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病院等から排出される酸化エチレンの排出状況の検討
樋口 雅人

辰市 祐久

太田 祐嗣＊ 岩崎 好陽（＊都立科学技術大）

要旨

病院等における酸化エチレンガスの排出状況の実態調査を行った。その結果多くの施設から、高濃度の酸化エチレンガスが排出されていることが明らかになった。調査施設の中には最大63,000mg/m3N の濃度で大気中に排出している施設もあった。また水封式ポンプを用いる排気方式では排水経路中から酸化エチレンが再揮散していた。そのためこの方法は酸化エチレンの処理としては適切ではないことが明らかになった。一方、排出ガスの処理装置を導入している病院等において同様に測定を行った結果、排出ガスの処理効率は99％を越えており、処理装置の有効性が確認された。
キーワード：酸化エチレン 滅菌器 排出ガス 排出ガス処理装置

Study on the Discharge Situations of theEthylene Oxide Exhausted from Hospitals
Masato Higuchi, Sukehisa Tatsuichi, Yuji Oota＊, Yoshiharu Iwasaki＊

Tokyo Metropolitan Institute of Technology

SummaryThe actual conditions of ethylene oxide gas in hospitals were investigated, and it was clearly shownthat the maximum concentration of 63,000 mg/m3N was discharged in the atmosphere. Since ethylene oxide had
evaporated again out of the course of drainage, it became clear that stream pump was not suitable asprocessing of ethylene oxide. Furthermore, we measured in the hospital that has introduced the processing
equipment of discharge gas. The exhaust gas was less than the regulation standard, and the validity ofprocessing equipment was checked.
Keyword：ethylene oxide, sterilization machine, exhaust gas, processing equipment

１ はじめに法では健康リスクが高いと考えられる優先取組物質に指病院等において用いられている様々な医療器具は使用定され、そのほかにも労働安全衛生法、PRTR 法、高圧する前に滅菌が行われることで、患者の健康と安全が確ガス保安法などにより規制されている。また東京都でも、保されている。滅菌は高温に耐えられる金属製の器具で

平成13年度に制定された環境確保条例に基づき酸化エチ

あれば水蒸気を用いたオートクレーブ方式により行われレンの排ガス規制を開始した。このように酸化エチレン

るが、内視鏡等の精密機器やプラスチック器具は熱に弱に対しては様々な方面から法規制が行われている。全国

いため、より低温の穏和な条件で滅菌が行える酸化エチ

で滅菌器は数千台の規模で出荷されていると推計されてレンガスを用いる滅菌が一般的である。

いるが、病院等における酸化エチレンの使用実態、およしかしながら、酸化エチレンは急性毒性および慢性毒び排出状況は環境に対する負荷という視点では今までほ性があり、近年発ガン性があることも明らかにされていとんど調査されていなかった。そのため著者らは病院等る｡1) そのため法規制も整備されはじめ、大気汚染防止における酸化エチレンの排出実態を把握するため、排出東京都環境科学研究所年報 2003

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ガス中の酸化エチレン濃度の調査を行った。また酸化エくは屋上に近い階などの比較的高い位置が多い。排気口

チレンの処理装置を設置している病院等において、排出の構造も直径５cm 程度の配管から壁に設置された直径ガスの濃度を測定し、装置の処理効率についても調査し15cm 程度の排気口まで様々であった。カートリッジ式

たので報告する。

ではいずれも独立した配管を用いて排気しているが、ボンベ式では独立した配管だけでなく、医療機器、他の病

２ 病院における滅菌器の使用方法の概要

室等からの排気と併せてダクトから排出している病院も(1) 滅菌工程あった。

滅菌器による滅菌工程は前処理、滅菌、排気、エアレ

排出ガスの採取は排気口の大きさに合わせてホースをーション（通気）の４段階に分けられる。前処理は被滅接続し離れた場所まで誘導し、ホースの途中から挿入し菌物を滅菌器に入れ、滅菌効率の向上のために減圧・加たテフロンチューブからポリエチレンバッグに採取を一温（40〜60℃）・加湿が行われる。滅菌は酸化エチレン定の時間（５分）ごとに行った。酸化エチレンの排出はガスを注入し、数時間かけて行われるが、排気は30分か連続炭化水素計（島津 HCM‑1B）により確認した。

ら１時間ほどかけて行われる。この際に高濃度の酸化エまたボンベ式の滅菌器では、水封式ポンプより排水がチレンが放出される。この後エアレーションによって被発生し、雑排水槽・汚水ますに排水が流入するため、流滅菌物に酸化エチレンの残留することがないように空気路が確認できたものについては雑排水層等の上部ガスをを通気させ、酸化エチレンを除去する。

簡易ポンプによりポリエステル袋に採取した。
現場で試料を適当な濃度に希釈し、注射器により適量(2) 病院における滅菌サイクル
各病院における一日の滅菌サイクルは様々であるが、をとり捕集管（臭化水素酸に含浸させ乾燥させたグラフ

一般的には朝、被滅菌物を滅菌器にセットし半日程度でァイトカーボン系吸着剤を充填した捕集管（ORBO‑78

滅菌が終了し、その後10数時間かけてエアレーションをSPELCO 製））に吸着させ、実験室に持ち帰った。希釈は行っている。しかし、病院によっては排気が終了した時大気をもちいて注射器によって行った。

点で被滅菌物をエアレーション専用の機器に移し、滅菌捕集管は環境庁のマニュアル2)に従い、トルエン/ア器はその後次の滅菌処理を行う場合もある。

セトニトリル（１：１）で抽出し、ガスクロマトグラフ(3) 滅菌器の種類

質量分析計（GC/MS）によって分析した。GC/MS の条件

酸化エチレン滅菌器は各メーカーにより開発されていを表１に示した。

るが大きくわけて２種類に分類でき、高濃度（酸化エチ

表１ GC/MS 条件

レン98％〜100％）のカートリッジを用いるタイプ（カートリッジ方式）と、低濃度（酸化エチレン20〜30％）GC/MS
分析カラムの炭酸ガス混合ボンベを用いるタイプ（ボンベ方式）がある。カートリッジ方式の滅菌はカートリッジを滅菌器キャリアーガス昇温条件にセットして用い、高濃度であるため大気圧以下で短時間（２〜３時間）で滅菌が終了する。排気は圧縮空気に

インターフェイス温度
検出モード

島津 QP‑5000
Polyethyleneglycol (DB‑WAX)
内径 0.25 mm 長さ 60 m
He
40 ℃（１分間保持）→ 200 ℃（10 ℃/min）
200 ℃
SIM 検出法

より連続的に行われ、大気に直接放出している。ボンベ式は２気圧程度で４〜６時間かけて滅菌を行い、排気は４ 結果および考察

断続的（水封式ポンプにより排気、外気取り入れを繰り(1) 病院等における酸化エチレンの排出濃度返す）に行われ、酸化エチレンガスの外部放出は大気・各病院等における排出ガスの酸化エチレンの最大濃度、およびボンベ式で排水経路が特定できた病院においては下水の両方または下水のみである。

汚水ます、または雑排水槽等の上部ガス中の酸化エチレンの最大濃度を表２に示す。ＣおよびＥ病院においては３ 試料の採取10ヶ所の病院等において測定を行った。酸化エチレン
ガスの排気口の位置は病院等により異なるが、屋上もし排水の経路が特定できなかったため、測定は行っていない。

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酸化エチレンガス濃度は最大で63,000mg/m3N となった。

部屋や器具と共通のダクトになっている場合は最大濃度

カートリッジ式ではほぼ100%の酸化エチレンガスが圧縮が大きく低下していた（Ｅ病院）。

空気により追い出されるため最大濃度は30,000〜60,000(2) 排出開始からの時間経過と濃度の関係

3Nmg/m と高濃度となり、また独立した配管であるため滅Ｃ病院におけるカートリッジ式およびボンベ式の排出菌器以外の排出ガス等による影響は少ないと考えられる開始からの時間と濃度の変化について表３，表４および（Ａ〜Ｃ病院）。一方、ボンベ式では水との接触の状況炭化水素計により連続で記録したチャートを図１，図２により酸化エチレンガスが排出ガスと排水にどのようなに示した。
カートリッジ式・ボンベ式はともに排出開始後10分以割合で分配するかにより酸化エチレン濃度が大きく変化3Nしている。そのため10〜63,000mg/m と病院により最大内に酸化エチレン濃度のピークがあり、その後30分程度濃度の幅が広い（Ｃ〜Ｈ病院）。排出ガス濃度と排水上で濃度が低下しているのが分かる。しかしながら初期濃部ガス中の濃度の関係は相関が見られず、構造の相違等度の高いカートリッジ式は30 分近く経過した後もによる影響を受けやすいと考えられる。また配管が他の3,000mg/m3N 以上の高濃度となっていた。

表２ 酸化エチレンの排出濃度
排出ガス中最大濃度 (mg/m3N)

病院等

排水の上部中最大濃度(mg/m3N)

滅菌器の種類

排出ガス処理装置

A 病院

42,000−

カートリッジ式

なし

B 病院

36,00060,0001,700−−
経路が特定できず

カートリッジ式
カートリッジ式
ボンベ式なし
なし
なし

C 病院
D 病院

5,400E 病院

89

1,600

ボンベ式なし経路が特定できずボンベ式なし

F 病院

63,0008,700

ボンベ式なしG 病院

102,200

ボンベ式なしH 病院−770

ボンベ式なし

Ｉ病院

12.6

−

カートリッジ式

触媒燃焼方式Ｊ社

3.2−

カートリッジ式

薬液洗浄方式

表３ カートリッジ式滅菌器の排出ガス中の酸化エチレン濃度 （Ｃ病院）

表４ ボンベ式滅菌器からの排出ガス中の酸化エチレン濃度 （Ｃ病院）

酸化エチレン濃度(mg/m3N)

酸化エチレン濃度(mg/m3N)

排出開始からの時間① 0 分 〜 1 分② 2 分 〜 3 分③ 6 分 〜 7 分④ 10 分 〜 11 分
⑤ 15 分 〜 16 分
⑥ 25 分 〜 26 分

排出開始からの時間① 0 分 〜 5 分② 5 分 〜 10 分
③ 10 分 〜 15 分
④ 15 分 〜 20 分
⑤ 25 分 〜 30 分

60000
50000
27000
18000
7700
3700

-5-505101520253035（分)図１ カートリッジ式滅菌器の排出ガス中の連続炭化水素計 チャート

0511001700
1000640450

10 15 20 25 30 35 40（分)
図２ ボンベ式滅菌器の排出ガス中の連続炭化水素計 チャート

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−23−で導入されているものと推測され、除去効率は99％以上(3) ボンベ式滅菌器における排水への影響
Ｆ病院におけるボンベ式滅菌器における排出ガスと排確保されていると考えられる。触媒燃焼では急激な酸化水の上部ガスの酸化エチレン濃度の時間経過について表

エチレンの流入は触媒温度の上昇を招くため、この処理

５，表６に示す。酸化エチレンは水に対し任意で溶解し、装置では弁の開閉により流量を制御している。そのため水と反応するとエチレングリコールになる。そのためボ

図３の①の時間では濃度の変動が見られる。その後、流ンベ式では水封式ポンプは減圧、排気以外に水と接触さ入濃度が低下すると制御をはずし処理を行うため、処理せることで酸化エチレンガスを処理する機能をもちうる後の濃度が一時的に上昇している（図３の②）。と考えられていた。しかしながら実際には水との接触により溶解したのち、水と反応する前に再揮散していると考えられる。そのため排水の上部ガス中で短時間ではあるが8,700mg/m3N と高濃度の酸化エチレンが認められた（表５、表６）。

表５ ボンベ式滅菌器からの排出ガス中の酸化エチレン濃度 （Ｆ病院）

排出開始からの時間①②

酸化エチレン濃度(mg/m3 N)

1 分 〜 6 分
6 分 〜 11 分

3300
63000

③ 11 分 〜 16 分
④ 16 分 〜 21 分

22000
6800

⑤ 21 分 〜 26 分
⑥ 26 分 〜 31 分

4400
4000

表７ 触媒燃焼方式処理装置による処理後の酸化エチレン濃度 （Ｉ病院）
酸化エチレン濃度(mg/m3N)

排出開始からの時間① 4 分 〜 9 分② 14 分 〜 19 分
③ 24 分 〜 29 分
④ 34 分 〜 39 分
⑤ 44 分 〜 49 分
①010②207.3
11.0
2.012.6
6.3③④⑤3040506070

図３ 触媒燃焼方式処理装置による処理後の連続炭化水素計チャート(分)

表６ ボンベ式滅菌器からの排水の上部ガス中の酸化エチレン （Ｆ病院）

排出開始からの時間

酸化エチレン濃度(mg/m3 N)①②0 分 〜
3 分 〜

2 分
6 分

8700
3000

③④6 分 〜 7 分
9 分 〜 11 分

1200
400

⑤ 12 分 〜 13 分

180

表８ 薬液洗浄方式処理装置による処理前の酸化エチレン濃度 (J（Ｊ病院）社)

排出開始からの時間(4) 酸化エチレン処理装置の性能
酸化エチレンの処理装置を設置しているＩ病院，Ｊ社
等において排出ガスの濃度を測定し、処理効率についても調査した。結果を表７〜９に示す。いずれも滅菌器は①1 分 〜4 分

1100②③4 分 〜 7 分
7 分 〜 12 分

2400
1900

④ 12 分 〜 16 分

1700

⑤ 16 分 〜 21 分
⑥ 21 分 〜 26 分

1200
1100

表９ 薬液洗浄方式処理装置による処理後の社)
酸化エチレン濃度 (J（Ｊ病院）

カートリッジ方式であるが、酸化エチレンの処理方法はＩ病院は触媒燃焼、J 社では硫酸性水溶液による薬液洗浄方式であった。いずれも排出ガスは20mg/m3N 以下と無処理の場合を大幅に下回り、処理が十分に行われていることがわかる。I 病院では配管の構造上処理装置の入口濃度を測定することができなかったが、カートリッジ方

酸化エチレン濃度(mg/m3 N)

排出開始からの時間①②

酸化エチレン濃度(mg/m3 N)

0 分 〜 5 分
5 分 〜 10 分3.22.6③ 10 分 〜 15 分
④ 15 分 〜 20 分
⑤ 20 分 〜 25 分

1.00.70.5式であることから処理装置には30,000mg/m3N 以上の濃度

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今回の測定時は２台の滅菌器が稼働していたが、同時に排気が開始しないように処理装置から制御が行われ、２台目の排気を遅らせている（図３の④、⑤）。また薬液洗浄方式を用いるＪ社でも除去効率は99％以上となっており、有効性が認められる。このＪ社では水封式ポンプからの排水を酸化エチレンガスとともに水タンクに移し、曝気により徐々に揮散させることで急激な濃度変化を押さえている。

５ まとめ
病院等の滅菌器において用いられている酸化エチレンの排出ガス実態について測定を行った結果以下のような点が明らかになった。
１）排出ガス中の濃度は最大 63,000mg/m3N であった。
２）水封式ポンプでは再揮散により排水経路中から酸化エチレンが検出された。
３）排出ガス処理装置の処理効率は 99%を越えており、処理装置の有効性が確認された。

６ おわりに
現在、酸化エチレンガスを用いる滅菌器は病院や滅菌専門業だけではなく、警察や消防などでも使用されている。これらは100L 以上の中・大型な機器よりも20〜50L程度の小型滅菌器数の方がはるかに多く、また排出ガスに対する対策はほとんど取られていないのが現状である。
今回の調査で排出ガス処理装置の有効性が確認されたことからも技術的には十分に対応可能であり、今後の処理装置の普及が期待される。

参考文献
1)

ACGIH:DocumentationofEthylene

Oxide

ICSC:ICSC(International Chemical SafetyCards)
2) 環境庁 有害大気汚染物質測定方法マニュアル（酸化エチレン）

東京都環境科学研究所年報 2003