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物理辐照可降解抗生素残留

阅读:1120
2017-02-17 来源:中国科学报
责任编辑:食品科学
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一直以来,处理医疗废物中的抗生素都是令人头痛的问题。原因无他,抗生素种类繁多,而且目前惯常的方法很难除尽。

近日,中国科学院合肥物质科学研究院技术生物所研究员吴正岩课题组发现用高能电子束辐照技术可快速、便捷、低成本地降解医疗废弃物中抗生素残留,相关成果被《科学报告》(Scientific Reports)发表。

偶然的发现

辐照可以降解抗生素是吴正岩偶然的发现,他的研究本就与高能电子束辐照技术有关,又因之前其父亲染病,在医院治疗期间经常输液,但每次输液结束后,输液瓶中总会有残留的液体。对此,吴正岩留了心,并且利用输液瓶中的残余液体做了试验:让其进行高能电子束辐照。结果证实,这一方法对于阿莫西林、氧氟沙星和头孢类抗生素有效。

“高能电子束辐照技术是通过物理加速器,让电子束加速运动,释放出来,这些电子束接触到抗生素残留物药液会产生活性集团,促进抗生素残留液产生活性自由基。这种强氧化还原作用,可以将抗生素中复杂分子变成安全的小分子。”吴正岩在接受《中国科学报》记者采访时解释说,“处理过的瓶子只需要再经过清洗就可以重新利用。”整个过程不过十几分钟。

去年,在由中国环境科学学会组织的一场技术交流会上,中国环境科学研究院固体废物研究所副所长黄启飞表示,我国每年生产的抗生素有70多种,年产量约为24.8万吨,占全世界的70%。以生产1吨抗生素产生10吨菌渣计算,每年会产生200万吨菌渣。新鲜菌渣含水率高达90%,极易变质发臭。如果不能及时有效处置,会造成大气、水及土壤环境污染,加剧细菌的耐药性,危害人体健康。

目前,处理医疗废物中的抗生素一般采用填埋、焚烧以及生物降解的方法,但是一旦填埋不慎将会有抗生素渗透到填埋土地周围,造成二次污染;焚烧后的烟气对于空气也有一定污染,而且焚烧方式成本较高,每吨高达3000元;至于生物降解的方法,虽然安全环保,但是时间过长。

吴正岩的这一发现,对于我国每年产生的大量医疗抗生素垃圾的现状来说,无疑是福音。

一次实现消毒与除菌

吴正岩介绍说,高能电子束辐照技术一直应用于食品消毒,“一般来说,只要有厂房,再购买一台高能电子束辐照设备建立流水线,即可完成。而且,有了这样的流水线,既可消毒食品,还能降解抗生素”。

在降解过程中,操作者可将多个输液瓶放入箱中,通过传输带将其送入辐照小空间,经过十几分钟辐照后,阿莫西林、氧氟沙星和头孢类抗生素即可被分解为安全的小分子了。照此方法,一台设备每小时可处理约1万个输液废弃瓶,“除去购买设备的成本,一个瓶子处理的成本约为0.3元”。吴正岩说,因无先例可循,所以目前降解抗生物的辐照剂量只能自己摸索,也只针对阿莫西林、氧氟沙星和头孢类三种抗生素有效。

现在,吴正岩对抗生素降解的这项研究依然在继续。“后续的研究主要针对两个方向,一是除了三种抗生素外其他抗生素的降解,二是其他种类医疗废物处理的过程”。

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