物理輻照可降解抗生素殘留

 

    近日，中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院技術生物所研究員吳正巖課題組發(fā)現(xiàn)用高能電子束輻照技術可快速、便捷、低成本地降解醫(yī)療廢棄物中抗生素殘留，相關成果被《科學報告》（Scientific Reports）發(fā)表。

 

    偶然的發(fā)現(xiàn)

 

    輻照可以降解抗生素是吳正巖偶然的發(fā)現(xiàn)，他的研究本就與高能電子束輻照技術有關，又因之前其父親染病，在醫(yī)院治療期間經(jīng)常輸液，但每次輸液結束后，輸液瓶中總會有殘留的液體。對此，吳正巖留了心，并且利用輸液瓶中的殘余液體做了試驗：讓其進行高能電子束輻照。結果證實，這一方法對于阿莫西林、氧氟沙星和頭孢類抗生素有效。

 

    “高能電子束輻照技術是通過物理加速器，讓電子束加速運動，釋放出來，這些電子束接觸到抗生素殘留物藥液會產(chǎn)生活性集團，促進抗生素殘留液產(chǎn)生活性自由基。這種強氧化還原作用，可以將抗生素中復雜分子變成安全的小分子。”吳正巖在接受《中國科學報》記者采訪時解釋說，“處理過的瓶子只需要再經(jīng)過清洗就可以重新利用。”整個過程不過十幾分鐘。

 

    去年，在由中國環(huán)境科學學會組織的一場技術交流會上，中國環(huán)境科學研究院固體廢物研究所副所長黃啟飛表示，我國每年生產(chǎn)的抗生素有70多種，年產(chǎn)量約為24.8萬噸，占全世界的70%。以生產(chǎn)1噸抗生素產(chǎn)生10噸菌渣計算，每年會產(chǎn)生200萬噸菌渣。新鮮菌渣含水率高達90%，極易變質(zhì)發(fā)臭。如果不能及時有效處置，會造成大氣、水及土壤環(huán)境污染，加劇細菌的耐藥性，危害人體健康。

 

    目前，處理醫(yī)療廢物中的抗生素一般采用填埋、焚燒以及生物降解的方法，但是一旦填埋不慎將會有抗生素滲透到填埋土地周圍，造成二次污染；焚燒后的煙氣對于空氣也有一定污染，而且焚燒方式成本較高，每噸高達3000元；至于生物降解的方法，雖然安全環(huán)保，但是時間過長。

 

    吳正巖的這一發(fā)現(xiàn)，對于我國每年產(chǎn)生的大量醫(yī)療抗生素垃圾的現(xiàn)狀來說，無疑是福音。

 

    一次實現(xiàn)消毒與除菌

 

    吳正巖介紹說，高能電子束輻照技術一直應用于食品消毒，“一般來說，只要有廠房，再購買一臺高能電子束輻照設備建立流水線，即可完成。而且，有了這樣的流水線，既可消毒食品，還能降解抗生素”。

 

    在降解過程中，操作者可將多個輸液瓶放入箱中，通過傳輸帶將其送入輻照小空間，經(jīng)過十幾分鐘輻照后，阿莫西林、氧氟沙星和頭孢類抗生素即可被分解為安全的小分子了。照此方法，一臺設備每小時可處理約1萬個輸液廢棄瓶，“除去購買設備的成本，一個瓶子處理的成本約為0.3元”。吳正巖說，因無先例可循，所以目前降解抗生物的輻照劑量只能自己摸索，也只針對阿莫西林、氧氟沙星和頭孢類三種抗生素有效。

 

    現(xiàn)在，吳正巖對抗生素降解的這項研究依然在繼續(xù)。“后續(xù)的研究主要針對兩個方向，一是除了三種抗生素外其他抗生素的降解，二是其他種類醫(yī)療廢物處理的過程”。