to wygląda jak nierówna walka. W jednym rogu mamy naukowców, epidemiologów, lekarzy chorób zakaźnych, klinicystów, inżynierów-wielu różnych ekspertów w środowisku medycznym, to znaczy—argumentujących, że rozprzestrzenianie się COVID-19 przez aerozole (to znaczy małe kropelki, które mogą pozostać w powietrzu wystarczająco długo, aby podróżować znacznie dalej niż 6-metrowa separacja, którą mieliśmy obserwować) jest zarówno prawdziwe, jak i niebezpieczne. Z drugiej strony Centers for Disease Control (CDC) i Światowa Organizacja Zdrowia (WHO), które do niedawna dopuszczały tylko to, że rozprzestrzenianie się aerozolu jest możliwe, niekoniecznie prawdopodobne.
I chociaż oglądanie ekspertów przeciwko agencjom rządowym nie zawsze jest pasjonujące, ta konkretna bitwa jest strasznie ważna. Ma to istotne konsekwencje dla tego, w jaki sposób my jako kraj radzimy sobie z tą epidemią i jakie decyzje podejmujemy w przyszłości—a decyzje te należy podejmować wcześniej, a nie później.
na pewnym poziomie jest to dyskusja na temat kropelek a aerozoli. Prawdopodobnie słyszeliście wiele w tym roku o kropelkach: są większe i mogą być wydychane przez kogoś, kto mówi, krzyczy, śpiewa, kaszle lub kicha. Te kropelki nie podróżują daleko i szybko spadają na ziemię, co jest jednym z powodów, dla których „odległość społeczna” około sześciu stóp jest postrzegana jako bezpieczna.
aerozole są natomiast malutkie, prawie 10 000 razy mniejsze od ludzkiego włosa. Rozprzestrzeniają się na znacznie większe odległości—od 20 do 30 stóp-i mogą unosić się w powietrzu przez minuty do godzin, zarażając innych. To, co stanowi bezpieczną odległość od aerozoli, jest znacznie trudniejsze do zdefiniowania, zwłaszcza w zatłoczonych pomieszczeniach o słabej wentylacji. Wybór bezpiecznej maski również staje się trudny: na przykład respirator N95 byłby lepszy niż źle dopasowana maska z tkaniny, jeśli chodzi o filtrowanie tych drobnych aerozoli wirusowych. Z tych i innych powodów, niektórzy w środowisku medycznym podejrzewają, że nasze agencje zdrowia niechętnie akceptują dane dotyczące transmisji covid-19 drogą powietrzną—ponieważ jeśli to zrobią, uznają problem o wiele trudniejszy nawet niż to, z czym do tej pory mieliśmy do czynienia.
ta niechęć wywołała epicką reakcję. W prawie bezprecedensowym ruchu 239 naukowców z 32 krajów napisało w lipcu list otwarty do WHO, wzywając agencję do uznania, że przenoszenie koronawirusa w powietrzu za pomocą mniejszych cząstek aerozolu jest możliwe. Odpowiedzią organizacji była późniejsza aktualizacja stanowiska, stwierdzająca, że „nie można wykluczyć transmisji aerozolu.”Świecące poparcie to nie było-chociaż, wskazuje rzecznik organizacji,” mamy istotne wskazówki na ten temat i wielokrotnie mówimy na konferencjach prasowych i innych miejscach o znaczeniu utrzymywania dobrze wentylowanych przestrzeni wewnętrznych, właśnie ze względu na potencjał transmisji aerozolu w tych ustawieniach. Kto ma porady w formie Q&jak dla ogółu społeczeństwa, a także dla osób zarządzających przestrzeniami publicznymi, budynkami i placówkami służby zdrowia.”
CDC, w międzyczasie, opublikował na swojej stronie internetowej w weekend, że aerozolizacja może być” głównym sposobem rozprzestrzeniania się wirusa”, a następnie cofnął się i usunął treść ze swojej strony, twierdząc, że język był szkicem niektórych proponowanych zmian, które zostały ” opublikowane w błąd.”
Przenoszenie wirusa w aerozolu oznacza, że każdy obszar, w którym ludzie gromadzą się w liczbach—restauracje, bary, kościoły, szkoły, wiece—jest potencjalnie rozprzestrzeniaczem choroby, aw zależności od liczby, superspreaderem. Są to prawdopodobnie miejsca o złej wentylacji, gdzie ludzie nie tylko są blisko siebie, ale mogą mówić głośno, krzyczeć, śpiewać, wiwatować lub buczeć itp.
pomysł rozpylania aerozolu nie jest ani Nowy, ani kontrowersyjny. Wykazano, że kilka chorób, w tym odra, ospa wietrzna i gruźlica, jest przenoszonych przez aerozole. Pacjenci chorzy na grypę mają wirusa w wydychanym oddechu, i że wirus okazał się być obecny w powietrzu. Dotyczy to niektórych innych wirusów, w tym tych występujących u niemowląt. Naukowcy z Wuhan W Chinach zidentyfikowali cząsteczki RNA koronawirusa w powietrzu w szpitalach, chociaż jeszcze nie udowodnili, że są one zakaźne. Pracownicy laboratorium z University of Nebraska opublikowali swoje odkrycie, że oni również zidentyfikowali RNA koronawirusa w powietrzu.
„mamy dość silne poszlaki, w wielu tych superspreading incydentów wewnętrznych, że musiał być znaczący składnik aerozolu lub transmisji w powietrzu”, mówi William Bahnfleth, przewodniczący Amerykańskiego Towarzystwa inżynierów ogrzewania, chłodzenia i klimatyzacji (ASHRAE) epidemia Task Force. Bahnfleth odnotował kilka przykładów, w tym restaurację w Guangzhou, W Chinach, gdzie wiele osób bez bezpośredniego kontaktu ze sobą zostało zarażonych od jednej osoby, oraz praktykę chóru w stanie Waszyngton, gdzie domniemane krople i aerozol rozprzestrzeniają się od śpiewu chorowały 53 osoby, z których dwie zmarły.
w wywiadzie e-mailowym badacz Bjorn Birnir podzielił się swoją pracą opublikowaną w preprint (niepublikowanym artykule), która pokazała, w jaki sposób zarażona osoba nadal wydycha chmurę kropelek i aerozoli. Te” gromadzą się w czasie do niebezpiecznych stężeń dla wszystkich w pomieszczeniu”, mówi Birnir. Chociaż nie wiemy dokładnie, ile wirusów jest potrzebnych do zarażenia ludzi lub w jakich stężeniach, przykłady te pokazują, że w pewnym momencie próg jest spełniony, a aerozole wdychane są prawdopodobnymi winowajcami.
„transmisja aerozolu odgrywa znaczącą rolę w środowiskach wewnętrznych i nie można jej lekceważyć”, mówi ekspert Nauk o środowisku Maosheng Yao, profesor inżynierii na Uniwersytecie Pekińskim.
rozwiązaniem problemu transmisji aerozolu (i kropli) w pomieszczeniach jest wentylacja. „Jeśli ludzie używają recyrkulowanego powietrza podczas pandemii, będzie to niebezpieczne, ponieważ po prostu będziesz krążyć wokół wirusa”, mówi Yao. Celem wentylacji jest natomiast odprowadzanie powietrza z wnętrza budynku – wraz z wszelkimi zanieczyszczeniami, które zawiera-i zastąpienie go czystym powietrzem z zewnątrz.
jednym z najlepszych sposobów, aby to zrobić, według Yao i CDC, jest zwiększenie wentylacji zewnętrznej poprzez otwieranie okien i drzwi. Eksperci twierdzą, że może to mieć ogromny wpływ na natężenie przepływu powietrza w budynkach. „Otwórz wszystkie możliwe okna. Powietrze zewnętrzne ma znacznie większą pojemność rozcieńczania, ponieważ jest duża przestrzeń”, mówi Yao. W niektórych przypadkach, Bahnfleth mówi, wentylator może być umieszczony w pobliżu jednego okna, podczas gdy inne okna są otwarte, aby stworzyć wymuszoną wentylację.
oczywiście nic nie jest idealne. Wentylacja może być kosztowna, w zależności od potrzeb, a niektóre zalecenia mogą zużywać znaczne ilości energii. Wentylatory w systemach HVAC (Ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja) są ograniczone pod względem ilości wymiany powietrza z zewnątrz, które mogą zrobić—ale więcej jest lepsze, a wytyczne ASHRAE zalecają, aby urządzenia działały dłużej, 24/7, jeśli to możliwe.
wysoka wydajność filtracji powietrza i dezynfekcji są ważne. Filtry należy w miarę możliwości modernizować w systemach HVAC bez zmniejszania przepływu powietrza. Papier ASHRAE zaleca filtry MERV-13 lub najwyższy dopuszczalny poziom, które filtrują bardzo małe zakaźne cząstki. A jeśli urządzenia HVAC nie mogą używać filtrów wyższej jakości, rozważ użycie przenośnych oczyszczaczy powietrza z filtrami HEPA (high-efficiency particulate air) do dalszej dezynfekcji powietrza.
słowo o świetle ultrafioletowym. „Koronawirus to koronawirus”, mówi Bahnfleth, a wcześniejsze badania wykazały, że światło ultrafioletowe inaktywowało inne koronawirusy, takie jak SARS-CoV-1 i Mers (zespół oddechowy Bliskiego Wschodu). Oprawy UV można montować na suficie lub ścianach lub umieszczać wewnątrz kanałów wentylacyjnych w celu neutralizacji wirusów i bakterii. Największym ograniczeniem jest to, że napromieniowanie może być zagrożeniem dla zdrowia, zarówno dla skóry, jak i oczu, dlatego urządzenia są umieszczone wysoko, z dala od ludzi.
Nowsza technologia ultrafioletowa, która wykorzystuje mniejszą długość fali światła, zwana światłem dalekiego UVC, wydaje się działać bez potencjalnych problemów zdrowotnych. We wcześniejszych badaniach far-UVC zabijał wirusy grypy w powietrzu, a w badaniu Nature wykazano, że inaktywuje inne koronawirusy w powietrzu. W oparciu o wyniki, ekspozycja na promieniowanie UVC w miejscach publicznych spowodowałaby dezaktywację około 90% wirusa w ciągu ośmiu minut i 99,9% w ciągu 25 minut. Naukowcy spodziewają się, że będzie to działać podobnie przeciwko COVID-19. Przyjrzyjmy się temu.
inne środki łagodzące zalecane przez ekspertów, w tym WHO i CDC, noszą maski w pomieszczeniach, utrzymują dystans społeczny, mają mniej ludzi w pomieszczeniach i potencjalnie instalują bariery kropelkowe. Bariery mogą jednak potencjalnie oddziaływać z schematami przepływu powietrza w sposób, który faktycznie rozprzestrzenia wirusa. Bahnfleth zaleca uzyskanie pomocy od eksperta, aby upewnić się, że to, co jest instalowane, jest rzeczywiście pomocne.
I tyle. Otwórz okna i drzwi, wzmocnij cyrkulację HVAC/wymianę powietrza na zewnątrz i rozważ, aby urządzenie działało 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. Zainstaluj filtry wysokiego poziomu, jeśli możesz. Rozważ zakup dodatkowych przenośnych oczyszczaczy powietrza, wprowadź mniej osób do budynku i wykorzystaj technologię ultrafioletową.
pomijając niechęć agencji, zapobieganie rozprzestrzenianiu się covid-19 w aerozolu wewnątrz pomieszczeń może zmienić grę. Sama dobra wentylacja powinna pomóc uniknąć niektórych wydarzeń superspreadingowych, które widzieliśmy, i pomóc nam wszystkim wrócić do normalności, której pragniemy. Z powietrzną transmisją COVID-19 możemy zrobić o wiele więcej, oprócz maski, dystansu społecznego i mycia rąk. Nadszedł czas, aby przyspieszyć naszą grę i myśleć bardziej jak inżynierowie, którzy próbują nam pomóc rozwiązać ten problem.