輻照技術(shù)在消毒與蟲(chóng)害防制行業(yè)中的應(yīng)用

梁興

（奧肯生物科技有限公司，北京 100071）

在新冠病毒的大流行中，多個(gè)國(guó)家都通過(guò)核技術(shù)以達(dá)到對(duì)醫(yī)用個(gè)人防護(hù)用品的消毒。在食品安全領(lǐng)域，已有 60多個(gè)國(guó)家出臺(tái)了法規(guī)，允許對(duì)食品進(jìn)行輻照殺菌。在害蟲(chóng)防制領(lǐng)域，核技術(shù)用于通過(guò)昆蟲(chóng)不育技術(shù)（SIT）來(lái)控制昆蟲(chóng)種群，已取得了階段性進(jìn)展，在非洲、拉丁美洲的多個(gè)國(guó)家取得了大幅度降低本地蠅類(lèi)和蚊類(lèi)密度的效果。在醫(yī)院滅菌消毒領(lǐng)域，核技術(shù)在醫(yī)療用品中的應(yīng)用以其無(wú)污染、無(wú)殘留、有效、易操作、方便、無(wú)二次污染、對(duì)產(chǎn)品的直接包裝材料無(wú)特殊要求等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。

1.應(yīng)用進(jìn)展

輻照滅菌是利用電離輻射原理殺死大多數(shù)物質(zhì)上的微生物的一種有效方法。其作用原理是通過(guò)X射線(xiàn)或γ射線(xiàn)等特定的方式控制微生物生長(zhǎng)或殺死微生物。X射線(xiàn)和γ射線(xiàn)能使其他物質(zhì)氧化或產(chǎn)生自由基（OH?H）再作用于生物分子，或者直接作用于生物分子，打斷氫鍵、使雙鍵氧化、破壞環(huán)狀結(jié)構(gòu)或使某些分子聚合等方式，來(lái)破壞和改變生物大分子的結(jié)構(gòu)，從而抑制或殺死微生物。輻照滅菌通過(guò)殺死食品中的細(xì)菌[1]，昆蟲(chóng)不育技術(shù)（SIT）控制昆蟲(chóng)種群，以及對(duì)醫(yī)療產(chǎn)品和用品進(jìn)行消毒等技術(shù)來(lái)廣泛應(yīng)用于消毒及蟲(chóng)害防制行業(yè)。近兩年，隨著新冠病毒全球大流行，輻照技術(shù)用于對(duì)抗新冠病毒的技術(shù)正在緊密研發(fā)，并取得了一定效果。

2.應(yīng)用效果

輻照技術(shù)在以下這4個(gè)方面的應(yīng)用都取得了一定效果：

2.1 輻照技術(shù)在蟲(chóng)害防制中的應(yīng)用

輻照技術(shù)用于通過(guò)昆蟲(chóng)不育技術(shù)（SIT）控制昆蟲(chóng)種群，該技術(shù)首先在美國(guó)開(kāi)發(fā)并已成功使用60多年。目前，SIT技術(shù)已應(yīng)用于6個(gè)大洲。自該技術(shù)推出以來(lái)，SIT技術(shù)已成功控制了許多種類(lèi)昆蟲(chóng)的種群，包括：蚊子、飛蛾、螺旋蠅蛆、采采蠅和各種果蠅（地中海果蠅[Mediterranean fruit fly]、墨西哥果蠅[Mexican fruit fly]、東方果蠅[oriental fruit fly]和瓜蠅[melon fly]等），這項(xiàng)技術(shù)是通過(guò)飼養(yǎng)大量接受過(guò)輻照（γ射線(xiàn)或 X 射線(xiàn)）的昆蟲(chóng)，并將它們引入自然種群。通過(guò)SIT技術(shù)處理過(guò)的昆蟲(chóng)保持良性競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)，但不能產(chǎn)生后代。SIT 技術(shù)對(duì)環(huán)境無(wú)害，在大規(guī)模使用殺蟲(chóng)劑也無(wú)法根除的害蟲(chóng)的情況下，它也被證明是一種有效的害蟲(chóng)管理手段。SIT技術(shù)不同于傳統(tǒng)的生物控制，它展示出了一系列有益的差異：（1）引入的昆蟲(chóng)不能產(chǎn)生后代，因此不能在自然環(huán)境中建立種群；（2）僅影響目標(biāo)害蟲(chóng)的繁殖，因此具有物種特異性，不會(huì)影響其他物種；（3）不涉及將非本地物種引入生態(tài)系統(tǒng)。目前，IAEA、FAO、WHO以及相關(guān)國(guó)際組織正在一些國(guó)家推動(dòng)新的SIT計(jì)劃。

在美國(guó)南部、墨西哥、中美洲和巴拿馬，SIT在根除螺旋蠅蛆方面取得了非常成功的效果。螺旋蠅蛆是一種對(duì)溫血?jiǎng)游镉袧撛谥旅缘募纳ハx(chóng)。1998 年，在利比亞首次發(fā)現(xiàn)螺旋蠅蛆，為防止其傳播到世界其他地區(qū)，通過(guò)SIT技術(shù)成功根除此種害蟲(chóng)。

1981年，墨西哥宣布使用SIT技術(shù)成功對(duì)抗地中海果蠅，同時(shí)，在阿根廷和智利北部也開(kāi)展了此類(lèi)行動(dòng)：1994—1995年在阿根廷的兩個(gè)水果種植區(qū)通過(guò)SIT技術(shù)實(shí)現(xiàn)了地中海果蠅的根除；智利同樣實(shí)現(xiàn)了消滅95%地中海果蠅的成功。目前，該計(jì)劃已推廣到南美洲所有地區(qū)和部分非洲地區(qū)。

SIT技術(shù)已證實(shí)對(duì)南部非洲的地中海果蠅有效，現(xiàn)在正被應(yīng)用于損害柑橘類(lèi)作物的蘋(píng)果蠹蛾。IAEA和FAO正在評(píng)估使用SIT技術(shù)防制甘蔗螟蟲(chóng)以及蘋(píng)果蠹蛾，用于增加蘋(píng)果和梨的產(chǎn)量。

SIT技術(shù)在抗擊農(nóng)業(yè)疾病傳播害蟲(chóng)方面有重要應(yīng)用。據(jù) IAEA稱(chēng)，采采蠅的存在阻礙了撒哈拉以南非洲近2/3的畜牧業(yè)的發(fā)展，每年造成約40億美元的經(jīng)濟(jì)損失，然而，SIT技術(shù)與常規(guī)蟲(chóng)害防制相結(jié)合，正在開(kāi)始改變這一切。1997年，坦桑尼亞的桑給巴爾島宣布已無(wú)采采蠅。在IAEA的支持下，埃塞俄比亞建立了世界上最大的采采蠅群體飼養(yǎng)基地。SIT技術(shù)的最近一次備受矚目的應(yīng)用是在巴西以及更廣泛的拉丁美洲和加勒比地區(qū)用來(lái)對(duì)抗致命的寨卡病毒。

2.2 輻照技術(shù)在新冠疫情中的應(yīng)用

隨著冠狀病毒（Covid-19）的全球大流行，輻照技術(shù)具有助于對(duì)抗冠狀病毒的醫(yī)療應(yīng)用。在俄羅斯，截至2020年4月28日底，輻照設(shè)施已對(duì)7853480個(gè)醫(yī)用口罩，以及151000套便攜式實(shí)驗(yàn)室套件成功進(jìn)行了消毒。

在中國(guó)，中核集團(tuán)開(kāi)展冷鏈?zhǔn)称分行鹿跍缁钅M工藝研究，通過(guò)3個(gè)多月的研究，利用2種模擬新冠病毒開(kāi)展了一系列輻照滅活工藝試驗(yàn)，模擬表明：較低的輻射吸收劑量就可以達(dá)到滅活效果，且對(duì)食品安全不構(gòu)成影響。

2.3 輻照技術(shù)在食品安全中的應(yīng)用

全世界大約25%～30%的食物在食用前因變質(zhì)而損失。食品輻照技術(shù)是將食品通過(guò)γ射線(xiàn)以殺死可引起食源性疾病的細(xì)菌來(lái)延長(zhǎng)食品保質(zhì)期的過(guò)程[2]。在世界范圍內(nèi)，已有60 多個(gè)國(guó)家出臺(tái)了法律或法規(guī)，允許對(duì)包括香料、谷物、水果、蔬菜和肉類(lèi)在內(nèi)的食品進(jìn)行輻照。雖然食品輻照技術(shù)在研究和應(yīng)用中一直被證明是安全的，但消費(fèi)者對(duì)輻照的擔(dān)憂(yōu)在很大程度上限制了其使用。

2.4 輻照技術(shù)在醫(yī)院滅菌中的應(yīng)用

高能電子束輻照技術(shù)已用于對(duì)醫(yī)療產(chǎn)品和用品進(jìn)行消毒，例如，利用輻照技術(shù)對(duì)注射器、手套、衣服和儀器的消毒會(huì)防止因熱消毒而產(chǎn)生的損壞。如今，許多醫(yī)療產(chǎn)品都通過(guò)來(lái)自鈷 60 源的γ射線(xiàn)進(jìn)行消毒，這種技術(shù)通常比蒸汽加熱消毒更便宜且更有效[3]。隨著新冠疫情的爆發(fā)，世界范圍內(nèi)對(duì)消毒的需求大大增加。如何提供安全、有效、快速的消毒行為已成為世界范圍內(nèi)的研究方向。在中國(guó)，在疫情暴發(fā)期間，通過(guò)高能電子束輻照技術(shù)為醫(yī)用防護(hù)材料提供了輻照滅菌，然后將其送往疫區(qū)，大大提高了疫區(qū)對(duì)物品消毒的效率。輻照滅菌在醫(yī)療用品中的應(yīng)用以其無(wú)污染、無(wú)殘留、有效性、易操作、方便、無(wú)二次污染、對(duì)產(chǎn)品的直接包裝材料無(wú)特殊要求等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。

3.輻照技術(shù)應(yīng)用于消毒和蟲(chóng)害行業(yè)中的不足

（1）致物變性。過(guò)量的輻照會(huì)使物品變性，例如高分子材料中的聚丙烯受到輻照后會(huì)產(chǎn)生游離自由基和過(guò)氧自由基，從而變黃。

（2）基建投資較大。建設(shè)電子加速器、消毒配套及其輻射防護(hù)設(shè)備投資昂貴，考慮到其運(yùn)行成本，目前僅用于大批量物品的集中消毒。

4.應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，由于核技術(shù)在消毒與蟲(chóng)害防制領(lǐng)域的應(yīng)用還處于發(fā)展中的階段，除已相對(duì)成熟的針對(duì)食品輻照殺菌消毒行業(yè)已在60多個(gè)國(guó)家出臺(tái)了相關(guān)法律法規(guī)外，其他應(yīng)用還沒(méi)有相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。

5.結(jié)語(yǔ)

輻照技術(shù)目前已被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、蟲(chóng)害、醫(yī)藥等行業(yè)。在消毒領(lǐng)域具有無(wú)殘留無(wú)污染且良好的經(jīng)濟(jì)效益，以后會(huì)越來(lái)越受到重視，應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛。