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环氧乙烷的危害及医院消毒工作中的安全防护

发布时间 2015-08-24

【摘要】  本文从环氧乙烷(EO)的理化特点、毒性、工作场所空气EO浓度限量和医院消毒的EO暴露风险与防范等方面论述了EO的危害与防护。提出正确安装EO灭菌器,合理布局消毒室,加强个人防护是防止意外和中毒发生的有效措施。

【关键词】  环氧乙烷 毒性 防护 综述文献

   环氧乙烷(ethylene oxide,EO)是一种消毒灭菌效果较好的低温化学消毒剂,常温下穿透作用良好。由于EO对畏热、畏湿和畏压的医疗器械和医疗卫生用品无损害,从20世纪50年代起就开始用于医院消毒。目前,发达国家EO灭菌已占灭菌总量的52.2%。在我国一些大中城市的医疗单位采用EO灭菌还只是近十几年的事,较多EO灭菌操作人员没有经过消毒管理部门的专业培训,没有接受系统的EO特性与危害教育,只是通过设备供应者的操作示范或“师傅带徒弟”的口授后上岗。同时,因管理人员缺乏EO相关知识和防护意识,导致多数EO消毒室没有配备防护设备和劳保用品,操作人员可能长期暴露在低浓度EO环境和慢性接触[12]。由于操作人员不熟悉EO的性质和危害,不是盲目恐惧,就是无知无畏,一旦出现EO泄漏、中毒和火灾等重大事故就会束手无策。本文试图从EO的毒性特点入手,针对医院EO消毒可能存在的暴露风险环节来探讨防范措施,以供临床工作者参考。

    1  EO的理化特点

EO又叫氧化乙烯、恶烷,为一种最简单的环醚,化学文摘服务索引号(chemical abstract services,CAS)为75218。低温时为无色易流动液体,沸点10.4℃,在该温度以上为无色气体。EO液体在室温下易挥发,有醚味,可测气味浓度为900.00~1 260.00 mg/m3。相对水的密度为0.87,密度比水轻;相对空气密度为1.52,比空气重,会沉积于地表面上,能在较低处扩散到相当远的地方。自燃点为429℃,爆炸浓度极限为3.0%~100%。EO性质非常活泼,能溶于乙醇和乙醚等有机溶剂和油脂。EO蒸气能与空气形成爆炸性混合物,遇明火有燃烧的危险;若高热可发生剧烈分解,引起容器破裂或爆炸事故。燃烧分解产物为CO、CO2。遇热或受污染时,EO可开环聚合,造成排气口阻塞,引起爆炸。

    2  EO毒性

    2.1  动物毒理试验资料

    2.1.1  急、慢性毒性:动物实验表明,对鼠进行EO吸入试验,其平均体重明显降低、死亡率增加。且鼠骨骼肌萎缩和肌纤维变性;暴露动物还有新生物形成[3]。还有研究发现,EO使小鼠血清IgG的含量升高,可能是刺激机体产生保护反应;而EO在高剂量时则使IgE 的含量降低,可能是抑制了免疫系统[4]。

    2.1.2  三致作用及生殖毒性:小鼠每天吸入EO 2 h,连续5 d,其骨髓染色体的畸变率增加,染色体畸变随着浓度的增加而加剧[5]。还有研究表明,EO具有遗传毒性[6],并能形成血红蛋白加成物,影响姊妹染色体交换[7]。EO对鼠的肝、肾和睾丸等组织的血红蛋白基因有损伤作用,且随染毒时间延长,损伤程度加重[8]。EO是DNA损伤剂,抑制睾丸DNA合成。连续14周吸入EO后鼠精子畸形率增加,并且对动物产生蓄积毒性[9]。钟先玖等[10]系列研究发现,亚慢性吸入低浓度EO降低雄鼠生殖功能,产生显性致死、致突变作用。较高浓度时能影响精子形成,引起睾丸萎缩、雄鼠性功能低下和不育。病理组织学检查发现大鼠睾丸的损伤是进行性和不可逆的。雌性小鼠在交配后短时期暴露于EO,可导致畸胎。胎鼠肝微核试验发现EO的水溶性化合物能通过胎盘屏障转移到胎鼠,对胎肝造血干细胞染色体有损伤作用。

    2.2  人群流行病学资料

    2.2.1  急性中毒与局部刺激:EO是一种中枢神经抑制剂、刺激剂和原浆毒物。EO急性中毒后主要损害呼吸系统和中枢神经系统。低浓度时对眼、呼吸道和肺有强烈刺激作用,高浓度对中枢神经有抑制作用,全身中毒主要为中枢神经损害。可出现不同程度的肺、肾损害,后肢迟发性、可逆性无力和麻痹。人吸入的最低中毒浓度(TCLo)为22 500.00 mg/m3×10 s和 TCLo为900.00 mg/m3×2 min(女性);吸入450.00 mg/m3×60 min发生严重中毒,吸入180.00 mg/m3会出现有害症状,吸入>18.00 mg/m3也不安全。接触大量EO气体后呼出气有特殊的甜味,迅速出现眼和上呼吸道刺激症状,并有剧烈头痛、嗅味觉消失、恶心、频繁呕吐、四肢无力、共济失调。重者呼吸困难、发绀、肺水肿、肌肉颤动、意识模糊甚至昏迷、死亡。尚可见心肌损害、肝功能异常。EO蒸气一般对皮肤不产生刺激,但EO极易溶于水,因此接触部位沾水或出汗时可能发生严重皮炎。1%  EO作用人皮肤7 s产生皮肤刺激。EO液体沾染皮肤时由于蒸发会引起冻伤或灼伤,以40%~60%溶液损害最大。皮肤接触后先有刺痛和冷感,随后红肿、起泡,愈后可留有黑棕色色素。反复皮肤接触可产生致敏反应。

    2.2.2  神经系统损害与慢性毒性:人长期暴露低浓度EO会引起神经衰弱综合征和植物神经功能紊乱,对呼吸道有刺激作用,致支气管感染和贫血。Katsuya等[11]发现66个消毒部门的148名使用或暴露EO者出现腹泻、头痛、迟钝、喉咙痛和眼睛刺激等症状。Klees等[12]指出,接触EO平均6.13年的22名医院消毒人员,发生感觉能力受损和功能紊乱。司荣彪等[13]报道,96名男性接触者平均工龄11.2年,车间EO平均浓度为8.00 mg/m3,出现肌无力及周围神经损害较明显。Estrin等[14]发现,使用12%EO和88%氟利昂混合气体平均5年时间,暴露工人双侧踝反射降低,手指伸出速度明显减慢,空间和想象能力减弱。孙丽丽等[15]报道,在EO浓度为4. 80 mg/m3和460 mg/m3的环境下,52名工人出现神经衰弱症候群、流泪、咽痛、食欲不振、乏力、肢体麻木等症状,轻度外周神经损伤率增加,跟腱反射、膝反射减退, 慢性咽炎、鼻炎、面部痤疮、脱发、肺纹理增多等体征显著增多。罗文海等[4]还报道在车间空气EO浓度为0. 088 μg/L,接触者血清IgG和IgM含量略升高。Deschamps等[16]对6所医院55名平均410岁的EO消毒人员的研究发现,暴露使白内障发生增加。

    2.2.3  致癌作用:Schulte等[17]对6所美国医院和1所墨西哥医院的68名女性工作人员研究,按8 h加权平均0.14 mg/m3和0.31 mg/m3的暴露量分为低、高暴露组。高暴露组血球容积和血红蛋白较低暴露组显著降低,并且淋巴细胞显著增加,嗜中性粒细胞显著减少。许多调查和研究,特别是近几十年英国的职业暴露研究都表明,EO引起人类各种癌的可能性很低。如Hagmar等[18]对2个生产一次性医疗用品工厂的2 170名暴露EO工人进行前瞻性研究,没有发现癌发生率增加,也没有观察到白血病。Coggon等[19]对在化工厂和医院消毒室肯定和可能暴露EO的2 876位男、女性人员进行了13年前瞻性研究,结果暴露者的死亡率、各类肿瘤、癌症(胃癌、乳癌、白血病、非霍奇金淋巴瘤)和全国人群预期死亡率接近甚至低些。

    2.2.4  生殖毒性:EO暴露与自然流产有关。Hemminki等[20]研究发现,芬兰医院中从事EO消毒的护士自然流产增加。在医院中从事EO消毒工作的545名怀孕妇女的自然流产调查结果示,怀孕期间接触EO的妇女自然流产率是未接触孕妇的3倍[21]。此外,研究者应对男性接触EO后引起对后代致畸或不育症的潜在可能性给予关注。

    3  工作场所空气中的EO浓度限量

美国劳工部职业安全卫生管理局(OSHA)规定8 h的时间加权平均容许浓度(TWA)应<1.80 mg/m3,在15 min内抽样测试应<9.00 mg/m3[22]。美国国家职业安全与健康学会(NIOSH)推荐的EO暴露限值(REL)为8 h TWA 0.18 mg/m3,在10 min内抽样测试应<9.00 mg/m3,健康立即危害浓度(IDLH)为1 440.00 mg/m3。我国《车间空气中EO卫生标准GB1172189》规定车间空气中EO最高容许浓度为2.00 mg/m3。我国卫生部《消毒技术规范》规定工作环境中应有良好的通风。在每日8 h工作中,EO灭菌环境中空气中的浓度应<1.82 mg/m3,15 min工作中暴露浓度不超过9.10 mg/m3。

    4  医院消毒的EO暴露风险

    4.1  通风不良,违反操作规程消毒工作间通风不良,没有用水将环境空气中的EO消除,消毒后没有让消毒物品解吸就提前进入下一操作工序,或者为了赶生产进度违规更改操作流程易引起工作人员EO中毒。

    4.2  意外事故泄露贮存EO气瓶(罐)是毒源,任何容器破损都会造成EO泄漏和环境污染。钢瓶平卧放置、震动、碰撞都容易造成泄露。一般容器泄露的量会较大,除了EO直接毒性,高浓度的EO蒸气还能与空气形成混合物,遇热源和明火时燃烧、爆炸。EO遇高热时能发生剧烈分解,引起容器破裂或爆炸。接触碱金属、氢氧化物或高活性催化剂(如铁、锡和铝的无水氯化物及铁和铝的氧化物)可大量放热引起爆炸。EO消毒设备发生意外事故和操作人员不按程序操作都会引起EO泄露,造成重大中毒和环境污染事故。

    4.3  装载EO容器和消毒设备弥散医用EO气瓶采用的是独立包装一次性使用的密闭铝罐,一般不会泄露。设备正常运行过程中会有少量EO扩散到周围环境,但浓度应在国家标准规定范围内。邵为民等[23]采用EO浓度监测仪对3M公司的EO消毒器周围及工作区内EO浓度监测的浓度为0.02 mg/m3。

    4.4  消毒物品EO残留解吸消毒物品在EO残留解吸过程中会释放出EO气体,造成工作环境污染。但有关这方面的资料和数据目前尚未见报道。

    5  预防中毒措施

    5.1  合理布局与正确安装设备由于EO灭菌器运作和开启时存在泄露风险,EO 灭菌器安装必须合理布局,安放在通风良好,有一定空间,远离火源和主要通道的地方。灭菌器各侧(包含上方)应预留51 cm的空间便于维修及定期保养。EO灭菌器应安装专门的排气管道, 接口连接采用高压接头。排气口呈负压,保证EO 气体不会回流至工作环境。工作间应装配通风设备加速室内空气更换,要求空气交换>10次/h,并保证进入室内的空气确实流经EO灭菌锅后再排出室外,不留死角。工作场所的休息室、储存室灭菌锅和气瓶(气罐贮存处)有效隔离是防止中毒的有效措施。

    5.2  专业培训与正确使用维护设备对EO消毒操作人员进行专业知识和紧急事故处理的培训,掌握灭菌设备和EO的性能和使用方法。EO消毒场所内要设置禁火标记,所有工具应不产生火花,机械设备应良好接地。EO室操作人员应穿棉工作服,不得穿化纤料工作服和带钉的鞋。严格按照国家有关易燃易爆物品要求做好EO的管理,将EO存放在阴凉(低于40℃)、通风、无火源、无转动之马达和电开关处,避免阳光直射及高温源。钢瓶存放时固定站立,避免猛放、平躺或震动。EO铝罐与安瓿不能存放于电冰箱中。EO灭菌器使用时必须保持完好状态(尤其电控柜和气密性),严格按程序操作,灭菌过程中绝不可开门。如灭菌过程中,电力中断应保持原状态,当电力恢复后,再重新开启灭菌器。应根据设备保养要求定期对EO 灭菌设备进行清洁、检修和调试。使用EO的场所,必须配有相应通风、防火、防爆、防毒、监测、报警、降温、避雷、防静电、隔离操作等消防安全设施。配备EO气体外泄的检测手段,采用如德国Drager公司的一次性EO检气管(灵敏度0.72~9.10 mg/m3)进行现场检测。采用浸有酚酞饱和硫代硫酸钠溶液的滤纸对灭菌器及管路的缝隙处进行测漏,滤纸片变为红色则表明有EO泄漏。

    5.3  个人防护

    5.3.1  避免吸入过量EO蒸气:更换气罐或搬运时,操作人员应轻拿轻放,勿猛烈碰撞。佩戴眼罩、胶皮手套、口罩或防毒面具。在消毒袋外打开安瓿时,事先将安瓿放在冰浴中10~20 min。吸取或分装液态EO时,须先将容器用冰水冷却,操作人员应戴防毒口罩。若不慎将液体落于皮肤黏膜上必须立即用水冲洗。在保证灭菌效果的前提下尽可能减少EO用量,并用加热、通风、驱药设施;灭菌通气结束后,开门后不要立即取物,在通风环境中开门取物。取物时操作者最好带防毒面具和防护手套。工作毕,沐浴更衣。对职业性接触者应定期进行体检。

    5.3.2  意外泄露的现场防护:发生意外泄露时,应按照暴露EO气体浓度选择防护设备。气体浓度1 440.00 mg/m3以上区域或未知浓度状况下,采用的防护衣具包括气密式连身防护衣,正压全面式自携式空气呼吸器(置于防护衣内),防护手套(丁基橡胶、铁氟龙材质),防护鞋(靴);气体浓度1 440.00 mg/m3以下区域且空气中氧气浓度高于19.5%者,采用防护衣具包括非气密式连身防护衣,全面式或半面式空气滤清式口罩(适用EO者),防护手套(丁基橡胶、铁氟龙材质),防护鞋(靴)。

    5.4  急救EO中毒目前尚无特效解毒药物。如发生意外接触时进行紧急现场处理再就医。皮肤接触时,立即脱去被污染衣物,用大量流动清水冲洗至少15 min。眼睛接触时,提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15 min。吸入时,迅速脱离现场至空气新鲜处,保持呼吸道通畅。误服者立即漱口,饮牛奶或蛋清。操作人员如出现头痛、恶心、呕吐等中毒症状,应立即离开现场,呼吸新鲜空气,严重者应及时送医院诊治。EO气体灭菌是医院主要低温灭菌方法,由于EO的毒性对操作人员和环境影响,近年来,国外已开始限制使用EO灭菌设备。EO灭菌只能作为压力蒸气灭菌的辅助方法。在考虑某一具体器械是否采用EO灭菌时,应优先考虑具备经济环保的压力蒸气灭菌法,只有不适合采用时才考虑EO灭菌。

 

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