一种臭氧协同二氧化碳的无毒灭虫方法

【技术领域】

本发明涉及一种臭氧协同二氧化碳的无毒灭虫方法。

【背景技术】

现今常用烟熏法灭虫，大多是有毒的气体；二溴甲烷(methylene bromide)、环氧乙烷(ethylene oxide)、氰化氢(hydrogen cyanide)、磷化氢(phosphine)…，有的更是致癌物，面临被淘汰的窘况。近年改用环保无毒的二氧化碳气体(CO

近年许多人使用臭氧混合二氧化碳的灭菌法，Goerke et al.,Golestan etal.,Mun.Ent.Zool,2016,11,169近期使用CO

由于臭氧的灭虫机制，主要是破坏细胞膜表面的不饱和脂肪酸、蛋白质、多糖、并改变通透性致死。二氧化碳的灭虫机制，Tsao和Caozp分别发现二氧化碳可以影响呼吸系统以及ATP与能量代谢造成虫体死亡，降低NADPH enzyme，并杀死在任一生活周期的昆虫，包含虫卵。两种灭虫气体是属于完全不同的机制。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种臭氧协同二氧化碳的无毒灭虫方法，具有无毒、高效快速灭虫的优点，可降低臭氧对灭虫物品和设备的氧化伤害，对应用设备的强度、性能要求低，具有广泛的适用性。

本发明是这样实现的：

一种臭氧协同二氧化碳的无毒灭虫方法，所述方法步骤如下：

步骤1、将欲灭虫的物品放入密闭的灭虫舱内；

步骤2、密闭灭虫舱舱体后抽气到0.2～0.9bar，并维持该低压一段时间；

步骤3、导入浓度为40～160ppm臭氧，并控制灭虫舱内的压力为1.0～1.7bar，进行灭虫3～20分钟；

步骤4、将灭虫舱内的气体再度抽气到0.2～0.9bar，并维持低压一段时间；

步骤5、将高浓度二氧化碳导入灭虫舱，并控制灭虫舱内的压力为1.0～1.7bar，进行灭虫10～30分钟；

步骤6、灭虫结束后，排气干净后恢复常压，取出灭虫物品。

进一步地，所述步骤2中，密闭灭虫舱舱体后抽气到0.2～0.9bar，通过振动器进行震动，并维持低压1.5-2.5分钟。

进一步地，所述步骤3中的臭氧从灭虫舱底部进入。

进一步地，所述步骤4中维持低压1.5-2.5分钟。

进一步地，所述步骤5中二氧化碳的浓度为99.5％，且所述二氧化碳从灭虫舱底部进入。

进一步地，所述步骤2和步骤4中的抽气压力为0.3～0.7bar。

进一步地，所述臭氧加湿5-95％RH，再导入灭虫舱。

进一步地，所述二氧化碳加湿5-95％RH，再导入灭虫舱。

进一步地，本发明方法应用于杀灭有呼吸器或呼吸器官的生物。

本发明具有如下优点：

本发明的设计可同时操作臭氧和二氧化碳的系统，整合两种机制不同的灭虫气体于一体，使用两段式无毒气体灭虫方案，先使用臭氧处理让虫体的呼吸道受损，并增加亲水通透性，再使用高浓度二氧化碳(加压)，两者互相协力更高效的快速击杀虫体，仅需20分钟就可100％杀灭虫体，灭虫效率远高于现有技术；臭氧通入时间短，可降低对灭虫物品和设备的氧化伤害。

通入并且由于整个系统只需中度减压，当灭虫物品为水果时，还能避免低压或者高压的压力对水果产生损坏，同时对设备强度、性能要求较低，可以增大灭虫舱体，即使让整个货柜箱进入灭虫舱都可以，大大提高了适用范围。

【具体实施方式】

本发明涉及一种臭氧协同二氧化碳的无毒灭虫方法，所述方法步骤如下：

步骤1、将欲灭虫的物品放入密闭的灭虫舱内；

步骤2、密闭灭虫舱舱体后抽气到0.2～0.9bar，并维持该低压一段时间；

步骤3、导入浓度为40～160ppm臭氧，并控制灭虫舱内的压力为1.0～1.7bar，进行灭虫3～20分钟；

步骤4、将灭虫舱内的气体再度抽气到0.2～0.9bar，并维持低压一段时间；

步骤5、将高浓度二氧化碳导入灭虫舱，并控制灭虫舱内的压力为1.0～1.7bar，进行灭虫10～30分钟；

步骤6、灭虫结束后，排气干净后恢复常压，取出灭虫物品。

较优的，所述步骤2中，密闭灭虫舱舱体后抽气到0.2～0.9bar，通过振动器进行震动，并维持低压1.5-2.5分钟。

较优的，所述步骤3中的臭氧从灭虫舱底部进入。

较优的，所述步骤4中维持低压1.5-2.5分钟。

较优的，所述步骤5中二氧化碳的浓度为99.5％，且所述二氧化碳从灭虫舱底部进入。

较优的，所述步骤2和步骤4中的抽气压力为0.3～0.7bar。

较优的，所述臭氧加湿5-95％RH，再导入灭虫舱。

较优的，所述二氧化碳加湿5-95％RH，再导入灭虫舱。

本发明方法应用于杀灭有呼吸器或呼吸器官的生物。

下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明方法可应用于有呼吸器或呼吸器官的生物和虫卵，以下采用介壳虫和虫卵进行具体试验。由于介壳虫或其他进行气体交换有呼吸器官的生物，其呼吸器官表面是潮湿含水的，臭氧的操作不需再特别加湿；当欲灭虫物品需要加湿环境时，可将臭氧和二氧化碳加湿到合适的湿度后，再进入灭虫舱内进行灭虫。

实施例1、

一种臭氧协同二氧化碳的无毒灭虫方法，所述方法步骤如下：

步骤1、将含介壳虫的欲灭虫物品，移植于玻璃瓶内，并以熔喷不织布封闭瓶口，已知该熔喷不织布的过滤膜孔径约是10um,以此模拟昆虫或其他生物躲避于水果凹陷处，茎部或包装底部的遮掩效应(本法和释迦或莲雾堆栈做试验，两者结果没差异)，再将玻璃瓶放入密闭的灭虫舱内；

步骤2、密闭灭虫舱舱体后抽气到0.2～0.9bar，并维持该低压2分钟，并确认灭虫舱密闭；

步骤3、从灭虫舱底部导入浓度为40～160ppm臭氧，并控制灭虫舱内的压力为1.0～1.7bar，进行灭虫3～20分钟；

步骤4、将灭虫舱内臭氧排出，并将灭虫舱内的气体再度抽气到0.2～0.9bar，维持低压2分钟；

步骤5、将高浓度二氧化碳从灭虫舱底部导入，并控制灭虫舱内的压力为1.0～1.7bar，进行灭虫10～30分钟；

步骤6、灭虫结束后，排气干净后恢复常压，取出灭虫物品。

步骤7、将虫体喷洒0.5％亚甲基蓝水溶液methylene blue(淡蓝色),或0.05％中性红染色液neutral red(淡红色)，等待60分钟后，若未褪色则表示虫体已死亡。各项数值以mean±SD表示，Anova或其他合适统计分析，P<0.05为明显差异。

实施例2、臭氧浓度和灭虫效力的关系

同实施例1的试验法，调整导入臭氧的浓度(臭氧浓度40～160ppm)；其中步骤2中的灭虫舱舱体抽真空至0.3bar；步骤3中臭氧导入后的压力控制在1.3bar，灭虫20分钟；步骤4中的灭虫舱舱体抽真空至0.3bar；步骤5中二氧化碳导入后的压力控制在1.3bar，灭虫20分钟。臭氧浓度和灭虫效力的关系的具体结果如下表1所示：

表1

由表1可见，使用臭氧70ppm以上的浓度，就能有效的杀灭介壳虫。(当臭氧浓度为70ppm时，步骤3中臭氧处理后90分钟，昆虫仍然100％死亡)

实施例3、臭氧压力和灭虫效力的关系

同实施例2的试验法，调节步骤2中的抽真空压力(真空压力0.2～0.9bar)；其中导入臭氧的浓度为70ppm，其余参数同实施例2。臭氧压力和灭虫效力的关系具体结果如下表2所示：

表2

由表2可见，灭虫舱中步骤2中抽真空减压到0.5bar时，使用臭氧70ppm可以有效杀虫，但要完全杀灭虫族需要抽气到0.2bar或以下(当抽真空压力为0.3或0.4Bar时，臭氧处理后90分钟，昆虫仍然100％死亡)。可见步骤2中抽气愈低压则通入的臭氧压力达1.3bar后，臭氧灭虫效率愈高，除了低压效应之外，灭虫效益也和臭氧投与总量成正比关系。0.4，0.5bar的试验更证明，经臭氧处理后的昆虫呼吸器官已严重受损，容易致死。考虑设备和效率等因素，实施例采用0.3bar做为试验标准。

实施例4、臭氧处理时间和灭虫效力

同实施例2的试验法，调节步骤2中臭氧灭虫时间(灭虫3～30分钟)；其中导入臭氧的浓度为70ppm，导入臭氧至1.0bar，其余参数同实施例2。臭氧处理时间和灭虫效力的关系具体结果如下表3所示：

表3

由上表3可见即使步骤2中抽真空0.3bar的压力，后续通入臭氧至1.0bar，使用臭氧70ppm仅需5分钟即可有效造成虫体呼吸器受损甚至致死，而且5分钟的干燥臭氧对物品或设备的氧化影响很小。

实施例5、臭氧协同二氧化碳的灭虫效力

同实施例1的试验法，调整二氧化碳灭虫时间(10-50分钟)；其中步骤2中的灭虫舱舱体抽真空至0.3bar；步骤3中臭氧导入后的压力控制在1.0-1.4bar，灭虫5分钟；步骤4中的灭虫舱舱体抽真空至0.3bar；步骤5中浓度为99.5％的二氧化碳导入后的压力控制在1.4bar，灭虫10-50分钟。

臭氧压力1.0bar时协同二氧化碳灭虫效率具体结果如下表4所示：

表4

臭氧压力1.4bar时协同二氧化碳灭虫效率具体结果如下表5所示：

表5

由此实验可见，即使减少臭氧的暴露时间到5分钟，臭氧1.0bar协同二氧化碳的灭虫效率可以在30分钟左右就完全灭虫，臭氧施作若增加为1.4bar，则15分钟即可完全灭虫(组间无死亡率差异，P>0.05)。

同实施例5的试验条件，臭氧压力1.4bar时，使用家蚕的卵，实验通入20分钟的二氧化碳灭虫时间，实验组的蚕卵零孵化，可见在本实验下，臭氧也能造成蚕卵伤害，让二氧化碳进入卵内，或停滞于气室，造成破坏孵化的作用。

综上，本发明方法可有效用于无毒杀灭其他有呼吸器或呼吸器官的生物，例如：老鼠、蟑螂、蚂蚁、蜘蛛、甲虫、马蝇、壁虎、家蚕、虫卵…等。

申请人发现介壳虫体表面有一层蜡状物质，水性试剂不易沾附，但臭氧处理后的介壳虫其水溶性通透性会增加，因此被臭氧处理后的死介壳虫则容易被水性的亚甲基蓝水溶液、中性红染色液等染料染色，并借此染色来鉴定介壳虫存活。同时，申请人发现臭氧处理后的介壳虫其水溶性通透性会增加，即防水性会大大降低，而防水性低的虫体对二氧化碳比较敏感，并且二氧化碳的灭虫效率和其初始浓度有关。

于是本发明提出两阶段快速灭虫方案，先使用臭氧处理让虫体的呼吸道受损并增加亲水通透性，再使用高浓度二氧化碳，快速击杀虫体。此外，通过使用中度减压措施(即先抽真空至0.3-0.7bar)，再加气到中度高压的方式(臭氧或二氧化碳通入压力为1.1-1.7bar)，中压设备容易制造且可以达到4米以上的直径耐压舱(长度不限)，减压可以解决灭虫气体不易进入缝隙的问题，加压可以解决气体分压不足的问题。例如；可以耐中度减压0.3bar的灭虫舱体，自然也能耐中度高压到1.7bar，由减压到中度加压之间有1.4bar的压力差。

这种于减压环境(0.3～0.7bar)下先做短暂臭氧处理(最低5分钟即可)，再通入二氧化碳(1.1～1.7bar)的方式，可以减少臭氧对物品和设备的氧化伤害，并利用臭氧破坏脂质的特性，增加对二氧化碳的感受性，加上由低压到高压之间的1大气压压差(例0.3～1.3bar)，等同强制加予1大气压(1.0bar)或更高浓度的灭虫气体，让即使只是减压的设备也能做到近似常压、抽真空设备的效力或更高(例0.3～1.7bar＝1.4bar)，对灭虫舱设备的强度和性能要求低。

因此，本发明的设计可同时操作臭氧和二氧化碳的系统，整合两种机制不同的灭虫气体于一体，使用两段式无毒气体灭虫方案，先使用臭氧处理让虫体的呼吸道受损，并增加亲水通透性，再使用高浓度二氧化碳(加压)，两者互相协力更高效的快速击杀虫体，仅需20分钟就可100％杀灭虫体，灭虫效率远高于现有技术；并且由于整个系统只需中度减压，使得系统结构简单，对设备强度、性能要求较低，可以增大灭虫舱体，即使让整个货柜箱进入灭虫舱都可以。且货柜运输是现今贸易最常见的运输法，在货柜箱灭虫，是产品集中，最有效、最经济的灭虫法。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。