環氧乙烷的當前現狀及其未來發展

聶旭陽（遼寧省石油化工規劃設計院有限公司 沈陽110000）

在1895 年發現的環氧乙烷又被稱為氧化乙烷，還沒將其用在消毒與滅菌上面。Schrader、Bossert 二人于1936 年偶然地發現與CO2 混合后的環氧乙烷對除蟲及殺滅細菌有很強的抑制作用； 第二年，Gross、Dixon 二人使用環氧乙烷成功地殺滅了48 種微生物； 對環氧乙烷的專題性研究工作由Phillips、Kaye 二人于1949 年開展； 之后人們逐漸認識到環氧乙烷的殺菌作用并在醫院中推廣。 據相關數據顯示，美國醫療機構對環氧乙烷的使用率高達90%以上； 在我國環氧乙烷也將長期在低溫滅菌領域發揮作用。

一、當前現狀

作為化工市場的superstar，環氧乙烷在過去化工市場的二十多年里獨占鰲頭。 尤其是在我國成為世界經濟貿易組織成員國以后，隨著國內紡織業及其他產業的崛起，環氧乙烷的供應量明顯不足。 一些民營企業想在日漸紅火的化工市場上分一杯羹也是情理之中，于是通過大量從國外進口乙烯、建造低溫乙烯貯罐等來克服原料短缺的難題， 這種蜂擁而上導致國內環氧乙烷產能迅速增長。 與產能激增不同，下游市場需求不旺。 受上下游雙重利空因素影響，到2013 年5 月中旬，環氧乙烷的市場均價累計最大跌幅超過2100 元/噸，下跌幅度超過16%。

2013 年歐洲環氧乙烷市場進口少于往年， 而歐洲本地產能減少，需求尚可接受，從整體上看，這種情況有利于裝置檢修。 按照每月均進口量計算，今年歐洲市場總進口量將在15000~20000噸之間。 消息人士稱由于有裝置正在進行檢修或剛剛恢復生產，美國乙二醇市場供應短缺。 而我國的國內產能情況如下：在華東地區的環氧乙烷產能過剩后，華中地區也難逃此運，從供不應求迅速轉向供過于求。 根據相關數據顯示，我國環氧乙烷年產能截至2012 年底約為150 萬噸左右，2013 年上半年能釋放50 萬噸左右的產能，預計全年總產能將達200 萬噸。

二、滅菌原理

環氧乙烷有兩類滅菌技術：一類是混合氣體滅菌技術，一類是純百分百環氧乙烷滅菌技術。 過去四十年中一直是混合氣體滅菌技術大放異彩，其用“CO2+氟利昂”或是“環氧乙烷+氟利昂”作滅菌劑， 要注意的是，CO2 雖造價不菲但在此并不起滅菌效果，只是單純作為助燃劑使用；而排放出的氟利昂會在強烈的紫外線的作用下被分解，分解出的氯原子與臭氧反應，會不斷破壞臭氧層， 因此2003 年后氟利昂的使用在全球范圍內遭到控制。在這種環境下，化學工業的專家學者們通過研發新技術，攻克了純百分百環氧乙烷滅菌技術在滅菌過程中氣體不易燃的難題，這也加快了純百分百環氧乙烷取代混合氣體滅菌技術的步伐。從滅菌效果和要求來看， 純百分百環氧乙烷因其在滅菌過程中可以有效避免氣體泄漏、 保證滅菌順利完成成為目前較為先進的低溫滅菌技術。

環氧乙烷可與微生物中的蛋白質發生非特異性烷基化反應，因而對對微生物的抑制殺滅作用不可小覷，上至芽胞、細菌繁殖體下至病毒、真菌孢子。 液態環境中，環氧乙烷可與微生物中的蛋白質上的基團發生烷基化反應， 置換出大量帶有羥乙根的化合物來取代不穩定的氫原子， 這種烷基化反應有效干擾了蛋白質反應基的新陳代謝，如此一來，細菌蛋白質的正常活動與化學反應便無法順利完成，這便實現了消毒滅菌的目的。 通過相關實驗證實，環氧乙烷的滅菌過程具有不可逆性，換而言之，環氧乙烷與消毒劑不同， 它對細菌起到的不是暫時抑制作用而是直接地永久性消除。 通過實驗可知，環氧乙烷作為化學滅菌劑中的佼佼者，其滅菌效果是其他同類望塵莫及的。 環氧乙烷除了可與微生物中的蛋白質發生反應外， 對降低活性生物酶的存活力也大有裨益，因此可與DNA、RNA 發生烷基化作用，從而達到滅殺微生物的效果。

三、未來發展

目前，我國醫院所使用的環氧乙烷滅菌器多是國外進口的，在這些環氧乙烷滅菌器中，微電腦跟蹤系統發揮很大作用。 系統控制設備自動抽真空、調節溫度和自動控制滅菌與解毒時間，滅菌結束后設備可以完成自動解毒， 這就保證了環氧乙烷氣體的滅菌過程是在高度安全的環境中進行的， 保證了操作人員的人身安全性。 排放到大氣中的環氧乙烷會分解為H2O 和CO2，不會污染環境。 但每個硬幣都有兩面，環氧乙烷對人和物品有一定危險性。

現在醫院的低溫消毒除了環氧乙烷滅菌器之外， 還有一些其他的方法，例如戊二醛、低溫蒸汽甲醛滅菌、過氧化氫等離子滅菌等， 這些方法從某種程度上講可以彌補環氧乙烷滅菌器的不足。 比如說，在化學消毒滅菌劑的發展史中，具有第三個里程碑意義的戊二醛之所以廣泛應用與消毒滅菌是因為其生產原液具有甲醛含量低、無致歧變、無積毒的特點，但其也存在一定缺陷，除具備一定毒性外，其滅菌時間較長且滅菌后需要用水清洗干凈；低溫蒸汽甲醛滅菌則可在像呼吸機、麻醉機等不耐熱的醫療器械中使用，其滅菌范圍與環氧乙烷相差無幾，雖不易燃、不易爆且比較安全， 但因其成本造價過高加上滅菌器材等因素而導致其不能取代環氧乙烷；常溫下，過氧化氫等離子滅菌能快速完成干燥滅菌任務，不用包裝且滅菌時間短，一般直接用于消毒滅菌，但穿透力明顯落后于環氧乙烷，因而對滅菌器材的管徑、長度要求較高。

[1] 周敬思：《環氧乙烷與乙二醇生產》[M] 化學工業出版社，1979

[2]徐燕/孫巍/吳曉松：《環氧乙烷滅菌技術應用與發展》[J]中國消毒學雜志，2013(02)

[3]楊立霞/張如意/董玉如：《環氧乙烷使用中注意的問題》[J]中華醫院感染學雜志，2010(16)