Ảnh hưởng đến vi sinh vật

Tiếp xúc với khí ethylene oxide gây ra quá trình alkyl hóa đối với vi sinh vật ở cấp độ hạt nhân.[102] Hiệu quả khử trùng của ethylene oxide tương tự như khử trùng bằng nhiệt, nhưng vì sự xâm nhập hạn chế, nó chỉ ảnh hưởng đến bề mặt. Quá trình khử trùng bằng ETO có thể mất đến 12 giờ do tác động chậm của nó đối với vi sinh vật cũng như thời gian xử lý và sục khí kéo dài.[103]

Ảnh hưởng đến con người và động vật

Ethylene oxide là một chất alkyl hóa; nó có tác dụng kích thích, nhạy cảm và gây mê.[104] Tiếp xúc mãn tính với ethylene oxide cũng có thể gây đột biến. Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế xếp ethylene oxide vào nhóm 1, có nghĩa là nó là chất gây ung thư đã được chứng minh.[105][106] Ethylene oxide được ủy ban MAK của Đức phân loại là chất gây ung thư loại 2 và là ACGIH phân loại là chất gây ung thư loại A2. Một nghiên cứu năm 2003 trên 7.576 phụ nữ tiếp xúc khi làm việc trong các cơ sở khử trùng thương mại ở Mỹ cho thấy ethylene oxide có liên quan đến tỷ lệ mắc ung thư vú.[107] Một nghiên cứu tiếp theo năm 2004 phân tích 18.235 công nhân nam và nữ tiếp xúc với ethylene oxide từ năm 1987 đến năm 1998 đã kết luận "Có rất ít bằng chứng về bất kỳ tỷ lệ tử vong do ung thư vượt quá nào đối với toàn bộ nhóm, ngoại trừ ung thư xương dựa trên số lượng nhỏ. Xu hướng phản ứng tiếp xúc tích cực đối với các khối u bạch huyết chỉ được tìm thấy ở nam giới. Lý do cho tính đặc hiệu giới tính của hiệu ứng này không được biết đến. Cũng có một số bằng chứng về phản ứng tiếp xúc tích cực đối với tỷ lệ tử vong do ung thư vú."[108] Sự gia tăng tỷ lệ mắc các khối u não và bệnh bạch cầu tế bào đơn nhân được tìm thấy ở những con chuột đã hít phải ethylene oxide ở nồng độ trong khoảng thời gian hai năm.[109] Tỷ lệ ung thư trung biểu mô phúc mạc tăng lên cũng được quan sát thấy ở động vật tiếp xúc với nồng độ 10, 33 or 100 mL/m3 trong vòng 2 năm. Kết quả nghiên cứu dịch tễ học ở người trên những công nhân tiếp xúc với ethylene oxide khác nhau. Có bằng chứng từ các nghiên cứu trên người và động vật cho thấy việc hít phải tiếp xúc với ethylene oxide có thể dẫn đến một loạt các tác động gây ung thư.

Ethylene oxide là chất độc khi hít phải, với giới hạn phơi nhiễm cho phép của OSHA Hoa Kỳ được tính là TWA (trung bình theo thời gian) 1ppm trong 8 giờ và giới hạn tiếp xúc ngắn hạn được tính bằng TWA 5ppm trong 15 phút.[110] Ở nồng độ trong không khí khoảng 200 phần triệu, ethylene oxide gây kích ứng màng nhầy của mũi và cổ họng; chất chứa nhiều hơn gây tổn thương khí quản và phế quản, tiến triển thành phổi xẹp một phần. Nồng độ cao của chất này có thể gây phù phổi và làm hỏng hệ thống tim mạch; tác hại của ethylene oxide có thể xảy ra chỉ sau 72 giờ sau khi tiếp xúc.[23] Hàm lượng tối đa của ethylene oxide trong không khí theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ (ACGIH) là 1.8 mg/m3.[111] NIOSH đã xác định rằng mức Nguy hiểm ngay lập tức đến tính mạng và sức khỏe (IDLH) là 800 ppm.[112]

Bởi vì ngưỡng mùi đối với ethylene oxide thay đổi trong khoảng 250 đến 700 ppm, khí đã vượt nồng độ độc hại khi mũi con người có thể ngửi thấy. Ngay cả khi đó, mùi của etylen oxit rất ngọt và thơm và có thể dễ bị nhầm với mùi thơm của ete dietyl, một dung môi thông thường trong phòng thí nghiệm có độc tính rất thấp. Do những đặc tính gây nhầm lẫn này, việc giám sát điện hóa liên tục là tiêu chuẩn bắt buộc và không được sử dụng ethylene oxide để tẩy trùng nội thất tòa nhà ở khu vực EU và một số khu vực pháp lý khác.[113]

Ethylene oxide gây ngộ độc cấp tính, kèm theo một loạt các triệu chứng.[104] Ảnh hưởng của nó đến hệ thần kinh trung ương thường liên quan đến việc con người tiếp xúc với ethylene oxide trong môi trường nghề nghiệp. Nhức đầu, buồn nôn và nôn mửa đã được báo cáo. Bệnh thần kinh ngoại biên, suy giảm khả năng phối hợp tay mắt và mất trí nhớ đã được báo cáo trong các nghiên cứu trường hợp gần đây về những công nhân bị phơi nhiễm mãn tính ở mức độ phơi nhiễm trung bình ước tính thấp nhất là 3 ppm (với mức đỉnh ngắn hạn có thể cao tới 700ppm).[109] Sự chuyển hóa của etylen oxit chưa được biết hoàn toàn. Dữ liệu từ các nghiên cứu trên động vật chỉ ra hai con đường có thể có để chuyển hóa ethylene oxide: thủy phân thành ethylene glycol và liên hợp với glutathione để tạo thành axit mercapturic và các chất chuyển hóa meththio.

Ethylene oxide dễ dàng xâm nhập qua quần áo và giày dép thông thường, gây kích ứng da và viêm da với sự hình thành mụn nước, sốt và tăng bạch cầu.[104]

Dữ liệu về độc tính đối với ethylene oxide như sau:[110]

• Tiếp xúc mắt: 18 mg (0,28 gr)/6 giờ (thỏ)
• Miệng: 72 mg/kg (0,00115 oz/lb) (chuột, LD 50), 1.186 mg/kg (0,01898 oz/lb) (chuột, TD Lo), 5.112 mg/kg (0,08179 oz/lb) (chuột, TD)
• Hít phải: 12.500 ppm (người, TC Lo), 960 ppm/4 giờ (chó, LC 50) 33–50 ppm (chuột hoặc chuột, TC), 800 ppm/4 giờ (chuột hoặc chuột, LC50)
• Tiêm dưới da: 100 mg/kg (0,0016 oz/lb) (mèo, LDLo), 292 mg/kg (0,00467 oz/lb) (chuột, TD Lo) 900–2.600 mg/kg (0,014–0,042 oz/lb) (chuột, TD), 187 mg/kg (0,00299 oz/lb) (chuột, LD50).
• Tiêm trong phúc mạc: 750 mg/kg (0,0120 oz/lb) (chuột, TD Lo), 175 mg/kg (0,00280 oz/lb) (chuột, LD50)
• Tiêm tĩnh mạch: 175 mg/kg (0,00280 oz/lb) (thỏ, LD 50), 290 mg/kg (0,0046 oz/lb) (chuột, LD50)
• Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (USEPA) đã ước tính vào năm 2016[114] rằng với liều lượng thấp, việc hít phải ethylene oxide trong suốt cuộc đời có thể làm tăng nguy cơ ung thư suốt đời của một cá nhân lên tới 3,0×10 −3 mỗi μg/m3 (không tính đến việc phơi nhiễm trong thời kỳ đầu đời có khả năng cao hơn). USEPA đã ước tính độ dốc của sự suy giảm phản ứng với liều lượng ở liều cao hơn và ước tính nguy cơ ung thư bổ sung cho một số tình huống phơi nhiễm nghề nghiệp được tính toán.