硫酰氟熏蒸在磚圓倉應(yīng)用效果評價(jià)研究

崔 淼，黃呈兵，方江坤，方智毅，汪中明?

（1.國家糧食和物資儲(chǔ)備局科學(xué)研究院，北京 100037；2.福建省儲(chǔ)備糧管理有限公司漳州直屬庫，福建 漳州 363005；3.福建省儲(chǔ)備糧管理有限公司漳浦直屬庫，福建 漳州 363200）

磚圓倉由于占地少、機(jī)械化程度高等優(yōu)點(diǎn)在我國有一定范圍的應(yīng)用。但由于磚圓倉高度較高，氣密性無法得到保障，熏蒸過程中操作方法不正確等原因往往會(huì)造成熏蒸效果不佳，操作不當(dāng)?shù)脑?，甚至?xí)l(fā)生中毒、爆炸等生產(chǎn)安全事故。隨著環(huán)流熏蒸技術(shù)的發(fā)展，磚圓倉等筒式倉型的殺蟲問題也得到了一定程度的解決。但與平房倉相比，由于氣密性、環(huán)流熏蒸工藝配置和操作方法等因素的影響，磚圓倉的深糧層的熏蒸效果常常不甚理想[1-2]。

硫酰氟氣態(tài)下密度是空氣的2.88倍，前期預(yù)試驗(yàn)證明了其具有較好的沉降和穿透能力。但它是否能夠自然穿透10 m高以上的糧堆，如何利用現(xiàn)有的環(huán)流裝備更好的對磚圓倉進(jìn)行熏蒸，本研究將對硫酰氟在磚圓倉的施用方式、氣體擴(kuò)散以及殺蟲效果進(jìn)行探索，為該熏蒸劑在磚圓倉的應(yīng)用推廣提供技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗(yàn)在福建省儲(chǔ)備糧管理有限公司漳州直屬庫Z3、Z4、Z5號倉進(jìn)行，具體情況見表1。

表1 試驗(yàn)倉房情況Table 1 Experimental warehouse

1.2 儀器及設(shè)備

SP Tr-GAS@200硫酰氟濃度檢測儀：江蘇舒茨儀器股份有限公司；SF-ExplorIR硫酰氟報(bào)警儀：美國SPECTROS儀器有限公司；環(huán)流風(fēng)機(jī)（功率7.5 kW）、氣密性測試風(fēng)機(jī)（功率3 kW）：浙江臺州閩鑫倉儲(chǔ)設(shè)備廠；倉內(nèi)PVC環(huán)流管（75 mm）、倉外管道不銹鋼（110 mm）：自制。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)蟲籠

挑選成蟲蟲齡一致的玉米象 Sitophilus zeamais、谷蠹Rhizopertha dominica、長角扁谷盜Cryptolestes pusillus Oliver、嗜卷書虱Liposcelis bostrychophila，所有蟲種飼養(yǎng)于國家糧食和物資儲(chǔ)備局科學(xué)研究院糧食儲(chǔ)運(yùn)研究所昆蟲飼養(yǎng)室，飼養(yǎng)方法見參考文獻(xiàn)[3]。將裝有四種成蟲的布袋蟲籠放置于糧堆內(nèi)部深度為50 cm處。熏蒸散氣后，將蟲籠取出，統(tǒng)計(jì)成蟲死亡率，并將含有蟲卵的飼料放入恒溫恒濕箱內(nèi)進(jìn)行8周的飼養(yǎng)，統(tǒng)計(jì)卵孵化后成蟲種類。

1.3.2 氣密性測試

全倉密閉（窗戶，軸流風(fēng)機(jī)口，檢查口，通風(fēng)口）只留一個(gè)通風(fēng)口連接氣密性測試風(fēng)機(jī)，對面檢測管連接壓力計(jì)，開始正壓壓入到壓力計(jì)550 Pa時(shí)停止，快速關(guān)閉風(fēng)機(jī)閥門，壓力計(jì)等降至500 Pa時(shí)開始計(jì)時(shí)至250 Pa所用的時(shí)間（半衰期）。

1.3.3 熏蒸方式及用藥量

1.3.3.1 整倉熏蒸 采取倉外稱重施藥的方式。根據(jù)預(yù)設(shè)濃度計(jì)算好用藥量，將需要用量的鋼瓶氣均勻垂直放置于倉外。施藥人員佩戴好自給式呼吸器，同時(shí)打開鋼瓶氣閥，讓氣體緩慢排出，直至將預(yù)先計(jì)算好用量的藥劑全部釋放至糧堆中，確保氣體釋放徹底。

1.3.3.2 下行環(huán)流 將鋼瓶閥門與倉房下行環(huán)流管道連接，確保氣體自糧面向下環(huán)流。啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，開啟鋼瓶閥門，直至將預(yù)先計(jì)算好用量的藥劑全部釋放至糧堆中。開始投藥即開始環(huán)流，投藥結(jié)束后即停止環(huán)流。

1.3.3.3 熏蒸散氣 當(dāng)倉內(nèi)氣體檢測濃度降至4 mg/m3以下，開始散氣。散氣采用自然通風(fēng)散氣，散氣20 h以上，記錄倉內(nèi)空氣中硫酰氟最高容許濃度降低到20 mg/m3所用時(shí)間，并監(jiān)測記錄倉外上風(fēng)向、下風(fēng)向空氣中硫酰氟濃度變化情況。

表2 試驗(yàn)倉房熏蒸方式及用藥量Table 2 Fumigation method and dosage of experimental warehouse

1.3.4 氣體采樣點(diǎn)布置及濃度檢測

磚圓倉整倉布置點(diǎn)（5個(gè)點(diǎn)）：上層糧堆深度1.5 m，上中層4 m，中層6 m，中下層8 m，下層深度10 m。

投藥結(jié)束每 6 h檢測一次硫酰氟濃度。48 h后每天定時(shí)檢測兩次。

1.3.5 熏蒸后倉內(nèi)害蟲長期監(jiān)測

熏蒸結(jié)束后，對三個(gè)糧倉進(jìn)行長期害蟲檢測。檢測周期為1個(gè)周進(jìn)行1次，在糧堆上層0.5 m、中上層4 m、中下層7 m以及下層10 m，分別進(jìn)行扦樣檢查，并進(jìn)行結(jié)果記錄。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用WPS Office Excel 2020處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣體穿透糧堆過程濃度變化

為了解不同倉房氣密性，不同藥劑濃度穿透磚圓倉10 m糧堆的規(guī)律，Z3、Z5和Z4倉氣密性分別為72 s、98 s、87 s，熏蒸藥劑濃度分別采用15 g/m3、10 g/m3和5 g/m3。Z3倉氣密性較差，采用整倉熏蒸的方式，Z5和Z4在熏蒸初始階段環(huán)流3 h。

Z3倉在投藥結(jié)束4 h后，糧堆各層檢測點(diǎn)均能夠檢測到藥劑濃度，且底層 10 m的濃度達(dá)到28 g/m3，氣體均勻性為 0.3（最低濃度與最高濃度的比值）[3]，詳見表3。此時(shí)糧堆中上層4 m處的氣體濃度最高，往下濃度逐漸降低。熏蒸11 h后，氣體均勻性達(dá)到0.58，接近均勻。19 h整倉氣體達(dá)到均勻。在此階段，藥劑平均濃度衰減速度很快，從4 h的64.7 g/m3很快降至27.7 g/m3，平均衰減速度為 2.5g/(m3·h)。此后整倉氣體濃度保持均勻并逐漸衰減的趨勢，濃度衰減速度有所下降，到120 h時(shí)，平均衰減速度為0.2g/(m3·h)。整倉氣體平均濃度衰減至設(shè)定濃度50%，用時(shí)約4 d。

表3 Z3號糧倉內(nèi)硫酰氟濃度變化表Table 3 The change of sulfuryl fluoride concentration in No.Z3 warehouse

Z5倉在熏蒸過程中環(huán)流了3 h，而之后檢測結(jié)果顯示出來的氣體擴(kuò)散速度和分布均勻性，均較Z3有很大的差距（詳見表4）。熏蒸結(jié)束4 h，僅在糧堆上層1.5 m處檢測到氣體濃度。12 h，中上層開始檢測到氣體濃度，僅為1.5 g/m3。20 h，糧堆底層可以檢測到氣體濃度，但整個(gè)中下層的濃度均很低。36 h，底層濃度達(dá)到最高，而此時(shí)8 m處的濃度卻較低，可能與檢測點(diǎn)附近的糧食雜質(zhì)有關(guān)。之后濃度逐漸衰減，整個(gè)檢測過程中，整倉的氣體均未能達(dá)到均勻，且平均濃度較低，最高僅為 5.6 g/m3，遠(yuǎn)低于設(shè)置熏蒸濃度，應(yīng)與環(huán)流過程中造成氣體損失有關(guān)。

表4 Z4號糧倉內(nèi)硫酰氟濃度變化表Table 4 The change of sulfuryl fluoride concentration in No.Z4 warehouse

Z4倉采用熏蒸的藥劑濃度較低，為5 g/m3。熏蒸過程中環(huán)流了3 h。從表5可見，熏蒸結(jié)束后5至12 h，中層以上均能檢測到氣體濃度，表明此時(shí)氣體穿透了6 m的糧堆。直至21 h糧堆底層才檢測到氣體濃度。在氣體擴(kuò)散過程中，同樣是中上層4 m處的氣體濃度最高。整倉氣體濃度在97.5 h才達(dá)到均勻，此時(shí)氣體平均濃度為3.8 g/m3。

表5 Z5號糧倉內(nèi)硫酰氟濃度變化表Table 5 The change of sulfuryl fluoride concentration in No.Z5 warehouse

整倉熏蒸的Z3倉與采用環(huán)流3 h的Z4和Z5倉相比，反而是氣體最先穿透10 m糧堆，并且整倉氣體最先到均勻?？梢姯h(huán)流造成了大量的氣體損失，并不利于硫酰氟氣體在糧堆內(nèi)擴(kuò)散。

Z4和Z5倉熏蒸方式相同，Z5氣密性稍高于Z4，且 Z5倉設(shè)置濃度為 10 g/m3，是 Z4倉的 2倍。但在氣體分布擴(kuò)散過程中，氣體到達(dá)糧堆底層的時(shí)間基本一致，兩個(gè)倉房的整倉氣體平均濃度反而是Z4倉偏高。經(jīng)與糧庫確認(rèn)，Z5倉的環(huán)流管道可能由于年久失修，管道內(nèi)部可能出現(xiàn)老化漏氣的現(xiàn)象，導(dǎo)致此次環(huán)流過程中大量藥劑的損失。

2.2 熏蒸殺蟲和防護(hù)效果

熏蒸過程中，3個(gè)試驗(yàn)倉在糧面表層均放置蟲籠和含蟲卵的飼料，包括玉米象、谷蠹、長角扁谷盜和嗜卷書虱4種害蟲。熏蒸散氣結(jié)束后，4種害蟲均全部死亡。含有蟲卵在恒溫恒濕箱內(nèi)進(jìn)行8周的飼養(yǎng)后均未發(fā)現(xiàn)蟲卵孵化的現(xiàn)象。表明最低為5 g/m3的熏蒸濃度均可有效殺滅4種害蟲。

表6 糧堆預(yù)埋蟲籠成蟲死亡率Table 6 Mortality of adult insect cages embedded in grain piles

熏蒸結(jié)束，對3個(gè)倉房的害蟲進(jìn)行定期監(jiān)測。福建漳州庫目前Z5號倉底部9.5 m深發(fā)現(xiàn)米象4頭和書虱少許，Z4也發(fā)現(xiàn)幾頭書虱，其他倉尚無發(fā)現(xiàn)活蟲根據(jù)本次熏蒸試驗(yàn)的硫酰氟藥劑濃度設(shè)置，Z3、Z5和Z4分別采用15 g/m3、10 g/m3和5 g/m3。結(jié)合濃度監(jiān)測的結(jié)果來看，Z3倉整倉氣體均勻的快，平均濃度在5 g/m3以上的保持時(shí)間在5 d以上，熏蒸效果較好。而Z5倉雖然設(shè)置濃度為10 g/m3，但濃度檢測卻顯示濃度均勻性差，且平均濃度一直較低，甚至要低于Z4倉。因此，在無蟲期的防護(hù)上，Z4、Z5倉分別為96、93 d。主要原因還是由于實(shí)際濃度偏低，尤其是中下層和底層，導(dǎo)致無法殺滅蟲卵。

表7 熏蒸后倉內(nèi)害蟲長期監(jiān)測情況Table 7 Long-term monitoring of pests in the warehouse after fumigation

3 討論

筒式倉房由于糧堆高于10 m以上，磷化氫熏蒸時(shí)均需要通過環(huán)流管道才能實(shí)現(xiàn)氣體的均勻擴(kuò)散。韓志強(qiáng)[4]研究淺圓倉熏蒸時(shí)發(fā)現(xiàn)，倉房半衰期為603 s，其有效濃度的維持時(shí)間依舊不是很理想。根據(jù)我國新建倉驗(yàn)收的最低氣密性標(biāo)準(zhǔn)，平房倉≥40 s，筒倉、淺圓倉≥60 s[5]，為提高磷化氫熏蒸效果和降低費(fèi)用，對于磚圓倉，更需要提高倉房的氣密等級。由于硫酰氟氣體分子量大，具有較強(qiáng)穿透力，本試驗(yàn)表明其自然擴(kuò)散能力可以迅速穿透10 m以上糧堆，并實(shí)現(xiàn)均勻，而由于筒式倉的環(huán)流管道較長，環(huán)流過程中更易導(dǎo)致氣體損失，因此，對于磚圓倉的硫酰氟熏蒸，更適合采用整倉不環(huán)流熏蒸。

4 結(jié)論

硫酰氟氣體穿透能力強(qiáng)，可在4 h內(nèi)穿透10 m糧堆。磚圓倉的環(huán)流管道較長，采用環(huán)流熏蒸時(shí)，由于環(huán)流管道老化，造成氣體損失。對于氣密性不好的磚圓倉，采用5 g/m3的熏蒸藥劑濃度可以達(dá)到很好的快速殺蟲的效果，對于殺卵和長期防護(hù)，還需要進(jìn)一步探索施用濃度和熏蒸方法。