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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Begasung im Pflanzenschutz
oder Vorratsschutz, insbesondere zum Nachernteschutz, in Lägern, Mühlen, lebensmittelverarbeitenden
Betrieben, Sackstapeln und Getreidepartien sowie in Transportmitteln,
in denen Pflanzenerzeugnisse transportiert werden, mit dem Begasungsmittel
Sulfurylfluorid.
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In
der
WO 93/13659 A1 ist
ein Verfahren zur Vorratsschutz-Begasung mit Carbonylsulfid vorgeschlagen.
Carbonylsulfid hydrolisiert jedoch teilweise u. a. in Schwefelwasserstoff,
so daß sich
hieraus eine Rückstandsproblematik
in den begasten Gütern durch
erhöhte
Schwefelgehalte ergibt. Zudem greift Schwefelwasserstoff Metalle,
Eiweiße
usw. an. Dies kann insbesondere zu negativen Veränderungen an Steuerleitungen
etc. in Mühlen
oder zu Veränderungen
Eiweiß-haltiger
Stoffe führen.
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Desweiteren
ist bekannt, Methylbromid (Brommethan) im Vorratsschutz einzusetzen,
doch hat sich dieses Begasungsmittel als Stoff mit nicht hinnehmbarem
Ozonschicht-schädigendem
Potential erwiesen. Der weitere Einsatz ist zukünftig gefährdet und in Teilbereichen
bereits verboten.
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In
dem Artikel von G. Binker, „Hilfe
für Maria Hilf,
Bausubstanz 7/92, S. 50 ff ist ein Verfahren zur Bekämpfung von
Holzschädlingen
in Kirchen vorgeschlagen. Dieses Verfahren läßt sich nicht ohne weiteres
auf den Vorratsschutz übertragen,
da die im Vorratsschutz auftretenden Schädlinge andere Empfindlichkeiten
gegenüber
Gasen aufweisen.
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In
der
DE 195 06 631
A1 ist ein Verfahren zur Begasung mit Sulfurylfluorid vorgeschlagen,
bei dem zur Einwirkzeit-Verkürzung
Kohlendioxid zugesetzt wird. Der zusätzliche Einsatz von Kohlendioxid
bedingt erhöhten
technischen Aufwand.
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Desweiteren
ist bekannt, Blausäure
(Cyanwasserstoff) gegen Schadinsekten in Mühlen einzusetzen. Durch die
hohe Wasserlöslichkeit
der Blausäure
kommt es jedoch zur unerwünschten
Einlagerung des Cyanidrestes in Vorratsgüter und Materialien. Die Einlagerung
von Cyanidresten ist stark abhängig
vom Feuchtigkeitsgehalt der Raumluft.
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Außerdem wurde
in der Vergangenheit gegen Getreideschädlinge überwiegend Phosphorwasserstoff
eingesetzt. Auch bei diesem Verfahren kommt es zu einem erhöhten Phosphorgehalt
in den begasten Gütern,
vor allem wenn die relative Luftfeuchte sehr hoch ist. Der Rückstand
von Phosphorwasserstoff in den begasten Gütern nimmt mit steigender Luftfeuchte
stark zu.
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Vereinzelt
wurde auch Ethylenoxid in der Vorratsschutz-Begasung eingesetzt.
Die Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindung im Ethylenoxid bricht jedoch im
Behandlungsgut sehr schnell auf und es kommt sogar zu Geschmacksveränderungen
in der begasten Ware, so daß diese
unbrauchbar wird und enormer wirtschaftlicher Schaden entsteht.
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Aus
der
DE 44 01 338 A1 ist
ein Verfahren zum Ableiten eines Gasluftgemisches aus einem Raum
bekannt, bei dem verhindert werden soll, dass das als Wirkbestandteil
vorgesehene Sulfurylfluorid im gasförmigen Zustand in die Umgebung
entweicht. Hierfür
wird das aus dem Raum abgeleitete Gas-/Luftgemisch thermisch behandelt,
so dass das Sulfurylfluorid aufgespalten wird. Die Spaltprodukte werden
in einer basischen Lösung
neutralisiert oder in einem Filter ausgefiltert.
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Aus
der
DE 195 06 200
A1 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bekämpfen von
Schädlingen
und zur Aufbewahrung von Gegenständen
gegen Umwelteinflüsse
bekannt, bei dem zunächst
ein Behandlungsraum geschaffen wird, in dem eine nicht aufgerichtete
Hülle oder
ein nicht aufgerichtetes Zelt oder sonstiger nicht aufgerichteter
Hohlkörper
mittels eines aufblasbaren oder auffüllbaren Schwellkörpers mit
Gas oder Pressluft aufgefüllt
wird und sich dadurch die Hülle
oder das Zelt oder der sonstige Hohlkörper aufrichtet, dem Begasungsraum
schafft und diesen aussteift. Nach Einbringen der zu behandelnden
Gegenstände,
insbesondere Kunstwerke oder Vorratsgüter wird der Begasungsraum
gasdicht versiegelt und das Behandlungsgas eingeleitet. Während der
Einwirkzeit des Behandlungsgases und/oder während des Einleitens des Behandlungsgases
kann die Behandlungsraumatmosphäre
erwärmt,
befeuchtet, entfeuchtet und gekühlt
werden, je nach den Erfordernissen.
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Aus
Percow Dr. Werner, Die Insektizide, Chemie, Wirkungsweise und Toxizität, Alfred
Hüttig Verlag
Heidelberg, 2. verbesserte und überarbeitete Auflage
1968 sind unter anderem Blausäure
(Cyanwasserstoff), Phosphorwasserstoff, Methylformiat, Alkylnitril
und Sulfurylfluorid 1 grundsätzlich
als Insektizide beschrieben.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem insbesondere
im Vorratsschutz rasch und vollständig die Schädlinge abgetötet werden
können,
und insbesondere so, daß es nicht
zu nicht hinnehmbaren Rückständen in
den begasten Gütern
oder Mahlrückständen kommt.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Es
wurde überraschend
festgestellt, daß Aminogruppen,
z. B. als funktionelle Gruppen in Eiweißen von Vorratsgüter, die
Schwefel-Fluor-Bindung
unter bestimmten Bedingungen nicht aufbrechen (nukleophile Substitution),
obwohl Amine mit Sulfurylfluorid reagieren.. können (siehe
DE 44 41 796 A1 ) und dies
zu erhöhten
Fluor-Gehalten in den Behandlungsgütern führen sollte. Sulfurylfluorid
eignet sich somit überraschenderweise
zur Begasung von Vorratsgütern,
auch wenn sie eiweißreich
sind.
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Bei
bestimmten Vorratsgütern,
wie insbesondere Körnerfrüchten, kommt
es jedoch dennoch zu erhöhten
Fluor-Gehalten nach der Sulfurylfluoridbegasung. Die Fluor-Gehalte
lassen sich z. B. durch Elementaranalyse nach der Begasung feststellen.
Es konnte gefunden werden, daß der überwiegende
Fluor-Anteil in den äußeren Schichten
der Früchte
auftritt. So weist z. B. die äußere Schicht
von Sojabohnen nach Begasung mit Sulfurylfluorid einen höheren Fluor-Gehalt
auf, als die tieferen Schichten, insbesondere der innere Fruchtbereich.
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Der
Fluor-Gehalt in der äußeren Schicht
läßt sich
jedoch überraschenderweise
senken oder vermeiden, wenn erfindungsgemäß die relative Luftfeuchte
bei der Begasung mit Sulfurylfluorid unter 40% gesenkt wird. Verantwortlich
hierfür
ist der Wassergehalt in der Luft, der korrespondierend bei hohen Werten
auch größere Wasseranlagerungen
an der äußeren Schicht
der begasten Güter
erzeugt. Durch katalytische Effekte, insbesondere Beteiligung von Eiweißen, kommt
es zu einer verstärkten
Hydrolyse des Sulfurylfluorids bei Anwesenheit von Wasser als Reaktionsmedium
und damit zu erhöhten
Fluor-Gehalten in den begasten Gütern,
die unerwünscht
sind. Wird die Raumluft vor der Begasung mit Sulfurylfluorid oder
während
der Begasung mit Sulfurylfluorid ganz oder teilweise entfeuchtet,
sinken überraschenderweise
die Fluor-Rückstände in den
begasten Gütern,
ja auch in Hölzern,
Baumaterialien, Kunststoffen etc., die auch in Mühlen und lebensmittelverarbeitenden
Betrieben etc. anwesend sein können.
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Die
Luftentfeuchtung kann mittels Luftentfeuchter stattfinden. Bei großen Räumen, wie
Mühlen,
eignen sich entsprechend handelsübliche
Luftentfeuchter mit großer
Entfeuchtekapazität.
Desweiteren läßt sich
besonders bevorzugt die relative Luftfeuchte im Behandlungsraum
senken, indem die Raumtemperatur im Behandlungsraum erhöht wird. Dadurch
sinkt die relative Luftfeuchte im Behandlungsraum und somit sinkt
auch der Fluor-Gehalt
in den begasten Gütern
vorteilhafterweise. In Mühlen und
Vorratslägern
hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Raumluft vor
der Begasung mittels z. B. Heißluftmaschinen
zu erwärmen.
Die Heißluftmaschinen
sind entweder öl-
oder gasbetrieben. Ein elektrisches Betreiben ist zwar auch möglich, doch etwas
unwirtschaftlicher. Die Heißluftmaschinen
haben insbesondere eine Förderleistung
von 1000–40.000
mm3/h Warmluft und die Austrittstemperatur
kann bis über
160°C gesteigert
werden. Bevorzugt werden zur Vermeidung von Brandgefahren Austrittstemperaturen
bis zu 100–120°C eingehalten. Bevorzugt
wird die Raumtemperatur auf über
25°C bis
60°C erhöht.
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Höhere Raumtemperaturen
sind möglich, doch
kommt es dann verstärkt
zu Schäden
an Baumaterialien und auch am Behandlungsgut. Nach der Erwärmung der
Raumtemperatur sind die relativen Luftfeuchten teilweise auf 20–40 relative
Luftfeuchte gefallen. Vorteilhafterweise wurde zur Verminderung des
Luftwechsels des zu begasenden Raumes das Gebäude vor der Erwärmung hinreichend
gasdicht versiegelt. Dies hat nicht nur den Vorteil, daß sich das Behandlungsgas
oder Begasungsmittel in dem Behandlungsraum länger halten läßt, sondern
auch die höheren
Temperaturen und niedrigeren Luftfeuchten sind schneller erzielbar,
da kalte und feuchte Außenluft
weniger gut in den Behandlungsraum eindringen kann und einen negativen
Gegeneffekt ausüben kann. Überraschenderweise
hat sich herausgestellt, daß bei
Erniedrigung der Luftfeuchte, insbesondere der relativen Luftfeuchte,
es zudem vorteilhafterweise noch zu einem schnelleren Absterben
der zu begasenden Schädlinge
kommt. Eine hohe relative Luftfeuchte macht die Schädlinge widerstandsfähiger gegen
Begasungsmittel, eine niedrige Luftfeuchte macht sie anfälliger gegen
Begasungsmittel. Desweiteren wird durch die Temperaturerhöhung auch
die Respirationsgeschwindigkeit der Insekten, also die Atmung erhöht. Dies
fuhrt ebenfalls zu einer rascheren Wirkstoffaufnahme, also Aufnahme
des Begasungsmittels in den Insektenkörper, und damit zu einer schnelleren
Abtötung.
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Die
Erwärmung
der Raumluft vor oder während
der Begasung hat also zwei entscheidend vorteilhafte Effekte: Einerseits
wird die Aufnahme des Begasungsmittels in den Insektenkörper stark
beschleunigt und andererseits führt
die niedrige Luftfeuchte, die z. B. aus der Erwärmung der Raumluft resultiert,
u. a. zu einem raschen Austrocknen der Insekten und raschere Aufnahme
des Begasungsmittels durch die Insekten-Cuticula durch Feuchteverlust. Und als
besonderen Vorteil fuhrt die Erwärmung der
Raumluft und der daraus resultierenden Erniedrigung der relativen
Luftfeuchte zu einer geringeren Reaktivität des Sulfurylfluorids. Insbesondere
wird die Hydrolyse zu Fluorid-Rückständen verringert.
Zur Begasung haben sich besonders vorteilhaft Konzentrationen von
5–120
g/mm3 an Sulfurylfluorid in Luft erwiesen.
Besonders günstig
1 sind Raumtemperaturen im Bereich von 25–55°C. Die erhöhte Temperatur vor allem über 42°C führt bereits
selbst zu einer erhöhten
Absterbera te der Schädlinge,
doch hat sich herausgestellt, daß Schädlinge sich in Mauerwerksrisse
und -ritzen verkriechen und somit von der Temperatureinwirkung abgeschirmt
sind. Sobald jedoch Insekten so überleben,
kommt es zu erneutem Befall z. B. in der Mühle, was natürlich unerwünscht ist.
Es ist deshalb erforderlich, tatsächlich das Begasungsmittel
Sulfurylfluorid noch zuzufügen.
Durch die Temperaturerhöhung
alleine wird insbesondere in Mühlen nicht
die gewünschte
100%-ige Abtötung
der Insekten erreicht.
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Da
Sulfurylfluorid Insekteneier, insbesondere Motteneier, sehr schlecht
abtötet,
wird erfindungsgemäß ein anderes,
die Insekteneier rasch abtötendes Begasungsmittel
dem Sulfurylfluorid noch zuzusetzen. Es konnte gefunden werden,
daß hierzu
insbesondere Blausäure
(Cyanwasserstoff) oder Ameisensäurealkylester
oder Carbonylsulfid oder Alkylisothiocyanate oder Phosphorwasserstoff
oder Alkylphosphin oder Nitrile geeignet sind, da diese Gase sehr stark
ovizid sind und mit Sulfurylfluorid nicht reagieren. Eine Reaktion
mit Sulfurylfluorid wäre
von Nachteil, da keine genügende
Wirksamkeit. des Behandlungsgases mehr erreicht wird und zusätzliche
unerwünschte
Folgeprodukte entstehen würden.
Als besonders günstig
haben sich Gemische von 5–35 g/mm3 Sulfurylfluorid mit 5–20 g/mm3 Blausäuregas oder
mit 20–120
g/mm3 Ameisensäuremethylester oder mit 5–35 g/mm3 Carbonylsulfid oder mit 10–35 g/mm3 Methylcyanid (Acetonitril) oder mit 5–35 g/mm3 Methylisothiocyanat oder mit 50–5000 ppm Phosphorwasserstoff
erwiesen. Die Einwirkzeiten liegen bevorzugt bei ca. 12 bis 60 Stunden.
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Behandlungsräume können sein:
z. B. Mühlen,
Lebensmittel-verarbeitende Betriebe, Silos, Getreideläger, Schuten,
Schiffe, Waggons, Eisenbahnwaggons, Fahrzeuge, Schüttgüterräume, Silozellen, Kreislaufsilozellen,
abgedichtete Getreidescheiben, Getreidebunker, Transportbehälter, Container,
Läger, abgedichtete
Sackstapel und sonstige Transportmittel. Weitere Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus den nachfolgend aufgerührten Beispielen und den Unteransprüchen.
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Beispiel 1
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In
einer Mühle
findet sich Befall durch Trogoderma granarium sowie durch verschiedene
Motten und Milben. Die Mühle
weißt
eine relative Luftfeuchte, von 65% und eine Temperatur von 21°C auf. Die Mühle wird
abgedichtet, insbesondere werden Schächte, Fenster, Türen und
sonstige Gebäudeöffnungen, über die
Gasverlust stattfinden kann, abgedichtet. Nach Abdichtung der Mühle werden
Heißluftmaschinen
installiert deren Rohrleitungen in die Mühle geführt werden. Über die
Rohrleitungen wird mittels der Heißluftmaschinen heiße Luft
in die Mühle eingeblasen.
Sobald die Materialien in der Mühle, insbesondere
Wände,
Decken, Fahrstuhlschächte etc.,
die Temperatur von 35°C
erreicht haben und die relative Luftfeuchte unter 40% gesunken ist,
wird Sulfurylfluorid mit einer Konzentration von 50 g/mm3 in die Mühle eingeleitet. Nach 36 Stunden
wird die Mühle
gelüftet.
Alle Schädlinge
sind tot und das Mehl weist nur Fluorid-Rückstände von ca. 0,5–1,2 ppm Fluorid
auf.
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Beispiel 2
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In
einer Mühle
findet sich Befall durch Ephestia cautella, Getreidekapuziner und
verschiedene Getreideplattkäfer.
Die Mühle
wird hinreichend gasdicht versiegelt und mittels eines in der Mühle fest
installierten Heizungssystems auf 33°C erwärmt. Die relative Luftfeuchte
fällt dabei
von 50% auf 28%. Es wird dann Sulfurylfluorid in die Mühle eingeleitet.
Die Konzentration in der Mühle
beträgt
nun 25 g/mm3. Das Heizungssystem wird während der
Einwirkzeit des Begasungsmittels Sulfurylfluorid weiter betrieben,
um während
der gesamten Einwirkzeit die Temperatur wie eingangs hoch zu halten.
Nach 36 Stunden wird die Heizung abgestellt und die Mühle gelüftet. Alle
Schädlinge
in der Mühle
sind tot und der Fluorid-Gehalt in den Mehlrückständen etc. schwankt nur zwischen
0,1 ppm–1
ppm.
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Beispiel 3
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In
einem Tabaklager findet sich Befall des Tabakkäfers (Lasioderma serricorne).
Das Tabaklager wird hinreichend gasdicht abgedichtet und die absolute
Luftfeuchte oder die relative Luftfeuchte von 60% auf 30% mittels
Luftentfeuchter gesenkt. Die Raumtemperatur beträgt 25°C und wird vor Gaseinleitung auf
18°C mittels
Kühlgeräten erniedrigt.
Eine Temperaturerhöhung
ist in diesem Fall nicht erwünscht,
da dies einerseits zu Aromaverlusten im Tabak und andererseits zu
erhöhten
Fluor-Rückständen im
Tabak fuhren würde.
Es wird dann Sulfurylfluorid eingeleitet und die Konzentration im
Tabaklager beträgt
dann. 60 g Sulfurylfluorid/cbm Luft. Nach einer Einwirkzeit von
60 Stunden wird das Tabaklager gelüftet. Alle Tabakkäfer und
ihre Brut sind tot. Der Fluorid-Rückstand
im Tabak beträgt
nur 0,80–0,97
ppm.
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Beispiel 4
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Das
Getreidelager wird hinreichend abgedichtet und mittels Gasbrenner
auf 28°C
erwärmt. Dabei
sinkt die relative Luftfeuchte von 55% auf 34%. Es wird anschließend Ameisensäuremethylester
eingeleitet, so daß im
Behandlungsraum eine Konzentration von 50 g/mm3 vorliegt.
Zusätzlich
wird Sulfurylfluorid eingeleitet, so daß dessen Konzentration im Behandlungsraum
15 g/mm3 beträgt. Ameisensäuremethylester
vernichtet in erster Linie die Eier der Schädlinge und Sulfurylfluorid
die anderen Stadien, wie Puppen, Larven, Adulte Nach einer Einwirkzeit von
36 Stunden wird das Getreidelager geöffnet bzw. entlüftet und
es läßt sich
feststellen, daß alle
Schädlinge
inkl. ihrer Brut abgetötet
sind. Der Rückstand
an Fluorid im Getreide liegt unter 1 ppm. Eine Oxidation von Metallen,
z. B. an Steuergeräten,
Lichtleitungen, Fahrstuhlseilen ist nicht nachzuweisen.