3.6 Заохривание дренажа и меры борьбы с ним

Заохривание - закупорка внутренней полости и водоприёмных отверстий дрены (а также дренажного защитного фильтра) окисными соединениями железа. Определённое участие в этом процессе принимают также соединения алюминия и марганца.

Ориентировочно считается, что при наличии в грунтовых водах солей железа до 3 мг/л опасности заохривания не существует, при 3-8 мг/л опасность заохривания - средняя, при 8-14 мг/л - большая, а при концентрации более 14 мг/л заохривание неизбежно и закрытый дренаж устраивать вообще нецелесообразно.

В подземных водах железо находится обычно в форме бикарбоната (в меньшей степени - в форме карбоната, сульфата и сульфида). При контакте с кислородом воздуха в дренажных линиях (дрены работают обычно далеко не полным сечением) бикарбонат железа превращается в гидроокись железа, выпадающую в осадок и кольматирующую водоприёмные отверстия и поры дренажных фильтров. Протекающую химическую реакцию можно записать следующим образом:

4Fe(HCO₃)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃  + 8CO₂ _.

Однако, чтобы объективно судить об опасности заохривания, помимо содержания железа в воде, надо знать ещё и некоторые другие факторы, такие как: реакция почвенно-грунтовых вод, окислительно-восстановительный потенциал, скорость течения воды в дрене. Опасность заохривания возникает, как правило, при рН = 5,4  7,0 E_h < 200 мВ и скорости течения  0,3 м/с.

При прочих равных условиях опасность заохривания уменьшается с увеличением количества гумусовых веществ в воде. В глубокозалежных торфяниках она вообще незначительна, независимо от количества в воде железа.

Наблюдения за работой дренажа показывают, что заохриванию подвергаются как гончарные, так и пластмассовые трубы. Причём, пластмассовый дренаж заохривается быстрее.

Немецкий учёный Г. Кунтце считает, что, помимо отмеченных выше факторов, на заохривание пластмассового дренажа влияют размеры, количество и частота водоприёмных отверстий. По его данным, щели размером  0,8 мм практически не заохриваются, в то время как щели в 0,4 мм закупориваются очень быстро. В связи с этим в Германии принимаются следующие размеры щелей: с дренажным фильтром - от 0,6 до 2,0 мм, без него - от 0,6 до 1,5 мм.

Наиболее распространёнными мероприятиями, направленными на предупреждение или уменьшение заохривания дренажа, являются: аэрирование почв (например, путём глубокого рыхления), предварительное осушение территории открытой сетью, известкование почв, внесение в дренажную засыпку извести, фосфоритной муки, пиритного огарка и других ингибиторов. В США с целью предупреждения этого процесса в пластмассовом дренаже в полиэтиленовую смолу для труб вводят винизин, а их внутреннюю поверхность и водоприёмные отверстия обрабатывают веществом биофлоу.

Г. Кунтце считает, что опасность заохривания можно свести к минимуму, если для дренажных фильтров применять органические материалы (опилки, мох, солому, хвою, копру, кору деревьев и т.п.), содержащие дубильные вещества. Однако образующиеся при этом фенолы могут значительно ухудшить качество природных вод (вод водоприёмников).

В последние годы всё более широкое распространение получает способ устройства водяных пробок в устьевой части дренажных линий, что препятствует поступлению кислорода воздуха в полости дрен и коллекторов.

Из эксплуатационных мероприятий следует отметить: промывку дрен и коллекторов, механическую очистку от охристых соединений, удаление их химическим путём.

Приведенные выше материалы дополняются реальными примерами в процессе прочтения лекции.

Для более полного усвоения программного материала по курсу конспект лекции рекомендуется дополнить данными и сведениями, приведенными в учебнике «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», в пособиях и методических указаниях к практическим занятиям.