电离辐射处理类固醇发酵残渣：类固醇降解与生物毒性消减

为解决类固醇发酵残渣中持久性污染物9-羟基雄烯二酮（OHAD）的环境风险问题，研究人员采用电离辐射技术开展降解研究。结果表明，50 kGy剂量下OHAD去除率达96%，同时实现细菌完全灭活及生物毒性显著降低。该研究为类固醇废物的无害化处理提供了创新解决方案，兼具污染物降解、微生物灭活和毒性削减三重功效。

　　

类固醇激素作为仅次于抗生素的第二大药物类别，在治疗激素紊乱和抗肿瘤等领域应用广泛。然而，其生产过程中产生的发酵残渣含有高浓度活性成分如9-羟基雄烯二酮（OHAD），这类内分泌干扰物（EDCs）具有环境持久性、生物累积性和生态毒性，被列入中国危险废物名录（代码276-002-02）。传统处理方法难以有效降解这类疏水性物质，亟需开发新型处理技术。

中国科学院生态环境研究中心（Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences）的Libing Chu团队在《Bioresource Technology》发表研究，创新性地采用电离辐射技术处理OHAD发酵残渣。该技术通过水辐射分解同时产生羟基自由基（·OH）、水合电子（e_aq^-）和氢自由基（·H），能穿透固体基质实现深度处理。

研究采用γ射线辐照技术，对初始浓度分别为331 mg/kg和606 mg/kg的OHAD残渣进行梯度剂量处理。通过高效液相色谱（HPLC）分析污染物降解率，平板计数法检测微生物活性，小麦种子发芽实验评估生物毒性，并结合16S rRNA测序解析微生物群落变化。

降解效率与机制
50 kGy剂量下，OHAD降解率高达96%（初始331 mg/kg）和88%（初始606 mg/kg）。辐射产生的活性自由基攻击类固醇四环结构，优先破坏Δ⁴-3-酮基团这一关键活性位点。

微生物灭活效果
25 kGy剂量使活菌数降低2个数量级，50 kGy实现完全灭活。电镜观察显示辐射导致细菌细胞膜破裂、胞内物质泄漏。

生物毒性变化
辐照后小麦发芽率从45%提升至85%，根长增长2.3倍，证实毒性显著降低。微生物群落分析表明，50 kGy处理后潜在致病菌（如Escherichia-Shigella和Enterococcus）丰度下降90%以上。

环境工程应用价值
该研究首次证实电离辐射可同步实现类固醇降解、病原体灭活和毒性削减，为制药工业危险废物处理提供了全新技术路径。研究团队已在新疆维吾尔自治区重点研发项目（20222101334）支持下开展工程化应用，处理规模达100-120 m³/天。

这项技术的突破性在于其"三位一体"处理效果：通过高能射线穿透固体基质的特性，克服了传统高级氧化工艺（AOPs）对固相污染物处理效率低的瓶颈。研究结果为履行《斯德哥尔摩公约》关于持久性有机污染物管控提供了中国方案，对保障生态环境安全和人体健康具有重要意义。