нормативных документах, регулирующих производство натуральных минеральных вод, требуется, чтобы состав воды оставался неизменным с учетом пределов естественных колебаний.

Изменения качественного состава воды вследствие откачки могут проявляться различным образом. При увеличении понижения уровня вода поступает из более удаленных от скважины зон, что может привести к поступлению воды из разных гидравлически связанных геолого-гидрогеологических структур. Чтобы не допустить изменений в качестве воды, следует откачивать воду либо с одинаковым дебитом, получая воду из одной и той же зоны водосбора, либо уменьшать понижение уровня при откачке до значения, при котором поступление воды нежелательного качества в скважину прекращается.

Изменению качества воды из-за случайного или преднамеренного применения потенциально возможных загрязнителей в районе водосбора следует уделять особое внимание – гербицидам, пестицидам и другим сложным органическим соединениям, нефтепродуктам, веществам со следовыми концентрациями металлов.

Ухудшение микробиологических показателей воды обуславливается присутствием в воде бактерий, вирусов и других микроорганизмов. Защита территории вокруг скважины должна быть обеспечена путем зонирования участков водосбора на зоны санитарной охраны трех поясов, ограничения там землепользования и иной потенциально загрязняющей деятельности.

Изменения физических свойств воды проявляются в ее внешнем виде (прозрачности, цвете), вкусе и температуре, что часто обуславливается изменением состава воды. Тщательный мониторинг физических параметров должен быть обязательной частью общего мониторинга качества воды, он позволяет выявить существующие проблемы и обеспечить принятие профилактических мер.

* * *
В заключении нашего цикла из пяти статей можно отметить, что в нем рассмотрены актуальные практические вопросы, возникающие у организаторов производства бутилированной воды в Республике Беларусь. Изложенные достаточно подробно положения организационного, технологического и правового характера освещают современное состояние проблемы освоения нового производства, позволяют правильно ориентировать производственников, чтобы не допускать невольных ошибок, которые могут возникнуть из-за незнания, при поспешном форсировании строительства, без должного учета требований к гидрогеологической разведанности, выбору и освоению источника для бутилирования питьевой воды, сертификации не только самой продукции, но и санитарного состояния территории водосбора.

Дело состоит не только в том, чтобы пробурить в каком-то месте артезианскую скважину и создать линию розлива, но и гарантировать постоянное высокое качество этого ценного и изменчивого пищевого продукта, обеспечить в большом количестве его сбыт на внутреннем и внешнем рынке.

Проблема сбыта новой марки бутилированной воды может стать решающей в цепочке: обоснование – строительство – выпуск продукции – продажа; поэтому проработка этого вопроса является важнейшей. Иначе инвестиции себя не оправдают.

Напомним, что в Беларуси городские потенциальные покупатели бутилированной воды в той или иной степени обеспечены централизованным водоснабжением из артезианских источников. Эта вода по санитарным правилам должна соответствовать нормативным требованиям к качеству питьевой воды, что постоянно контролируется госсаннадзором.

Выбор покупателю будет предоставлен в случае существенных положительных отличий бутилированной воды – например, особыми ее свойствами при содержании полезных микрокомпонентов, в частности, фтора, которого у нас во всех водопроводах не хватает. А в сельской местности, где самообеспечение водой зачастую идет еще из шахтных колодцев (далеко не везде благоустроенных!), население вряд ли скоро перейдет на покупку бутилированной воды.

Наивно полагать, что наши покупатели разнесут все полки с бутылями пресной воды, как только она появится в продаже. Едва ли это случится, учитывая устойчивые традиции обеспеченного водными ресурсами народа, которому без острой нужды незачем тратить свои деньги. К тому же санитарные врачи вместе с коммунальными водоснабженцами бдительно стоят на страже общественного здоровья, связанного с водопроводной водой.

Пробиваться на рынок к европейцам, азиатам, африканцам и получать рентабельный доход – вот многообещающий, но пока неизведанный путь, требующий глубоких исследований, настойчивости, рекламы, завидной энергии, информированности, знаний.

Требования здесь довольно жесткие, в чем мы уже убедились по предыдущим статьям. Будем надеяться, что ежедневная потребность человечества в питьевой воде сохранится и будет возрастать с каждым годом, что станет большим стимулом развивать производство бутилированной воды на базе неограниченных отечественных ресурсов артезианских вод.

Р.А.Станкевич, кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник РУП «БелНИГРИ»