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.中儲糧廈門直屬庫有限公司，福建 廈門 361004；3.中儲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。收獲前害蟲會把蟲卵產(chǎn)到成熟的糧粒內(nèi)，運輸途中被害蟲感染，入倉后的糧食也會被躲匿在倉內(nèi)縫隙中的害蟲所感染等[1]。這些因素會造成夏糧入倉1個多月后大面積暴發(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、充氮氣調(diào)。充氮為綠色儲糧技術(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散作用，很難在短時間內(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)儲糧或熏蒸技術(shù)應(yīng)用不可缺少的設(shè)備設(shè)施[2]。

氮氣是空氣的主要成分，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)入糧堆的擴散器，通過小風(fēng)量環(huán)流即可實現(xiàn)高純氮氣或熏蒸氣體在糧堆內(nèi)均勻分布，殺死害蟲。平房倉是以1棟倉房或1個廒間為1個環(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，將淺圓倉分為兩個或多個通風(fēng)區(qū)域，建有兩個或多個環(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)計時以均溫時環(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，獲取高純氮氣。“變壓吸附”方式通常為固定制氮設(shè)備，壓縮空氣通過分子篩的過濾得到高純度氮氣，經(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)到充氮氣調(diào)的濃度要求；“膜分離”方式一般為移動制氮設(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，使空氣中的氮氣得到富集（圖5），逐漸達(dá)到充氮氣調(diào)的濃度要求。

圖4 氮氣管與倉房環(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 充氮氣調(diào)的操作

目前大多數(shù)糧庫是采用“變壓吸附”制氮設(shè)備制得的高純氮氣通過預(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%以上氮氣濃度、維持30 d以上，從而用物理方式殺死糧堆內(nèi)的害蟲，實現(xiàn)綠色儲糧。

（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，充氮氣調(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，充氣時在糧面上形成一個高度近2 m的正壓氣囊，可有效延長糧堆維持高濃度氮氣的時間，有利于提高充氮氣調(diào)的殺蟲效果。

平房倉常采用強充強排模式充氮：用99.5%的高純氮氣對倉房進(jìn)行充氣，當(dāng)糧面上的氣囊完全鼓起時，停止充氣；再用環(huán)流風(fēng)機或者專用排氣風(fēng)機進(jìn)行抽氣，使氣囊癟下、糧堆內(nèi)形成負(fù)壓后；再用99.5%的高純氮氣進(jìn)行充氣，重復(fù)進(jìn)行2～3次，使倉內(nèi)氮氣濃度快速達(dá)到98%以上。當(dāng)排氣口排出氣體的氮濃度達(dá)98%時，倉房即可停止充氣。

（2）目前國內(nèi)淺圓倉普遍采用兩個充氣口充氣及“上充下排”的充氮方式。將制氮房制得的高純氮氣經(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，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，使整個淺圓倉內(nèi)的氮濃度達(dá)到98%以上。但是這種氮氣管道布局及充氮方式對淺圓倉中下層發(fā)生的害蟲，治理時間長，效率低。中儲糧廈門直屬庫有限公司，改進(jìn)充氮工藝，實現(xiàn)了四個通風(fēng)口均能進(jìn)氣充氮，同時具備上充和下充功能，可以根據(jù)倉房實際糧情，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，倉內(nèi)外氣體必然透過倉體的各種空隙發(fā)生交換，導(dǎo)致氮氣濃度快速下降，頻繁補氣增大氣調(diào)費用，也降低殺蟲效果。中儲糧泉州直屬庫有限公司[4]采用倉內(nèi)自呼吸氣囊（圖6）不失為一個解決辦法，可有效延長補氣間隔至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，在1998年后新建倉內(nèi)得到普遍使用，同時也形成了發(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)時間長，購CO2鋼瓶氣難且價格貴，大糧堆用藥量多、需多次投藥清渣、操作時間長且繁瑣”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]：磷化氫氣體擴散為動態(tài)擴散、不會形成局部高濃度。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)到最大濃度所需時間分別約為24.6 h和17 h，產(chǎn)氣速率較為緩慢，因此“動態(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間

以下為糧庫在環(huán)流熏蒸“動態(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，存在著投藥點多、用人多、時間長等不足，尤其是補藥需在較高的磷化氫濃度下進(jìn)行、對操作者身心健康影響大，未能體現(xiàn)出時代的進(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)、費用低廉，尤其在補藥時優(yōu)點更加突出，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”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，將會誤導(dǎo)倉儲工作，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，更談不上用充氮氣調(diào)殺蟲了。針對上述問題的嚴(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)與熏蒸對氣密性的要求。

4.3 倉儲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勞動強度大、處理麻煩、作業(yè)時間長、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較好的方法，造價不高，使用壽命長，既可以大幅度提高氣密性，也顯著增強倉墻的隔熱性能。

4.4 電動蝶閥過度配置形成浪費

在充氮過程中，理論上糧庫可對糧堆采用上充下排、下充上排、強充強排等7種模式進(jìn)行充氮；但實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個電動蝶閥即可（圖8），一些電動蝶閥屬過度配制，只能是給糧庫造成資金浪費，并不能給糧庫帶來使用上的便利。電動蝶閥在使用中還存在故障率高、關(guān)閉不嚴(yán)等問題，實際上可以用電動球閥（圖9）替代。

圖8 氣調(diào)控制箱內(nèi)的電動蝶閥與過度配置

圖9 氣調(diào)控制箱內(nèi)采用電動球閥

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，但對倉房氣密性要求極高，使用中對操作要求也極高。同時應(yīng)該注意到，高濃度氮氣可有效殺滅銹赤扁谷盜等對磷化氫不敏感的害蟲，對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，糧庫在加強充氮氣調(diào)實際操作技術(shù)的培訓(xùn)的同時，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)備就會束之高閣。

5 小結(jié)

充氮氣調(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)生的殺蟲效果與費用不同，糧庫應(yīng)結(jié)合本庫條件因地制宜選擇實用、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，同時要減少充氮氣調(diào)中電動蝶閥的過度配制，節(jié)約糧庫建設(shè)費用。