欧盟植物检疫隔离温室考察技术报告

欧盟植物检疫隔离温室考察技术报告

    植物检疫隔离温室是我们此次赴欧盟考察的一个重点，通过对英国农业部中央科学研究院、苏格兰作物研究院、国际园艺中心等研究机构及荷兰温室公司、法国瑞奇公司等大型温室制造企业的考察，我们对欧盟植物检疫隔离温室的设计建造有了全面的了解，现将有关技术内容报告如下： 
    一、欧盟检疫隔离温室的基本情况 
    欧盟的检疫隔离温室多采用连栋建筑，每栋可由8个、10个、12个……20个小的隔离间组成。每个隔离间大约为3×5平方米，一般高度在3～3.5米左右。做为一个大的隔离温室群，其隔离间的分布是两相排列的，中间是通道，两相排列着3米左右一间的隔离温室间，每个温室长约5米，加上中间2米宽的通道，温室的整体跨度在12米左右，详见下图。（请看附件） 
    每个隔离温室间都有独立的计算机控制系统，温室间的操作系统设在通道内的外墙上，可根据工作需要设定温度、湿度、压力、光照等专业参数，温室群的中间通道也有自己的控制系统。每个隔离温室间还可选择在正压、负压或者常压下开展工作。为保证隔离效果，除对进出隔离温室的人员、携带物、水源、空气有着严格的规定外，有些特殊的隔离温室间还采取其它措施，如安装密码锁、设置进出入口缓冲隔离间、间内安装消毒设施等。一些温室装有报警装置，在特殊情况下保证工作人员的人身安全。 
     
    二、隔离温室进出空气的处理 
    隔离温室按工作性质的不同可实现正压环境、负压环境及常压环境。压力控制是在温室密闭的前提下，通过改变进出风量而实现的。为防止昆虫、花粉、孢子等从通风口进出隔离温室，隔离间的进出风口加有严格的控制部件，以保证达到检疫或科研工作的要求。 
    （一）进风口 
    进风口设在隔离间底部外墙上，距地面20cm处中间，其进风面积为500×500平方毫米，风筒长度在0.8～1.5米左右，由1mm厚镀锌铁板制成[如图4所示]。进风口内设有变频调速风机一个，过滤层分三层。风口最外层是铁丝网格，也有做成百叶窗式样的，其作用是防止异物进入。次外层是孔径为200μm的过滤层，其作用是防止微小颗粒或小昆虫飞入。里层是超微过滤层了，这一层的取舍要根据温室内的压力性质而定，如果是正压环境的温室，需要设置5μm孔隙的超微过滤层，以防止外界微粒的进入；如果是负压环境的温室，就不需在进风口设置超微过滤层了。 
    （二）出风口 
    出风口一般设置在隔离温室间的屋顶顶部[如图5所示]。如图三所示。出风口内设有变频调速风机一台，最上层是防雨罩，出风口的过滤层同样要2～3层，最外一层是网纱防护层，防止异物进入，内层是过滤层，过滤网的孔径要根据隔离间工作压力来确定。当工作间设为正压环境时，过滤层孔径为200μm，若工作压力为负压环境时，过滤层孔径为5μm。 
    （三）隔离温室间正负压的实现 
    对一个密封间而言，进风量大于出风量时，室内就形成正压，反之，进风量小于出风量时，室内就形成负压。欧盟的隔离温室正是通过调节进出风口的风量来控制温室隔离间的压力，而进出风量又是由计算机自动控制实现的。正负压的压差可按工作要求而设定，通常控制在±5～20Pa之间（注：1Pa=10-1mm水柱气压）。 
    （四）过滤网孔径大小的确定 
    为防止昆虫及微生物等进入，各类隔离温室均在进出风口设置过滤装置，一般昆虫的直径都在200μm以上，因此设置200μm孔径的过滤网，对防止昆虫的进入是很有效的。另外，花粉或者菌类孢子直径一般在8μm左右，在进出风口设置5μm的过滤网[见图6]可有效防止它们进入。 
    三、隔离间废水的处理 
    检疫及相关研究过程中产生的废水，由于可能含有病原或虫卵等，是不允许随意排放的。根据不同的情况，欧盟对隔离温室中产生的废水，一般采取以下两种处理方法：其一是针对农作物研究中产生的大量废水的处理。具体做法是，在隔离温室内建立独立的废水回收处理循环系统，将工作中产生的废水集中收集后，通过专用密封管路泵入消毒罐，然后加热消毒处理，杀死有害生物，过滤后经过水泵打回隔离温室供循环使用；其二是对检疫过程中产生少量废水的处理。一般是将检疫过程中产生的少量废水集中收集，经消毒处理后，在隔离温室内自然蒸发。以上两种方法的共同点都是不让废水排出室外，杜绝有害生物随水流传播。[图9为废水集中处理高温消毒装置] 
    四、检疫过程中固形物的处理 
    在欧盟的考察中发现，经检疫的农作物植株、种块等是各种检疫性有害生物的载体，检疫过后必须及时处理。处理的过程中产生的固形废弃物、残渣、皮屑等垃圾要集中包装，并通过专用通道车集中运输，最终送到焚烧炉或高温消毒釜（135℃）长时间处理。[图8为固形废弃物处理炉] 
    五、隔离温室设施中的通道及缓冲隔离间 
    在连栋的温室群中，各隔离间有着不同的作业任务，工作环境也不相同。为了防止互相干扰，工作人员进入每一隔离温室间时，必需首先进入温室通道，然后才能逐一进入隔离间工作。温室通道的入口还设有缓冲隔离间，其大小为4平方米左右。缓冲间内、外各设一道带有密码锁的门，这两个门的设置是特殊的，进门时，除要输入设定的密码外，还要待两个门同时处于关闭状态时才能打开其中一个门。工作人员进入通道的第一道门后，第一道门必须关闭才能打开第二道门。同理，若外出时，必须打开里面的门，进入缓冲间且关闭里面的门后，才能打开门出去。在缓冲间还设有警报装置，若某一道门开放时间过长，警报器会自动报警提示关门。 
    在苏格兰作物研究院，缓冲间内安装了紫外线杀菌装置，并在隔离温室进口处配备消毒脚垫，对进出入人员进行脚下消毒。用于植物基因研究的温室隔离间，除第一个缓冲间外，还在进入温室通道后还增设了第二缓冲间。 
    六、检疫环境中的自动控制设施 
    欧盟的检疫温室都通过计算机进行自动控制。根据具体工作的要求可对环境的温度、湿度、气压、光照进行自动调控。计算机的操作系统就建在隔离温室间的通道里[如图10所示]。一般在温室群的每一个隔离间，均设有温度、湿度、气压、光照的传感器，信号传输电缆将参数传给计算机，计算机就可在人为规定的工作范围内进行控制[补光设施见图7]。 
    七、建议 
    根据赴欧盟考察隔离温室的情况，结合我国实际，我们对北京检疫隔离场的设计作了调整，提出以下几个方面的建议： 
    （一）隔离检疫温室的基本功能区 
    隔离检疫温室的主体由四个区块组成，每一区块设八间隔离温室（其中有一间做为深度隔离温室，其余七间是一般的检疫隔离温室）。每一区块面积为168平方米，四个区块的检疫温室总面积为672平方米。 
    除隔离检疫温室外，还设置了隔离检疫辅助区域，作为隔离检疫温室的配套保障设施。它包括检疫废水处理室、检疫废弃固形物处理室、计算机房（包括办公室）、视频监控室、配电室、仓库和设备间。这些辅助区域与隔离检疫温室连成一体，它们彼此既是密封的，又是相通的，是检疫区域工作中不可缺少的一环。隔离检疫辅助区域总面积268平方米，隔离检疫温室群使用总面积940平方米，建筑面积达到975平方米。 
    （二）隔离检疫温室需增加的设施 
    考虑到北京与欧盟在气象条件、地理位置等方面的不同，在借鉴欧盟隔离检疫温室设计建设经验的同时，我们还要根据北京的实际情况增加一些欧盟没有的设施。北京的纬度虽然比欧洲高，但冬夏季之间温差要比欧洲大许多，因此在考虑隔离检疫温室冬季升温的同时，还要考虑温室内夏季降温的问题。具体的解决办法是在隔离间内安装空调，由于隔离检疫温室不象一般生产型温室那样，可随意开窗，因此空调的制冷功率起码要比同等面积的其它建筑加大一倍。据测算，其单机制冷量要达到2匹左右，仅此一项电耗就超过100KW，再考虑其它的用电因素，这将是一个很大的数字。为减小制冷用电，有必要增加外遮荫设施，降低太阳能的辐射影响。同时，加入外遮荫网后，还可防止冰雹的危害。 
    为满足检疫温室的隔离要求，温室进出风口由外到内要安装普通网纱、200цm、5цm三层滤网，并安装变频风机，通过控制进出风量来调节温室内气压。考虑到一些特殊的检疫要求，可在部分温室隔离间进出风口加装消毒处理设备，如紫外线消毒杀菌装置以及高温处理装置。这种特殊的实验间，不必多建，整个区域设置一至两间即可。 
    为加强对整体环境的监控，我们建议增加视频监视设施，完善检疫监控手段，用于此项建设的费用大约接近80万元。 
    （三）检疫隔离温室的结构及性能要求 
    根据国内温室的通用尺寸，我们将每个隔离间设计成4米跨4米开间，檐高3.5米，脊高4.5米。温室钢梁骨架采用热浸镀锌处理；外覆盖材料选用5mm浮法玻璃；外部装饰采用专用铝合金固定，并选用抗老化橡胶条密封；底部周边设置370mm厚条形基础，内墙采用240mm厚条形结构，墙体高度为1米，上表面设钢筋混凝土压顶、立柱吃力点加注预埋铁；在檐高3.5米以下安排内遮荫装置，外侧安装分体制冷空调机；温室内除门一侧外，另外三侧码放实验用苗床及工作照明灯；温室内温度、湿度、压力等通过计算机自动控制，传感器安装在檐高下方，控制装置设在门外通道上。温室一律使用铝质平开门且带密码锁。温室间以连廊相接，连廊两端各设一间4平方米的缓冲隔离间，缓冲隔离间内外两道门具有互锁功能。缓冲隔离间除设密码锁外，还设有报警装置，以保证特殊情况下工作人员的安全。连廊内设有独立的进出风口及自动控制装置。 
    为了满足特殊检疫工作的要求，可在原有温室设施基础上选一至两个隔离间，对其进行进一步隔离，建造第二缓冲间，并对其进出风口在原有基础上加装紫外线杀菌消毒装置、高温处理装置，以满足深度隔离工作的要求。 
    （四）隔离检疫温室的平面图 
    近1000平方米的隔离检疫温室，由主体和辅助区组成群落成“器”字形。其中包括每块168平方米的检疫实验区4个，共672平方米，中间为辅助区，其中包括48平方米的计算机房兼办公室；48平方米的视频监控室；32平方米的固形废弃物处理室；64平方米的废水处理室；两个32平方米的设备间及库房。为了突出隔离检疫区的总体效果，四周检疫温室的高度控制在4.5米，辅助区域的高度设计为5.5米。