大型库存档案硫酰氟熏蒸与杀虫效果试验

王殿轩，皇 欣，陆 群，崔运祥，李佳丽，王继婷，刘 浩

（1.河南工业大学 粮油食品学院，粮食储藏与安全教育部工程研究中心，粮食储运国家工程实验室，河南 郑州 450001；2.中央储备粮郑州直属库，河南 郑州 450066；3.郑州裕元工贸有限责任公司，河南 郑州 450009）

0 前言

随着商业贸易的发展，许多商务档案需要被大量保存，将大批量档案存放于一些大型商业仓库中的需求日益增多.这些以纸质材料为主的档案在存放中易产生一些档案害虫，有些档案害虫的产生和危害可能会造成不可估量的损失.因此对于库存档案进行杀虫或预防性杀虫是自然而必需的.一些文献资料上的防治档案害虫的方法包括多种技术措施[1-2]，这些技术通常是针对传统的存储于档案馆等建筑内的文献档案的保护与处理技术.对于大型库房中批量存放的档案来说，熏蒸是有效可行的杀虫技术，也最为经济、方便和最易于取得完全杀死害虫的效果.以往在选定熏蒸剂的情况下，进行的档案熏蒸通常处理规模较小，密闭环境施入药剂后熏蒸气体较易于分散和达到各部位，容易将其中的害虫杀死[3].

随着国际上依照蒙特利尔议定书淘汰溴甲烷计划的实施，硫酰氟作为溴甲烷的替代熏蒸剂，其应用范围将不断扩大[4].从物品保护和杀虫性能上说，在溴甲烷被淘汰后，硫酰氟是较好的替代溴甲烷进行档案熏蒸杀虫的熏蒸剂[5]，硫酰氟用于木材中白蚁熏蒸已有50 多年的历史[6]，甚至其在木材中的穿透能力超过溴甲烷[7].硫酰氟蒸气压较大，沸点较低（-55.2 ℃），具有良好的挥发和扩散性能.熏蒸散气后在紫外线辐射下，可分解产生氧化物和硫化物[8].硫酰氟已被较多用于木材、检疫、土壤、建筑、档案等环境熏蒸.硫酰氟在中国于20 世纪90 年代初开始用于档案熏蒸处理[1]，且对档案中的纸质、木质、丝绸、缎、漆器安全，对金、银、铜、铁、锡、铝制品无不良影响[9-10].

使用较空气重的熏蒸剂一般采用由货物顶部施入，以防熏蒸气体出现层离[11].硫酰氟的相对体积质量为2.88，较空气重，属于易于出现层离的熏蒸剂.对于大型且具有一定高度的库房，熏蒸气体的下降会导致库房内高处的杀虫气体浓度偏低，难以将库房上部的害虫完全杀死，从而导致整体熏蒸失败.高大的库房有时难以从顶部进行施药，在地面或下部施药时更容易出现熏蒸气体的层离，有时需要采取一些辅助措施促进气体分散.一些商业档案往往是装入纸箱中进行分架存放，包装物和档案体本身的空间阻碍也会影响到熏蒸气体的穿透，从而影响到对包装和档案内部害虫的致死效果等.将硫酰氟用于大型库房以分架码放于纸箱中的商业档案熏蒸还未见报道.笔者测试了在大型库房采用硫酰氟熏蒸、以风机辅助促进气体分散的情况，考察硫酰氟在库房上部的分布情况以及在不同部位档案中设置的3 种档案害虫试虫样本的死亡情况，以期为大型库房档案的有效熏蒸杀虫提供参考.

1 材料与方法

1.1 库房与档案放置

熏蒸库房位于中央储备粮郑州直属库内，结构为砖混结构预制屋顶平房仓，长42 m，宽22 m，仓体檐口平均高度约9 m，屋顶高度9.5 m，仓内总容积约8 500 m3，除一个进出大门外，其他门窗均处于关闭状态.库房内共放置金属框木板货架12 个，呈东西方向放置.其中，4 个短货架长约为10 m，货架总高度为8.5 m，分为5 层，各层高度（自下而上）分别为0.3 m、1.8 m、3.0 m、4.2 m、5.4 m.长货架长约为20 m，货架宽度为2.1 m，高度与分层同短货架.各货架西端离库房西墙约为1 m，短货架东端位于库房南北中线位置，两相邻货架距离约为1.5 m.

货架上放置厚度2 mm 单层瓦楞纸板档案箱，长、宽、高分别为42 cm、32 cm、30 cm.货架第一层放置四层档案箱，其余层货架均放置三层档案箱，档案箱用同样材质的瓦楞纸做成整体带边箱盖.档案箱内为装订成册的A4 复印纸档案资料，档案装满程度约为7 成箱体高度.

1.2 试虫与放置

试虫采用在河南工业大学储藏物昆虫研究室培养的花斑皮蠹Trogoderma variabile Ballion 幼虫、谷蠹Rhizopertha dominica Fabricius 成虫和嗜卷书虱Liposcelis bostrychophila Bodonnel 成虫，培养条件为温度（28±2）℃，相对湿度（70±5）%.采用直径10 mm、长70 mm 的两端开口的指形玻璃管作虫笼，每个虫笼分别放入谷蠹成虫30 头、花斑皮蠹幼虫30 头、嗜卷书虱成虫50 头，分别用40 目筛绢和棉线扎紧封口.将5 个档案箱的装满度分别调整为约箱体高度的一半，在其中档案上放入3 种试虫，每种虫笼设3 个平行，再用档案压盖其上至约7 成的装满高度，盖上档案箱.将3 个设有虫笼的档案箱分别放在库房中部货架的上、中、下3 层部位处，其各自高度分别为0.3 m、3.0 m 和5.4 m（如图1 中的①至③处）.另将2 个设有虫笼的档案箱放置在库房一个端墙的两角（如图1 中的④、⑤处）.另用粘胶带将每种害虫虫笼各3 个粘于门口密封塑料薄膜内侧，虫笼高度约为1 m（见图1“⑥”处位置和图2 照片）.胶带粘连虫笼时尽量保持虫笼水平，保证其两端的通气性不受影响.

图1 库房中试虫笼档案箱的放置位置Fig.1 The position of insect cages in file box in warehouse

图2 密封门薄膜内面试虫虫笼悬挂状Fig.2 The state of insect cage hanged on the sealed plastic sheeting

1.3 密闭检查与处理

在白天将所有门窗完全关闭，室内呈黑暗状态，在库房内仔细检查四周及仓顶是否有光线透过.使用空中作业车，在仓房墙体和仓顶结合部打密封胶至无可见光线.门窗采用厚度0.18 mm 的PVC 塑料薄膜与槽管密封.先将槽管固定于密封部位并与墙体密封结合完好.检查密封薄膜上有无沙眼、孔缝，并将软空心密封条紧紧压入密封塑料凹槽内.所有施药口、浓度监测管处用玻璃胶粘牢密封.

1.4 施药设置与施药

在库房两侧各均匀设置2 个施药点，装有硫酰氟的钢瓶置于室外磅秤上，通过减压阀及导气耐高压软管（内径9 mm）连接至仓内施药出气点.耐高压软管以及后面提到的气体取样管通过墙体孔，并用密封胶密封过墙孔.施药出气点出口位置分别在库房宽度一半的中点处（如图1 中的A、B、C、D 处），且距离地面高度约为1 m.导气耐高压软管出口放置在不锈钢盘上，以利于从管中导出的药剂挥发.在每个施药出气点附近设置1 个DZ-11 型轴流风机（转速720 r/min，风量6 000 m3/h，电机功率容量0.25 kW），风机吹风方向为面积施药出气点45 °倾角向上，以便于在施药后将熏蒸气体强力扩散到库房内的空间.将熏蒸剂钢瓶与施药口连接，通过减重法施药，4 个施药点共施入硫酰氟350 kg，各点施药量基本接近.施药完毕后用JSA8 型硫酰氟检测报警仪（量程为0～10 000 mg/kg，精度为≤±3%（F.S），深圳市吉顺安科技有限公司生产）对仓库各密封部位及四周墙体进行检测，未发现漏气点.

1.5 气体浓度强力分布处理

施药时间为2014 年5 月1 日14:00 至19：00，开始施药即从仓外接通置于库房内地面上的风机的电源，启动风机以促进气体快速扩散到库房空间，并促使其空间分布.首次开动风机时间至2014年5 月2 日09：00.5 月3 日到7 日的每天开机时间为09：00 至12：00.

1.6 气体浓度检测

在库房中心点和中心点至西北角与东南角的对角线中点设3 个浓度取样点位，每点位分上、中、下3 层，各层点高度分别为9 m、4.5 m、0 m.气体取样检测管为直径5 mm 的透明塑料管，置于库房外的端头采用截止夹密封.施药当天和以后每天定时用硫酰氟检测报警仪检测记录浓度，并记录当日气温情况.

1.7 熏蒸效果检查

对于库房门口密封薄膜内挂置的试虫笼，在熏蒸施药后透过薄膜观察害虫活动情况.对于档案箱中的试虫笼，散气后取出虫笼检查害虫死亡情况，并加入适宜的饲料后在原培养条件下放置14 d 后再次检查害虫存活情况.

2 结果与分析

2.1 熏蒸库房中硫酰氟浓度变化与分布

熏蒸库房中硫酰氟的浓度变化见表1.从浓度变化情况看，施药后大型库房下层部位的硫酰氟浓度大于上层或空间部位.随后在风机的强力分布作用下，上层浓度有所上升，上层浓度增加幅度最大达1 900 mg/kg，且在第2 天后基本保持平稳；中层浓度在不同时间基本保持接近，下层浓度先升后降，但浓度降低幅度最大只有800 mg/kg.本试验过程中，环境温度在13～30 ℃之间，库房内货物温度还会更低，较低的固体温度会增加气体吸附.熏蒸中实际检测到的最高浓度为10 000 mg/kg，说明在库房结构、档案以及档案包装物对药剂的吸附等因素影响下，检测到的最大浓度值与施药量相当，在施药初期接近41.2 g/m3的剂量.

表1 施药后库房中不同检测点的硫酰氟浓度和环境温度Table 1 Concentration of sulfuryl fluoride in some locations of warehouse and environment temperatures

在施药开始的初期7 h 内，库房内上层、中层、下层硫酰氟浓度差别明显，上层与底层浓度相差3 200 mg/kg，说明从地面高度1 m 施药后，尽管有风机辅助，硫酰氟因相对体积质量大于空气的原因，其上层分布的程度要明显小于在施药空间的下层分布.在风机的不停促动下，上层浓度有所升高，但总体每天的浓度分布仍然是下层最高，中层次之，上层最低.施药次日，每天启动风机一定时间，库房中最高与最低浓度差可保持在870 mg/kg 以下，或最低与最高浓度比在0.91 以上，浓度分布均匀性较好.从熏蒸过程中的硫酰氟浓度保持情况看，库房的密封性能可以较好地保持熏蒸气体的浓度.

2.2 杀虫效果

从前一天下午14:00 开始施药至次日12:00检测浓度，透过密封薄膜观察薄膜内虫笼中的试虫，发现谷蠹成虫和花斑皮蠹幼虫均已无爬动或蠕动现象，用手指轻弹虫笼也未见任何活动反应.因书虱虫体太小，没有观察其情况.熏蒸结束后取出预设虫笼，用毛发轻触虫体，均未发现花斑皮蠹幼虫、谷蠹成虫和嗜卷书虱成虫存活.加入饲料后在原培养条件下培养14 d 后也没有活虫出现.从透过薄膜观察的杀虫效果看，所用试虫可以在熏蒸条件下停止活动或致死，而此过程中Ct 值还不到1 000×22=22 000 mk/kg·h（从施药开始计时，采用同时间和高度的下层浓度数值）.在后期继续保持有效硫酰氟气体浓度熏蒸，延长若干天后其Ct值更大，因此可保证害虫全部自然死亡.

3 讨论

Chayaprasert 报道，在采用硫酰氟进行商业熏蒸时，环境中气体浓度从高峰值衰减一半的时间应在15 h 以上[12].本试验中，在密封至第7 天时硫酰氟浓度仍然保持在最高浓度的92%，说明熏蒸库房对采用硫酰氟熏蒸来说密封性能良好.

硫酰氟相对空气较重，空间施药后容易出现气体分层或层离现象[11].空间熏蒸在中下部施药后，熏蒸气体较易于在较低高度分布，大型库房的上部空间浓度会快速下降，以致影响高处的杀虫效果.试验说明，对于大型库房采用硫酰氟熏蒸，采用风机辅助气体分布很有必要且效果明显.硫酰氟对金属无腐蚀[11]，在大型密闭环境中进行硫酰熏蒸时，采用风机辅助气体分布和保证气体分布的均匀性是可行的.

徐国淦介绍用硫酰氟熏蒸谷物类中的皮蠹、谷蠹等害虫和熏蒸文物档案中的皮蠹时，在19～30 ℃的温度下推荐剂量为30～40 g/m3熏蒸24 h[11].袁晓玉报道硫酰氟熏蒸档案时一般采用剂量为10～40 g/m3，熏蒸48～72 h[1].Baltaci 等报道采用12 g/m3的硫酰氟在各温度下可以在18 h 杀死烟草螟Ephestia elutella（Hübner）各虫态[6]，进一步说明硫酰氟对有些害虫作用效果更好.从本试验的结果看，试验条件下可以保证完全杀死花斑皮蠹和谷蠹，也可杀死嗜卷书虱.在实际熏蒸中，如果密闭时间等条件允许，适当延长熏蒸时间更有利于保证杀死包装和档案卷宗内的害虫.另外，考虑到本试验的库房规模和高度较大，为了保证杀虫效果，采用了较大的剂量，且因库房密封性能较好，熏蒸剂浓度也得到较好的保持.对比已有报道和本试验的结果，在保证环境密封性的情况下，可尝试在较低剂量下保持熏蒸剂的有效浓度而实现有效杀虫，以获得更高的经济效益.

［1］袁晓玉.硫酰氟杀灭档案害虫简易熏蒸法［J］.四川档案，2000（3）：26.

［2］操江山.化学与档案害虫防治［J］.四川档案，2004（3）：26-27.

［3］杨永慧.浅析档案害虫的特点与防治［J］.科技创新导报，2010（1）：240.

［4］蒯元坤，吴宗慧.熏蒸剂硫酰氟（ProFume）正在全球被推广应用［J］.物流工程与管理，2009，31（1）:97-98.

［5］郑剑宁，裘炯良，卢岳云.硫酰氟熏蒸技术与应用研究概况［J］.中华卫生杀虫药械，2008，14（5）:327-329.

［6］Baltaci D，Klementz D，Gerowitt B，et al.Lethal effects of sulfuryl fluoride on eggs of different ages and other life stages of the warehouse moth Ephestia elutella（Hübner）［J］.Journal of Stored Products Research，2009，45（1）:19-23.

［7］Ren Y L，Lee B H，Padovan B.Penetration of methyl bromide，sulfuryl fluoride，ethanedinitrile and phosphine into timber blocks and the sorption rate of the fumigants［J］.Journal of Stored Products Research，2011，47（1）:63-68.

［8］吴晓程，顾大勇，吕志平.硫酰氟对健康及环境危害风险研究进展［J］.中国公共卫生，2011，27（4）:509-511.

［9］徐国淦，陈仲梅，赵森，等.硫酰氟熏蒸应用技术的开发研究［J］.粮食储藏，2001，30（1）：12-18.

［10］陈庚龄.硫酰氟在博物馆藏品熏蒸中的应用［J］.文物保护与考古科学，2006，18（3）：47-52.

［11］徐国淦.有害生物熏蒸及其他处理实用技术［M］.北京：中国农业出版社，1995.

［12］Chayaprasert W，Maier D E.Evaluating the effects of sealing quality on gas leakage rates during structural fumigation by pressurization testing and computational fluid dynamics simulations［J］.Transactions of the ASABE，2010，53:853-861.