溴化甲烷替代品與減量技術

1. 溴化甲烷替代品與減量技術 工業技術研究院 能環所 連 振 安 九十八年十二月十一日

2. 溴化甲烷蒙特婁議定書規範 • 蒙特婁議定書以1991年生產量與消費量為基準量，1995年起生產量與消費量不得超過基準量，2005年起全面廢除 • 惟檢疫與裝運前處理(Quarantine & Pre-shipment, QPS)用途除外 • 歐盟已經公告將於2010年3月18日停止QPS用途使用溴化甲烷 • 歐盟提案請各締約國訂定停用時程 並未獲通過，但決議XXI/10： 持續期望各締約國調查針對溴化甲烷使用於QPS的情況，並鼓勵締約國研擬推動替代品之誘因機制。 • 2007年溴化甲烷QPS排放量6.5 ODP-Kt占總破壞臭氧層物質(ODS)2.9%

3. 目前溴化甲烷QPS消費量 消費量=生產量+進口量-出口量

4. 目前全球貿易鮮花蔬果使用MeBr處理的用量已經大幅減少目前全球貿易鮮花蔬果使用MeBr處理的用量已經大幅減少 TEAP估計2007年僅使用了646噸MeBr (總QPS使用量8486公噸) 646噸的一半，可以考慮改用熱處理 冷處理 系統流程改進 法 或是其他種類的燻蒸藥劑 • 技術上與經濟上可行的替代方案可取代約50% MeBr使用量於鮮花蔬果類用途 • 資訊: 美國 APHIS PPQ manuals 植物保護檢疫手冊: http://www.aphis.usda.gov/import_export/plants/manuals/index.shtml • 澳洲 AQIS 進口條件資料庫 http://www.aqis.gov.au/icon32/asp/ex_querycontent.asp

5. 溴化甲烷MeBr於QPS使用分類 • 出口前病蟲害控制與處理，如種植用土壤前處理(培養土) • 進口後的病蟲害處理 • 替代技術需考量效果與效率確保相等的生物安全性風險

6. 溴化甲烷(MeBr)QPS主要用途

7. 目前使用溴化甲烷項目 • 部份國家的果蠅檢疫控制 • 種苗進口檢疫(澳洲) • 櫻桃出口檢疫(美國出口至澳洲) • 木頭與木製品QPS，如進口至印度，紐西蘭，南韓 • 南韓自美進口櫻桃，核果，石榴進行檢疫 • 歐盟自美進口帶皮橡木檢疫 • 印度自澳洲進口麥子的裝運前處理

8. 溴化甲烷替代物質與技術分類 • 化學法 --- 燻蒸藥取代: 如Sulphur dioxide, ethyl formate 甲酸乙脂 HCN, phosphine, Ozone, 噴藥取代、浸藥取代 : 如 除蟲菊粉 • 物理法--洗滌,熱處理,冷處理,輻射處理,控制與修正氣(體/壓)法(CO2 N2 O2) (CA/MA) • 綜合處理 --- 如 (冷)熱處理與控制氣壓法的綜合處理 • 系統流程改進 --- 統合生物、物理與操作因子達到 病蟲害減少發生的檢疫安全需求

9. 化學性處理替代法 • 浸泡式或液態噴灑式殺蟲藥劑 (如泰國與美國花卉出口) 優點 : 滅除表面昆蟲 缺點 : 對處理員工有害 廢棄物處理 • 燻蒸式殺蟲劑 Sulphur dioxide, ethyl formate, hydrogen cyanide, phosphine 優點 : 所需劑量低 對產品危害小 核可的檢疫方法 • 殺菌/蟲氣(Envirosols)如殺蟲氣(Pestigas) 可用在花卉出口的裝運前處理 如含除蟲菊成分 對動物無害 亦容易使用 可添加增效劑如楜椒基丁醚 (協力精，piperonyl butoxide)或是CO2

10. 化學性處理替代法 • 純磷化氫(pure phosphine, PH3) 例: 智利採用無氨純磷化氫 低溫處理(1.5~15℃) • 控制病蟲害而不損及蔬果 例: 國際間水果進出口 • 紐西蘭用於奇異果除蟲 • 美國用於朝鮮薊(artichoke)、桃類水果(white-fresh peach and nectarine) 與草莓，萵苣，花椰菜，蘆筍的西方花薊馬(western flower thrips)危害

11. 物理性處理法 --- 熱處理法 • 主要用在熱帶產品 如芒果 木瓜 • 使用溫水 溫空氣(可控制在低溼度或是高溼度) • 施作時間十分鐘至八小時 40~50℃ • 預先緩慢加溫可以避免直接操作損及產品 • 熱處理設施於A5與非A5國家皆普遍 • 芒果浸泡在46.1 ℃以上熱水65-90分鐘 • 木瓜 4-7小時的乾熱法 中心溫度達到47.2 ℃ • 日本核可的熱處理水果(果蠅防治)為: 荔枝 木瓜 芒果 甜椒 香瓜 小黃瓜等 • 處理流程為試誤法，較為昂貴或是耗時

12. 物理性處理法---冷處理法 • 消滅柑橘類中的熱帶病蟲害 • 一般約16-21天於 1-2 ℃ • 可於運輸途中施行，若檢附相關溫度與施行時間證明 • 蘋果 杏仁 鱷梨 楊桃 櫻桃 柑橘 克萊門小柑橘 葡萄 等 • 例: 由摩洛哥與西班牙進口柑橘到美國

13. 物理性處理法 --- 控制氣體 • 控制氣體法 (controlled atmosphere, CA) 與其他處理法合併使用 如控制 氧氣濃度為 0.5~3% 或是 CO2濃度為 2~5% 常應用在蔬果類的害蟲除滅 熱處理+低氧+高二氧化碳=除蟲

14. 物理性處理法 --- 洗滌法 • 高壓水柱沖洗添加肥皂 • 沖除表面病蟲如介殼蟲類(scale, mealybug) • 核可檢疫處理範例: 高壓水柱+殺蟲藥劑浸泡 去除蝸牛 水臘噴覆在番荔枝(歐洲釋迦)上除Brevipalpis 以及chilensis mites (螨蛛類)

15. 蘋果綜合處理流程 液態式殺蟲劑兼水臘強力水柱噴洗

16. 物理性處理法 --- 輻射(irradiation) • 迦瑪射線 電子束 X-光 • 美國准許 400Gy 劑量於水果與蔬菜並設立標章 大部分昆蟲可被滅除 除了蝶蛾類(Lepidoptera)的蛹或是成蟲 在水果蠅(fruit flies)和芒果子象鼻蟲(mango seed weevil)可使用較低劑量 部分害蟲100Gy以下劑量可以滅除，部份螨蛛類需要300Gy 例: 夏威夷使用於番薯輸往美國本土，一年節省約400kg的 MB使用量 Gray = 每公斤的物質所吸收的粒子能量

17. 輻射線設備示意圖

18. ISPM 15 MeBr替代技術 • 熱處理法 --- 中心溫度56℃ 30分鐘 2009版ISPM 15建議使用熱處理法 使用熱處理法 可同時整合木材乾燥技術 • 木質包裝材替代 --- ISPM 登錄 1. Sulfuryl fluoride 2. Sulfuryl fluoride與MITC混合 3. Hydrogen cyanide 4. Microwave irradiation 5. Phosphine 6. Methyl iodide WPMs

19. 木材QPS非化學性MeBr取代技術 • 熱處理--- 主要用於原木與木材料上，中心溫度要達到71℃，一小時以上。 • 輻射線，水藥浴，樹皮去除--- 較難處理大量木材。 • 對新切木穿透力較為不佳(輻射線) 。 • 水藥浴法需要較長的浸泡時間(30天) 。 • 成本較高，僅對樹皮下的病蟲害有效

20. 木材QPS-MeBr化學性取代技術 • Phosphine (PH3) --- 需要較MeBr長的作用時間，若檢疫處理可在港區外開始處理，則較慢的作業時間可接受。可處理大多樹皮下的害蟲 惟對木蜂與真菌類(fungi)的效率仍有疑慮 • Sulfuryl fluoride (SO2F2) --- 此藥劑需要進出口國雙方認可後施行，可在72小時內達到MeBr的相同效果來對抗橡木枯萎菌(oak wilt fungus) ，但是此物質為全球暖化物質之一，能力約為二氧化碳的五千倍(高GWP)

21. 木材QPS-MeBr化學性取代技術 • Methyl iodide碘化甲烷(MI) 或是 MI 與CO2混合 目前為 Probit 9級(99.9968%殺除率，每百萬隻害蟲僅32隻存活)註冊用劑 可對付松木線蟲與橡木枯萎病 • MITC 異硫氰酸甲脂 (methyl isothiocyanate) 與 二氟化硫醯(Sulfuryl fluoride, SO2F2)混合 Probit 9級認可，可對抗松木線蟲 • Cyanogen 氰 (NCCN) – 發展中 未登錄測試中，目前主要測試於亞洲的天牛防治與松木線蟲防治

22. 日本 SF+MITC 混合藥劑 除蟲試驗 傳統溴化甲烷燻蒸櫃配置圖

23. 其他直接替代建議 • 塑膠棧板 (plastic pallets) --- 使用回收塑膠 • 厚紙板棧板(cardboard pallets) --- 承重約3000kg • 膠合板材質亦可使用(plywood, particle wood) 中國製造者，須注意甲醛含量 • 合金棧板，鋁合金或是鐵質棧板，可回收。國際接受度高

24. IPPC病蟲害處理建議 Source: TEAP (2009) QPS Task Force Report Table 6-3 page 55

25. IPPC病蟲害處理建議 • 代碼對照 : CAT:強力濕空氣或溫蒸氣附加氣體控制，如 1% 的氧濃度 + 15% 二氧化碳濃度 CHM:不含MeBr的化學浸泡或噴灑處理 CT :冷處理 FUM:不含MeBr的燻蒸處理 HTF:高溫強力空氣處理 HWT:熱或溫水處理 INS:人工檢查處理 IRR:輻射線處理 PFA:認證的無蟲害生產區域 SA :系統流程改進，如無蟲區域生產，田區衛生改善，認證包裝廠所，儲存監視等 SWB:肥皂水+刷洗處理 SWW:肥皂水+水臘處理 VHT:蒸氣式熱處理

26. 歐盟QPS 建議替代方法

27. 美國EPA替代建議 http://www.epa.gov/Ozone/mbr/alts.html

28. 溴化甲烷替代品研發障礙 • 替代品的可替代程度受到侷限與限制 • 害蟲樣品培養耗時昂貴，或是有季節限制，另外需要逐步測試 樹皮下-與木材中心的實驗效果，尤其若為線蟲與真菌類的測試則更為耗時昂貴 • 木材為高體積但是卻相對低單價的貨品，實務價格上燻蒸劑很難使用高價品 • 不是所有貨物皆能使用加熱處理法

29. QPS採用MeBr替代品實務障礙 • 能否達到檢疫安全的需求 • 能否達到法規的需求 • 對植物毒性的差異 • 是否達到成本效益 • 是否能到後勤與物流的需求

30. QPS安全需求 • 進口國的需求 如WTO 等的要求與規範 • 進口國的獨特環境 氣候 農業與其他特徵 • 不同的效益需求 • 即便是鄰近國家 需求也會不同 • 同一產品可能有超過一種以上的需檢疫病蟲害

31. QPS法規需求 • 達成登錄需求與發展流程需要大筆資金才能將新技術帶到市面 • QPS處理市場規模小 難以支持研發經費 • 部分處理技術需同時取得進口與出口國雙邊或多邊法規認可

32. 效益需求 • 替代物取得認可的時間與成本 • QPS處理通常需要高效益 • 嚴格的測試法需要檢視其效益如 Probit 9 • 進口國可能需要出口國檢附政府認可的研究效益報告 • 出口國要完成相關的測試 很難對所有的病蟲害 • 必須維持商品品質

33. 後勤與物流 • 大多以公司為單位進行處理 • 特殊處理設備大多不在港口 (熱處理 冷處理 輻射線處理) • 可攜行性將會是主要的優點需求 • 充足的處理能力才能平衡處理設施的花費 (出口國) • 貨品運輸耽擱是否能維持檢疫要求(進口國) • 生產季節大量出貨能否快速完成檢疫要求

34. 減緩溴化甲烷溢散 • 改進施作方法可以減少MeBr燻蒸中溢散損失 進一步減少MeBr的使用量 • 澳洲AFAS藉由避免再次燻蒸減少了153公噸的MeBr使用(2008) • 重複使用MeBr到新一批待處理貨品 在一些木材的MeBr燻蒸中可以節省約30%的MB使用量

35. 溴化甲烷回收計劃 • QPS燻蒸應在可嚴密密封的設施中方便回收MeBr • 設立回收設備或是客製化的設備　須具備不同程度的活性碳吸附裝置 • 至少達到可吸附　50kg 以下MeBr的能力 • 目前無認定的已吸附活性碳銷毀措施 • 採活性碳吸附仍會有損失（吸附前溢失）

36. 溴化甲烷回收率估計 • 不同回收率的設定 • 總回收率平均　約79%

37. 溴化甲烷再生(回收與回用) • 部分QPS規定燻蒸後的最低濃度，這部分可以回收回用，減少MeBr總使用量 • 藉由MeBr的回收與回用，MeBr可以減量使用約30%~70% • 例 : 紐西蘭 Nelson 木材燻蒸的MeBr再捕捉率為40%

38. 活性碳處理與破壞暨去除效率(DRE) • 活性碳使用後的破壞與再生 • 硫代硫酸鹽洗滌法或是燃燒法，DRE > 95% • 不會產生有毒副產品 • 類似都市一般廢棄物焚化法或是旋轉窯法 • 回收與回用MeBr可以減少燻蒸作業成本 • 回收與回用MeBr的成本會低於焚化處理吸附MeBr的活性碳

39. 結論與建議 • 鼓勵使用新殺蟲技術，MeBr回收回用技術，鼓勵使用替代品 • 若仍需使用MeBr，需注重如何減少溢散，減少使用量，並且精準估計使用量，避免無謂藥劑浪費 • 木材或是木質包裝材目前ISPM15鼓勵使用熱處理法或是替代化學藥劑取代MeBr使用

40. 敬請指教