張來林，蔡育池 ，董曉歡，蘇瑜敏

（1.河南工業(yè)大學(xué)，鄭州 450001；2.中儲(chǔ)糧廈門直屬庫有限公司，福建 廈門 361004；3.中儲(chǔ)糧泉州直屬庫有限公司，福建 泉州 362113）

糧食生蟲是常見的現(xiàn)象。收獲前害蟲會(huì)把蟲卵產(chǎn)到成熟的糧粒內(nèi)，運(yùn)輸途中被害蟲感染，入倉后的糧食也會(huì)被躲匿在倉內(nèi)縫隙中的害蟲所感染等[1]。這些因素會(huì)造成夏糧入倉1個(gè)多月后大面積暴發(fā)害蟲，尤其現(xiàn)在倉房規(guī)模越來越大，平房倉裝糧線高達(dá)6～8 m、淺圓倉裝糧線高達(dá)20～35 m，給害蟲治理工作帶來新問題：在高大倉房中經(jīng)濟(jì)、高效地殺滅害蟲成為糧庫倉儲(chǔ)工作中亟待解決的難題。

1 高大糧倉的害蟲防治方法

低溫儲(chǔ)糧只能在一定的程度上限制或延緩害蟲的發(fā)生及發(fā)展，還達(dá)不到殺滅害蟲的程度。多種新研發(fā)的殺蟲藥劑或方法受各種原因限制，尚未進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，加上眾多化學(xué)藥劑被限用，目前糧庫殺蟲主要還是依靠磷化氫熏蒸、充氮?dú)庹{(diào)。充氮為綠色儲(chǔ)糧技術(shù)，磷化氫熏蒸為廣泛采用的化學(xué)殺蟲技術(shù)。

2 害蟲防治所需的配套設(shè)施

2.1 風(fēng)道與環(huán)流系統(tǒng)

目前糧倉堆糧高度大都在6～35 m以上，僅靠氣體本身的滲透與擴(kuò)散作用，很難在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到整倉的均勻分布，風(fēng)道及環(huán)流系統(tǒng)是氣調(diào)儲(chǔ)糧或熏蒸技術(shù)應(yīng)用不可缺少的設(shè)備設(shè)施[2]。

氮?dú)馐强諝獾闹饕煞?，磷化氫為易燃易爆的腐蝕性氣體，且與空氣平均分子量相近，故環(huán)流系統(tǒng)的壓力與風(fēng)速不能過大，風(fēng)道是充氮或熏蒸氣體進(jìn)入糧堆的擴(kuò)散器，通過小風(fēng)量環(huán)流即可實(shí)現(xiàn)高純氮?dú)饣蜓魵怏w在糧堆內(nèi)均勻分布，殺死害蟲。平房倉是以1棟倉房或1個(gè)廒間為1個(gè)環(huán)流單元建立環(huán)流系統(tǒng)（圖1）；淺圓倉糧堆大、糧層厚，為保證通風(fēng)與環(huán)流效果，以中軸線為界，將淺圓倉分為兩個(gè)或多個(gè)通風(fēng)區(qū)域，建有兩個(gè)或多個(gè)環(huán)流系統(tǒng)（圖2）。環(huán)流熏蒸系統(tǒng)的主要參數(shù)：環(huán)流主管道直徑≤110 mm，風(fēng)機(jī)功率≤1 000 W、風(fēng)量≤1 000 m3/h、風(fēng)壓≤1000Pa。

圖1 平房倉環(huán)流系統(tǒng)

圖2 淺圓倉的雙環(huán)流系統(tǒng)

對(duì)于既要環(huán)流熏蒸（圖3-1）、又要環(huán)流均溫（圖3-2）的淺圓倉來說，可將兩種環(huán)流目的的環(huán)流管網(wǎng)合并起來。由于環(huán)流均溫的風(fēng)量、壓力和功率均大于熏蒸作業(yè)的參數(shù)，環(huán)流管設(shè)計(jì)時(shí)以均溫時(shí)環(huán)流管徑為主，在環(huán)流管與通風(fēng)口間加一根帶有環(huán)流熏蒸的風(fēng)機(jī)和管徑的支管（圖3-3），構(gòu)成淺圓倉環(huán)流均溫與環(huán)流熏蒸共用的環(huán)流系統(tǒng)[3]。

圖3 淺圓倉的熏蒸、均溫及共用環(huán)流系統(tǒng)

2.2 制氮設(shè)備

目前糧庫主要通過“變壓吸附”或“膜分離”方式制氮，獲取高純氮?dú)??！白儔何健狈绞酵ǔ楣潭ㄖ频O(shè)備，壓縮空氣通過分子篩的過濾得到高純度氮?dú)?，?jīng)過預(yù)埋的輸氣管道與倉房的通風(fēng)系統(tǒng)相連的接口（圖4），送到倉內(nèi)糧堆中，在不斷地置換過程中，達(dá)到充氮?dú)庹{(diào)的濃度要求；“膜分離”方式一般為移動(dòng)制氮設(shè)備，倉內(nèi)空氣在不斷環(huán)流過程中，通過膜分離裝置的氧氮分離作用，使空氣中的氮?dú)獾玫礁患▓D5），逐漸達(dá)到充氮?dú)庹{(diào)的濃度要求。

圖4 氮?dú)夤芘c倉房環(huán)流系統(tǒng)連接

圖5 膜分離制氮設(shè)備

2.3 倉外磷化氫發(fā)生器

倉外磷化氫發(fā)生器投藥是環(huán)流熏蒸操作規(guī)范中首推的施藥設(shè)備，設(shè)備中施加的磷化鋁藥丸在二氧化碳?xì)怏w的保護(hù)下，與水快速反應(yīng)產(chǎn)生磷化氫氣體，并與二氧化碳?xì)庑纬苫旌蠚怏w，通入倉房環(huán)流熏蒸系統(tǒng)中的管道接口，在環(huán)流風(fēng)機(jī)的作用下，進(jìn)入并均勻分布于糧堆內(nèi)，在熏蒸濃度足夠和保持濃度的時(shí)間足夠的前提下，較好地殺死害蟲。

2.4 氣調(diào)與熏蒸的檢測儀器及安全防護(hù)裝置

檢測儀器：用于間接測得充氮過程中氮濃度的測氧儀，目前市場上尚無直接檢測氮濃度的測氮儀，常用測氧儀檢測氧氣濃度，后通過100-O2%=N2%表示；用于檢測環(huán)流系統(tǒng)內(nèi)磷化氫濃度的檢測儀和檢測熏蒸現(xiàn)場環(huán)境磷化氫濃度的報(bào)警儀。

安全防護(hù)裝置：空氣呼吸器，主要包括氣瓶、減壓器、供氣閥、面罩、背架等部件，用于保護(hù)操作人員在可能缺氧、有毒場合正常呼吸的用品。

3 充氮與熏蒸作業(yè)的操作

3.1 充氮?dú)庹{(diào)的操作

目前大多數(shù)糧庫是采用“變壓吸附”制氮設(shè)備制得的高純氮?dú)馔ㄟ^預(yù)埋輸氣管道從倉房的環(huán)流管中送入倉內(nèi)，置換出空氣中氧氣，達(dá)到高氮低氧狀態(tài)，98%以上氮?dú)鉂舛?、維持30 d以上，從而用物理方式殺死糧堆內(nèi)的害蟲，實(shí)現(xiàn)綠色儲(chǔ)糧。

（1）平房倉整體的氣密性較差，基本要靠“大氣囊密閉”或“五面封”方式，才能達(dá)到氣調(diào)的最低密閉要求。

以“大氣囊密閉”為例的平房倉充氮操作：平房倉裝糧線以下倉體結(jié)構(gòu)較好，基本不漏氣；而裝糧線以上倉體結(jié)構(gòu)較差，倉窗、檐口與屋頂都屬于嚴(yán)重漏氣部位，充氮?dú)庹{(diào)需用糧面“大氣囊密閉”方式，即用一塊比倉平面各邊大2 m的薄膜將糧面密封起來，充氣時(shí)在糧面上形成一個(gè)高度近2 m的正壓氣囊，可有效延長糧堆維持高濃度氮?dú)獾臅r(shí)間，有利于提高充氮?dú)庹{(diào)的殺蟲效果。

平房倉常采用強(qiáng)充強(qiáng)排模式充氮：用99.5%的高純氮?dú)鈱?duì)倉房進(jìn)行充氣，當(dāng)糧面上的氣囊完全鼓起時(shí)，停止充氣；再用環(huán)流風(fēng)機(jī)或者專用排氣風(fēng)機(jī)進(jìn)行抽氣，使氣囊癟下、糧堆內(nèi)形成負(fù)壓后；再用99.5%的高純氮?dú)膺M(jìn)行充氣，重復(fù)進(jìn)行2～3次，使倉內(nèi)氮?dú)鉂舛瓤焖龠_(dá)到98%以上。當(dāng)排氣口排出氣體的氮濃度達(dá)98%時(shí)，倉房即可停止充氣。

（2）目前國內(nèi)淺圓倉普遍采用兩個(gè)充氣口充氣及“上充下排”的充氮方式。將制氮房制得的高純氮?dú)饨?jīng)過預(yù)埋輸氣管和環(huán)流管道接口送入淺圓倉的糧堆內(nèi)，當(dāng)倉內(nèi)排出氣體的氮濃度達(dá)到98%時(shí)，即可停止充氣，再依靠淺圓倉良好的氣密性能、倉內(nèi)的氣體平衡和糧堆內(nèi)生物體呼吸，使整個(gè)淺圓倉內(nèi)的氮濃度達(dá)到98%以上。但是這種氮?dú)夤艿啦季旨俺涞绞綄?duì)淺圓倉中下層發(fā)生的害蟲，治理時(shí)間長，效率低。中儲(chǔ)糧廈門直屬庫有限公司，改進(jìn)充氮工藝，實(shí)現(xiàn)了四個(gè)通風(fēng)口均能進(jìn)氣充氮，同時(shí)具備上充和下充功能，可以根據(jù)倉房實(shí)際糧情，選擇經(jīng)濟(jì)有效的充氮方式，提高了充氮效率和殺蟲效果，節(jié)省了成本。

在氣調(diào)過程中，淺圓倉本身為剛體，若沒采用糧面大氣囊，因晝夜倉溫變化，倉內(nèi)氣壓隨之波動(dòng)，倉內(nèi)外氣體必然透過倉體的各種空隙發(fā)生交換，導(dǎo)致氮?dú)鉂舛瓤焖傧陆担l繁補(bǔ)氣增大氣調(diào)費(fèi)用，也降低殺蟲效果。中儲(chǔ)糧泉州直屬庫有限公司[4]采用倉內(nèi)自呼吸氣囊（圖6）不失為一個(gè)解決辦法，可有效延長補(bǔ)氣間隔至45 d以上。

圖6 自呼吸氣囊

3.2 環(huán)流熏蒸的操作

環(huán)流熏蒸是用化學(xué)方式殺滅大糧堆中儲(chǔ)糧害蟲的一種有效辦法，具有施藥快、毒氣分布均勻、殺蟲效果好等優(yōu)點(diǎn)，在1998年后新建倉內(nèi)得到普遍使用，同時(shí)也形成了發(fā)生器、糧面和風(fēng)道等多種與環(huán)流熏蒸配套的施藥設(shè)施與方式[5]。然而采用何種施藥方式對(duì)環(huán)流熏蒸的殺蟲效果、操作簡便性、作業(yè)成本等影響較大，是糧庫必須考慮的問題。

3.2.1 倉外磷化氫發(fā)生器的施藥法

倉外磷化氫發(fā)生器為倉外施藥，但屬于“快速產(chǎn)氣”法，在磷化氫發(fā)生過程中必須有二氧化碳?xì)怏w保護(hù)，由于受“一次最大投藥量≤8 kg、作業(yè)時(shí)間長，購CO2鋼瓶氣難且價(jià)格貴，大糧堆用藥量多、需多次投藥清渣、操作時(shí)間長且繁瑣”等諸多因素影響，多數(shù)糧庫不愿使用。

3.2.2 磷化氫環(huán)流熏蒸下的“動(dòng)態(tài)潮解”施藥法

磷化鋁藥丸在環(huán)流熏蒸狀態(tài)下空氣中的潮解與常規(guī)熏蒸中的自然潮解有著本質(zhì)上的差別[6]：磷化氫氣體擴(kuò)散為動(dòng)態(tài)擴(kuò)散、不會(huì)形成局部高濃度。環(huán)流熏蒸下的糧面施藥、風(fēng)道投藥、空間懸掛藥袋都屬于“動(dòng)態(tài)潮解”范疇，是一種“慢速產(chǎn)氣”法，產(chǎn)氣速度取決于倉內(nèi)空氣濕度的高低。由于儲(chǔ)備糧水分都在安全水分以內(nèi)、倉內(nèi)濕度65%左右，從表1試驗(yàn)數(shù)據(jù)[7]可看出：在濕度65%、溫度25℃和30℃條件下，磷化鋁藥丸潮解達(dá)到最大濃度所需時(shí)間分別約為24.6 h和17 h，產(chǎn)氣速率較為緩慢，因此“動(dòng)態(tài)潮解”操作是安全的。

表1 不同條件下磷化鋁制劑潮解達(dá)到的最高濃度值及所需的時(shí)間

以下為糧庫在環(huán)流熏蒸“動(dòng)態(tài)潮解”中采用的投藥方式。

（1）糧面施藥：為糧庫傳統(tǒng)的倉內(nèi)投藥方式，存在著投藥點(diǎn)多、用人多、時(shí)間長等不足，尤其是補(bǔ)藥需在較高的磷化氫濃度下進(jìn)行、對(duì)操作者身心健康影響大，未能體現(xiàn)出時(shí)代的進(jìn)步。

（2）風(fēng)道投藥：為糧庫較常用的倉外投藥法，有藥包系繩投放、施藥小車投放、以其倉外潮解箱投藥等方式，具有操作簡便、用人少、投藥快、無需二氧化碳?xì)怏w保護(hù)、費(fèi)用低廉，尤其在補(bǔ)藥時(shí)優(yōu)點(diǎn)更加突出，在廣西、廣東、福建、浙江、上海、江蘇和安徽等地的糧庫得到廣泛應(yīng)用。

風(fēng)道投藥也倍受爭議，曾被 “原國家糧食局〔2011〕204 號(hào)”文件[8]叫停（2017.12.08 被廢止[9]），人們擔(dān)心風(fēng)道投藥后、環(huán)流系統(tǒng)暫停的操作安全性問題，一些糧庫已做檢測[10]：環(huán)流系統(tǒng)暫停后，投藥后風(fēng)道內(nèi)最大磷化氫濃度≤800 mL/m3，遠(yuǎn)低于發(fā)生器投藥在倉內(nèi)形成≥1000mL/m3的濃度，河南開封、福建莆田等地糧庫在熏蒸中也遭遇過此類情況，而整個(gè)熏蒸作業(yè)安全無事結(jié)果表明風(fēng)道投藥是安全的。

（3）空間懸掛藥袋：與淺圓倉配套的倉外投藥方式，除風(fēng)道投藥外，還可在倉房頂部利用通風(fēng)孔內(nèi)的掛鉤和進(jìn)人孔安全隔柵架上或在倉內(nèi)懸掛藥袋或潮解桶（見圖7）進(jìn)行投放。

圖7 淺圓倉用于懸掛施藥的潮解桶

凡采用“動(dòng)態(tài)潮解“法在風(fēng)道通風(fēng)口投藥或倉頂通風(fēng)孔內(nèi)懸掛藥袋的孔洞，其本身需滿足隔熱氣密要求、蓋板門開啟需滿足簡單快捷的操作要求，對(duì)不合適的孔洞需進(jìn)行改造。

4 害蟲防治的問題及討論

目前在糧倉害蟲防治方面有用氣調(diào)技術(shù)替代磷化氫熏蒸殺蟲的做法同時(shí)存在注重舊倉氣密性改造工作而忽視新倉建設(shè)氣密性質(zhì)量的現(xiàn)象，如不加以說明或糾正，將會(huì)誤導(dǎo)倉儲(chǔ)工作，造成不應(yīng)有損失。

4.1 在現(xiàn)有國情下采用藥劑熏蒸方式殺蟲還會(huì)長期存在

鑒于我國現(xiàn)有大多數(shù)倉房的氣密性較差，從500 Pa減少到250 Pa的壓力半衰期不足60 s。在2014～2015年度倉房建設(shè)中，有不少新倉氣密性還不足40 s，不采用五面薄膜密封方式，就無法進(jìn)行熏蒸殺蟲，更談不上用充氮?dú)庹{(diào)殺蟲了。針對(duì)上述問題的嚴(yán)峻性，在2019版公布的《禁限用農(nóng)藥名錄》上取消了對(duì)磷化氫藥劑的限用[11]。因此，在未大幅度提高倉房氣密性之前，全面用氣調(diào)替代藥劑熏蒸的方案是不符合糧庫殺蟲實(shí)際需要的。根據(jù)目前我國糧倉的現(xiàn)狀，在未來的5～10年內(nèi)磷化氫熏蒸殺蟲仍是糧倉殺蟲的主要方式。

4.2 倉房的氣密性必須從新倉建設(shè)抓起[12]

我國現(xiàn)有倉房的整體氣密性較差，糧庫較重視舊倉的氣密性改造，而忽略嚴(yán)抓新倉建設(shè)質(zhì)量。從近年新建倉的氣密性檢測結(jié)果來看，倉房建設(shè)質(zhì)量參差不齊：建造質(zhì)量好的倉房氣密性，平房倉達(dá)5～25 min、淺圓倉達(dá)15～70 min，建造質(zhì)量差的倉房氣密性，平房倉不足40 s、筒倉不足1 min、淺圓倉不足3 min，氣密狀況不容樂觀，無法滿足熏蒸或氣調(diào)殺蟲的要求。因此，提高糧倉氣密性：首抓新倉建設(shè)質(zhì)量，其次進(jìn)行舊倉改造，不能陷入剛建成的新倉就成為需氣密改造的倉房、倉房氣密只有薄膜密閉的單一手段和年復(fù)一年對(duì)倉房進(jìn)行氣密性處理的怪圈。

提高新倉氣密性的措施：①選擇建造結(jié)構(gòu)合理的倉房，避免使用“拱板倉頂、彩鋼板頂、雙層墻、透氣節(jié)能磚的砌體墻或框架式墻體”等5種先天氣密性不足的倉房；②選用氣密性良好的外購配套部件，包括倉門、倉窗、通風(fēng)口、閘閥門等部件，現(xiàn)在除倉房大門外，市場上都能找到氣密性達(dá)到10 min以上的產(chǎn)品；③狠抓施工質(zhì)量，保證砌層砂漿飽滿、墻體不留腳手架眼、二次澆注、預(yù)埋管件和倉頂板縫等部位按施工與安裝的要求處理，使所建倉房達(dá)到氣調(diào)與熏蒸對(duì)氣密性的要求。

4.3 倉儲(chǔ)氣密改造工作努力的方向是取消倉壁薄膜密封

目前倉房墻壁密封的主要手段是內(nèi)掛薄膜，這是20世紀(jì)70、80年代就使用的傳統(tǒng)技術(shù)，在當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)狀況和技術(shù)水平的條件下，曾發(fā)揮過積極作用，但現(xiàn)在仍采用此法密閉而無改進(jìn)，顯然落后。內(nèi)掛薄膜密封已成為糧庫倉房充氮和熏蒸氣密處理中一項(xiàng)勞動(dòng)強(qiáng)度大、處理麻煩、作業(yè)時(shí)間長、還是保管員不想做又必須完成的工作，取消倉壁內(nèi)掛薄膜密封是糧庫的急切愿望、將成為倉儲(chǔ)工作努力的方向。平房倉內(nèi)墻噴涂阻燃型現(xiàn)發(fā)泡聚氨酯材料是一個(gè)較好的方法，造價(jià)不高，使用壽命長，既可以大幅度提高氣密性，也顯著增強(qiáng)倉墻的隔熱性能。

4.4 電動(dòng)蝶閥過度配置形成浪費(fèi)

在充氮過程中，理論上糧庫可對(duì)糧堆采用上充下排、下充上排、強(qiáng)充強(qiáng)排等7種模式進(jìn)行充氮；但實(shí)際使用中只采用其中一、二種模式充氮。因此，在氣調(diào)的智能氣調(diào)控制箱內(nèi)只需2～3個(gè)電動(dòng)蝶閥即可（圖8），一些電動(dòng)蝶閥屬過度配制，只能是給糧庫造成資金浪費(fèi)，并不能給糧庫帶來使用上的便利。電動(dòng)蝶閥在使用中還存在故障率高、關(guān)閉不嚴(yán)等問題，實(shí)際上可以用電動(dòng)球閥（圖9）替代。

圖8 氣調(diào)控制箱內(nèi)的電動(dòng)蝶閥與過度配置

圖9 氣調(diào)控制箱內(nèi)采用電動(dòng)球閥

4.5 因地制宜選擇害蟲治理技術(shù)

害蟲治理的技術(shù)有多種，綠色殺蟲技術(shù)固然很好，但對(duì)倉房氣密性要求極高，使用中對(duì)操作要求也極高。同時(shí)應(yīng)該注意到，高濃度氮?dú)饪捎行玟P赤扁谷盜等對(duì)磷化氫不敏感的害蟲，對(duì)谷蠹等耐低氧害蟲效果不佳。眾多糧庫安裝了充氮系統(tǒng)而未使用的事例說明：實(shí)事求是、因地制宜，根據(jù)糧庫倉型、倉房氣密性，選擇一種適合糧庫現(xiàn)狀的殺蟲技術(shù)很重要。另外，糧庫在加強(qiáng)充氮?dú)庹{(diào)實(shí)際操作技術(shù)的培訓(xùn)的同時(shí)，還需考慮操作簡便性和使用經(jīng)濟(jì)性等與殺蟲效果、殺蟲費(fèi)用等因素密切相關(guān)的問題。否則引入的技術(shù)、安裝的設(shè)備就會(huì)束之高閣。

5 小結(jié)

充氮?dú)庹{(diào)和磷化氫環(huán)流熏蒸是目前高大倉房中防治害蟲使用的主要方法，但受倉房氣密性不同影響，所產(chǎn)生的殺蟲效果與費(fèi)用不同，糧庫應(yīng)結(jié)合本庫條件因地制宜選擇實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的殺蟲技術(shù)，倉房氣密性須從新倉建設(shè)抓起，新倉建設(shè)氣密性與舊倉氣密性改造同等重要，同時(shí)要減少充氮?dú)庹{(diào)中電動(dòng)蝶閥的過度配制，節(jié)約糧庫建設(shè)費(fèi)用。