• 12-636-18-51
  • wydawnictwo@plantpress.pl
ogrodinfo.pl
sad24.pl
warzywa.pl
Numer 10/2003

ZATYKANIE SIĘ INSTALACJI NAWADNIAJĄCYCH

,
Problem zanieczyszczenia i zatykania się systemu nawadniającego w uprawach polowych i pod osłonami znany jest zwłaszcza tym producentom, którzy do nawadniania czy fertygacji (nawożenia połączonego z nawadnianiem) używają wody twardej. Obecne w takiej wodzie jony wapnia i magnezu powodują powstawanie tak zwanej twardości węglanowej (inaczej określanej jako przemijająca), która odpowiada za wytrącanie i osadzanie kamienia wewnątrz instalacji. Wskutek tego następuje stopniowe zmniejszanie się prześwitu rur, węży i innych elementów systemu irygacyjnego.

Między kapilarami w jednej sekcji układu nawadniającego różnice w wydatku wody lub pożywki mogą dochodzić do kilkudziesięciu procent. W skrajnych przypadkach następuje całkowite zatkanie kapilar, co przy bezglebowych systemach uprawy pod osłonami może prowadzić do przesychania podłoża i zamierania roślin. Proces ten zachodzi szczególnie szybko wewnątrz takich elementów układu, które mają małą średnicę wewnętrzną (np. kapilary, elementy w których zachodzi kompensacja ciśnienia). Niedrożność instalacji powodowana jest nie tylko przez związki wapnia i magnezu, ale także inne zanieczyszczenia chemiczne, fizyczne i biologiczne (rozwijające się wewnątrz bakterie
i glony), których nie da się całkowicie usunąć w procesie uzdatniania wody przeznaczonej do podlewania roślin.

Przyczyny zatykania się instalacji

Instalacja nawadniająca może być niedrożna z powodu obecności w wodzie (pożywce):

  • Drobnych cząstek zanieczyszczeń fizycznych (np. ziaren piasku, cząstek gleby czy słabo rozpuszczonych nawozów mineralnych), jakie dostają się do układu, na przykład, z powodu braku lub złego funkcjonowania filtrów czy też ich nieodpowiednich parametrów w stosunku do zawartości zanieczyszczeń fizycznych w wodzie.
  • Zanieczyszczeń chemicznych, a zwłaszcza nadmiernej ilości związków wapnia i magnezu, występujących w wodzie w postaci węglanów — CO3–2 i wodorowęglanów — HCO3 (na temat jakości, uzdatniania wody przeznaczonej do nawadniania i fertygacji czyt. też HO 6/2002 — "Jakość wody w uprawach bezglebowych"). Woda zawierająca więcej niż 350 mg HCO3  w dm3, nie powinna być używana do nawadniania, między innymi ze względu na wysokie prawdopodobieństwo tworzenia osadów zatykających system nawadniający.
  • Czynników biologicznych, takich jak bakterie czy glony. Organizmy te stopniowo rozmnażają się i rozwijają wewnątrz układu nawadniającego, wykorzystując składniki pokarmowe znajdujące się w pożywce.

Jednoczesne skumulowanie się wyżej wymienionych czynników zanieczyszczających, zwiększa prawdopodobieństwo zatykania się systemu nawadniającego.

Projektowanie systemu irygacyjnego powinno być poprzedzone dokładną analizą fizykochemiczną i mikrobiologiczną wody, której będziemy używać do nawadniania upraw gruntowych i pod osłonami. Bardzo ważny jest właściwy dobór urządzeń (np. filtrów) uzdatniających wodę. Ponadto instalację należy wykonać zgodnie z projektem, ponieważ wszelkie odstępstwa od niego często prowadzą do nieprawidłowego jej funkcjonowania (a niejednokrotnie są też przyczyną utraty gwarancji na system irygacyjny).

Systemy filtrowania wody znacznie poprawiają jej jakość, nie mają jednak żadnego wpływu na reakcje chemiczne, jakie zachodzą wewnątrz układu nawadniającego. Należy pamiętać o tym, że roślin nie podlewa się chemicznie czystą wodą, tylko wodnym roztworem różnych soli (kationów i anionów).

Kontrolowanie instalacji nawadniającej

Lepiej zapobiegać niż czyścić zatkaną instalację! W tym stwierdzeniu jest wiele racji, ale nie można się z nim zgodzić w stu procentach. Nawet najnowocześniejsze metody uzdatniania wody, do których możemy między innymi zaliczyć filtrację, napowietrzanie (w celu przekształcenia żelaza w formy nierozpuszczalne) czy dezynfekcję (działanie promieniami UV, ozonowanie, dezynfekcja termiczna) nie zapobiegną w 100 procentach zatykaniu się układu irygacyjnego, a zwłaszcza jego końcowych elementów, czyli kapilar, emiterów kompensatorów ciśnienia, itp. Dlatego konieczne jest stałe sprawdzanie prawidłowości funkcjonowania układu nawadniającego, w szczególności w tych gospodarstwach, które mają wodę twardą, a także latem przy wysokiej temperaturze i intensywnym nasłonecznieniu. Kontrolę możemy prowadzić mierząc objętość wycieku z kapilary lub wizualnie — obserwując równomierność wydatku wody na różnych odcinkach jednej sekcji nawadniającej.

W trakcie uprawy roślin

W czasie uprawy pod osłonami praktycznie nie jest możliwe gruntowne i dokładne czyszczenie całego układu. Podczas wzrostu roślin możemy jedynie kontrolować, konserwować, wykonywać przegląd techniczny wszystkich urządzeń i elementów systemu irygacyjnego. Okresowo należy również czyścić filtry. W czasie uprawy zaleca się prowadzić tak zwane czyszczenie zapobiegawcze. Polega ono na tym, że raz na dwa tygodnie przepłukujemy dokładnie cały układ wodą lub pożywką o podwyższonym ciśnieniu (około 3 atmosfer). Należy jednak zwrócić uwagę na to, czy dany system nawodnieniowy wytrzyma takie ciśnienie (informacje na ten temat powinny być zawarte w opisie technologicznym projektu układu nawadniającego), aby nie doprowadzić do jego uszkodzenia. Czasem przyczyną złego wypływu pożywki może być także zapowietrzenie układu. W takich sytuacjach skuteczne bywa przepuszczenie przez instalację wody lub pożywki przy zdjętych korkach na końcówkach węży.

Niedrożne kapilary można czyścić ręcznie. Zabieg ten jest jednak bardzo praco- i czasochłonny. Wykonywać go należy przy włączonym małym przepływie wody przez układ. Po wyciągnięciu kapilar z wężyków umożliwia się swobodne wypłukanie zalegającego kamienia czy kolonii glonów. Gdy dochodzi jednak do całkowitego zatkania wężyka, należy go wyciągnąć z węża i przedmuchać, a kapilarę ręcznie oczyścić z zanieczyszczeń.

Po sezonie uprawowym

Po zakończeniu uprawy powinno się przeprowadzić zasadnicze czyszczenie rur, węży, filtrów, pomp i kroplowników. (Wprawdzie niektóre firmy zalecają w swych materiałach czyszczenie instalacji przed rozpoczęciem uprawy, logiczniejsze jednak wydaje się wykonanie tego zabiegu po zakończonym sezonie.)

Bez względu na to, czy w układzie mamy do czynienia z zanieczyszczeniami organicznymi, fizycznymi, czy chemicznymi (często występują one razem), instalacje najpierw wstępnie dokładnie przepłukujemy czystą wodą. W tym celu należy otworzyć wszystkie korki, zawory układu, a następnie przepłukać go wodą.

Jedną z najpopularniejszych metod usuwania kamienia (zanieczyszczeń chemicznych) jest wypełnienie układu nawadniającego roztworem 38% kwasu azotowego (3 dm3 HNO3 na 100 dm3 wody), pH takiego roztworu wyniesie 1–2. Oczyszcza on również instalację z innych związków nieorganicznych, takich jak związki żelaza, siarczany, itp. Czyszczenia takie powinno się prowadzić w czterech 6-godzinnych cyklach. Po pierwszym napełnieniu układu roztworem kwasu azotowego pozostawia się go w układzie na 6 godzin. Po tym czasie dozuje się kolejną partię takiego samego roztworu przez 1–2 minuty (zużyty kwas zostaje wypłukany z instalacji nawadniającej) i znów pozostawia na 6 godzin w układzie. Podobnie postępujemy w następnych dwóch cyklach. Łączny czas czyszczenia wynosi więc około 24 godzin. Na końcu układ przepłukuje się czystą wodą o podwyższonym ciśnieniu (do około 3 atmosfer).

Do czyszczenia sytemu nawadniającego z bakterii i glonów (zanieczyszczeń organicznych) używa się 15% podchlorynu sodowego (NaOCl) w rozcieńczeniu 3 dm3 na 100 dm3 wody, pH tego roztworu wyniesie około 11. Sposób czyszczenia układu podchlorynem sodu jest taki sam, jak w poprzednim przykładzie (przez cztery 6-godzinne cykle utrzymuje się roztwór w instalacji, przedzielone są one 1–2-minutowymi okresami pompowania do układu roztworu podchlorynu sodu; po ostatnim cyklu instalację przepłukuje się czystą wodą o podwyższonym ciśnieniu).

W zależności od stopnia zanieczyszczenia instalacji nawadniającej wcześniej opisane czynności można skrócić lub przedłużyć o 1–2 cykle. Nie należy używać łącznie roztworów kwasu azotowego i podchlorynu sodu, ze względu na niebezpieczeństwo wydzielenia się lotnego chloru oraz znaczne obniżenie efektywności procesu oczyszczania systemu irygacyjnego. Kolejność czyszczenia kwasem azotowym lub podchlorynem sodu zależy od tego, jaki rodzaj zanieczyszczeń przeważa w układzie nawadniającym. Jeśli zanieczyszczenia fizyczne i biologiczne występują w jednakowym nasileniu, najlepszym rozwiązaniem jest użycie w pierwszej kolejności roztworu kwasu azotowego, a następnie podchlorynu sodu. Trzeba pamiętać o tym, aby po napełnieniu układu roztworem kwasu lub podchlorynu, nie pozostawiać go w pompach czy mieszalnikach. Urządzenia te należy każdorazowo obficie przepłukać wodą, aby nie ulegały korozji.

Gdy konieczne jest przeprowadzenie czyszczenia układu roztworem HNO3 lub NaOCl w okresie uprawy, należy bezwzględnie usunąć kapilary spod roślin (z mat, doniczek) tak, aby roztwory czyszczące nie miały styczności z podłożem (grozi to zmianą właściwości fizykochemicznych podłoża oraz zamieraniem roślin). Szklarnie czy tunele trzeba wtedy intensywnie wietrzyć, ze względu na wydzielanie się chloru w czasie czyszczenia systemu irygacyjnego roztworem NaOCl. Taki zabieg zawsze jednak niesie ze sobą ryzyko uszkodzenia roślin, ponieważ wydzielający się chlor w kontakcie z wilgotną powierzchnią liści rozpuszcza się tworząc kwas solny.

Należy także zwrócić uwagę na to, czy materiał, z którego wykonane są rury, węże, kapilary i inne elementy układu nawadniającego, może być poddany działaniu wspomnianych wcześniej związków chemicznych.


Kwas azotowy (HNO3) jest bezbarwną cieczą, dymiącą na powietrzu (wydzielające się tlenki azotu). Ma silne właściwości utleniające — może zapalić drewno, działa parząco na skórę zostawiając żółte plamy, może także porazić układ oddechowy i uszkodzić oczy.

Podchloryn sodu (NaOCl) jest cieczą silnie utleniającą i odkażającą, o zabarwieniu od żółtego do seledynowego, o swoistym zapachu drażniącym błony śluzowe. Otrzymywany jest w procesie syntezy z wodorotlenku sodowego i chloru, dlatego znajdujący się w handlu podchloryn sodu może zawierać pewne ilości wodorotlenku sodowego (w zależności od producenta: 15–90 g NaOH w dm3) oraz pewne ilości wolnego chloru. Roztwory podchlorynów mają odczyn silnie zasadowy i są żrące. Przy ostrych zatruciach wywołują objawy duszności, sinicy i zapaści krążeniowej. Miejscowo mogą powodować podrażnienia i owrzodzenia skóry.


Zagrożenia związane z czyszczeniem instalacji

Przy wykonywaniu roztworu kwasu azotowego i podchlorynu sodu należy używać odzieży, rękawic i okularów ochronnych oraz postępować zgodnie z ogólnie przyjętymi przepisami BHP.

W przypadku poparzenia substancjami żrącymi postępuje się tak samo, jak w przypadku zwykłych oparzeń. Przy oparzeniach kwasem nie wolno neutralizować go zasadami, a w oparzeniach zasadą — nie używać kwasów. Poparzone miejsca przemywa się dużą ilością czystej wody. W razie oparzenia oczu należy obficie przemyć spojówki wodą lub roztworem soli fizjologicznej.

W trakcie czyszczenia instalacji podchlorynem sodu dochodzi do wydzielania się do atmosfery pewnej ilości chloru (najszybciej w momencie zmieszania ze sobą roztworu kwasu i podchlorynu sodu). Należy pamiętaćbo tym, że jest to gaz bardzo aktywny chemicznie. Rozpuszczając się w wodzie, np. w zetknięciu z wilgotną skórą, tworzy chlorowodór (kwas solny), który ma działanie drażniące błony śluzowe lub skórę. Chlor gazowy ma charakterystyczną barwę i zapach, w niskich stężeniach wywołuje kaszel, odruchy kichania, łzawienie, podrażnienie gardła, tchawicy i oskrzeli. Pojawia się też ból głowy, bóle pod mostkiem i obrzęk płuc. Przy zawartości w powietrzu 0,001% objętości może już powodować wystąpienie objawów zatrucia, a stężenie 0,1% jest z reguły śmiertelne. Pierwsza pomoc w przypadku zatruć i poparzeń spowodowanych chlorem polega na wyniesieniu poszkodowanego ze skażonego środowiska (należy pamiętać przy tym o własnym bezpieczeństwie), zdjęciu skażonej odzieży i ciepłym okryciu zatrutej osoby. W razie zatrzymania oddechu przeprowadzić oddychanie "usta – usta". Jeżeli jest taka możliwość, należy użyć aparatu oddechowego z tlenem (w płucach poszkodowanego może się znajdować toksyczny gazowy chlor). Skórę zmywać obficie wodą z mydłem i przykryć jałowym opatrunkiem, nie nakładać opasek oparzeniowych. Oczy przy odwiniętych powiekach przepłukać dużą ilością bieżącej wody. Osobę, która uległa zatruciu, można transportować jedynie w pozycji leżącej, a gdy utraciła ona przytomność — w tak zwanej pozycji bocznej ustalonej.

Większość gospodarstw w naszym kraju prowadzi uprawy w systemie otwartym, czyli nadmiar wody (pożywki) przedostaje się do środowiska glebowego i cieków wodnych. Przy czyszczeniu instalacji należy pamiętać o tym, że roztwór kwasu użytego do rozpuszczenia kamienia ma pH około 1–2, natomiast roztwór podchlorynu sodu — około 11. W przypadku przedostania się tych roztworów do gleby czy cieków wodnych dochodzi do zachwiania równowagi i daleko idących zmian w środowisku. Ponadto roztwór HNO3 zawiera znaczne ilości azotu, który przedostając się do zbiorników wodnych powoduje ich eutrofizacje. Dlatego powinno się odzyskiwać jak największą ilość tychże roztworów i zobojętniać je odpowiednio zasadami lub kwasami do odczynu obojętnego. Po zneutralizowaniu można potraktowac je jako ścieki komunalne.

Odzyskiwanie roztworów czyszczących jest możliwe w gospodarstwach z zamkniętym obiegiem pożywki lub wyposażonych w system odprowadzania jej przelewu.
W obiektach niewyposażonych w takie systemy kapilary powinno sie czyścić po ich zdemontowaniu — w zbiornikach wypełnionych roztworami kwasu azotowego lub podchlorynu sodu.

Prof. dr hab. Włodzimierz Sady jest pracownikiem Akademii Rolniczej w Krakowie, mgr inż. Sylwester Smoleń jest doktorantem Akademii Rolniczej w Krakowie