Perspektywy zastosowania ozonu w zwalczaniu szkodników przechowywanych zbóż

Prof. dr hab. Stanisław Ignatowicz
 OZONOWANIE – zabieg z zastosowaniem mieszaniny ozonu z powietrzem mający na celu zniszczenie szkodników
Straty od owadów i problem
Ponad 500 mln dolarów każdego roku. 
Coraz mniej środków ochrony roślin przeznaczonych do zwalczania szkodników magazynowych.
Oporność owadów na stosowane środki.
Ozon Alternatywą – gazowanie ozonem.
Ozon Ponad 100 publikacji naukowych.
Część z nich wskazuję, że stosunkowo niskie stęż. ozonu (50 ppm) wystarcza do zniszczenia organizmów szkodliwych:
owady,
roztocze,
pleśnie,
bakterie,
inne organizmy.
Ozon - gaz wysoce reaktywny sterylizacyjne – stosowany do:
dezynfekcji wody pitnej,
dezynfekcja sprzętu medycznego,
niszczenia bakterii,
obniżenia poziomu mykotoksyn,
sanityzacji żywności,
dezodoryzacji,
usuwanie przebarwień,
Rozpada się do tlenu atmosferycznego
Produkowany na miejscu.
Nie ma potrzeby przechowywania gazu w butlach.
Nie może być dostarczany np. w butlach - samoistnie rozkłada się do tlenu.
Nie ma potrzeby niszczenia, gdy nie został zużyty.
Toksyczny dla owadów Mechanizm toksycznego działania na owady – uszkodzenie układu oddechowego.
 wołek kukurydzowy,
wołek ryżowy,
trojszyk gryzący,
trojszyk ulec,
omacnica spichrzanka,
mklik mączny.
Dane literaturowe o skuteczności ozonu w zwalczaniu szkodników ozon stosowany w stęż.
od <45 ppm do 10.000 ppm przez kilka godzin - kilka dni.
powoduje 100% śmiertelność w zależności od q gatunku docelowego, a parametrów fumigacji:
temperatury,
stężenia O2/CO2
ciśnienia (próżnia),
innych czynników.
Brak wpływu ozonowania w dawce 0,3 ppm przez 22-26 dni
 przybyszka amerykańska, Periplaneta americana
Nauphoela cinerea
mrówka ognista, Solenopsis invicta
 
100% śmiertelności 5 ppm przez 3-5 dni
trojszyk ulec
spichrzel surynamski
100% śmiertelności 95-115 ppm przez 3.5 – 6 godzin
trojszyk ulec
trojszyk gryzący
 100% śmiertelności 50 ppm przez 3 dni
trojszyk ulec
wołek kukurydzowy
wołek kukurydzowy
>90% śmiertelności 25-50 ppm przez 3-5 dni
trojszyk gryzący
wołek kukurydzowy
trojszyk ulecwołek kukurydzowy
LT95 95-120 ppm
trojszyk gryzący (LT95 = 70 min);
wołek ryżowy (LT95 = 100 godz.
10.000 ppm
Temp. 13oC, próżnia lub obniżone ciśnienie -25.4 mm Hg przez 6 godzin
Hypothenemus hampei 100% śmiertelność wszystkich stadiów z wyj. jaj (ca. 15% przeżyło).

Skórnik kolczatek, Dermestes maculatus
Skórnik kolczatek  10.000 ppm
Ozon niebezpieczny dla materiałów
Ozon może spowodować utlenienie różnych materiałów.
Mało danych na ten temat.
Wymagane są badania dot. wpływu ozonu na różne materiały.
Ozon jest bardzo korozyjny w stosunku do metali.
Utlenia powierzchnie metalowe, ale nie powoduje poważniejszych zniszczeń.
Przebarwienia opakowań, 10.000 ppm
Ozon jako fumigant w praktyce
Prawie brak publikacji na ten temat.
Są tylko wyniki z badań laboratoryjnych lub testów pilotowych.
Powód: Potrzebny znaczny wysiłek, aby uzyskać urządzenie zdolne wytworzyć tyle ozonu, jaki potrzebny do udanej fumigacji.
Zasada
Do rozerwania powiązań O-O potrzeba b. dużo energii.
UV lub wyładowania koronowe.
Duże generatory: podawane powietrze 1-3% ozonu, gdy tlen – 16%.
Stężenie ozonu
Stężenie ozonu Stężenie ozonu w powietrzu nie może być zwiększone powyżej punktu, gdzie tempo syntezy ozonu = tempo rozkładu ozonu.
Przepływ ozonu przez masę ziarna
Bardzo powolny, bo ozon reaguje z związkami chemicznymi pokrycia ziarna:
stężenie ozonu w gazie, czas ekspozycji, wydajność generatora (l/h), temperatura.
Szybkość przepływu zależy też od:
cech powierzchni ziarna, zanieczyszczeń mikrobiologicznych, obecności owadów, zawartości wilgoci,
Bardzo powolny, bo ozon reaguje z związkami chemicznymi pokrycia ziarna:
stężenie ozonu w gazie, czas ekspozycji, wydajność generatora (l/h), temperatura.
Szybkość przepływu zależy też od:
cech powierzchni ziarna, zanieczyszczeń mikrobiologicznych, obecności owadów, zawartości wilgoci,

Przepływ ozonu w masie ziarna silosu możliwy w trzech kierunkach: y, x, z
silos zbożowy
Przepływ ozonu przez masę ziarna:
Faza I ozonowania powoli osiąga poziom np. 50 ppm ozonu po 3-6 dniach. Ozon reaguje z materiałami organicznego pochodzenia i w ten sposób zanika.
Faza II ozonowania szybko osiąga wymagany poziom, bo wszystkie miejsca reaktywne zostały zlikwidowane. Można odnowić w ciągu kilku godzin nawet po 30 dniach od ostatniego ozonowania.
ozonowanie silosa zbożowego
 
Zabieg ozonowania z recyrkulacją i miejscami pobierania próbek (X)
na górze i na dnie masy zboża
OZONOWANIE KUKURYDZY– jesień 2004
ozonowanie kukurydzy badania
Podsumowanie badań
Faza I ozonowania osiągnęła poziom 50 ppm ozonu po 3-6 dniach (w porównaniu z fumigacją fosforowodorem)
Fazę II można odnowić w ciągu kilku godzin nawet po 30 dniach od ostatniego ozonowania.
Śmiertelność owadów: 90 – 100%.
Ozonowanie bez wpływu na parametry jakościowe zboża.
Stęchły zapach ziarna usunięty
Urządzenie podłącza się do otworu silosu służącego do napowietrzania, po czym zapewnia:
 stały przepływ ozonu przez masę ziarna,
 otrzymanie żądanego stężenie ozonu toksycznego dla owadów, grzybów, bakterii,
 kończy proces. Ozonowanie zakończone
 
Urządzenia do generowania ozonu
Urządzenie podłącza się do otworu silosu służącego do napowietrzania, po czym zapewnia:
● stały przepływ ozonu przez masę ziarna,
● otrzymanie żądanego stężenie ozonu toksycznego dla owadów, grzybów, bakterii,
● kończy proces.
Technologiczne zalety:
 ● Ozonowanie jest bardziej skuteczne niż tradycyjna fumigacja.
● Ozonowanie eliminuje w 100% aktywność organizmów szkodliwych.
● Ozon nie wywołuje odporności u szkodników jak fosforowodór.
● Ozon jest bardziej bezpieczny niż używane gazy, jak np. PH3
● Zabiegi ozonowania tańsze niż fumigacji.
● Ozon jest znacznie mniej szkodliwy dla ziarna niż inne gazy.
● Ozon może zastąpić PH3 i inne gazy.
● Nie jest wymagany transport toksycznych gazów, bo ozon jest wytwarzany na miejscu