歐盟植物檢疫隔離溫室考察技術(shù)報(bào)告
歐盟植物檢疫隔離溫室考察技術(shù)報(bào)告
植物檢疫隔離溫室是我們此次赴歐盟考察的一個(gè)重點(diǎn),通過對英國農(nóng)業(yè)部中央科學(xué)研究院、蘇格蘭作物研究院、國際園藝中心等研究機(jī)構(gòu)及荷蘭溫室公司、法國瑞奇公司等大型溫室制造企業(yè)的考察,我們對歐盟植物檢疫隔離溫室的設(shè)計(jì)建造有了全面的了解,現(xiàn)將有關(guān)技術(shù)內(nèi)容報(bào)告如下:
一、歐盟檢疫隔離溫室的基本情況
歐盟的檢疫隔離溫室多采用連棟建筑,每棟可由8個(gè)、10個(gè)、12個(gè)……20個(gè)小的隔離間組成。每個(gè)隔離間大約為3×5平方米,一般高度在3~3.5米左右。做為一個(gè)大的隔離溫室群,其隔離間的分布是兩相排列的,中間是通道,兩相排列著3米左右一間的隔離溫室間,每個(gè)溫室長約5米,加上中間2米寬的通道,溫室的整體跨度在12米左右,詳見下圖。(請看附件)
每個(gè)隔離溫室間都有獨(dú)立的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),溫室間的操作系統(tǒng)設(shè)在通道內(nèi)的外墻上,可根據(jù)工作需要設(shè)定溫度、濕度、壓力、光照等專業(yè)參數(shù),溫室群的中間通道也有自己的控制系統(tǒng)。每個(gè)隔離溫室間還可選擇在正壓、負(fù)壓或者常壓下開展工作。為保證隔離效果,除對進(jìn)出隔離溫室的人員、攜帶物、水源、空氣有著嚴(yán)格的規(guī)定外,有些特殊的隔離溫室間還采取其它措施,如安裝密碼鎖、設(shè)置進(jìn)出入口緩沖隔離間、間內(nèi)安裝消毒設(shè)施等。一些溫室裝有報(bào)警裝置,在特殊情況下保證工作人員的人身安全。
二、隔離溫室進(jìn)出空氣的處理
隔離溫室按工作性質(zhì)的不同可實(shí)現(xiàn)正壓環(huán)境、負(fù)壓環(huán)境及常壓環(huán)境。壓力控制是在溫室密閉的前提下,通過改變進(jìn)出風(fēng)量而實(shí)現(xiàn)的。為防止昆蟲、花粉、孢子等從通風(fēng)口進(jìn)出隔離溫室,隔離間的進(jìn)出風(fēng)口加有嚴(yán)格的控制部件,以保證達(dá)到檢疫或科研工作的要求 。
(一)進(jìn)風(fēng)口
進(jìn)風(fēng)口設(shè)在隔離間底部外墻上,距地面20cm處中間,其進(jìn)風(fēng)面積為500×500平方毫米,風(fēng)筒長度在0.8~1.5米左右,由1mm厚鍍鋅鐵板制成[如圖4所示]。進(jìn)風(fēng)口內(nèi)設(shè)有變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)一個(gè),過濾層分三層。風(fēng)口最外層是鐵絲網(wǎng)格,也有做成百葉窗式樣的,其作用是防止異物進(jìn)入。次外層是孔徑為200μm的過濾層,其作用是防止微小顆;蛐±ハx飛入 。里層是超微過濾層了,這一層的取舍要根據(jù)溫室內(nèi)的壓力性質(zhì)而定,如果是正壓環(huán)境的溫室,需要設(shè)置5μm孔隙的超微過濾層,以防止外界微粒的進(jìn)入;如果是負(fù)壓環(huán)境的溫室,就不需在進(jìn)風(fēng)口設(shè)置超微過濾層了。
(二)出風(fēng)口
出風(fēng)口一般設(shè)置在隔離溫室間的屋頂頂部[如圖5所示]。如圖三所示。出風(fēng)口內(nèi)設(shè)有變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)一臺,最上層是防雨罩,出風(fēng)口的過濾層同樣要2~3層,最外一層是網(wǎng)紗防護(hù)層,防止異物進(jìn)入,內(nèi)層是過濾層,過濾網(wǎng)的孔徑要根據(jù)隔離間工作壓力來確定。當(dāng)工作間設(shè)為正壓環(huán)境時(shí),過濾層孔徑為200μm,若工作壓力為負(fù)壓環(huán)境時(shí),過濾層孔徑為5μm。
(三)隔離溫室間正負(fù)壓的實(shí)現(xiàn)
對一個(gè)密封間而言,進(jìn)風(fēng)量大于出風(fēng)量時(shí),室內(nèi)就形成正壓,反之,進(jìn)風(fēng)量小于出風(fēng)量時(shí),室內(nèi)就形成負(fù)壓。歐盟的隔離溫室正是通過調(diào)節(jié)進(jìn)出風(fēng)口的風(fēng)量來控制溫室隔離間的壓力,而進(jìn)出風(fēng)量又是由計(jì)算機(jī)自動控制實(shí)現(xiàn)的。正負(fù)壓的壓差可按工作要求而設(shè)定,通?刂圃凇5~20pa之間(注:1pa=10-1mm水柱氣壓)。
(四)過濾網(wǎng)孔徑大小的確定
為防止昆蟲及微生物等進(jìn)入,各類隔離溫室均在進(jìn)出風(fēng)口設(shè)置過濾裝置,一般昆蟲的直徑都在200μm以上,因此設(shè)置200μm孔徑的過濾網(wǎng),對防止昆蟲的進(jìn)入是很有效的。另外,花粉或者菌類孢子直徑一般在8μm左右,在進(jìn)出風(fēng)口設(shè)置5μm的過濾網(wǎng)[見圖6]可有效防止它們進(jìn)入。
三、隔離間廢水的處理
檢疫及相關(guān)研究過程中產(chǎn)生的廢水,由于可能含有病原或蟲卵等,是不允許隨意排放的。根據(jù)不同的情況,歐盟對隔離溫室中產(chǎn)生的廢水,一般采取以下兩種處理方法:其一是針對農(nóng)作物研究中產(chǎn)生的大量廢水的處理。具體做法是,在隔離溫室內(nèi)建立獨(dú)立的廢水回收處理循環(huán)系統(tǒng),將工作中產(chǎn)生的廢水集中收集后,通過專用密封管路泵入消毒罐,然后加熱消毒處理,殺死有害生物,過濾后經(jīng)過水泵打回隔離溫室供循環(huán)使用;其二是對檢疫過程中產(chǎn)生少量廢水的處理。一般是將檢疫過程中產(chǎn)生的少量廢水集中收集,經(jīng)消毒處理后,在隔離溫室內(nèi)自然蒸發(fā)。以上兩種方法的共同點(diǎn)都是不讓廢水排出室外,杜絕有害生物隨水流傳播 。[圖9為廢水集中處理高溫消毒裝置]
四、檢疫過程中固形物的處理
在歐盟的考察中發(fā)現(xiàn),經(jīng)檢疫的農(nóng)作物植株、種塊等是各種檢疫性有害生物的載體,檢疫過后必須及時(shí)處理。處理的過程中產(chǎn)生的固形廢棄物、殘?jiān)、皮屑等垃圾要集中包裝,并通過專用通道車集中運(yùn)輸,最終送到焚燒爐或高溫消毒釜(135℃)長時(shí)間處理。[圖8為固形廢棄物處理爐]
五、隔離溫室設(shè)施中的通道及緩沖隔離間
在連棟的溫室群中,各隔離間有著不同的作業(yè)任務(wù),工作環(huán)境也不相同。為了防止互相干擾,工作人員進(jìn)入每一隔離溫室間時(shí),必需首先進(jìn)入溫室通道,然后才能逐一進(jìn)入隔離間工作。溫室通道的入口還設(shè)有緩沖隔離間,其大小為4平方米左右。緩沖間內(nèi)、外各設(shè)一道帶有密碼鎖的門,這兩個(gè)門的設(shè)置是特殊的,進(jìn)門時(shí),除要輸入設(shè)定的密碼外,還要待兩個(gè)門同時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)才能打開其中一個(gè)門。工作人員進(jìn)入通道的第一道門后,第一道門必須關(guān)閉才能打開第二道門 。同理,若外出時(shí),必須打開里面的門,進(jìn)入緩沖間且關(guān)閉里面的門后,才能打開門出去。在緩沖間還設(shè)有警報(bào)裝置,若某一道門開放時(shí)間過長,警報(bào)器會自動報(bào)警提示關(guān)門。
在蘇格蘭作物研究院,緩沖間內(nèi)安裝了紫外線殺菌裝置,并在隔離溫室進(jìn)口處配備消毒腳墊,對進(jìn)出入人員進(jìn)行腳下消毒。用于植物基因研究的溫室隔離間,除第一個(gè)緩沖間外,還在進(jìn)入溫室通道后還增設(shè)了第二緩沖間。
六、檢疫環(huán)境中的自動控制設(shè)施
歐盟的檢疫溫室都通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動控制。根據(jù)具體工作的要求可對環(huán)境的溫度、濕度、氣壓、光照進(jìn)行自動調(diào)控 。計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)就建在隔離溫室間的通道里[如圖10所示]。一般在溫室群的每一個(gè)隔離間,均設(shè)有溫度、濕度、氣壓、光照的傳感器,信號傳輸電纜將參數(shù)傳給計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)就可在人為規(guī)定的工作范圍內(nèi)進(jìn)行控制[補(bǔ)光設(shè)施見圖7]。
七、建議
根據(jù)赴歐盟考察隔離溫室的情況,結(jié)合我國實(shí)際,我們對北京檢疫隔離場的設(shè)計(jì)作了調(diào)整,提出以下幾個(gè)方面的建議:
(一)隔離檢疫溫室的基本功能區(qū)
隔離檢疫溫室的主體由四個(gè)區(qū)塊組成,每一區(qū)塊設(shè)八間隔離溫室(其中有一間做為深度隔離溫室,其余七間是一般的檢疫隔離溫室)。每一區(qū)塊面積為168平方米,四個(gè)區(qū)塊的檢疫溫室總面積為672平方米。
除隔離檢疫溫室外,還設(shè)置了隔離檢疫輔助區(qū)域,作為隔離檢疫溫室的配套保障設(shè)施。它包括檢疫廢水處理室、檢疫廢棄固形物處理室、計(jì)算機(jī)房(包括辦公室)、視頻監(jiān)控室、配電室、倉庫和設(shè)備間 。這些輔助區(qū)域與隔離檢疫溫室連成一體,它們彼此既是密封的,又是相通的,是檢疫區(qū)域工作中不可缺少的一環(huán)。隔離檢疫輔助區(qū)域總面積268平方米,隔離檢疫溫室群使用總面積940平方米,建筑面積達(dá)到975平方米。
(二)隔離檢疫溫室需增加的設(shè)施
考慮到北京與歐盟在氣象條件、地理位置等方面的不同,在借鑒歐盟隔離檢疫溫室設(shè)計(jì)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),我們還要根據(jù)北京的實(shí)際情況增加一些歐盟沒有的設(shè)施。北京的緯度雖然比歐洲高,但冬夏季之間溫差要比歐洲大許多,因此在考慮隔離檢疫溫室冬季升溫的同時(shí),還要考慮溫室內(nèi)夏季降溫的問題。具體的解決辦法是在隔離間內(nèi)安裝空調(diào),由于隔離檢疫溫室不象一般生產(chǎn)型溫室那樣,可隨意開窗,因此空調(diào)的制冷功率起碼要比同等面積的其它建筑加大一倍 。據(jù)測算,其單機(jī)制冷量要達(dá)到2匹左右,僅此一項(xiàng)電耗就超過100kw,再考慮其它的用電因素,這將是一個(gè)很大的數(shù)字。為減小制冷用電,有必要增加外遮蔭設(shè)施,降低太陽能的輻射影響。同時(shí),加入外遮蔭網(wǎng)后,還可防止冰雹的危害。
為滿足檢疫溫室的隔離要求,溫室進(jìn)出風(fēng)口由外到內(nèi)要安裝普通網(wǎng)紗、200цm、5цm三層濾網(wǎng),并安裝變頻風(fēng)機(jī),通過控制進(jìn)出風(fēng)量來調(diào)節(jié)溫室內(nèi)氣壓。考慮到一些特殊的檢疫要求,可在部分溫室隔離間進(jìn)出風(fēng)口加裝消毒處理設(shè)備,如紫外線消毒殺菌裝置以及高溫處理裝置。這種特殊的實(shí)驗(yàn)間,不必多建,整個(gè)區(qū)域設(shè)置一至兩間即可。
為加強(qiáng)對整體環(huán)境的監(jiān)控,我們建議增加視頻監(jiān)視設(shè)施,完善檢疫監(jiān)控手段,用于此項(xiàng)建設(shè)的費(fèi)用大約接近80萬元。
(三)檢疫隔離溫室的結(jié)構(gòu)及性能要求
根據(jù)國內(nèi)溫室的通用尺寸,我們將每個(gè)隔離間設(shè)計(jì)成4米跨4米開間,檐高3.5米,脊高4.5米。溫室鋼梁骨架采用熱浸鍍鋅處理;外覆蓋材料選用5mm浮法玻璃;外部裝飾采用專用鋁合金固定,并選用抗老化橡膠條密封;底部周邊設(shè)置370mm厚條形基礎(chǔ),內(nèi)墻采用240mm厚條形結(jié)構(gòu),墻體高度為1米,上表面設(shè)鋼筋混凝土壓頂、立柱吃力點(diǎn)加注預(yù)埋鐵;在檐高3.5米以下安排內(nèi)遮蔭裝置,外側(cè)安裝分體制冷空調(diào)機(jī);溫室內(nèi)除門一側(cè)外,另外三側(cè)碼放實(shí)驗(yàn)用苗床及工作照明燈;溫室內(nèi)溫度、濕度、壓力等通過計(jì)算機(jī)自動控制,傳感器安裝在檐高下方,控制裝置設(shè)在門外通道上。溫室一律使用鋁質(zhì)平開門且?guī)艽a鎖 。溫室間以連廊相接,連廊兩端各設(shè)一間4平方米的緩沖隔離間,緩沖隔離間內(nèi)外兩道門具有互鎖功能。緩沖隔離間除設(shè)密碼鎖外,還設(shè)有報(bào)警裝置,以保證特殊情況下工作人員的安全 。連廊內(nèi)設(shè)有獨(dú)立的進(jìn)出風(fēng)口及自動控制裝置。
為了滿足特殊檢疫工作的要求,可在原有溫室設(shè)施基礎(chǔ)上選一至兩個(gè)隔離間,對其進(jìn)行進(jìn)一步隔離,建造第二緩沖間,并對其進(jìn)出風(fēng)口在原有基礎(chǔ)上加裝紫外線殺菌消毒裝置、高溫處理裝置,以滿足深度隔離工作的要求。
(四)隔離檢疫溫室的平面圖
近1000平方米的隔離檢疫溫室,由主體和輔助區(qū)組成群落成“器”字形。其中包括每塊168平方米的檢疫實(shí)驗(yàn)區(qū)4個(gè),共672平方米,中間為輔助區(qū),其中包括48平方米的計(jì)算機(jī)房兼辦公室;48平方米的視頻監(jiān)控室;32平方米的固形廢棄物處理室;64平方米的廢水處理室;兩個(gè)32平方米的設(shè)備間及庫房。為了突出隔離檢疫區(qū)的總體效果,四周檢疫溫室的高度控制在4.5米,輔助區(qū)域的高度設(shè)計(jì)為5.5米。
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