Dies fühlt sich wie ein schiefer Kampf an. In einer Ecke haben wir Wissenschaftler, Epidemiologen, Ärzte für Infektionskrankheiten, Kliniker, Ingenieure – viele verschiedene Experten in der medizinischen Gemeinschaft —, die argumentieren, dass die Ausbreitung von COVID—19 durch Aerosole (dh winzige Tröpfchen, die in der Luft bleiben können) lange genug, um deutlich weiter zu reisen als der Abstand von sechs Fuß, den wir beobachten sollten) ist sowohl real als auch gefährlich. In der anderen sind es die Centers for Disease Control (CDC) und die Weltgesundheitsorganisation (WHO), die bis vor kurzem nur erlaubt haben, dass die Ausbreitung von Aerosolen möglich ist, nicht unbedingt wahrscheinlich.
Und während es nicht immer spannend ist, Experten dabei zuzusehen, wie sie gegen Regierungsbehörden vorgehen, ist dieser besondere Kampf furchtbar wichtig. Es hat erhebliche Auswirkungen darauf, wie wir als Land mit dieser Epidemie umgehen und welche Entscheidungen wir in Zukunft treffen — und diese Entscheidungen müssen früher und nicht später getroffen werden.
Auf einer gewissen Ebene ist dies eine Diskussion über Tröpfchen im Vergleich zu Aerosolen. Sie haben dieses Jahr wahrscheinlich schon viel über Tröpfchen gehört: Sie sind größer und können von jemandem ausgeatmet werden, der spricht, schreit, singt, hustet oder niest. Diese Tröpfchen reisen nicht weit und fallen schnell zu Boden, ein Grund, warum eine „soziale Distanz“ von etwa sechs Fuß als sicher angesehen wird.
Aerosole hingegen sind im Vergleich winzig, fast 10.000 mal kleiner als ein menschliches Haar. Sie verbreiten sich in weit größeren Entfernungen – 20 bis 30 Fuß — und können Minuten bis Stunden in der Luft verweilen und andere infizieren. Was einen Sicherheitsabstand zu Aerosolen ausmacht, ist viel schwieriger zu definieren, insbesondere in überfüllten Innenräumen mit schlechter Belüftung. Die Wahl einer sicheren Maske wird ebenfalls schwierig: Ein N95-Atemschutzgerät wäre beispielsweise einer schlecht sitzenden Stoffmaske vorzuziehen, wenn es darum geht, diese winzigen viralen Aerosole herauszufiltern. Aus diesen und anderen Gründen, so vermuten einige in der medizinischen Gemeinschaft, zögerten unsere Gesundheitsbehörden, die Daten zur Übertragung von COVID-19 in der Luft zu akzeptieren — denn wenn sie dies tun, erkennen sie ein Problem an, das weitaus schwieriger ist als das, was wir bisher behandelt haben.
Diese Zurückhaltung hat zu einer epischen Reaktion geführt. In einem fast beispiellosen Schritt schrieben 239 Wissenschaftler aus 32 Ländern im Juli einen offenen Brief an die WHO und forderten die Agentur auf, anzuerkennen, dass eine Übertragung des Coronavirus durch kleinere Aerosolpartikel in der Luft möglich ist. Die Antwort der Organisation bestand darin, ihre Position anschließend zu aktualisieren und zu erklären, dass eine Aerosolübertragung „nicht ausgeschlossen werden kann.“ Eine glühende Bestätigung war dies nicht-obwohl, weist darauf hin, ein Sprecher der Organisation, „Wir haben erhebliche Leitlinien zu diesem Thema und sprechen wiederholt in Pressekonferenzen und anderen Orten über die Bedeutung der Innenräume gut belüftet zu halten, gerade wegen des Potenzials der Aerosolübertragung in diesen Einstellungen. Die WHO hat Ratschläge in Form von Q&Für die breite Öffentlichkeit und für Personen, die öffentliche Räume, Gebäude und Gesundheitseinrichtungen verwalten.“
Die CDC veröffentlichte unterdessen am Wochenende auf ihrer Website, dass Aerosolisierung „der Hauptweg sein könnte, auf dem sich das Virus ausbreitet“, und entfernte dann den Inhalt von ihrer Website und behauptete, die Sprache sei ein Entwurf einiger vorgeschlagener Änderungen gewesen, die „irrtümlich veröffentlicht wurden.“
Dies ist ein wichtiger Punkt, kein kleiner. Aerosol-Übertragung des Virus bedeutet, dass jeder Innenbereich, in dem sich Menschen in großer Zahl versammeln — denken Sie an Restaurants, Riegel, Kirchen, Schulen, Kundgebungen — ist möglicherweise ein Verbreiter der Krankheit, und abhängig von den Zahlen, ein Superverbreiter. Dies sind wahrscheinlich Orte mit schlechter Belüftung, an denen Menschen nicht nur nahe beieinander sind, sondern auch laut sprechen, schreien, singen, jubeln oder buhen usw.
Die Idee der Aerosolverbreitung ist weder neu noch umstritten. Es wurde gezeigt, dass mehrere Krankheiten, einschließlich Masern, Windpocken und Tuberkulose, durch Aerosole übertragen werden. Patienten, die an der Grippe erkrankt sind, haben das Virus in ihrem ausgeatmeten Atem, und es wurde gezeigt, dass dieses Virus in der Luft vorhanden ist. Dies gilt für einige andere Viren, einschließlich derjenigen, die bei Säuglingen gefunden werden. Wissenschaftler in Wuhan, China, haben Coronavirus-RNA-Partikel in der Luft in Krankenhausbereichen identifiziert, obwohl sie noch nicht bewiesen haben, dass die Partikel infektiös sind. Labormitarbeiter der Universität von Nebraska haben ihren Befund veröffentlicht, dass auch sie Coronavirus-RNA in der Luft identifiziert haben.
„Wir haben ziemlich starke Indizien in einer Reihe dieser sich ausbreitenden Vorfälle in Innenräumen, dass es eine signifikante Komponente der Aerosol- oder Luftübertragung gegeben haben muss“, sagt William Bahnfleth, Vorsitzender der Epidemie-Task Force der American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers (ASHRAE). Bahnfleth notierte mehrere Beispiele, darunter ein Restaurant in Guangzhou, China, wo mehrere Menschen ohne direkten Kontakt miteinander von einer einzigen Person infiziert wurden, und eine Chorpraxis im Bundesstaat Washington, wo vermutete Tröpfchen und Aerosol vom Singen krank gemacht wurden 53 Menschen, von denen zwei starben.
In einem E-Mail–Interview teilte der Forscher Bjorn Birnir seine Arbeit mit, die in einem Preprint (einem nicht von Experten begutachteten Papier) veröffentlicht wurde und zeigte, wie eine infizierte Person weiterhin eine Wolke aus Tröpfchen und Aerosolen ausatmet. Diese „bauen sich im Laufe der Zeit zu gefährlichen Konzentrationen für alle im Raum auf“, sagt Birnir. Während wir nicht genau wissen, wie viel Virus benötigt wird, um Menschen zu infizieren oder in welchen Konzentrationen, zeigen diese Beispiele, dass irgendwann die Schwelle erreicht ist und inhalierte Aerosole die wahrscheinlichen Schuldigen sind.
„Die Aerosolübertragung spielt in Innenräumen eine bedeutende Rolle und kann nicht vernachlässigt werden“, sagt der Umweltwissenschaftler Maosheng Yao, Professor für Ingenieurwissenschaften an der Universität Peking.
Ein Großteil der Lösung für die Herausforderung der Aerosol- (und Tröpfchen-) Übertragung in Innenräumen ist die Belüftung. „Wenn Menschen während einer Pandemie Umluft verwenden, wird dies gefährlich, da Sie das Virus nur zirkulieren lassen“, sagt Yao. Das Ziel der Belüftung besteht stattdessen darin, Luft aus dem Inneren eines Gebäudes — zusammen mit den darin enthaltenen Verunreinigungen — abzulassen und durch saubere Luft von außen zu ersetzen.
Eine gute Möglichkeit, dies zu tun, besteht laut Yao und der CDC darin, die Belüftung im Freien durch Öffnen von Fenstern und Türen zu erhöhen. Experten sagen, dass dies einen großen Unterschied in den Luftdurchflussraten in Gebäuden machen kann. „Öffne alle möglichen Fenster. Die Außenluft hat eine viel größere Verdünnungskapazität, weil es einen großen Raum gibt „, sagt Yao. In einigen Fällen, sagt Bahnfleth, kann ein Ventilator in der Nähe eines Fensters aufgestellt werden, während andere Fenster offen bleiben, um eine Zwangsbelüftung zu erzeugen.
Natürlich ist nichts perfekt. Lüftung kann teuer sein, je nachdem, was benötigt wird, und einige der Empfehlungen können erhebliche Mengen an Energie verbrauchen. Ventilatoren in HLK—Systemen (Heizung, Lüftung und Klimaanlage) sind in der Menge des Außenluftaustauschs, den sie durchführen können, begrenzt – aber mehr ist besser, und die ASHRAE-Richtlinien empfehlen, dass die Geräte für längere Stunden, 24 / 7, wenn möglich, in Betrieb gehalten werden.
Hocheffiziente Luftfiltration und Desinfektion sind wichtig. Filter sollten in HLK-Systemen so weit wie möglich aufgerüstet werden, ohne den Luftstrom zu verringern. Das ASHRAE-Papier empfiehlt MERV-13-Filter oder die höchste zulässige Stufe, die sehr kleine infektiöse Partikel filtern. Und wenn HLK-Geräte keine höherwertigen Filter verwenden können, sollten Sie tragbare Luftreiniger mit HEPA-Filtern (High Efficiency Particulate Air) verwenden, um die Luft weiter zu desinfizieren.
Ein Wort über ultraviolettes Licht. „Ein Coronavirus ist ein Coronavirus“, sagt Bahnfleth, und frühere Studien ergaben, dass ultraviolettes Licht andere Coronaviren wie SARS-CoV-1 und MERS (Middle East Respiratory Syndrome) inaktivierte. UV-Leuchten können an der Decke oder an Wänden montiert oder in Lüftungskanälen platziert werden, um Viren und Bakterien zu neutralisieren. Die größte Einschränkung besteht darin, dass die Bestrahlung ein Gesundheitsrisiko für Haut und Auge darstellen kann, weshalb die Leuchten hoch und von Menschen entfernt aufgestellt werden.
An dieser Front gibt es Versprechen. Eine neuere Ultraviolett-Technologie, die eine niedrigere Wellenlänge des Lichts verwendet, Fern-UVC-Licht genannt, scheint ohne die potenziellen Gesundheitsprobleme zu funktionieren. In früheren Studien tötete Far-UVC das luftgetragene Grippevirus, und in einer Studie in Nature wurde gezeigt, dass es andere luftgetragene Coronaviren inaktiviert. Basierend auf den Ergebnissen würde eine weit verbreitete UVC-Exposition in besetzten öffentlichen Bereichen etwa 90 Prozent des Virus in acht Minuten und 99,9 Prozent in 25 Minuten inaktivieren. Forscher erwarten, dass es ähnlich gegen COVID-19 funktionieren würde. Behalten wir das genau im Auge.
Andere von Experten wie der WHO und der CDC empfohlene Minderungsmaßnahmen sind das Tragen von Masken in Innenräumen, die Aufrechterhaltung sozialer Distanz, weniger Menschen in Innenräumen und möglicherweise die Installation von Tröpfchenbarrieren. Die Barrieren können jedoch möglicherweise mit Luftströmungsmustern in einer Weise interagieren, die das Virus tatsächlich verbreitet. Bahnfleth empfiehlt, sich von einem Experten helfen zu lassen, um sicherzustellen, dass das, was installiert wird, tatsächlich hilfreich ist.
Und das war’s. Öffnen Sie die Fenster und Türen, verstärken Sie die HLK-Zirkulation / den Außenluftaustausch und lassen Sie das Gerät 24/7 laufen. Installieren Sie High-Level-Filter, wenn Sie können. Erwägen Sie den Kauf zusätzlicher tragbarer Luftreiniger, bringen Sie weniger Personen in das Gebäude und setzen Sie UV-Technologie ein.
Abgesehen von der Zurückhaltung der Regierungsbehörden könnte die Verhinderung der Aerosol-Ausbreitung von COVID-19 von Person zu Person ein Wendepunkt sein. Gute Belüftung allein sollte helfen, einige der Superspreading-Ereignisse zu vermeiden, die wir gesehen haben, und uns allen helfen, zu der Normalität zurückzukehren, nach der wir uns sehnen. Mit der COVID-19-Übertragung in der Luft können wir neben Maske, sozialer Distanz und Händewaschen noch viel mehr tun. Es ist an der Zeit, unser Spiel zu verbessern und mehr wie die Ingenieure zu denken, die versuchen, uns bei der Lösung dieses Problems zu helfen.