硫酰氟熏蒸實(shí)倉(cāng)應(yīng)用研究

王維海 張孟華 李丹丹

(1 中央儲(chǔ)備糧長(zhǎng)樂直屬庫有限公司 350217) (2 中儲(chǔ)糧成都儲(chǔ)藏研究院有限公司 610091)

硫酰氟(sulfurylfluoride)是一種具有生物活性的無機(jī)化學(xué)物質(zhì)，也是一種無色無味的中等毒性的熏蒸劑，分子式為SO2F2，分子量為102.06，在常壓下沸點(diǎn)為-55.2℃，冰點(diǎn)-120℃，氣體密度為2.88。硫酰氟具有滲透性好、擴(kuò)散速度快、低水溶性、不燃燒等物理特性，對(duì)常用的電子電器設(shè)備無腐蝕性，能夠殺死各類害蟲，被認(rèn)為是磷化鋁熏蒸劑的可替代產(chǎn)品[1]。我國(guó)也于2007年批準(zhǔn)了硫酰氟可用于糧食的熏蒸[2-4]。

近幾十年來，磷化鋁作為王牌熏蒸劑在國(guó)內(nèi)外糧食倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)廣泛使用。但其分解產(chǎn)生的磷化氫氣體易燃易爆、毒性強(qiáng)，存在著極大的安全隱患，同時(shí)存在其對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施腐蝕性強(qiáng)、藥渣處理困難、儲(chǔ)糧害蟲出現(xiàn)抗藥性等缺點(diǎn)。因此為解決糧食倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)面臨的儲(chǔ)糧害蟲防治問題，在我?guī)旄叽笃椒總}(cāng)開展硫酰氟熏蒸試驗(yàn)，對(duì)其擴(kuò)散、衰減規(guī)律、殺蟲效果、糧溫變化、稻谷品質(zhì)變化等進(jìn)行研究，旨在獲得硫酰氟熏蒸實(shí)倉(cāng)應(yīng)用相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步驗(yàn)證其應(yīng)用可行性和科學(xué)性。因此，開展硫酰氟熏蒸實(shí)倉(cāng)應(yīng)用試驗(yàn)研究十分必要。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)倉(cāng)房

選取中央儲(chǔ)備糧長(zhǎng)樂直屬庫有限公司高大平房倉(cāng)7號(hào)倉(cāng)作為試驗(yàn)倉(cāng)房。7號(hào)倉(cāng)儲(chǔ)存2018年產(chǎn)早秈稻谷3200 t，散裝儲(chǔ)存，稻谷水分12.1%，脂肪酸值18.6(KOH/干基)/(mg/100g)，糧堆高度6.5 m，糧堆體積5360 m3，空間體積3552 m3。

1.2 倉(cāng)內(nèi)糧情基本情況

倉(cāng)內(nèi)壓力從500 Pa下降至250 Pa的壓力半衰期為136 s。每次磷化氫熏蒸散氣后10 d左右，糧面過篩均發(fā)現(xiàn)有谷蠹、書虱等活蟲。經(jīng)過磷化氫多次熏蒸后，倉(cāng)內(nèi)害蟲已產(chǎn)生抗藥性。硫酰氟熏蒸前，倉(cāng)溫16℃，倉(cāng)濕32%，氣溫18℃，最低糧溫12℃，最高糧溫27.6℃，平均糧溫12.1℃。倉(cāng)內(nèi)害蟲情況：谷蠹4頭/kg、書虱32頭/kg、銹赤扁谷盜6頭/kg，36號(hào)測(cè)溫點(diǎn)糧堆底部谷蠹25頭/kg。

1.3 熏蒸藥劑

高壓硫酰氟，純度為99.8%，產(chǎn)地為浙江省臺(tái)州市。

1.4 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

糧情測(cè)控系統(tǒng)，扦樣器，SP Tr-GA S@200硫酰氟濃度檢測(cè)儀，SF-ExplorIR硫酰氟報(bào)警儀，恒溫培養(yǎng)箱等。

1.5 埋設(shè)蟲樣

將谷蠹、銹赤扁谷盜、書虱、赤擬谷盜各50頭置于誘捕器中，把裝有害蟲的誘捕器插入糧堆內(nèi)部，深度為0.5 m。熏蒸散氣后，將誘捕器取出，統(tǒng)計(jì)害蟲死亡率。

1.6 設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)

糧倉(cāng)中心布置1個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，置于糧面上方0.5 m 處，即空間濃度檢測(cè)點(diǎn)。倉(cāng)內(nèi)4個(gè)角布置4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)按照上、中、下布置3根濃度檢測(cè)管，置于糧堆深度分別為2 m、4 m、6 m。投藥結(jié)束后，分別在投藥后的1 h、3 h、7 h時(shí)各檢測(cè)1次硫酰氟濃度。之后，每天定時(shí)檢測(cè)1次硫酰氟濃度。

1.7 整倉(cāng)密閉熏蒸

做好熏蒸前準(zhǔn)備工作，按照熏蒸方案，采取糧面施藥的方式投藥。預(yù)設(shè)濃度為16 g/m3，全倉(cāng)用藥量為150 kg。施藥時(shí)，將裝有硫酰氟的鋼瓶均勻垂直放置于糧面，避免鋼瓶與糧面直接接觸，防止汽化過程產(chǎn)生的低溫導(dǎo)致糧食結(jié)露。施藥人員佩戴好自給式呼吸器，同時(shí)確保鋼瓶出氣口方向與人撤離的方向相反，由內(nèi)向外依次打開鋼瓶氣閥，讓氣體緩慢排出，確保氣體釋放徹底。

1.8 熏蒸散氣

當(dāng)倉(cāng)內(nèi)氣體檢測(cè)濃度降至1 g/m3以下時(shí)，開始散氣。散氣采用自然通風(fēng)散氣，散氣3 d以上。當(dāng)倉(cāng)內(nèi)空氣中硫酰氟最高容許濃度降低到20 mg/m3時(shí)，散氣結(jié)束。

1.9 糧溫檢測(cè)

每倉(cāng)糧堆內(nèi)均勻布置48根測(cè)溫電纜和1個(gè)數(shù)字溫濕度傳感器，采用貝博糧情檢測(cè)系統(tǒng)每3 d對(duì)倉(cāng)溫、糧溫進(jìn)行檢測(cè)，并記錄好數(shù)據(jù)。

1.10 品質(zhì)檢測(cè)

熏蒸前后分別取樣，檢測(cè)樣品的品質(zhì)指標(biāo)，分析硫酰氟熏蒸對(duì)糧食品質(zhì)的影響。

1.11 數(shù)據(jù)分析

用OriginPro 9.0進(jìn)行繪圖，用SPSS17.軟件進(jìn)行方差分析及最小差異顯著性檢驗(yàn)(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 硫酰氟濃度變化

由圖1可知，熏蒸1 h后，倉(cāng)內(nèi)空間硫酰氟濃度達(dá)到了40.1 g/m3，上層濃度為2.3 g/m3，中層和下層濃度為0.0 g/m3，說明硫酰氟氣體還沒有擴(kuò)散到中下層。熏蒸3 h后，空間濃度為41.2 g/m3，上層濃度為6.9 g/m3，中層濃度為1.3 g/m3，下層濃度為0.0 g/m3。熏蒸7 h后，各層濃度均大于26.0 g/m3，說明硫酰氟已擴(kuò)散到糧堆底部。熏蒸24 h后，全倉(cāng)平均濃度為32.8 g/m3，在整個(gè)熏蒸過程中，此時(shí)的硫酰氟濃度達(dá)到了最大值，說明硫酰氟從鋼瓶?jī)?nèi)完全釋放。從圖中還可以看出，熏蒸24 h后，下層的硫酰氟濃度均高于其他糧層的硫酰氟濃度，這可能是由于硫酰氟氣體在糧堆中下沉并在糧堆底部累積的作用。隨著熏蒸時(shí)間的延長(zhǎng)，硫酰氟濃度整體呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)(P<0.05)。

圖1 硫酰氟濃度變化情況

2.2 熏蒸過程中糧溫的變化情況

圖2 糧溫變化情況

從圖2中可以看出，最高點(diǎn)糧溫遠(yuǎn)高于平均糧溫和倉(cāng)溫，這是由于儲(chǔ)糧害蟲聚集引起的糧堆發(fā)熱。熏蒸密閉期間，隨著倉(cāng)溫的升高平均糧溫呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢(shì)，且平均糧溫升高的幅度很小，最高點(diǎn)糧溫出現(xiàn)了先小幅度升高再大幅度下降，然后緩慢下降的現(xiàn)象。說明：施藥后的前3 d，儲(chǔ)糧害蟲成蟲F0代致死效果不明顯，害蟲活動(dòng)繼續(xù)引起糧堆發(fā)熱。熏蒸到第9 d時(shí)，糧溫下降明顯，儲(chǔ)糧害蟲成蟲F0代致死率呈指數(shù)增長(zhǎng)(P<0.05)，最終達(dá)到致死率100%。

2.3 熏蒸殺蟲效果

熏蒸散氣后，將埋設(shè)蟲樣取出，觀察誘捕器中害蟲的死亡情況。誘捕器中的谷蠹、銹赤扁谷盜、書虱、赤擬谷盜成蟲F0代致死率100%，且無假死現(xiàn)象。同時(shí)，對(duì)倉(cāng)內(nèi)有蟲部位進(jìn)行取樣篩蟲，過篩后未發(fā)現(xiàn)活蟲。熏蒸結(jié)束后取樣開展儲(chǔ)糧害蟲F1子代培養(yǎng)，42 d后F1子代抑制率100%。

2.4 熏蒸對(duì)糧食品質(zhì)的影響

熏蒸前，早秈稻谷的出糙率為76%，雜質(zhì)為0.5%，整精米率為48.5%，折合水分12.1%，脂肪酸值為18.6(KOH/干基)/(mg/100g)；熏蒸后，早秈稻谷的出糙率為75%，雜質(zhì)為0.5%，整精米率為48.5%，折合水分12.0%，脂肪酸值為18.7(KOH/干基)/(mg/100g)，說明硫酰氟熏蒸不影響糧食品質(zhì)。

3 結(jié)論

采用糧面施藥7 h后硫酰氟氣體均勻地?cái)U(kuò)散到糧堆中，并在糧堆底部累積。熏蒸密閉12 d，儲(chǔ)糧害蟲成蟲F0代致死效果100%，F(xiàn)1子代抑制率100%，糧食品質(zhì)變化不顯著。因此我們認(rèn)為硫酰氟是一種高效、方便、施用安全的熏蒸藥劑。