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智能低温冷冻库在纸质档案杀虫中的应用研究石华平方秋生方永然廖勇军（四川省档案局档案科学技术研究所 成都 610031）摘要 智能低温冷冻库通过缓慢循环降温软件系统控制 PLC 调节库房内温度，使库房内温度按系统预设程序降温曲线阶 梯性缓慢降温，能避免冷冻杀虫过程中害虫假死现象，实现杀灭档案害虫。本课题以花斑皮蠹、黑毛皮蠹和烟草甲为 供试试虫，经过 120 小时（约 5 天）的冷冻实验后，常温下放置 24 小时后观察，发现害虫致死率达 100%。通过对实验 前后档案纸张和档案包装箱质量进行对比，发现低温冷冻杀虫实验对档案纸张含水量影响不显著。关键词档案 冷冻 杀虫 曲线降温Application Research on Intelligent Low Temperature Freezing Storage in Insecticidal of Paper ArchivesShi huaping, Fang qiusheng, Fang yongran, Liao yongjun(The Institute of Archival Science and Technology, Sichuan Archives Bureau, Chengdu, 610031)Abstract：Intelligent low temperature freezing storage controls PLC to accommodate warehouse temperature by slow circulation cooling software system, and makes the warehouse temperature slowly cooling with curve step according to the system of preset program, and in this way could avoid the phenomenon of pests feign death during frozen pesticide and realize the kill of archival pests. In this article, it takes Trogoderma variabile, Attagenus unicolor japonicus and Lasioderma serricorne as test insects, after 120 hours (about 5 days) frozen pesticide experiment, and observation pests in normal temperature after 24 hours, which dis covers that pests death rate is 100% . Through the comparison of archives paper and archives packing quality before and after the experiment, it found that the low temperature freezing insecticidal experiment to moisture on archives paper is not significant.Keywords：Archive; Freezing; Pesticide; Cooling curve1引言预防害虫对档案图书的危害，早期就引起了档 案保护学者们的高度关注，被列为档案保护的重点 研究课题。目前，档案杀虫法主要以化学方法和物理方法 为主。化学方法最常见的为化学熏蒸消毒法，但是 化学药剂一般毒性大，因此应用推广可能性较小。 物理方法是通过破坏害虫的生理机能来达到杀虫 目的，具有杀虫效果好、操作简便、无污染、无残毒 等优点。最常见的物理方法是低温冷冻杀虫法和真空充氮杀虫法，但由于真空充氮杀虫法的设备购置 成本相对较高，因此低温冷冻杀虫法更有利于推广 应用。2 国内外研究综述2.1 国外研究综述国外早在 20 世纪 50 年代以前，昆虫学家就开 始了低温冷冻杀虫工作的研究。上世纪 70 年代，美 国耶鲁大学贝尼克（Beinecke）善本与查理雷明顿（Chanles Remington） 首先建议 使用冷冻杀 虫技术，于是，1977 年 7 月处理 37000 册生虫图书，将生虫图书装进塑料袋，经过密封后置于-23下冷冻 7 天和-29下冷冻 3 天。冷冻杀虫后的图书放置 9 个 月后，进行抽样检查，未发现活虫，杀虫效果良好。自 此之后，该项技术逐渐被推广，研究报告均表明，冷 冻法杀虫比化学药品杀虫具有更多的优越性。 2.2国内研究综述国家档案局 从 1987 年开展科 技奖励工作 以 来，在冷冻杀虫方面的研究取得了重大突破。1987 年国家档案局档案科学技术研究所冯惠芬进行了 低温技术应用于档案图书杀虫的研究，该成果根据 低温冷冻致死原理，对 11 种档案图书害虫进行了致死效果研究，对 4 种常用纸和 12 种字迹冷冻前后的理化性质进行了研究，并选择 7 个档案馆、图书馆进行了应用杀虫实验。实验证明：25冷冻 72 小时，可杀死档案窃蠹、烟草甲等常见档案图书害 虫的各虫态，在530温区范围内将纸张冷冻 330 天，其理化性质、含水率没有明显影响。2002 年由四川省档案局和四川省档案学校共 同完成的防止产生“玻璃体”生物效应的实用冷冻杀 虫柜，和智能型缓慢降温调控器在 2008 年获得实用 新型专利，该成果解决了低温冷冻杀虫过程中容易 产生“玻璃体”生物效应问题，并将市售电冰柜改制 成实用冷冻杀虫柜，用于防治杀灭档案图书害虫。3 智能缓慢降温软件系统智 能 缓 慢 降 温 软 件 系 统 主 要 通 过 PLC (Pro grammable Logic Controller)控制冷冻设备调节库 房温度，使库房内温度按预设降温曲线进行阶梯性 缓慢降温，实现智能缓慢曲线降温控制系统全自动 化，可任意设置降温曲线、降温时间、冷冻循环时间 等。智能缓慢降温软件是该系统运行的控制中心，主要用于控制冷冻设备，电路由电源电路、压缩机 开启电路、温度检测电路、时间电路及温度显示电 路组成。其电路图如图 1 所示。与此同时，该系统还具备以下多种功能与特图 1 智能缓慢降温控制箱电路示意图点：（1）实现缓慢循环曲线降温，冷冻最低温度可降至-40左右，库房内相对湿度可达 40%左右；（2）设备非正常运行时系统能自动报警；（3）设备运行环境条件下的参数，可以在控制面板上修改并保存；（4）系统配置独立的极限温度保护器，当主控 单元自身传感器与控制器出现故障的情况下，能起 到有效保护作用；（5）库房容积约 3050 立方米，能实现大批量档案的杀虫工作。4 智能低温冷冻杀虫实验智能低温冷冻杀虫实验是一项复杂的科学实 验，到目前为止，低温冷冻技术应用于档案杀虫方 面的操作规范和标准还未制定，在实际操作过程 中，还有许多问题亟待进一步探讨和研究，并逐步 加以完善。通过对南方地区几种常见的档案图书害 虫进行低温冷冻杀虫实验，探索低温冷冻杀虫的最 佳深冷温度、最佳降温速度、最佳深冷时间和最佳 降温曲线，寻求档案库房体积与档案堆放量之间的 关系，为以后建设低温冷冻库和推广低温冷冻杀虫 方法提供借鉴和参考。4.1 供试虫样本次实验害虫选择烟草甲 （Lasioderma serri corne）、花 斑 皮 蠹（TrogodermavariabileBallion） 和黑毛皮蠹（AttagenusunicolorjaponicusReit ter）作为供试虫样。烟草甲在高温潮湿的南方地区 是最具代表性的档案害虫之一，花斑皮蠹和黑毛皮 蠹对档案图书危害大，生命力顽强，杀灭难度较大。 因此，将这两种档案害虫作为低温冷冻杀虫实验的供试虫样能极大地增强低温冷冻杀虫实验的可信度。4.2档案称重为了能更好地测试档案纸张含水量，以测试低 温冷冻杀虫实验过程中空气水分对纸质档案的影 响程度，实验通过对实验前后档案重量变化来检测 冷冻实验前、后档案纸张含水量的变化。实验抽取 案卷档案和散页档案各 1 箱档案进行重量测试。实 验前重量如下表 1 所示。表 1 实验前档案重量4.3实验过程当实验前期准备工作一切就绪，实测当地室温 为 21.6，库房内相对湿度为 55%60%。整个实验 过程如下：11 月 12 日 10:15 开启设备开始降温，实验按预设的系统参数自动降温，到 13 日 14:15 第一次降至-40，共耗时约 28 小时，此时记录到档案 箱内中部和底部的温度分别为：-30.8和-14.6。 然后系统控制冷库内温度一直在-36-40循环 往复，直至 15 日 9:51 关闭机器，低温循环过程共耗 时约 43.5 小时，此时档案箱内中部和底部温度分别 为：-32.1和-32.4。当档案在冷冻库房内自然回 温至冰点后开始除湿工作，直到库房内外均衡时除 湿停止。通过对实验数据进行分析可知，档案内温 度在-30以下持续约 35 小时左右。4.4数据采集以下是智能低温冷冻杀虫实验过程中不定时 采集的库内温度、中部档案温度、底部档案温 度的数据，数据记录见表 2 所示。注：温度为控制系统显示的冷库内温度，温 度为探头显示中部档案温度，温度为探头显示 底部档案温度为了直观比较冷库内、档案箱内不同位置温度变化，将三种温度走势描绘在一张温度曲线图上， 以更好观测与比较温度变化趋势和冷冻杀虫过程 中温度。4.5库房回温由于档案长时间处于低温环境中，空气中的水档案安全保障表 2 实验过程中不定时采集的数据记录分会渗透至档案上导致档案的含水量增加，倘若将 档案从冷库内直接挪至冷库外，极易导致档案纸张 受潮变形，从而破坏档案。因此，经过低温冷冻杀虫图 2 冷库内监测的三种温度走势图后的档案需在冷库内自然回温至常温或接近常温时，才能移出档案。由于各地气温差异，回温的速度 与时间也会有区别。经过分析认为一般回温约 24 48 小时较为合适。4.6结果分析4.6.1档案纸张含水量分析对回温 48 小时后出 库的档案称重，与入库前的重量进行对比，发现经 过低温冷冻杀虫实验后的档案含水量未发生明显 改变。入库前和出库后的档案重量如下表 3 所示。 从上表中可以发现，经过低温冷冻杀虫实验后 档案纸张含水量相比略有增加，但相对较少。案卷 档案的纸张含水量相比增加 0.17%，散页档案的纸表 3 实验前后档案重量对比张含水量相比增加 0.04%。通过对比分析得出结论： 低温冷冻杀虫实验对档案纸张含水量影响不显著。 4.6.2低温冷冻杀虫效果分析为了防止低温冷 冻杀虫过程中产生“玻璃体”生物效应，必须对冷冻 结束后的档案害虫在常温下放置 24 小时后进行观 察，以便更准确判断冷冻杀虫实验对害虫的致死效果。通过对实验后的档案害虫进行对比观察，发现所有档案害虫都具有明显的缩水和变形现象，结果 显示档案害虫致死率为 100%。冷冻杀虫效果如表 4 和表 5 所示。表 5 实验后烟草甲的冷冻杀虫效果5研究结论智能低温冷冻库采用 PLC （可编程逻辑控制 器）控制设备调控温度，利用缓慢循环降温软件系 统使库房内温度缓慢阶梯性降低，能避免产生“玻 璃体”生物效应。通过对花斑皮蠹、黑毛皮蠹和烟草 甲进行低温冷冻杀虫实验，使库房内温度缓慢曲线 降至-40，再将冷库维持在一定的深冷温度下（- 36-40）连续循环降温。经过对库房内回温 48小时后和室温放置 24 小时后的档案进行观察发现，害虫致死率为 100%。参考文献 1 冯惠芬. 低温冷冻技术应用于档案图书杀虫的研究J.档案学通讯.1988（2）:37-41. 2 方勇