線蟲檢疫廢棄物處理機(jī)探索

時(shí)間:2022-11-08 09:07:58

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線蟲檢疫廢棄物處理機(jī)探索

摘要:針對(duì)目前植物檢疫實(shí)驗(yàn)室檢疫廢棄物處理難、工作量大,沒有專門廢棄物處理裝置的問題,本研究旨在研制一套線蟲檢疫廢棄物處理裝置,該裝置主要對(duì)線蟲檢疫后的廢棄物進(jìn)行處理。溫度梯度試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)林木寄生線蟲最佳處理溫度為50℃,10min;土壤寄生線蟲最佳處理溫度為60℃,10min。同時(shí),通過試驗(yàn)得出裝置的最佳安裝使用方法,即結(jié)合水槽配套使用,最為省時(shí)省力,處理之后的廢棄物可直接排放。

關(guān)鍵詞:線蟲;檢疫;廢棄物;水槽;處理機(jī)

植物檢疫實(shí)驗(yàn)室生物安全是指防范和控制植物檢疫實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)性有害生物向外泄露、傳播擴(kuò)散而對(duì)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生危害[1]。美國(guó)發(fā)生的“舞毒蛾”事件即是實(shí)驗(yàn)室泄露引起的,此后,舞毒蛾以每年6~9km的速度在美國(guó)蔓延,目前歐洲型舞毒蛾已經(jīng)使美國(guó)林木受危害的面積達(dá)200萬(wàn)hm2[2]。目前,口岸和檢疫實(shí)驗(yàn)室對(duì)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)樣品時(shí)所產(chǎn)生的線蟲分離液,重視程度不足,存在未經(jīng)處理,就將線蟲分離液直接排入下水道的情況。線蟲分離液中含有大量線蟲,很多線蟲適生能力強(qiáng),容易定殖擴(kuò)散。檢疫性線蟲及其蟲卵隨污水流出,污水廠對(duì)污水的處理一般采用殺菌、殺病毒的藥劑,但是這些藥劑對(duì)線蟲的殺傷力有限,導(dǎo)致線蟲流出后極易找到寄主植物并建立種群,完成初次侵染后便會(huì)進(jìn)一步繁殖、擴(kuò)散,最終大規(guī)模定殖。受線蟲污染的水是線蟲傳播的主要媒介,通過水,將線蟲帶到泥土、苗木、農(nóng)具,并由此侵染健康植株。很多種類線蟲蟲癭是一些細(xì)菌傳播和侵染的介體,馬、牛、羊等食草動(dòng)物吃了這些帶有毒性細(xì)菌的蟲癭,會(huì)引起動(dòng)物神經(jīng)性中毒而造成死亡。同時(shí),線蟲還具有難以徹底消滅、或能在土壤中長(zhǎng)期存活的特點(diǎn),因此,線蟲病害極難控制,提前預(yù)防最為關(guān)鍵。目前,我國(guó)海關(guān)口岸和植物檢疫實(shí)驗(yàn)室每天有大量的原木、木質(zhì)包裝和植物材料等需要進(jìn)行分離處理,以得到線蟲分離液。然而,對(duì)海關(guān)系統(tǒng)的植物檢疫實(shí)驗(yàn)室調(diào)查結(jié)果表明,目前實(shí)驗(yàn)室檢疫最突出的問題是檢疫廢棄物處理不規(guī)范,最大的困難是檢疫廢棄物無法有效便捷處理[3]。面對(duì)每個(gè)分離裝置里近1L的分離液,因?yàn)闆]有專門的分離液處理裝置,在樣品批次繁多的情況下,如對(duì)每一票線蟲分離液進(jìn)行處理,工作量極大。因此,亟需研制一款省時(shí)省力處理檢疫廢棄物的裝置。

1材料與方法

1.1線蟲檢疫廢棄儀處理機(jī)的工作原理

1.1.1供試材料通過查閱文獻(xiàn)可得,相同生長(zhǎng)環(huán)境的線蟲,有類似的生長(zhǎng)適宜溫度。因此,把試驗(yàn)線蟲分為,林木寄生線蟲、土壤寄生線蟲。所對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)材料為口岸截獲原木木段,木樣已檢出松材線蟲,所用木樣為小段,尺寸約為5cm寬,15cm長(zhǎng);實(shí)驗(yàn)土壤取自大連市植物園取樣土壤1.1.2儀器設(shè)備水浴鍋(河北黃驊市航天儀器DZKW-C)。1.1.3林木寄生線蟲致死溫度試驗(yàn)將木樣均分,每1000g為一組,分為a,b,c,d四組。以貝爾曼漏斗法完全分離d組木樣,分離得到線蟲數(shù)量為120條。假定四組樣品分離完全所得線蟲數(shù)相同,為120條,試驗(yàn)誤差可忽略不計(jì)。設(shè)立試驗(yàn)組和對(duì)照組,其中a組為對(duì)照組,b,c組為試驗(yàn)組。每組設(shè)置40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃。每種溫度設(shè)2個(gè)重復(fù),對(duì)照組溫度為室溫。每組樣品放在不同的溫度中水浴加熱,將加熱完后的樣品24h冷卻后進(jìn)行貝爾曼漏斗法完全分離,計(jì)數(shù)分離所得線蟲數(shù)量,同時(shí)計(jì)算對(duì)應(yīng)溫度下線蟲的致死率。為了保證試驗(yàn)的科學(xué)準(zhǔn)確性,將保存線蟲致死率100%試驗(yàn)結(jié)果所對(duì)應(yīng)木樣,在14d后再分別對(duì)此木樣進(jìn)行線蟲分離,計(jì)數(shù)分離所得線蟲數(shù)量,計(jì)算線蟲存活率。1.1.4土壤寄生線蟲致死溫度試驗(yàn)將土壤樣品均分,每500g為一組,分為a,b,c,d四組。以貝爾曼漏斗法完全分離d組木樣,分離得到線蟲數(shù)量為300條。假定四組樣品分離完全所得線蟲數(shù)相同,為300條,試驗(yàn)誤差可忽略不計(jì)。設(shè)立試驗(yàn)組和對(duì)照組,其中a組為對(duì)照組,b,c組為試驗(yàn)組。每組設(shè)置40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃。每種溫度設(shè)2個(gè)重復(fù),對(duì)照組溫度為室溫。每組樣品放在不同的溫度中水浴加熱,將加熱完后的樣品24h冷卻后進(jìn)行貝爾曼漏斗法完全分離,計(jì)數(shù)分離所得線蟲數(shù)量,同時(shí)計(jì)算對(duì)應(yīng)溫度下線蟲的致死率。為了保證試驗(yàn)的科學(xué)準(zhǔn)確性,將保存線蟲致死率100%試驗(yàn)結(jié)果所對(duì)應(yīng)樣品,在14d后再分別對(duì)此樣品進(jìn)行線蟲分離,計(jì)數(shù)分離所得線蟲數(shù)量,計(jì)算線蟲存活率。

1.2線蟲檢疫廢棄儀處理機(jī)的構(gòu)造

1.2.1處理步驟研究采用發(fā)放網(wǎng)絡(luò)問卷的形式,對(duì)全國(guó)海關(guān)系統(tǒng)植物檢疫實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查,明確該廢棄物處理機(jī)的研制目的是,盡可能的減少?gòu)U棄物處理操作步驟,簡(jiǎn)化處理流程,最大程度的做到省時(shí)省力,不讓廢棄物處理占據(jù)太多的檢疫工作時(shí)間。要求可將檢疫廢液及樣品殘余物等不做區(qū)分一并傾倒,即可處理,處理完畢后的廢棄物可自動(dòng)排棄。1.2.2固定方式研究通過對(duì)全國(guó)海關(guān)系統(tǒng)植物檢疫實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查,發(fā)現(xiàn)不同植檢實(shí)驗(yàn)室的水槽略有差別,統(tǒng)一的處理機(jī)尺寸,很難適用于不同實(shí)驗(yàn)室水槽,因?yàn)樾柙O(shè)計(jì)適用于不同尺寸實(shí)驗(yàn)室水槽的處理機(jī)。通過調(diào)查還發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)室水槽數(shù)量有限,處理機(jī)在完成處理功能的同時(shí)不應(yīng)影響水槽的正常使用,因此確定了處理機(jī)整體通過連接于水槽腔兩側(cè)的固定鉗僅固定于實(shí)驗(yàn)室水槽一側(cè)。

2結(jié)果與分析

2.1林木寄生線蟲致死率

由表1可知,對(duì)照組木樣在室溫條件下線蟲完全分離,即室溫條件下,致死率為0%。林木寄生線蟲在40℃條件下,致死率為70%;45℃條件下,致死率為90%;50℃條件下,10min線蟲致死率即達(dá)到100%,即在此種溫度下,完全沒有分離得到任何線蟲.同時(shí),在14d后再次分離10min完全處理線蟲,沒有分離出線蟲,即沒有線蟲存活,說明在線蟲致死溫度下,加熱處理木樣,可使得線蟲完全致死。因此,在處理木樣類檢疫性樣品時(shí),為了保證檢疫樣品的完全處理,以及試驗(yàn)誤差,可設(shè)定55℃以上的處理溫度。

2.2土壤寄生線蟲致死率試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知,對(duì)照組土壤樣品在室溫條件下線蟲完全分離,即室溫條件下,致死率為0%。土壤寄生線蟲在40℃條件下,致死率為70%;45℃條件下,致死率為80%;50℃條件下,致死率為90%;55℃條件下,10min線蟲致死率為98%,但在20min時(shí)線蟲致死率達(dá)到100%,可推測(cè)線蟲在55℃時(shí)幾乎可達(dá)到完全致死,可能因?yàn)閷?shí)驗(yàn)誤差等原因,使得55℃時(shí)致死率為98%,在60℃時(shí),致死率為100%。同時(shí),在14d后再次分離10min完全處理線蟲,結(jié)果見表3,沒有分離出線蟲,即沒有線蟲存活,說明在線蟲致死溫度下,加熱處理土壤樣品,可使得線蟲完全致死。因此,在處理種苗、土壤等檢疫性樣品時(shí),為了保證檢疫樣品的完全處理,可設(shè)定60℃以上的處理溫度。

2.3線蟲檢疫廢棄物處理機(jī)的構(gòu)造

研究結(jié)果如下:第一,本裝置安裝固定方法,是用固定鉗將處理裝置直接固定在實(shí)驗(yàn)室水槽的外沿,約占用水槽的四分之一至三分之一體積,并不影響水槽的正常使用,且因固定墊可調(diào)節(jié),因此可適用于不同寬度的實(shí)驗(yàn)室水槽,且不需要對(duì)原本的實(shí)驗(yàn)臺(tái)和水槽進(jìn)行拆卸,即按即用。第二,本裝置可通過控制面板調(diào)節(jié)溫度,可根據(jù)不同種類檢疫廢液及樣品殘余物調(diào)至不同溫度進(jìn)行處理。第三,可將檢疫廢液及樣品殘余物一起倒入處理水槽中,不用做區(qū)分可一起處理,水槽內(nèi)腔有過濾籃可將殘余物和廢液分離,處理完畢可直接將廢液經(jīng)排廢液口排入下水道,殘余物在過濾籃內(nèi)一起提出倒掉即可。第四,所述處理裝置,與實(shí)驗(yàn)室水槽相結(jié)合,在直接傾倒線蟲分離液的過程中,增加線蟲處理過程,即該裝置直接安裝在實(shí)驗(yàn)室原本水槽上,與水槽成為一體,即直接將檢疫廢液及樣品殘余物等一并倒入處理水槽,節(jié)省了廢液及樣品殘余物處理步驟,省時(shí)省力。根據(jù)研究結(jié)果設(shè)計(jì)裝置結(jié)構(gòu)如下圖所示水槽腔(1)及放置于其中的過濾籃(8),所述水槽腔(1)上連接有水槽蓋(2),水槽腔(1)內(nèi)過濾籃(8)周圍布置有加熱棒(7),所述加熱棒(7)與控制面板(3)連接以調(diào)節(jié)加熱溫度及裝置啟閉,所述過濾籃(8)下方開設(shè)排廢液口(10)并通過排廢液控制閥(6)控制。各裝置功能分述如下:固定墊:用以加處理機(jī)固定于實(shí)驗(yàn)室水槽上。所研制處理機(jī)固定墊可調(diào)節(jié)尺寸,用以固定在實(shí)驗(yàn)室水槽側(cè)壁上,因此,本裝置可以通過固定墊安裝在不同寬度的實(shí)驗(yàn)室水槽上。且所研制處理機(jī)整體通過連接于水槽腔兩側(cè)的固定鉗固定于實(shí)驗(yàn)室水槽一側(cè),體積占安裝水槽尺寸的四分之一至三分之一,不影響水槽的日常使用。隱形把手:所研制處理機(jī)固定墊上安裝隱形把手,需提取整個(gè)裝置時(shí),將把手折起,即可方便提取整個(gè)裝置。水槽腔:所研制水槽腔內(nèi)處理線蟲檢疫廢棄物及分離廢棄液,水槽腔內(nèi)過濾籃周圍布置有加熱棒,所述加熱棒與控制面板相連接。水槽腔內(nèi)的過濾籃內(nèi)裝有需要處理的檢疫廢棄物,以此實(shí)現(xiàn)檢疫廢棄物和線蟲廢棄液的固液分離。控制面板:所研制控制面板可調(diào)節(jié)加熱溫度及裝置啟閉,所控制的溫度調(diào)節(jié)范圍為55℃~85℃。廢液排棄控制閥:所研制過濾籃下方開設(shè)排廢液口并通過排廢液控制閥控制,處理完后的廢棄液可直接由排廢液口排走。過濾籃把手:所研制過濾籃上連接過濾籃把手,固體廢棄物即可通過提取過濾籃后將其中廢棄物排棄。

3討論

由本研究表明,在水浴55℃~85℃條件下處理10min以上時(shí)間,各類木質(zhì)和土壤檢疫制品中的線蟲就可以完全死亡,此后排出的水中不再含有活的線蟲個(gè)體與蟲卵。故可采用水浴法開展線蟲檢疫廢棄物的處理。本課題所研制的檢疫廢棄物處理裝置采取與水槽結(jié)合的方式,在日常傾倒線蟲分離廢棄固液混合物的過程中對(duì)其進(jìn)行處理,直接將處理好的線蟲分離廢棄物排走。本裝置的成功研制,針對(duì)大量多批次的線蟲分離廢棄物可以有效處理,不增加試驗(yàn)處理步驟。此檢疫廢棄物處理裝置,在原本水槽基礎(chǔ)上進(jìn)行安裝使用,不需要對(duì)原本的實(shí)驗(yàn)臺(tái)和水槽進(jìn)行拆卸,使用簡(jiǎn)單,安裝方便。此檢疫廢棄物處理裝置,在有害生物廢棄物處理方面是首創(chuàng),具有首次性和創(chuàng)新性。在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮實(shí)際使用情況,實(shí)用性很強(qiáng),可在口岸和植物檢疫實(shí)驗(yàn)室普及使用,解決了目前線蟲分離廢棄物零處理造成危險(xiǎn)線蟲擴(kuò)散傳播的風(fēng)險(xiǎn),彌補(bǔ)了植物檢疫實(shí)驗(yàn)室處理分離廢棄物不規(guī)范的空白,同時(shí)對(duì)于生態(tài)環(huán)境保護(hù),彌補(bǔ)檢疫漏洞具有深遠(yuǎn)意義。

參考文獻(xiàn)

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[3]李春喜,安榆林,李萍,等.口岸植物檢疫實(shí)驗(yàn)室生物安全調(diào)研與分析[J].植物檢疫.2019,33(4):54-57.

作者:趙亞津 李揚(yáng) 張曉聲 孫萌 單位:大連海關(guān)