环氧乙烷的当前现状及其未来发展

聂旭阳（辽宁省石油化工规划设计院有限公司 沈阳110000）

在1895 年发现的环氧乙烷又被称为氧化乙烷，还没将其用在消毒与灭菌上面。Schrader、Bossert 二人于1936 年偶然地发现与CO2 混合后的环氧乙烷对除虫及杀灭细菌有很强的抑制作用； 第二年，Gross、Dixon 二人使用环氧乙烷成功地杀灭了48 种微生物； 对环氧乙烷的专题性研究工作由Phillips、Kaye 二人于1949 年开展； 之后人们逐渐认识到环氧乙烷的杀菌作用并在医院中推广。 据相关数据显示，美国医疗机构对环氧乙烷的使用率高达90%以上； 在我国环氧乙烷也将长期在低温灭菌领域发挥作用。

一、当前现状

作为化工市场的superstar，环氧乙烷在过去化工市场的二十多年里独占鳌头。 尤其是在我国成为世界经济贸易组织成员国以后，随着国内纺织业及其他产业的崛起，环氧乙烷的供应量明显不足。 一些民营企业想在日渐红火的化工市场上分一杯羹也是情理之中，于是通过大量从国外进口乙烯、建造低温乙烯贮罐等来克服原料短缺的难题， 这种蜂拥而上导致国内环氧乙烷产能迅速增长。 与产能激增不同，下游市场需求不旺。 受上下游双重利空因素影响，到2013 年5 月中旬，环氧乙烷的市场均价累计最大跌幅超过2100 元/吨，下跌幅度超过16%。

2013 年欧洲环氧乙烷市场进口少于往年， 而欧洲本地产能减少，需求尚可接受，从整体上看，这种情况有利于装置检修。 按照每月均进口量计算，今年欧洲市场总进口量将在15000~20000吨之间。 消息人士称由于有装置正在进行检修或刚刚恢复生产，美国乙二醇市场供应短缺。 而我国的国内产能情况如下：在华东地区的环氧乙烷产能过剩后，华中地区也难逃此运，从供不应求迅速转向供过于求。 根据相关数据显示，我国环氧乙烷年产能截至2012 年底约为150 万吨左右，2013 年上半年能释放50 万吨左右的产能，预计全年总产能将达200 万吨。

二、灭菌原理

环氧乙烷有两类灭菌技术：一类是混合气体灭菌技术，一类是纯百分百环氧乙烷灭菌技术。 过去四十年中一直是混合气体灭菌技术大放异彩，其用“CO2+氟利昂”或是“环氧乙烷+氟利昂”作灭菌剂， 要注意的是，CO2 虽造价不菲但在此并不起灭菌效果，只是单纯作为助燃剂使用；而排放出的氟利昂会在强烈的紫外线的作用下被分解，分解出的氯原子与臭氧反应，会不断破坏臭氧层， 因此2003 年后氟利昂的使用在全球范围内遭到控制。在这种环境下，化学工业的专家学者们通过研发新技术，攻克了纯百分百环氧乙烷灭菌技术在灭菌过程中气体不易燃的难题，这也加快了纯百分百环氧乙烷取代混合气体灭菌技术的步伐。从灭菌效果和要求来看， 纯百分百环氧乙烷因其在灭菌过程中可以有效避免气体泄漏、 保证灭菌顺利完成成为目前较为先进的低温灭菌技术。

环氧乙烷可与微生物中的蛋白质发生非特异性烷基化反应，因而对对微生物的抑制杀灭作用不可小觑，上至芽胞、细菌繁殖体下至病毒、真菌孢子。 液态环境中，环氧乙烷可与微生物中的蛋白质上的基团发生烷基化反应， 置换出大量带有羟乙根的化合物来取代不稳定的氢原子， 这种烷基化反应有效干扰了蛋白质反应基的新陈代谢，如此一来，细菌蛋白质的正常活动与化学反应便无法顺利完成，这便实现了消毒灭菌的目的。 通过相关实验证实，环氧乙烷的灭菌过程具有不可逆性，换而言之，环氧乙烷与消毒剂不同， 它对细菌起到的不是暂时抑制作用而是直接地永久性消除。 通过实验可知，环氧乙烷作为化学灭菌剂中的佼佼者，其灭菌效果是其他同类望尘莫及的。 环氧乙烷除了可与微生物中的蛋白质发生反应外， 对降低活性生物酶的存活力也大有裨益，因此可与DNA、RNA 发生烷基化作用，从而达到灭杀微生物的效果。

三、未来发展

目前，我国医院所使用的环氧乙烷灭菌器多是国外进口的，在这些环氧乙烷灭菌器中，微电脑跟踪系统发挥很大作用。 系统控制设备自动抽真空、调节温度和自动控制灭菌与解毒时间，灭菌结束后设备可以完成自动解毒， 这就保证了环氧乙烷气体的灭菌过程是在高度安全的环境中进行的， 保证了操作人员的人身安全性。 排放到大气中的环氧乙烷会分解为H2O 和CO2，不会污染环境。 但每个硬币都有两面，环氧乙烷对人和物品有一定危险性。

现在医院的低温消毒除了环氧乙烷灭菌器之外， 还有一些其他的方法，例如戊二醛、低温蒸汽甲醛灭菌、过氧化氢等离子灭菌等， 这些方法从某种程度上讲可以弥补环氧乙烷灭菌器的不足。 比如说，在化学消毒灭菌剂的发展史中，具有第三个里程碑意义的戊二醛之所以广泛应用与消毒灭菌是因为其生产原液具有甲醛含量低、无致歧变、无积毒的特点，但其也存在一定缺陷，除具备一定毒性外，其灭菌时间较长且灭菌后需要用水清洗干净；低温蒸汽甲醛灭菌则可在像呼吸机、麻醉机等不耐热的医疗器械中使用，其灭菌范围与环氧乙烷相差无几，虽不易燃、不易爆且比较安全， 但因其成本造价过高加上灭菌器材等因素而导致其不能取代环氧乙烷；常温下，过氧化氢等离子灭菌能快速完成干燥灭菌任务，不用包装且灭菌时间短，一般直接用于消毒灭菌，但穿透力明显落后于环氧乙烷，因而对灭菌器材的管径、长度要求较高。

[1] 周敬思：《环氧乙烷与乙二醇生产》[M] 化学工业出版社，1979

[2]徐燕/孙巍/吴晓松：《环氧乙烷灭菌技术应用与发展》[J]中国消毒学杂志，2013(02)

[3]杨立霞/张如意/董玉如：《环氧乙烷使用中注意的问题》[J]中华医院感染学杂志，2010(16)