航空喷雾技术在卫生防治中的作用

1我国飞机喷雾技术应用

1．1我国运五农用飞机的研制过程

我国航空喷雾研究应用起步较晚。1974年中国农科院植保所农药室接与民航总局科研所、军事医学科学院及三机部有关单位共同协作，仅用一年时间，自行设计和试制了飞机超低量喷雾设备和超低量制剂，喷雾装置安装在固定翼飞机运五飞机上，于1975年4月首次空中试验，防治小麦粘虫，获得成功。后经过不断改进，现由中国民用航空局科学技术委员会和中国民用航空徐州设备修造厂研制的运五飞机GP－81型喷雾设备被广泛应用于农业和林业飞机杀虫喷雾，特别是应用于新疆等大面积棉花和水稻种植区的农业杀虫(图3)［14－16］。近年来，有运用国产蜜蜂4号和进口AT－402B等超轻型固定翼飞机航空喷雾的报道，主要应用于松毛虫等森林病虫害防治，但应用数量很少［17］。

1．2我国运五农用飞机介绍［18，19］

1．2．1喷雾装置运五农用飞机喷雾装置分为常量喷雾和超低容量喷雾装置2种。主要由供液系统、雾化部件、控制阀等组成。供液系统由药箱、液泵、控制阀、输液管道等组成。药箱安装在机舱内，液剂和粉剂共用一个药箱。液泵安装在机身外部下侧，由风车驱动，作业时，液泵从药箱内吸入药渡，增压后通过输液管道将药液送往雾化部件。常量喷雾装置在运5型飞机上的安装方式(图4)。在喷杆上安装一排不同数量或不同型号的喷头。运5型飞机以往采用方孔形喷头，现已逐步被扇形雾喷头所取代。作业时，来自液泵的药液在压力作用下，经喷杆进入各个喷头，按一定方向喷射出来，雾流随即受到飞行中高速气流的冲击，进一步破碎形成细小的雾滴洒向地面。超低容量喷雾装置在运5型飞机上的安装方式(图5)，共安装6个转笼式雾化器。

1．2．2主要技术参数运五农用飞机上安装的航空超低容量喷液设备旋转网笼直径为150mm和125mm2种，转速为4000～12000r/min，药液箱容量为10000L，作业飞行速度为160kg/h，有效喷幅(飞行高度5～10m)为60m，亩受药量为40～350g，雾滴质量中值为70～130μm，NMD/MMD＞0．74，药泵压力为0．6～1．6kg/cm2，流量为155kg/min，设备重量为77kg。该设备作业功效是常量设备的4倍，杀虫效果在90%以上。

1．2．3在唐山地震救援中卫生杀虫应用1976年唐山地区发生强烈地震。时值盛夏，震亡的人、畜尸体迅速腐烂变质，对环境造成严重污染;加之城建设施全部被毁，水源破坏，厕所、下水道严重堵塞，粪便、垃圾、污物大量堆积，蝇大量孳生，致使环境迅速恶化。原唐山抗震救灾指挥部卫生防疫负责人訾维廉在18年后谈起当时情形仍心有余悸:“白天一批批苍蝇从孳生地生出来，到处乱飞，密度高达500～600只/m2，白色的帐篷顶上黑呼呼一片，用药一喷苍蝇落满一地;入夜，苍蝇不飞了，蚊虫又来了，叮在人身上赶不走，拍一下一片血。蚊蝇是传播疾病的媒介，灾民对此深恶痛绝，感到十分可怕。”灾区8月1－18日的累计肠道传染病(痢疾、肝炎)发生率为10%(个别居民区甚至高达30%)。安装有刚刚研制的航空喷雾设备的运五飞机飞赴地震灾区，开展航空喷雾杀虫，取得良好效果(图6)［19］。

1．2我国直升机喷雾技术应用

我国直升机航空杀虫喷雾起步更晚，但近年来开始较广泛应用，主要应用于松毛虫等森林病虫害防治，但多为小型直升机。如四川省林业厅购买了1架美国产斯瓦兹R44轻型直升机森林病虫害防治，每一架次可完成喷洒600hm2，一架飞机空中作业一次只需10余分钟。2011年7月，由江苏省农机具开发应用中心、江苏大学、无锡汉和公司和张家港市农机推广站等单位共同承担的省《小型无人飞机航空喷雾试验示范项目》。小型无人飞机载重药水10kg，最高飞行高度可达2000m可调可控，喷幅宽度3～6m，飞行速度3～10m/s，可控可调，喷洒能力1．3～2．7hm2/min［20］。

2我国航空喷雾技术在卫生杀虫应用方面存在的问题及应对策略

虽然我国运用运五农用飞机等进行航空喷雾技术较成熟，应用也逐步广泛，但固定翼飞机的使用存在着需在作业区附近要有固定机场的限制。运用直升机进行航空喷雾可不受机场和地形等限制，机动性强［21］。但目前我国使用的喷雾直升机均为轻型直升机，载药量有限，作业面积小。且轻型直升机的型号杂，数量小，不能满足重大突发事件应急处置时航空喷雾的需要。随着我国国力的增强和我军装备的改善，陆军航空兵不断壮大，装配的运输直升机的数量不断增多，应用军用运输直升机进行应急航空喷雾的可及性不断增强。中型军用运输直升机载药量大，1架次喷雾作业面积大。但目前，我国和我军还没有运用中型运输直升机进行航空喷雾的报道。开展喷雾技术与中型运输直升机集成研究，实现中型运输直升机进行航空喷雾功能，利用其应急使用可及性强和发挥喷雾作业面积大的特点，可满足应急救援时的需要。2008年汶川地震，北川县城成为一座死城，大量的防疫人员艰难进入北川县城开展繁重的消杀喷雾作业，其间因堰塞湖险情，防疫人员数次紧急撤离。如果当时有中型运输直升机航空喷雾设备，只要调用执行救援任务的陆航部队直升机1～2架，1～2d就能完成大面积的消杀喷雾作业。化学杀虫效果的好坏取决于药剂、器材和使用方法，缺一不可［9，21］。随着喷雾技术的发展和为充分利用飞行器的有效载荷，超低容量喷雾技术在航空喷雾中的应用越来越广泛。超低容量喷雾实现的关键是能否使药液雾化的雾粒达到足够小且均匀，而药液雾化的关键在于雾化器。我国运五飞机20世纪70年代的航空喷雾设备的雾化器为转笼式和转盘式离心式雾化器，最近南京林业大学机械电子工程学院周宏平等针对固定翼Y5B农用飞机开发了航空静电喷雾系统，使雾滴分布更均匀和雾滴的沉积效果更好。农业部南京农业机械化研究所周立新等针对无人直升机喷雾系统开发了航空喷雾用电动离心雾化器，电动喷头体积小，雾化效果好［22－24］。航空喷雾设备喷雾效果要进行系统测试，航空喷雾设备使用的药剂也有特殊的要求［25－28］。航空喷雾作业的实施需要定位导航，以确保喷雾质量。早期航空喷雾作业的定位导航靠地面人员插旗和摇旗引导飞行员。随着全球定位系统(如GPS)技术的发展，航空喷雾作业应用GPS进行定位导航，提高了航空喷雾效率［4，29］。

提高军队应对多种安全威胁、完成多样化军事任务的能力是军队的一项任务。军队疾控机构和陆军航空兵部队都担负了国家突发事件应急救援任务。消毒杀虫喷雾是地震和洪涝等重大自然灾害和登革热暴发等重大疫情等突发事件应急处置中的一项重要工作。为确保大灾之后无大疫和迅速控制重大疫情，需要进行大面积消毒杀虫喷雾。四川汶川发生特大地震后，全军疾控机构抽组了数十支卫生防疫救援队奔赴灾区展开救援，消毒杀虫喷雾成为防疫救援队重要工作和繁重任务［29］。目前，陆军航空兵部队已经成为应急救援的突击力量。汶川地震救援中，全军陆军航空兵部队共投入直升机百余架，是我陆军航空兵部队组建以来，在执行同一任务中集中动用直升机数量最多的一次。陆航部队克服气象条件恶劣、山区环境复杂等不利条件，超低空、跨昼夜、大强度飞行上千架次，为打赢抗震救灾这场硬仗作出了重要贡献［30］。军队疾控机构和陆航部队联合攻关，将喷雾技术与直升机进行有效集成，实现中型运输直升机喷雾功能，填补我国相关空白，可有效提升军队完成多样化军事任务能力和提高国家处置突发事件的应急救援的能力。开展军民结合、寓军于民和服务于民的相关研究，具有重要社会意义［31］。

作者：陈乐如 周明 贾德胜 姜志宽 谭伟龙 韩招久 单位：疾病预防控制中心 73602部队卫生队