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酸化エチレンガス処理技術実証試験（環境省環境技術実証モデル事業）
樋口要

雅人

辰市

祐久

旨

環境省の「環境技術実証モデル事業（酸化エチレン処理技術分野）」に実証機関として参加し、酸化エチレンガス処理装置について公募を行った。６社について実証試験を行った結果、いずれの装置も滅菌器シミ
ュレータから排出される酸化エチレンを数ppm以下まで低減させることができ、処理効率は99%以上あった。

キーワード：酸化エチレン

実証試験

環境技術実証モデル事業

酸化エチレンガス処理技術

Verification test of Ethylene Oxide Treatment Technologies(The Pilot Project of the Environmental Technology Verification of Japan)
HIGUCHI Masato, TASUICHI Sukehisa

Summary
We participated in "The Pilot Project of the Environmental Technology Verification of Japan(Ethylene Oxide Treatment Technologies)" of the Ministry of Environment as a VerificationOrganization. The Verification test was performed about six companies. Consequently, any equipment was able to reduce the ethylene oxide concentration discharged from a sterilization machine
to several ppm or less, and there were 99% or more of processing efficiency.
Key word：ethylene oxide, verification test, Ethylene Oxide Treatment Technologies

１

デル事業」を開始した。本モデル事業では、既に実用はじめに東京都では、環境確保条例において先駆的に酸化エ段階にありながら普及していない環境技術（処理装置）チレンガスの規制を開始しているが、このガスを使用について、第三者機関が客観的に環境保全効果についしている都内病院について研究所が環境局環境改善部て実証することでユーザーが安心して導入でき、環境と調査を行った結果、排出ガス濃度が規制値である保全が図られることを目的としている。環境省は1590 mg/m 3N（約46ppm）を大きく上回る病院も存

年度の実証対象技術分野として酸化エチレン処理技術在するなど、対策が不十分である実態が明らかになっ分野等３分野を選定した。

た。 1)しかしながらその調査時点では排ガス処理装置

酸化エチレンガス処理装置の技術実証は東京都としは設置に一千万円以上かかるなど高価であり、事業者ても処理装置の普及に有益であることから、環境技術としても容易に導入できる状況にはなかった。

実証モデル事業（酸化エチレン処理技術分野）に実証

一方、環境省は平成15年度より「環境技術実証モ機関として参加することにし、処理装置の公募を行っ

東京都環境科学研究所年報 2004─ 75 ─た。実証試験を行ったのは６社の装置で、うち５社がまで減圧触媒燃焼方式、１社が薬液洗浄方式を採用している。

エアレーション：ポンプによる-70kPaまで減圧と±０kPaまでの外気給気を５回繰り返す。

２

実証試験方法(1)

実証対象技術実証試験を以下の６社６技術について行った。
表１

実証対象機器一覧

図１

シミュレータ内圧変動パターン（パターンＡ）

・パターンＢ試験
想定滅菌器：カートリッジ式酸化エチレン滅菌器
使用ガス濃度：95%
(2)

試験条件

シミュレータ内圧変動パターン

実証試験は、空気により希釈した酸化エチレンガス

給ガス・滅菌：-80kPaの状態のシミュレータにを一定流量で１時間実証対象機器に導入する標準酸化ボンベより給気し、-15kPaまで加圧エチレンガス処理試験（標準ガス試験）と、実際の滅排ガス：エアーエジェクターまたは申請者の用意菌器からの排出パターンを再現するシミュレータによしたポンプにより-80kPaまで減圧り調製されたガスを実証対象機器に導入する酸化エチ

給気：-15kPaまで外気を給気

レン滅菌器シミュレータ排ガス処理試験（パターン試

エアレ ー シ ョ ン ： 外 気 給 気 と 排 気 を 同 時 に 行験）の２つの方法により行った。パターン試験は使用状況におけるガス濃度の違いを再現するため、パターい、-15kPaに保つ（60分）。
(3)

実証試験項目ンＡとパターンＢの２種類の条件を用意した。いずれ実証対象機器の導入部（入口）および排出部（出口）のパターンに対しても、処理装置の容量に合わせて、における酸化エチレンガス濃度、流量、温度を測定しシミュレータの容量は約50Lまたは150Lに変更する

た（図２）。これらから酸化エチレンガス総量、処理ことが可能である。

率を算出した。

各試験条件等を以下に示す。

酸化エチレン濃度は入口側が全炭化水素計、出口側が固相捕集−溶媒抽出−GC-MS法2)により測定した。

・標準ガス試験
酸化エチレンガスの濃度及び流量を、実証対象機器

流量は入口側がシミュレータ内の圧力の変動値よりの最大処理量が測定できるように、実証試験申請者が算出、出口側は熱線風速計値より算出した。

設定する。

温度はいずれもK熱電対により測定した。
この他にも環境負荷項目として二次生成物、消費電・パターンＡ試験
想定滅菌器：ボンベ式酸化エチレン滅菌器

力等使用資源量等についても実証試験項目として測定

使用ガス濃度：20%した。
処理率は入口側酸化エチレンガス総量に対する出口

シミュレータ内圧変動パターン（図１）
給ガス・滅菌：-70kPaの状態のシミュレータに側酸化エチレンガス総量より求めた。

ボンベより給気し、＋100kPaまで加圧
排ガス：申請者の用意したポンプにより-70kPa
東京都環境科学研究所年報 2004─ 76 ─

図４
図２

実証試験

３

実証対象機器概要(3)

ムラキ株式会社

モデル図

実証対象機器イメージ図（日本触媒）
表３

実証試験条件（日本触媒）

処理方式：触媒燃焼方式
装置概要：酸化エチレンガスを触媒により二酸化炭素と水に分解する。初期の排ガス中の高濃度酸化エチ(3)

エア・ウォーター株式会社

レンガスを装置内のエアタンクで平準化し、希釈しな処理方式：触媒燃焼方式

がら触媒槽に導入し処理する。処理後の排ガスは熱交装置概要：酸化エチレンガスを触媒により二酸化炭素と水に分解する。触媒槽の前段で酸化エチレンを活換器により排熱回収を行う。
省エネモードにより低濃度時は希釈をせずに触媒層性炭に吸着し、同時に滅菌器からの流入ガスで少しずを通気させることができるため、ランニングコストをつ脱着を行う。脱着された酸化エチレンガスを空気で削減が可能である（図３）。

希釈し、触媒槽に導入・処理する。処理後の排ガスは熱交換器により排熱回収を行う（図５）。

試験条件を表２に示す。

試験条件を表４に示す。

図３

実証対象機器イメージ図（ムラキ）
表２(2)

図５

実証試験条件（ムラキ）

実証対象機器イメージ図（エア・ウォーター）表４(4)

株式会社 日本触媒

実証試験条件（エア・ウォーター）株式会社

三浦プロテック

処理方式：触媒燃焼方式

処理方式：触媒燃焼方式

装置概要：酸化エチレンガスを触媒により二酸化炭

装置概要：酸化エチレンガスを触媒により二酸化炭素と水に分解する。滅菌器からの排出ガスを空気で希素と水に分解する。滅菌器からの排出ガスを空気で希釈し、触媒槽に導入・処理する。処理後のガスはさら釈し、触媒槽に導入・処理する。処理後のガスはさらに空気で希釈・冷却を行い排出する（図４）。に空気で希釈・冷却を行い排出する（図６）。

試験条件を表３に示す。

試験条件を表５に示す。
東京都環境科学研究所年報 2004─ 77 ─図６

実証対象機器イメージ図（三浦プロテック）
表５

図８

実証試験条件（三浦プロテック）

実証対象機器イメージ図（パックス）
表７(5)

実証試験条件（パックス）

３Mヘルスケア株式会社

処理方式：触媒燃焼方式

４

結果および考察

装置概要：酸化エチレンガスを触媒により二酸化炭(1)

ムラキ株式会社

素と水に分解する。滅菌器からの排出ガスを空気で希測定結果を以下に示す（表８）。

釈し、触媒槽に導入・処理する（図７）。
表８

試験条件を表５に示す。

標準ガス試験

パターンＡ試験
図７

実証対象機器イメージ図（３Ｍヘルスケア）
表６

実証試験条件（３Ｍヘルスケア）

パターンＢ試験

(6)

株式会社

パックス

処理方式：薬液洗浄方式
装置概要：専用の薬液を使用し、酸化エチレンを加水分解反応によりエチレングリコールにすることで薬液中に保持する。熱源が無いため、爆発等の危険性が低いのが特徴である（図８）。

処理装置の排出ガスはいずれの試験条件でも平均１試験条件を表７に示す。

ppm以下となり、十分に処理が行われていた。熱交換器を用いているため消費電力および排熱温度は低く抑えられていた。特に排熱は40℃以下であるため、断熱配管等が必要ないため、配管工事への制限は少な
東京都環境科学研究所年報 2004─ 78 ─パターンＢ試験

いと考えられる。
(2)

株式会社

日本触媒

測定結果を以下に示す（表９）。
表９標準ガス試験

処理装置の排出ガスは１ppmを下回る値であり、特にパターン試験においてはいずれも0.01ppm程度と低い値となった。本装置では活性炭を使用しているパターンA試験ため装置内に酸化エチレンの残留が懸念された。そのため、標準ガス試験において試験後、標準ガスを停止し空気のみを流した状態で排出ガスの濃度を測定した。その結果、試験時の平均濃度は0.29ppmだったのに対し、標準ガス停止後は0.03ppmと減少しているため残留の影響は少ないと考えられる。
(4)

処理装置の排出ガスは標準ガス試験では３ppm程株式会社 三浦プロテック

測定結果を以下に示す（表11）。

度となったが、実際に滅菌器に接続する状況を模した
表11パターンＡ試験においては１ppm以下とより低くな

標準ガス試験っている。いずれにせよ都条例の規制値である90mg/m3（約46ppm）を下回っており、処理が有効であることが判った。
(3)

エア・ウォーター株式会社

測定結果を以下に示す（表10）。
パターンＢ試験
表10

標準ガス試験

パターンＡ試験処理装置の排出ガスはいずれの試験も１ppm以下となった。排出ガスは熱交換を行っていないため100℃前後と高温であるが、実際に病院等に設置する際には断熱配管工事を行うため、操作者が直接触れるような危険性は少ないと思われる。
(5)

３Mヘルスケア株式会社

測定結果を以下に示す（表12）。

東京都環境科学研究所年報 2004─ 79 ─表12

標準ガス試験

め、温度は低く、また希釈を行う必要がないため流量が少ない。本装置では薬液槽内部への酸化エチレンの残留が懸念された。標準ガス試験において試験後、標準ガスを停止し空気のみを流した状態で排出ガスの濃度を測定した。その結果、試験時の平均濃度は0.96ppmだったのに対し、標準ガス停止後はパターンＢ試験1.62ppmと濃度の上昇がみられた。しかしながら実際に滅菌器に接続する状況を模したパターンＡ試験においては0.08ppmであることから通常の使用条件であれば残留・再揮散の可能性は低く、都条例の規制値である90mg/m3（約46ppm）を下回る処理が可能であることが判った。

処理装置の排出ガスはいずれの試験も１ppm以下５まとめとなった。排出ガスは熱交換を行っていないため６社について実証試験を行った結果、いずれの装置100℃前後と高温であるが、実際に病院等に設置するも滅菌器シミュレータから排出される酸化エチレンを際には断熱配管工事を行うため、操作者が直接触れる数ppm以下まで低減させることができ、処理効率はような危険性は少ないと思われる。

99%以上あった。今回の試験条件下では十分に都条例(6)の規制値を下回る濃度まで酸化エチレンガスを処理す

株式会社

パックス

測定結果を以下に示す（表13）。

ることが可能であることが実証された。今後は本実証試験結果が病院等のユーザーが購入の際に参考とな

表13

標準ガス試験

り、処理装置の普及が促進されることが望まれる。
本実証試験は環境省の平成15年度環境技術実証モデル事業（酸化エチレンガス処理技術分野）に基づき行われた。詳細な内容については平成15年度環境技術実証モデル事業（酸化エチレンガス処理技術分野）
結果報告書（環境省

パターンＡ試験

平成16年３月）に記載されている。

引用文献
１）樋口ら：病院等から排出される酸化エチレンの排出状況に検討、東京都環境科学研究所年報，pp.2024(2003)
パターンＢ試験２）「有害大気汚染物質測定方法マニュアル（酸化エチレン）」（環境庁大気保全局大気規制課
年３月）

処理装置の排出ガスはいずれの試験も１ppm以下となった。排気はヒータ等の熱源を使用していないた
東京都環境科学研究所年報 2004

平成11