海南航材倉(cāng)庫(kù)室內(nèi)環(huán)境霉菌生長(zhǎng)預(yù)測(cè)研究

周偉，史玉敏，李麗

（海軍航空大學(xué)青島校區(qū)，青島 266041）

引言

航材因?yàn)槠渚苄院桶踩砸?，?duì)保管條件要求極為苛刻，比如對(duì)于溫濕度要求，航材倉(cāng)庫(kù)要求必須處于“三七”線以內(nèi)，也就是要求航材倉(cāng)庫(kù)溫度要在5～30 ℃，相對(duì)濕度要在45～70 %之間，在這個(gè)溫濕度范圍之內(nèi)，減緩金屬類器材腐蝕和橡膠器材老化的同時(shí)，也能夠較好的預(yù)防倉(cāng)庫(kù)環(huán)境中霉菌的滋生蔓延[1]。但是在海南地區(qū)，受其自然環(huán)境影響，在倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)有條件下，倉(cāng)庫(kù)室內(nèi)環(huán)境很難達(dá)到航材保管所需要的“三七”線規(guī)定的溫濕度要求，高濕環(huán)境和適宜的溫度容易導(dǎo)致霉菌的大量生長(zhǎng)繁殖，這也是海南地區(qū)航材倉(cāng)庫(kù)航材霉變的主要原因。

1 海南地區(qū)航材倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)狀分析

目前，海南航材倉(cāng)庫(kù)分布于三亞、加來(lái)、海口等地域，是典型的亞熱帶氣候，常年溫濕度偏高。根據(jù)近十年對(duì)海南航材倉(cāng)庫(kù)室內(nèi)溫濕度追蹤記錄發(fā)現(xiàn)，一年中海南地區(qū)各航材倉(cāng)庫(kù)室內(nèi)環(huán)境濕度超過(guò)80 %的時(shí)間平均有180天以上，溫度常年在15～35 ℃之間。根據(jù)據(jù)航材保管要求，在室內(nèi)溫濕度高于室外溫濕度時(shí)，需對(duì)庫(kù)房進(jìn)行通風(fēng)，故倉(cāng)庫(kù)內(nèi)通風(fēng)環(huán)境較好。

航材倉(cāng)庫(kù)中存放的物資器材主要有機(jī)械器材、機(jī)載設(shè)備器材、輪胎及地面消耗物資器材等，從材料組成來(lái)說(shuō)，涉及橡膠制品、棉麻織品、木制品、塑料制品、金屬制品、復(fù)合材料等，而且機(jī)械器材和機(jī)載設(shè)備器材均以復(fù)合鋁塑薄膜包裝，棉布層裸露于外部，這些種類繁多的材料能夠?yàn)槊咕纳L(zhǎng)提供豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

海南地區(qū)航材倉(cāng)庫(kù)中，因材料霉變導(dǎo)致的器材失效事件頻發(fā)，經(jīng)過(guò)近10年的研究發(fā)現(xiàn)了海南地區(qū)航材倉(cāng)庫(kù)中常見(jiàn)的霉菌種類及數(shù)量，如表1所示。

表1 海南地區(qū)航材倉(cāng)庫(kù)霉菌生長(zhǎng)情況

2 航材倉(cāng)庫(kù)室內(nèi)環(huán)境霉菌生長(zhǎng)繁殖的條件分析

2.1 霉菌生長(zhǎng)繁殖情況分析

霉菌是“絲狀真菌”的統(tǒng)稱，霉菌的生命周期包括產(chǎn)生芽孢、孢子萌芽、菌絲長(zhǎng)成和霉菌繁殖四個(gè)時(shí)期[2]，其主要生長(zhǎng)條件及生命周期見(jiàn)圖1所示。在航材倉(cāng)庫(kù)中，霉菌的孢子廣泛分布空氣中，同時(shí)也會(huì)隨著空氣的流動(dòng)傳播，外界環(huán)境不適合生長(zhǎng)時(shí)孢子會(huì)進(jìn)入休眠期，孢子的休眠能夠抵御外界的惡劣環(huán)境，在極其不利的環(huán)境中仍然能夠存活，一旦遇到合適的生長(zhǎng)條件，孢子就開(kāi)始萌芽，產(chǎn)生菌絲并繼續(xù)生長(zhǎng)產(chǎn)生分支增殖形成菌絲體，最終形成肉眼可見(jiàn)的菌落。

2.2 航材倉(cāng)庫(kù)室內(nèi)環(huán)境霉菌生長(zhǎng)繁殖情況

霉菌能夠快速生長(zhǎng)繁殖的必備條件主要包括環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和霉菌的暴露時(shí)間，霉菌的暴露時(shí)間主要指霉菌擁有適合于霉菌生長(zhǎng)的環(huán)境條件中的時(shí)間長(zhǎng)度，環(huán)境中的氧氣、pH值及環(huán)境中的光線等因素也會(huì)影響霉菌的生長(zhǎng)繁殖速率。

倉(cāng)庫(kù)中空氣濕度是霉菌快速生長(zhǎng)繁殖的關(guān)鍵條件，霉菌生長(zhǎng)繁殖的各個(gè)階段都需要一定的水分。世界衛(wèi)生組織推薦控制霉菌生長(zhǎng)的相對(duì)濕度臨界值是80 %[3]，也就是如果倉(cāng)庫(kù)環(huán)境中空氣相對(duì)濕度超過(guò)80 %，就會(huì)導(dǎo)致航材倉(cāng)庫(kù)環(huán)境中霉菌大量滋生。而在海南地區(qū)航材倉(cāng)庫(kù)，一年中有一半的時(shí)間倉(cāng)庫(kù)室內(nèi)相對(duì)濕度很容易超過(guò)80 %，為霉菌的生長(zhǎng)提供了便利條件。

圖1 霉菌生命周期及生長(zhǎng)主要條件示意圖

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)雖然是霉菌生長(zhǎng)繁殖的必備條件，但是在航材倉(cāng)庫(kù)環(huán)境中非常容易滿足。航材倉(cāng)庫(kù)中的用于包裝器材的鋁塑復(fù)合薄膜外側(cè)的棉線層、倉(cāng)庫(kù)貨架表面的涂層、輪胎等橡膠制品、木質(zhì)包裝箱乃至庫(kù)房中的積塵都能夠很好的為霉菌的快速生長(zhǎng)繁殖提供所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

溫度是影響霉菌生長(zhǎng)的另一個(gè)必備條件，有研究表明，大多數(shù)霉菌的生長(zhǎng)溫度為0～40 ℃，最佳生長(zhǎng)溫度為22～35 ℃[4]。海南地區(qū)航材倉(cāng)庫(kù)中環(huán)境溫度處于15～35 ℃范圍內(nèi)，能夠?yàn)槊咕纳L(zhǎng)繁殖提供適宜的溫度。

綜上所述，海南地區(qū)航材倉(cāng)庫(kù)中，無(wú)論是溫濕度還是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，都十分適宜霉菌的快速生長(zhǎng)繁殖，這也是海南地區(qū)航材倉(cāng)庫(kù)中因器材霉變導(dǎo)致失效事故頻發(fā)的主要原因。如何在霉菌生長(zhǎng)繁殖高峰期來(lái)臨之前進(jìn)行有效預(yù)防，是減少物資霉變損失的較好的方法。

3 倉(cāng)庫(kù)中霉菌生長(zhǎng)預(yù)測(cè)分析

如何對(duì)倉(cāng)庫(kù)中霉菌的生長(zhǎng)繁殖進(jìn)行有效預(yù)測(cè)是進(jìn)行提前預(yù)防的核心問(wèn)題，因?yàn)槊咕纳L(zhǎng)繁殖與倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部環(huán)境中的溫濕度息息相關(guān)。所以在分析霉菌生長(zhǎng)預(yù)測(cè)時(shí)我們引入了等值曲線模型。在不同溫度、濕度條件下，將霉菌孢子在培養(yǎng)基中萌芽所需的時(shí)間點(diǎn)連接起來(lái)就構(gòu)成了霉菌生長(zhǎng)的等值曲線[5]。通過(guò)表1的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，雖然航材倉(cāng)庫(kù)中霉菌種類較多，但是其優(yōu)勢(shì)菌種主要有四種，也就是黑曲霉、木霉、黑青霉和桿狀毛霉。

實(shí)驗(yàn)室將上述霉菌接種在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，在不同溫度環(huán)境下，觀察霉菌開(kāi)始萌發(fā)生長(zhǎng)時(shí)的濕度，并將臨界溫濕度記錄，并以溫度為橫軸，相對(duì)濕度為縱軸畫(huà)出曲線，便是霉菌生長(zhǎng)的等值曲線。如圖2～5所示。

從圖2～ 5中可以看到，霉菌的生長(zhǎng)等值曲線將圖表分為兩個(gè)區(qū)域，霉菌生長(zhǎng)等值線上方的部分為該霉菌孢子可能會(huì)萌發(fā)生長(zhǎng)的區(qū)域，在霉菌生長(zhǎng)等值線下方的區(qū)域，霉菌孢子萌發(fā)的可能性很低，為該類霉菌不適宜生長(zhǎng)的區(qū)域，可視為安全區(qū)域，同時(shí)霉菌不生長(zhǎng)不代表霉菌的死亡，而是霉菌孢子進(jìn)入休眠期但仍然存活。

由于霉菌種類過(guò)多，每一個(gè)霉菌畫(huà)一條等值曲線，不便于航材保管員理解和使用，因此，將得到的四類霉菌的生長(zhǎng)等值曲線圖繪制在一張圖標(biāo)中，并設(shè)定合成曲線時(shí)同一溫度下取四個(gè)曲線中的濕度的最小值，就可以得到航材倉(cāng)庫(kù)中霉菌生長(zhǎng)的最低等值線（LIM），如圖6所示。

等值線模型是假定航材倉(cāng)庫(kù)中霉菌孢子周圍的溫濕度一旦達(dá)到最低等值線（LIM）以上，霉菌孢子就開(kāi)始萌發(fā)生長(zhǎng)，換言之，只要外界溫濕度條件達(dá)到，航材倉(cāng)庫(kù)中至少有一種霉菌將會(huì)開(kāi)始生長(zhǎng)，也就是作為航材管理者，需要立即采取措施預(yù)防霉菌的生長(zhǎng)繁殖。

圖2 黑曲霉生長(zhǎng)等值線

圖3 木霉生長(zhǎng)等值線

圖4 黑青霉生長(zhǎng)等值線

4 海南地區(qū)航材倉(cāng)庫(kù)中霉菌生長(zhǎng)最低等值線的應(yīng)用及霉菌的防治措施

將霉菌生長(zhǎng)最低等值線作為參考，當(dāng)航材倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部環(huán)境溫濕度超過(guò)霉菌生長(zhǎng)最低等值線時(shí)，說(shuō)明至少有一種霉菌即將開(kāi)始快速生長(zhǎng)繁殖，這是應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選擇以下霉菌防治方法的一種或幾種，避免霉菌生長(zhǎng)繁殖高峰期的來(lái)臨，有效保護(hù)庫(kù)存航材的質(zhì)量。

1）采用紫外燈照射。紫外燈照射是防治霉菌成本較低成效較好的一種方法。紫外燈照射可以結(jié)合日常工作采用夜間照射的方式進(jìn)行。目前多數(shù)航材倉(cāng)庫(kù)都已經(jīng)安裝紫外燈。每天晚上下班時(shí)將紫外燈打開(kāi)進(jìn)行滅菌，第二天上班時(shí)關(guān)閉，每次照射八小時(shí)以上[6]。做好既不耽誤工作，同時(shí)能對(duì)倉(cāng)庫(kù)中霉菌進(jìn)行有效控制。

2）噴灑藥物進(jìn)行治理。在霉菌生長(zhǎng)高峰期來(lái)臨前，也可以通過(guò)噴灑防霉藥物的方式進(jìn)行霉菌的防治。但是在噴灑前，應(yīng)當(dāng)確定防霉藥物對(duì)航材的安全性。同時(shí)噴灑藥物的時(shí)間需要選擇在天氣良好便于通風(fēng)降潮的時(shí)間進(jìn)行。

3）合理運(yùn)用倉(cāng)庫(kù)設(shè)備，適時(shí)進(jìn)行通風(fēng)降潮。目前多數(shù)庫(kù)房都配有除濕機(jī)、空調(diào)等除濕控溫設(shè)備，在不影響工作的前提下應(yīng)當(dāng)盡可能發(fā)揮此類設(shè)備的最大效能，盡可能降低庫(kù)房溫濕度，將庫(kù)房濕度控制在70 %以下，從而控制霉菌的快速生長(zhǎng)繁殖。

圖5 桿狀毛霉生長(zhǎng)等值線

圖6 航材倉(cāng)庫(kù)霉菌生長(zhǎng)最低等值線

5 小結(jié)

霉菌生長(zhǎng)等值線模型能夠較為直觀的反映霉菌的生長(zhǎng)與溫濕度之間的關(guān)系，且一旦曲線確定，作為基層航材管理單位使用直觀、方便，能夠作為有效預(yù)防倉(cāng)庫(kù)航材霉變的一個(gè)手段。后期還需繼續(xù)進(jìn)行研究，盡可能的增加測(cè)定霉菌的種類，使得霉菌生長(zhǎng)最低等值線盡可能的符合航材倉(cāng)庫(kù)的實(shí)際情況，更加實(shí)用。