线虫检疫废弃物处理机的研制

赵亚津 李 扬 张晓声 孙 萌

(大连海关 辽宁大连 116001)

植物检疫实验室生物安全是指防范和控制植物检疫实验室危险性有害生物向外泄露、传播扩散而对农林业生产、生态环境所产生危害[1]。美国发生的“舞毒蛾”事件即是实验室泄露引起的，此后，舞毒蛾以每年6～9 km的速度在美国蔓延，目前欧洲型舞毒蛾已经使美国林木受危害的面积达200万hm2[2]。目前，口岸和检疫实验室对实验室检测样品时所产生的线虫分离液，重视程度不足，存在未经处理，就将线虫分离液直接排入下水道的情况。线虫分离液中含有大量线虫，很多线虫适生能力强，容易定殖扩散。检疫性线虫及其虫卵随污水流出，污水厂对污水的处理一般采用杀菌、杀病毒的药剂，但是这些药剂对线虫的杀伤力有限，导致线虫流出后极易找到寄主植物并建立种群，完成初次侵染后便会进一步繁殖、扩散，最终大规模定殖。受线虫污染的水是线虫传播的主要媒介，通过水，将线虫带到泥土、苗木、农具，并由此侵染健康植株。很多种类线虫虫瘿是一些细菌传播和侵染的介体，马、牛、羊等食草动物吃了这些带有毒性细菌的虫瘿,会引起动物神经性中毒而造成死亡。同时，线虫还具有难以彻底消灭、或能在土壤中长期存活的特点，因此，线虫病害极难控制，提前预防最为关键。

目前，我国海关口岸和植物检疫实验室每天有大量的原木、木质包装和植物材料等需要进行分离处理，以得到线虫分离液。然而，对海关系统的植物检疫实验室调查结果表明，目前实验室检疫最突出的问题是检疫废弃物处理不规范，最大的困难是检疫废弃物无法有效便捷处理[3]。面对每个分离装置里近1L的分离液，因为没有专门的分离液处理装置，在样品批次繁多的情况下，如对每一票线虫分离液进行处理，工作量极大。因此，亟需研制一款省时省力处理检疫废弃物的装置。

1 材料与方法

1.1 线虫检疫废弃仪处理机的工作原理

1.1.1 供试材料

通过查阅文献可得，相同生长环境的线虫，有类似的生长适宜温度。因此，把试验线虫分为，林木寄生线虫、土壤寄生线虫。所对应实验材料为口岸截获原木木段，木样已检出松材线虫，所用木样为小段，尺寸约为5cm宽，15cm长；实验土壤取自大连市植物园取样土壤

1.1.2 仪器设备

水浴锅(河北黄骅市航天仪器DZKW-C)。

1.1.3 林木寄生线虫致死温度试验

将木样均分，每1000g为一组，分为a，b，c，d四组。以贝尔曼漏斗法完全分离d组木样，分离得到线虫数量为120条。假定四组样品分离完全所得线虫数相同，为120条，试验误差可忽略不计。

设立试验组和对照组，其中a组为对照组，b，c组为试验组。每组设置40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃。每种温度设2个重复，对照组温度为室温。

每组样品放在不同的温度中水浴加热，将加热完后的样品24h冷却后进行贝尔曼漏斗法完全分离，计数分离所得线虫数量，同时计算对应温度下线虫的致死率。

为了保证试验的科学准确性，将保存线虫致死率100%试验结果所对应木样，在14d后再分别对此木样进行线虫分离，计数分离所得线虫数量，计算线虫存活率。

1.1.4 土壤寄生线虫致死温度试验

将土壤样品均分，每500g为一组，分为a,b,c,d四组。以贝尔曼漏斗法完全分离d组木样，分离得到线虫数量为300条。假定四组样品分离完全所得线虫数相同，为300条，试验误差可忽略不计。

设立试验组和对照组，其中a组为对照组，b，c组为试验组。每组设置40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃。每种温度设2个重复，对照组温度为室温。

每组样品放在不同的温度中水浴加热，将加热完后的样品24h冷却后进行贝尔曼漏斗法完全分离，计数分离所得线虫数量，同时计算对应温度下线虫的致死率。

为了保证试验的科学准确性，将保存线虫致死率100%试验结果所对应样品，在14d后再分别对此样品进行线虫分离，计数分离所得线虫数量，计算线虫存活率。

1.2 线虫检疫废弃仪处理机的构造

1.2.1 处理步骤研究

采用发放网络问卷的形式，对全国海关系统植物检疫实验室进行网络问卷调查，明确该废弃物处理机的研制目的是，尽可能的减少废弃物处理操作步骤，简化处理流程，最大程度的做到省时省力，不让废弃物处理占据太多的检疫工作时间。要求可将检疫废液及样品残余物等不做区分一并倾倒，即可处理，处理完毕后的废弃物可自动排弃。

1.2.2 固定方式研究

通过对全国海关系统植物检疫实验室进行网络问卷调查，发现不同植检实验室的水槽略有差别，统一的处理机尺寸，很难适用于不同实验室水槽，因为需设计适用于不同尺寸实验室水槽的处理机。

通过调查还发现，实验室水槽数量有限，处理机在完成处理功能的同时不应影响水槽的正常使用，因此确定了处理机整体通过连接于水槽腔两侧的固定钳仅固定于实验室水槽一侧。

2 结果与分析

2.1 林木寄生线虫致死率

由表1可知，对照组木样在室温条件下线虫完全分离，即室温条件下，致死率为0%。林木寄生线虫在40℃条件下，致死率为70%；45℃条件下，致死率为90%；50℃条件下，10min线虫致死率即达到100%，即在此种温度下，完全没有分离得到任何线虫。

表1 林木寄生线虫致死率试验结果

同时，在14d后再次分离10min完全处理线虫，没有分离出线虫，即没有线虫存活，说明在线虫致死温度下，加热处理木样，可使得线虫完全致死。

因此，在处理木样类检疫性样品时，为了保证检疫样品的完全处理，以及试验误差，可设定55℃以上的处理温度。

2.2 土壤寄生线虫致死率试验结果

由表2可知，对照组土壤样品在室温条件下线虫完全分离，即室温条件下，致死率为0%。土壤寄生线虫在40℃条件下，致死率为70%；45℃条件下，致死率为80%；50℃条件下，致死率为90%；55℃条件下，10min线虫致死率为98%，但在20min时线虫致死率达到100%，可推测线虫在55℃时几乎可达到完全致死，可能因为实验误差等原因，使得55℃时致死率为98%，在60℃时，致死率为100%。

同时，在14d后再次分离10min完全处理线虫，结果见表3，没有分离出线虫，即没有线虫存活，说明在线虫致死温度下，加热处理土壤样品，可使得线虫完全致死。

表2 土壤寄生线虫致死率试验结果

表3 10min完全处理木样和完全处理土壤样品14d后线虫存活数量/只

因此，在处理种苗、土壤等检疫性样品时，为了保证检疫样品的完全处理，可设定60℃以上的处理温度。

2.3 线虫检疫废弃物处理机的构造

研究结果如下：第一，本装置安装固定方法，是用固定钳将处理装置直接固定在实验室水槽的外沿，约占用水槽的四分之一至三分之一体积，并不影响水槽的正常使用，且因固定垫可调节，因此可适用于不同宽度的实验室水槽，且不需要对原本的实验台和水槽进行拆卸，即按即用。

第二，本装置可通过控制面板调节温度，可根据不同种类检疫废液及样品残余物调至不同温度进行处理。

第三，可将检疫废液及样品残余物一起倒入处理水槽中，不用做区分可一起处理，水槽内腔有过滤篮可将残余物和废液分离，处理完毕可直接将废液经排废液口排入下水道，残余物在过滤篮内一起提出倒掉即可。

第四，所述处理装置，与实验室水槽相结合，在直接倾倒线虫分离液的过程中，增加线虫处理过程，即该装置直接安装在实验室原本水槽上，与水槽成为一体，即直接将检疫废液及样品残余物等一并倒入处理水槽，节省了废液及样品残余物处理步骤，省时省力。

根据研究结果设计装置结构如下图所示

图1

图2 1-水槽腔 2-水槽盖 3-控制面板，4-固定垫 5-固定钳 6-排废液控制阀，7-加热棒 8-过滤篮 9-过滤篮把手，10-排废液口

水槽腔(1)及放置于其中的过滤篮(8)，所述水槽腔(1)上连接有水槽盖(2)，水槽腔(1)内过滤篮(8)周围布置有加热棒(7)，所述加热棒(7)与控制面板(3)连接以调节加热温度及装置启闭，所述过滤篮(8)下方开设排废液口(10)并通过排废液控制阀(6)控制。各装置功能分述如下：

固定垫：用以加处理机 固定于实验室水槽上。所研制处理机固定垫可调节尺寸，用以固定在实验室水槽侧壁上，因此，本装置可以通过固定垫安装在不同宽度的实验室水槽上。且所研制处理机整体通过连接于水槽腔两侧的固定钳固定于实验室水槽一侧，体积占安装水槽尺寸的四分之一至三分之一，不影响水槽的日常使用。

隐形把手：所研制处理机固定垫上安装隐形把手，需提取整个装置时，将把手折起，即可方便提取整个装置。

水槽腔：所研制水槽腔内处理线虫检疫废弃物及分离废弃液，水槽腔内过滤篮周围布置有加热棒，所述加热棒与控制面板相连接。水槽腔内的过滤篮内装有需要处理的检疫废弃物，以此实现检疫废弃物和线虫废弃液的固液分离。

控制面板：所研制控制面板可调节加热温度及装置启闭，所控制的温度调节范围为55℃～85℃。

废液排弃控制阀：所研制过滤篮下方开设排废液口并通过排废液控制阀控制，处理完后的废弃液可直接由排废液口排走。

过滤篮把手：所研制过滤篮上连接过滤篮把手，固体废弃物即可通过提取过滤篮后将其中废弃物排弃。

3 讨论

由本研究表明，在水浴55℃～85℃条件下处理10min以上时间，各类木质和土壤检疫制品中的线虫就可以完全死亡，此后排出的水中不再含有活的线虫个体与虫卵。故可采用水浴法开展线虫检疫废弃物的处理。

本课题所研制的检疫废弃物处理装置采取与水槽结合的方式，在日常倾倒线虫分离废弃固液混合物的过程中对其进行处理，直接将处理好的线虫分离废弃物排走。本装置的成功研制，针对大量多批次的线虫分离废弃物可以有效处理，不增加试验处理步骤。此检疫废弃物处理装置，在原本水槽基础上进行安装使用，不需要对原本的实验台和水槽进行拆卸，使用简单，安装方便。

此检疫废弃物处理装置，在有害生物废弃物处理方面是首创，具有首次性和创新性。在设计时充分考虑实际使用情况，实用性很强，可在口岸和植物检疫实验室普及使用，解决了目前线虫分离废弃物零处理造成危险线虫扩散传播的风险，弥补了植物检疫实验室处理分离废弃物不规范的空白，同时对于生态环境保护，弥补检疫漏洞具有深远意义。