低氧殺滅檔案害蟲影響因素研究(全文)

低氧殺滅檔案害蟲影響因素研究(全文)低氧氣調(diào)殺蟲技術是將生蟲物品置于密封空間內(nèi)，通過調(diào)節(jié)處理容器中的氣體成分，降低氧氣濃度和增加二氧化碳或氮氣或惰性氣體的濃度，給有害生物以一種不適宜其生存的氣體環(huán)境而殺死害蟲或減少危害，已應用于圖書、文物、檔案部門的一種重要的物理殺蟲方法。本研究采用黑毛皮蠹和花斑皮蠹作為實驗試蟲。黑毛皮蠹和花斑皮蠹屬于鞘翅目，其分布廣泛，是檔案庫房主要害蟲之一。柔性低氧殺蟲技術在使用過程中，環(huán)境溫濕度情況對殺蟲效果具有直接的影響。本研究通過在不同條件下對黑毛皮蠹和花斑皮蠹幼蟲進行低氧處理的實驗，探討使用常壓低氧柔性殺蟲技術過程中溫度、氧氣濃度對檔案害蟲的急性致死效果的影響和不同條件對殺蟲處理時間的影響，為采用氣調(diào)控制檔案害蟲提供理論依據(jù)。

低氧殺蟲應用現(xiàn)狀

低氧殺蟲技術在我國很多檔案、圖書、文物部門得到應用。上海市檔案館、廣西壯族自治區(qū)檔案館、重慶市檔案館、云南省檔案館、甘肅省檔案館、南寧市檔案館等多家檔案館利用充氮除氧方法殺滅檔案害蟲。浙江省溫嶺市檔案館在搬遷前對檔案開展真空充氮殺蟲工作。天津市河西區(qū)檔案館對新進館檔案進行真空充氮殺蟲處理，以確保進館檔案不帶入潛在的危害。山東省圖書館、南京大學圖書館、廣東省社會科學院圖書館進行古籍低氧氣調(diào)殺蟲。天津市博物館、海南省博物館、青島市博物館、桂林市博物館、中國絲綢博物館等配備使用低氧氣調(diào)殺蟲系統(tǒng)。

低氧殺蟲研究現(xiàn)狀

隨著氣調(diào)技術的推廣和應用，很多學者開展了低氧氣調(diào)對害蟲的影響研究。西南大學王進軍等進行了不同空氣環(huán)境對嗜蟲書虱控制作用的研究。糧食倉儲行業(yè)也進行了不同濃度二氧化碳殺蟲效果比較研究，通過在不同條件下對米象和赤擬谷盜的成蟲進行二氧化碳氣體處理的實驗，結果表明二氧化碳能起到良好的殺蟲效果。煙草行業(yè)也針對氮氣對儲煙害蟲煙草甲4種蟲態(tài)的防治效果進行了研究。天津市博物館在剛性低氧氣調(diào)殺蟲室，氧含量控制在0.1%、濕度%范圍內(nèi)，將2個裝有10頭黑毛皮蠹幼蟲的燒杯分別放于文物架底部中央和L型柜架右下角的位置，每天開啟設備8小時連續(xù)降氧，持續(xù)18天，取出觀察不到黑毛皮蠹的活動跡象。檔案害蟲的新陳代謝需要在一定的溫濕度條件下才能正常進行，環(huán)境溫濕度的變化可以促進或抑制其代謝過程，也可以使代謝完全停止促其死亡。一般有機質(zhì)害蟲生長發(fā)育的適宜溫度為22℃～32℃，相對濕度為70%～90%，有效低溫為10℃～22℃，有效低濕為40%～70%，有效高溫為30℃～40℃。因此，氣調(diào)殺蟲加上對溫濕度的有效控制能達到更好的殺蟲效果。

柔性常壓低氧殺蟲技術特點

柔性常壓低氧殺蟲使用柔性密封袋或柔性帳篷等高阻隔膜材質(zhì)支撐的空間維護結構，不受固定設備空間限制，可靈活運用于不同大小空間、復雜環(huán)境，可以使檔案不出庫房，直接在庫內(nèi)完成殺蟲工作，既解決了檔案安全保密性管理要求，還可以在已有柜架的基礎上對整庫或整架檔案進行集中滅蟲。因此，柔性低氧殺蟲設備對于檔案殺蟲而言尤為實用。

常壓低氧殺蟲實驗研究

1.實驗用品。供試蟲源：實驗室人工飼養(yǎng)黑毛皮蠹、花斑皮蠹幼蟲。儀器設備：便攜氧和二氧化碳檢測儀、溫度記錄儀、制氮機、恒溫培養(yǎng)箱。2.實驗過程。首先，將試蟲放入燒杯，然后置于氣密袋中，氣密袋內(nèi)配除氧劑、恒濕劑、便攜氧和二氧化碳檢測儀。然后，向氣密袋中充入氮氣。溫度對害蟲致死率影響實驗將氣密袋分別放入25℃、30℃、35℃恒溫培養(yǎng)箱中，氧氣濃度控制在0.1%以下。另設常氧對照組。3天后，打開25℃、30℃、35℃恒溫培養(yǎng)箱，分別取出氣密袋中的試蟲進行觀察；7天后，再從25℃恒溫培養(yǎng)箱取出一組試蟲進行觀察。之后，將試蟲放于室溫，3天后再觀察是否有復蘇跡象，修正觀察結果。氧氣濃度對害蟲致死率影響實驗將氣密袋放入25℃恒溫培養(yǎng)箱，氧氣濃度分別控制在0.1%、0.5%與1%。另設常氧對照組。待7天、17天實驗結束，打開恒溫柜，分別取出氣密袋中的試蟲進行觀察。之后，將試蟲放于室溫，3天后再觀察是否有復蘇跡象。3.結果與分析。根據(jù)統(tǒng)計結果計算試蟲致死率，并根據(jù)對照組死亡率對致死率進行校正。計算公式為：致死率=死亡數(shù)/供試總頭數(shù)×100%溫度對害蟲致死率影響高溫能夠增強氣調(diào)殺蟲效果，昆蟲的新陳代謝隨環(huán)境溫度的升高而得以加強，呼吸速率相應加快，并且高溫導致蟲體失水，致使昆蟲死亡加快。實驗初步證明：溫度對低氧技術處理黑毛皮蠹和花斑皮蠹的致死率有影響。在25℃～35℃范圍內(nèi)，低氧處理3天，隨著溫度的升高，檔案害蟲黑毛皮蠹和花斑皮蠹的致死率由40%上升至100%，溫度越高，致死率越高；溫度從25℃上升到35℃，低氧對黑毛皮蠹和花斑皮蠹100%致死率的時間由7天縮短為3天，一定范圍內(nèi)溫度升高可以縮短殺蟲時間。檔案庫房環(huán)境溫度通常保持在14℃～24℃。按照本研究實驗結果，在溫度25℃條件下，低氧處理3天，試蟲致死率僅為40%，7天試蟲致死率才能達到100%。初步說明，如果受庫房環(huán)境溫度所限，在一定范圍內(nèi)，若溫度低，可以通過延長低氧處理時間提高試蟲致死率。氧氣濃度對害蟲致死率影響在溫度25℃、氧氣濃度0.1%～1%條件下，氧氣濃度越低，試蟲致死時間越短。氧氣濃度為0.1%，7天可使黑毛皮蠹和花斑皮蠹2種試蟲全部致死；氧氣濃度為0.5%，17天可使2種試蟲全部致死；氧氣濃度為1%，17天黑毛皮蠹致死率為80%、花斑皮蠹致死率為70%。4.討論。第一，降氧殺蟲對檔案影響小，對操作人員相對安全。但由于害蟲的種類以及殺蟲過程中的溫濕度等條件不同，對所有害蟲規(guī)定一個統(tǒng)一的處理時間是困難的。如果在檔案庫房中進行低氧殺蟲，在庫房溫度為14℃～24℃條件下，會使殺蟲效率大大降低。第二，低氧條件的實現(xiàn)有幾種不同的方式，僅靠除氧劑實現(xiàn)微環(huán)境低氧，在實際操作中耗時長，使用除氧劑量大。本研究采用氮氣置換，大大節(jié)省了處理時間。也有研究采用充入二氧化碳或惰性氣體等，有些氣體如二氧化碳具有增效作用，各種氣體協(xié)同作用機理更為復雜。第三，實驗條件下，容器體積小，試蟲所處環(huán)境的氧氣濃度和溫度等條件易于控制。但在實際條件下，受檔案量、裝載密度等影響，導致害蟲所處微環(huán)境的氧氣濃度及溫度有一定偏差，從而影響其致死率。第四，氣調(diào)殺蟲效果與殺蟲環(huán)境的相對濕度密切相關，減少相對濕度能更快地殺死害蟲。大多數(shù)檔案圖書害蟲生長發(fā)育的適宜濕度在70%～90%之間，但不同種類的害蟲其濕度的適宜范圍也有差別。如，檔案竊蠹發(fā)育的適宜濕度為70%～90%，生存濕度為50%以上；煙草甲發(fā)育的適宜濕度為60%～90%，生存濕度為40%以上;花斑皮蠹發(fā)育的適宜濕度為70%左右。在不同濕度條件下，檔案害蟲的發(fā)育歷期、死亡率明顯不同。從昆蟲生理上分析，昆蟲氣門通常情況下關閉以防止體內(nèi)水分的丟失，僅在使昆蟲獲得必要氧氣的情況下氣門開放。在缺氧條件下，氣門張開幅度加大、時間變長，導致昆蟲體內(nèi)水分丟失。昆蟲排出體內(nèi)的二氧化碳，同樣需延長氣門的開放時間，使體內(nèi)脫水。氣調(diào)殺蟲引起昆蟲脫水而死。在相同處理時間內(nèi)，氣調(diào)殺蟲昆蟲死亡率隨著相對濕度的增大而顯著降低。本研究關于濕度對低氧殺蟲致死率的影響未進行定量實驗，但相關定性實驗顯示，濕度增大會導致試蟲致死率降低。第五，在技術研究方面，為了評估在不同溫度、時間和氣體濃度條件下對目標有害生物的殺蟲活性，需要配備精密的實驗室氣調(diào)裝備，精確控制氣調(diào)處理過程中的溫度、濕度和氣調(diào)配比等各項參數(shù)，使得實驗條件更加穩(wěn)定，得出的數(shù)據(jù)更加精確。氣調(diào)技術作為一種作用機制復雜的綜合處理方法，其殺蟲效果取決于環(huán)境中的氣體成分及濃度、溫度、相對濕度、目標有害生物等條件。氣體成分和濃度是決定氣調(diào)處理效果的最主要因素。

從本研究所得結果來看，導致檔案害蟲黑斑皮蠹和花斑皮蠹致死率高的最佳組合是較高溫度、較低氧氣濃度、較低濕度、較長時間。低氧殺蟲雖然可以通過提升溫度、降低相對濕度、延長時間來提高殺蟲效率，但環(huán)境溫濕度均關系到被處理材質(zhì)的壽命與物理性能。溫度過高會使紙質(zhì)檔案發(fā)生降解、機械強度下降、字跡擴散；濕度過低會導致紙張脆化，危及檔案載體的安全。因此，低氧技術用于檔案殺蟲還要結合不同檔案載體來研究，進行溫度、濕度、氧氣濃度、時間等多因素正交試驗，摸索低氧殺滅條件，以尋求最佳因子組合，降低低氧殺蟲過程中的不確定風險。低氧殺滅檔案害蟲的效果隨害蟲種類、蟲態(tài)不同而變化。不同害蟲對低氧處理的反應差異很大，有必要就低氧氣調(diào)環(huán)