湯朝起，姚衡洲，張 俊，黃 慧

[上海煙草(集團)公司，上海 200082]

磷化氫熏蒸是煙草倉貯害蟲綜合防治體系中的支撐性技術(shù)[1-3]。當發(fā)現(xiàn)有較多的害蟲存在時，使用磷化氫進行熏蒸殺蟲幾乎是必然選擇[2]。然而，磷化氫是一種劇毒氣體，人吸入低濃度的磷化氫即會產(chǎn)生中毒癥狀直至生命危險[4]。因此，美國國家環(huán)保局在20世紀70年代就對磷化氫氣體排放的安全問題提出了質(zhì)疑[5]，并引發(fā)了廣泛的討論。研究表明[5]，陽光下，磷化氫的半衰期約是8 h，當排向大氣后，磷化氫會在紫外線和氧氣的作用下很快降解成多種形式的磷酸根，而這些磷酸根都是低毒的。煙葉倉庫大多位于遠離市區(qū)的郊外。磷化氫熏蒸余氣排放后經(jīng)稀釋衰減，一般不會對人的健康構(gòu)成威脅。因此，常規(guī)做法是將磷化氫直接排放到大氣中，未對磷化氫熏蒸余氣進行凈化處理。然而，隨著我國城市化建設的快速發(fā)展，很多原本位于郊區(qū)的煙葉倉庫，目前已處于市區(qū)，這一變化對磷化氫熏蒸余氣排放的安全問題提出了重新質(zhì)疑。

有關磷化氫熏蒸的文獻很多[1-6]，但主要側(cè)重于如何提高熏蒸有效性方面的研究。近年來，關于磷化氫熏蒸余氣凈化處理的研究也屢見報道[7-8]。但對于在儲煙害蟲防治過程中如何系統(tǒng)研究磷化氫的使用及排放問題，既要保證磷化氫熏蒸的有效性又要減少磷化氫的使用量和向大氣的直接排放量，則鮮見報道。筆者擬對此作初步的探討，以體現(xiàn)“環(huán)境友好”的時代要求。

1 材料與方法

1.1 蟲情監(jiān)測

所有煙葉倉間內(nèi)，每3 000 m3左右設置煙草甲Lasioderma serricorne(Fabricius)和煙草粉螟Ephestia elutella(Hubner) 性外激素誘捕器各1個。誘捕器粘掛在離地面約1.5 m的墻壁或柱子上。每周定時進行蟲口計數(shù)。誘捕器監(jiān)測的時間為每年 4月份至10月底11月初，每6周更換1次誘捕器。

由于每個倉間的容積基本相同，因此可以倉間為單位統(tǒng)計蟲口數(shù)量。用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，用Duncan新復極差法進行多重比較。

1.2 清潔隔離措施

1.2.1 普通倉間 舊倉間。建成時間較早，使用時間較長，局部地面、墻壁和屋頂?shù)忍幙赡艹霈F(xiàn)小縫隙。用掃帚和拖把等簡易工具定期進行清掃。

1.2.2 新建倉間 新近建造的煙葉倉間。地面、墻壁和天花板無縫、無漏、無積塵、無衛(wèi)生死角，基礎條件好。用掃帚和拖把等進行常規(guī)清掃。

1.2.3 隔離倉間 對普通倉間進行下述改造而成為隔離倉間：1)用涂料對地面、墻壁和天花板進行填縫處理和重新粉刷；2)用塑料膜密封所有不必要的孔洞；3)安裝可拆卸的紗窗和紗門，紗網(wǎng)孔徑1.0 mm×1.0 mm，并在門的上方安裝自動風幕機。除進行常規(guī)清掃外，還用吸塵器進行補充清掃。

1.3 磷化氫熏蒸及余氣凈化處理

1.3.1 常規(guī)分垛熏蒸 煙垛用帳幕密封。熏蒸藥劑為磷化鋁片劑，藥劑用量6.0 g/m3。普通倉間、新建倉間以及大多數(shù)隔離倉間內(nèi)的煙葉，每年熏蒸 2次，分別在4—6月份和8月下旬至10月底進行。

1.3.2 專用氣熏室熏蒸 專用氣熏室系鋼混結(jié)構(gòu)建筑，24 m×18 m×6 m，可以堆放1 600～1 900箱煙葉。專用氣熏室布置了氣體進出管道，室內(nèi)安裝由美國華瑞科學儀器(上海)公司提供的磷化氫檢測儀，每 15分鐘自動檢測記錄倉內(nèi)磷化氫濃度。熏蒸藥劑為磷化鋁片劑，藥劑用量3.9 g/m3。

不同溫度條件下的熏蒸：同一氣熏室，相同的熏蒸藥劑及用量，分別在2005年8月(夏季，室內(nèi)溫度約25～30 ℃)和2006年1月(冬季，室內(nèi)溫度約5～10 ℃)進行熏蒸試驗。

磷化氫熏蒸余氣的化學吸收處理：2006年4月，按丁百全等[7-8]的方法，進行磷化氫熏蒸余氣化學吸收處理，氣流方式為鼓泡塔式。化學吸收劑為飽和漂粉精溶液，主要成分為Ca(ClO)2。

2 結(jié) 果

2.1 清潔隔離措施對儲煙害蟲防治的作用

由圖1可知，普通倉間和新建倉間在蟲口數(shù)量上存在較大的差異。采用同樣的常規(guī)清掃和熏蒸殺蟲措施，新建倉間由于硬件較好，地面、墻壁和天花板無縫、無漏、無積塵，倉內(nèi)蟲害明顯較輕；普通倉間由于基礎條件較差，常規(guī)清掃難以達到深度清潔的要求，倉內(nèi)的蟲口數(shù)量因此相對較多。結(jié)果表明，普通倉間與新建倉間在基礎條件(硬件)上的差異，導致了倉內(nèi)清潔衛(wèi)生狀況的差異，并造成了蟲情的差異。

圖1 2000年普通倉間(1.3×105 m2)和新建倉間(0.2×105 m2)蟲口數(shù)量Fig.1 Insect population in ordinary warehouses(1.3×105 m2)and new warehouses (0.2×105 m2) in the year of 2000

為了進一步檢驗清潔衛(wèi)生措施對儲煙害蟲防治的作用，對部分普通倉間進行了清潔隔離改造，使之成為隔離倉間。填縫粉刷處理消除了害蟲的藏身之處，吸塵器的應用使清掃更加徹底，紗門和紗窗的安裝隔絕了倉外害蟲的侵入，風幕機的應用使煙葉進出倉時有了一道空氣屏障。由表1可知，隔離倉間內(nèi)的蟲口數(shù)量明顯少于普通倉間。另外，為了研究減少熏蒸頻次的可能性，對其中1個隔離倉間內(nèi)的煙葉只進行了入倉時的1次熏蒸。蟲情監(jiān)測結(jié)果表明，該隔離倉間內(nèi)的煙葉雖然經(jīng)受的熏蒸次數(shù)較少，但在考察期間其蟲口數(shù)量為零。試驗結(jié)果表明，良好的清潔隔離措施能夠降低對熏蒸的依賴，是儲煙害蟲防治不可忽視的重要手段。

表1 2005─2006年普通倉間和隔離倉間的蟲口數(shù)量Table 1 Insect population in ordinary warehouses and in the isolated warehouses in 2005-2006

2.2 磷化氫熏蒸

2.2.1 普通倉間內(nèi)常規(guī)分垛熏蒸 圖2為普通倉間的蟲情檢測結(jié)果。隨著氣溫的升高，5月份蟲口數(shù)量快速增加，6月初進行磷化氫熏蒸之后，當月的蟲口數(shù)量驟降。但由于普通倉間的衛(wèi)生條件較差，其地面、墻壁和屋頂?shù)忍庪y免會有一些縫隙，并伴有少量的煙屑和積塵。這些縫隙通常會成為害蟲的藏身之處，而用掃帚和拖把等簡易工具所做的常規(guī)清掃很難清除干凈。常規(guī)的分垛熏蒸只對垛內(nèi)空間進行了熏蒸，對垛外空間則無殺蟲作用。另外，普通倉間的門窗未用紗網(wǎng)作隔離措施，無法避免害蟲的交叉侵染。因此，在 7－8月份的高溫季節(jié)，蟲口數(shù)量很快又回復至較高水平。9月中旬再次進行熏蒸，蟲口數(shù)量再次驟降，而后隨著秋冬季低溫的到來，蟲口數(shù)量漸減。

該結(jié)果表明，磷化氫熏蒸(常規(guī)分垛熏蒸)能在短時間內(nèi)顯著降低普通倉間內(nèi)的蟲口數(shù)量；但對于衛(wèi)生狀況相對較差的倉庫，依靠常規(guī)的清掃和頻繁的熏蒸難以取得良好的防治效果。

圖2 2001年普通倉間(共計約1.3×105 m2)蟲情監(jiān)測結(jié)果Fig.2 Insect population in the ordinary warehouses(about 1.3×105 m2) in the year of 2001

2.2.2 不同溫度條件下的低劑量熏蒸 在同一個專用氣熏室內(nèi)，用相同的磷化鋁投藥量，在不同的季節(jié)(溫度)條件下進行熏蒸試驗，結(jié)果見圖3。隨著熏蒸時間的推移，氣熏室內(nèi)磷化氫氣體的濃度快速升高，并達到最高濃度水平(在夏季高溫條件下約為 760 mL/m3，在冬季低溫條件下約為 330 mL/m3)，而后緩慢下降。熏蒸18 h之后，磷化氫氣體的濃度，在夏季高溫條件下就明顯高于在冬季低溫條件下，說明高溫能夠促進由磷化鋁釋放磷化氫氣體的化學反應的進行。

2.3 磷化氫熏蒸余氣的凈化處理

圖4是在專用氣熏室內(nèi)進行的以磷化鋁為底物的熏蒸余氣磷化氫凈化處理試驗結(jié)果。熏蒸 93 h后，開始進行凈化處理(箭頭①)，此時磷化氫濃度已經(jīng)由最高時的750 mL/m3左右下降至700 mL/m3左右，表明由磷化鋁片劑釋放磷化氫氣體的化學反應已經(jīng)基本完成。

需要說明的是，就磷化氫熏蒸殺蟲作業(yè)而言，圖4的熏蒸時間太短，但圖4主要是為了研究磷化氫熏蒸余氣凈化處理的問題；因此，當氣熏室內(nèi)磷化氫氣體的濃度有所回落，由磷化鋁片劑釋放磷化氫氣體的化學反應基本完成時，即開始進行凈化處理。

以飽和漂粉精溶液為吸收劑對熏蒸余氣磷化氫進行化學洗滌，經(jīng)11 h左右的處理，氣熏室內(nèi)的磷化氫濃度由開始處理時的 700 mL/m3左右(箭頭①)快速下降至25 mL/m3左右(箭頭②)；但處理結(jié)束后，氣熏室內(nèi)的磷化氫濃度又會逐漸回升至 100 mL/m3左右(圖4)，這是由于吸附在煙箱內(nèi)的磷化氫氣體緩慢釋放的緣故。

圖3 溫度對磷化氫釋放濃度的影響（磷化鋁用量為3.9 g/m3）Fig.3 The effect of temperature on the consistency of PH3 released by AlP (3.9 g/m3)

圖4 化學吸收凈化處理過程中熏蒸室內(nèi)的磷化氫濃度（室內(nèi)溫度約15～20 ℃）Fig.4 PH3 consistency during the decontamination treatment (Indoor temperature was about 15～20 ℃)

3 討 論

3.1 良好的清潔隔離措施能夠降低對磷化氫熏蒸的依賴

煙草倉貯害蟲的防治方法很多[1-2]，其中，清潔隔離是主要的防蟲手段，磷化氫熏蒸是主要的殺蟲手段；但在實踐中，“重殺蟲，輕防蟲”的現(xiàn)象比較常見。

由2.1可知，隔離倉間內(nèi)的蟲口數(shù)量遠低于普通倉間。該結(jié)果表明，良好的清潔隔離措施能夠降低對磷化氫熏蒸的依賴，是不可忽視的重要手段，有利于從源頭上減少磷化氫的使用量和排放量。

另外，從圖2的結(jié)果可知，磷化氫熏蒸雖然能在短時間內(nèi)顯著降低普通倉間內(nèi)的蟲口數(shù)量。但對于衛(wèi)生狀況相對較差的倉庫而言，依靠常規(guī)的清掃和頻繁的熏蒸，事實上是難以取得良好的防治效果的。結(jié)合2.1的結(jié)果可知，要想取得良好的防治效果，對于基礎條件和衛(wèi)生狀況較差的倉庫應當進行清潔隔離改造并推行深度清潔作業(yè)。

3.2 低劑量長時間熏蒸

磷化氫熏蒸，重在規(guī)范操作。為此，CORESTA于 2004年對熏蒸溫度、濃度和時間等參數(shù)提出了具體的要求[3]。CORESTA認為，溫度20 ℃以上，磷化氫濃度200 mL/m3以上，持續(xù)時間4 d以上，能夠100%地殺死害蟲；當溫度為16～20 ℃時，磷化氫濃度需300 mL/m3以上且持續(xù)時間需6 d以上，熏蒸才能取得預期效果。

CORESTA曾經(jīng)開展10～15 ℃的熏蒸試驗[3]。結(jié)果表明，這樣的溫度條件下，要取得預期的殺蟲效果，磷化氫濃度應≥300 mL/m3并持續(xù)16 d以上，而這樣的濃度和時間要求在實踐中是難以大規(guī)模實施的[3]。因此，CORESTA認為，溫度＜15 ℃時不應進行熏蒸。

從 CORESTA發(fā)布的熏蒸技術(shù)參數(shù)來看，“低溫不熏蒸”是磷化氫熏蒸操作的第一要義。特別要說明的是，磷化氫熏蒸不符合 Haber規(guī)律(濃度×時間＝常數(shù))[1]。也就是說，不能通過提高濃度以期縮短時間。因此，磷化氫熏蒸的規(guī)范做法是，濃度不必太高，時間不能縮短。

由圖3的結(jié)果可知，在冬季低溫條件下，磷化鋁釋放磷化氫的化學反應比較緩慢，熏蒸空間內(nèi)磷化氫氣體所能維持的濃度亦較低，難以滿足有效熏蒸的需要。該結(jié)果從另一個側(cè)面說明了以磷化鋁為反應物的熏蒸作業(yè)不應在低溫條件下進行。

由圖3可知，在夏季較高的溫度條件下，3.9 g/m3的磷化鋁用藥量就可以滿足磷化氫熏蒸的濃度要求。另外，從磷化氫濃度的變化趨勢可以推斷，持續(xù)時間亦能夠達到要求。但在長期的實踐中，磷化鋁的常規(guī)用藥量是6.0 g/m3左右。由此而論，在較高的溫度條件下，可以適當降低磷化鋁的用藥量，如降低至4.0 g/m3左右，以減少磷化氫的使用量和排放量。

D.W.Keever等研究了磷化氫濃度、熏蒸時間、溫度對耐藥煙草甲的卵和蛹的死亡率的影響[6]。結(jié)果表明，蛹的死亡率極大地受熏蒸時間和溫度的影響，而很少受磷化氫濃度的影響。卵的死亡率很大程度上決定于熏蒸時間和濃度，而與溫度的關系不大?？梢?，提高熏蒸殺蟲有效性的最佳途徑是延長熏蒸時間。

從圖3和圖4可以看出，熏蒸過程中，當磷化氫濃度達到最高水平之后，隨著熏蒸時間的延長，磷化氫濃度會緩慢下降。由此而論，延長熏蒸時間(推遲通風散毒)，一方面能夠提高熏蒸殺蟲的有效性，另一方面還能夠降低通風散毒時的磷化氫排放濃度。

3.3 磷化氫熏蒸余氣的凈化處理

圖4的結(jié)果表明，飽和漂粉精溶液能有效吸收磷化氫，但在大規(guī)模試驗中難以實現(xiàn)一次性的徹底凈化。可以推想，若要將熏蒸余氣磷化氫的濃度降低至接近于 0，且不發(fā)生明顯反彈，則可能需要兩次甚至多次凈化處理；假如要實現(xiàn)一次性的凈化，則處理時間就會比較長。另外，在本試驗中，漂粉精溶液與磷化氫發(fā)生反應之后會產(chǎn)生少量的氯氣。這是應當關注和解決的二次污染問題。

磷化氫凈化處理的方法很多[9]，大致可分為燃燒法、吸附法、化學吸收法 3類。2.3介紹了以漂粉精溶液為化學吸收劑的凈化處理大試情況。相對而言，液相氧化吸收法是目前應用較為普遍的方法。這類方法具有化學反應充分、吸收效率較高，設備投資較小、運行費用較低的優(yōu)點。但這方面的工藝技術(shù)尚處于發(fā)展之中，操作相對比較復雜，容易引起二次污染。如能采用近年發(fā)展較快的“液相催化氧化法[10]”，進一步提高磷化氫吸收反應的速率，縮短“歸零延時”的時間，同時解決二次污染的問題，將是今后的一個研究方向。

4 小 結(jié)

儲煙害蟲防治過程中，要減少磷化氫的使用量和向大氣的直接排放量，應當采取綜合措施：1)加強清潔隔離措施，以降低對磷化氫熏蒸的依賴，從源頭上減少磷化氫的使用量和排放量；2)改進和規(guī)范磷化氫熏蒸作業(yè)。例如，調(diào)整熏蒸的時節(jié)，低溫不熏蒸；在較高的溫度條件下，采用“低劑量、長時間”的熏蒸方法，適當降低磷化鋁的單位體積用藥量，并延長熏蒸時間，以減少磷化氫的使用量和排放量；3)對磷化氫熏蒸余氣進行凈化處理，如采用化學吸收法等。

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