低氧杀灭档案害虫影响因素研究

低氧气调杀虫技术是将生虫物品置于密封空间内，通过调节处理容器中的气体成分，降低氧气浓度和增加二氧化碳或氮气或惰性气体的浓度，给有害生物以一种不适宜其生存的气体环境而杀死害虫或减少危害，已应用于图书、文物、档案部门的一种重要的物理杀虫方法。本研究采用黑毛皮蠹和花斑皮蠹作为实验试虫。黑毛皮蠹和花斑皮蠹属于鞘翅目，其分布广泛，是档案库房主要害虫之一。柔性低氧杀虫技术在使用过程中，环境温湿度情况对杀虫效果具有直接的影响。本研究通过在不同条件下（包括温度、氧气浓度）对黑毛皮蠹和花斑皮蠹幼虫进行低氧处理的实验，探讨使用常压低氧柔性杀虫技术过程中温度、氧气浓度对档案害虫的急性致死效果的影响和不同条件对杀虫处理时间的影响，为采用气调控制档案害虫提供理论依据。

低氧杀虫应用现状

低氧杀虫技术在我国很多档案、图书、文物部门得到应用。上海市档案馆、广西壮族自治区档案馆、重庆市档案馆、云南省档案馆、甘肃省档案馆、南宁市档案馆等多家档案馆利用充氮除氧方法杀灭档案害虫。浙江省温岭市档案馆在搬迁前对档案开展真空充氮杀虫工作。天津市河西区档案馆对新进馆档案进行真空充氮杀虫处理，以确保进馆档案不带入潜在的危害。山东省图书馆、南京大学图书馆、广东省社会科学院图书馆进行古籍低氧气调杀虫。天津市博物馆、海南省博物馆、青岛市博物馆、桂林市博物馆、中国丝绸博物馆等配备使用低氧气调杀虫系统。

低氧杀虫研究现状

随着气调技术的推广和应用，很多学者开展了低氧气调对害虫的影响研究。西南大学王进军等进行了不同空气环境对嗜虫书虱控制作用的研究。粮食仓储行业也进行了不同浓度二氧化碳杀虫效果比较研究，通过在不同条件下（包括处理时间、二氧化碳浓度、粮食水分、粮食温度）对米象和赤拟谷盗的成虫进行二氧化碳气体处理的实验，结果表明二氧化碳能起到良好的杀虫效果。烟草行业也针对氮气对储烟害虫烟草甲4种虫态（幼虫、蛹、成虫、卵）的防治效果进行了研究。天津市博物馆在刚性低氧气调杀虫室，氧含量控制在0.1%、湿度（45±5）%范围内，将2个装有10头黑毛皮蠹幼虫的烧杯分别放于文物架底部中央和L型柜架右下角的位置，每天开启设备8小时连续降氧，持续18天，取出观察不到黑毛皮蠹的活动迹象。档案害虫的新陈代谢需要在一定的温湿度条件下才能正常进行，环境温湿度的变化可以促进或抑制其代谢过程，也可以使代谢完全停止促其死亡。一般有机质害虫生长发育的适宜温度为22℃～32℃，相对湿度为70%～90%，有效低温为10℃～22℃，有效低湿为40%～70%，有效高温为30℃～40℃。因此，气调杀虫加上对温湿度的有效控制能达到更好的杀虫效果。

柔性常压低氧杀虫技术特点

柔性常压低氧杀虫使用柔性密封袋或柔性帐篷等高阻隔膜材质支撑的空间维护结构，不受固定设备空间限制，可灵活运用于不同大小空间、复杂环境，可以使档案不出库房，直接在库内完成杀虫工作，既解决了档案安全保密性管理要求，还可以在已有柜架的基础上对整库或整架档案进行集中灭虫。因此，柔性低氧杀虫设备对于档案杀虫而言尤为实用。

常压低氧杀虫实验研究

1.实验用品。供试虫源：实验室人工饲养黑毛皮蠹、花斑皮蠹幼虫（每组10头）。仪器设备：便携氧和二氧化碳检测仪(CNOT-201，精度±0.1%)、温度记录仪、制氮机、恒温培养箱。2.实验过程。首先，将试虫放入烧杯，然后置于气密袋中，气密袋内配除氧剂、恒湿剂、便携氧和二氧化碳检测仪。然后，向气密袋中充入氮气。（1）温度对害虫致死率影响实验将气密袋分别放入25℃、30℃、35℃恒温培养箱中，氧气浓度控制在0.1%以下。另设常氧对照组。3天后，打开25℃、30℃、35℃恒温培养箱，分别取出气密袋中的试虫进行观察；7天后，再从25℃恒温培养箱取出一组试虫进行观察。之后，将试虫放于室温，3天后再观察是否有复苏迹象，修正观察结果。（2）氧气浓度对害虫致死率影响实验将气密袋放入25℃恒温培养箱，氧气浓度分别控制在0.1%、0.5%与1%。另设常氧对照组。待7天、17天实验结束，打开恒温柜，分别取出气密袋中的试虫进行观察。之后，将试虫放于室温，3天后再观察是否有复苏迹象。3.结果与分析。根据统计结果计算试虫致死率，并根据对照组死亡率对致死率进行校正。计算公式为：致死率（%）=死亡数/供试总头数×100%（1）温度对害虫致死率影响高温能够增强气调杀虫效果，昆虫的新陈代谢随环境温度的升高而得以加强，呼吸速率相应加快，并且高温导致虫体失水，致使昆虫死亡加快。实验初步证明：温度对低氧技术处理黑毛皮蠹和花斑皮蠹的致死率有影响。在25℃～35℃范围内，低氧处理3天，随着温度的升高，档案害虫黑毛皮蠹和花斑皮蠹的致死率由40%上升至100%，温度越高，致死率越高；温度从25℃上升到35℃，低氧对黑毛皮蠹和花斑皮蠹100%致死率的时间由7天缩短为3天，一定范围内温度升高可以缩短杀虫时间。档案库房环境温度通常保持在14℃～24℃。按照本研究实验结果，在温度25℃条件下，低氧处理3天，试虫致死率仅为40%，7天试虫致死率才能达到100%。初步说明，如果受库房环境温度所限，在一定范围内，若温度低，可以通过延长低氧处理时间提高试虫致死率。（2）氧气浓度对害虫致死率影响在温度25℃、氧气浓度0.1%～1%条件下，氧气浓度越低，试虫致死时间越短。氧气浓度为0.1%，7天可使黑毛皮蠹和花斑皮蠹2种试虫全部致死；氧气浓度为0.5%，17天可使2种试虫全部致死；氧气浓度为1%，17天黑毛皮蠹致死率为80%、花斑皮蠹致死率为70%。4.讨论。第一，降氧杀虫对档案影响小，对操作人员相对安全。但由于害虫的种类以及杀虫过程中的温湿度等条件不同，对所有害虫规定一个统一的处理时间是困难的。如果在档案库房中进行低氧杀虫，在库房温度为14℃～24℃条件下，会使杀虫效率大大降低。第二，低氧条件的实现有几种不同的方式，仅靠除氧剂实现微环境低氧，在实际操作中耗时长，使用除氧剂量大。本研究采用氮气置换，大大节省了处理时间。也有研究采用充入二氧化碳或惰性气体等，有些气体如二氧化碳具有增效作用，各种气体协同作用机理更为复杂。第三，实验条件下，容器体积小，试虫所处环境的氧气浓度和温度等条件易于控制。但在实际条件下，受档案量、装载密度等影响，导致害虫所处微环境的氧气浓度及温度有一定偏差，从而影响其致死率。第四，气调杀虫效果与杀虫环境的相对湿度密切相关，减少相对湿度能更快地杀死害虫。大多数档案图书害虫生长发育的适宜湿度在70%～90%之间，但不同种类的害虫其湿度的适宜范围也有差别。如，档案窃蠹发育的适宜湿度为70%～90%，生存湿度为50%以上；烟草甲发育的适宜湿度为60%～90%，生存湿度为40%以上;花斑皮蠹发育的适宜湿度为70%左右。在不同湿度条件下，档案害虫的发育历期、死亡率明显不同。从昆虫生理上分析，昆虫气门通常情况下关闭以防止体内水分的丢失，仅在使昆虫获得必要氧气的情况下气门开放。在缺氧条件下，气门张开幅度加大、时间变长，导致昆虫体内水分丢失。昆虫排出体内的二氧化碳，同样需延长气门的开放时间，使体内脱水。气调杀虫引起昆虫脱水而死。在相同处理时间内，气调杀虫昆虫死亡率随着相对湿度的增大而显著降低。本研究关于湿度对低氧杀虫致死率的影响未进行定量实验，但相关定性实验显示，湿度增大会导致试虫致死率降低。第五，在技术研究方面，为了评估在不同温度、时间和气体浓度条件下对目标有害生物的杀虫活性，需要配备精密的实验室气调装备，精确控制气调处理过程中的温度、湿度和气调配比等各项参数，使得实验条件更加稳定，得出的数据更加精确。气调技术作为一种作用机制复杂的综合处理方法，其杀虫效果取决于环境中的气体成分及浓度、温度、相对湿度、目标有害生物等条件。气体成分和浓度是决定气调处理效果的最主要因素。

从本研究所得结果来看，导致档案害虫黑斑皮蠹和花斑皮蠹致死率高的最佳组合是较高温度、较低氧气浓度、较低湿度、较长时间。低氧杀虫虽然可以通过提升温度、降低相对湿度、延长时间来提高杀虫效率，但环境温湿度均关系到被处理材质的寿命与物理性能。温度过高会使纸质档案发生降解、机械强度下降、字迹扩散；湿度过低会导致纸张脆化，危及档案载体的安全。因此，低氧技术用于档案杀虫还要结合不同档案载体来研究，进行温度、湿度、氧气浓度、时间等多因素正交试验，摸索低氧杀灭条件，以寻求最佳因子组合，降低低氧杀虫过程中的不确定风险。低氧杀灭档案害虫的效果随害虫种类、虫态不同而变化。不同害虫对低氧处理的反应差异很大，有必要就低氧气调环境对各类害虫影响进行深入系统研究。由于条件所限，本次研究存在一定的局限性，档案害虫种类覆盖少，试虫数量少，缺少不同虫态下杀灭率测试。应根据档案载体和害虫对气调环境不同的应对机制，深入研究其差异特性，在减小对载体损害的前提下，提高害虫杀灭率。

作者:陈菲 单位:国家档案局科研所