COVID: как болезнь распространяется по воздуху
Маски стали обычным явлением во всем мире с тех пор, как SARS-CoV-2, новый коронавирус, вторгся в нашу жизнь. Ученые решили выяснить, работают ли они. Их цель состояла в том, чтобы выяснить, как вирус распространяется по воздуху в зданиях, чтобы больше узнать о риске заражения воздушно-капельным путем, в том числе о том, могут ли маски помочь контролировать количество респираторных капель в воздухе и, следовательно, снизить передачу.
Фото: https://www.vesti.ru/
Когда мы говорим, кашляем и дышим, струя воздуха вырывается из наших легких через рот и нос – при этом она собирает дыхательную жидкость из легких, горла и рта, образуя капли, которые затем выбрасываются в воздух. Вокальная активность, такая как пение и кашель, увеличивает количество капель и обеспечивает большую силу для их продвижения в пространство вокруг нас.
Большинство образующихся капель имеют крошечные размеры менее пяти микрон (микрон составляет одну тысячную миллиметра) – мы называем эти аэрозоли. Все, что больше этого, называется каплей, и они могут достигать 100 микрон. При каждом вдохе, слове или кашле образуются тысячи или миллионы аэрозолей и капель самых разных размеров. Каким бы ни был их размер, они движутся вперед в облаке теплого влажного воздуха из нашего рта к другим людям в общем пространстве. Более крупные капли будут быстро падать на землю из-за силы тяжести, а более мелкие могут оставаться в воздухе в течение многих часов.
За последние 18 месяцев SARS-CoV-2 был обнаружен в пробах воздуха во многих различных ситуациях, чаще всего в таких местах, как больницы. Как правило, для оценки присутствия РНК SARS-CoV-2 использовались тесты ПЦР. Молекулы вирусной РНК были обнаружены в выдыхаемых аэрозолях в количестве от 10 до 100 000 на кубический метр воздуха в помещении.
Зараженные люди – источник
Теперь мы знаем, что бессимптомные инфицированные люди не обязательно имеют более низкую вирусную нагрузку, чем те, у которых проявляются симптомы. В обоих случаях количество вируса может составлять от нескольких тысяч до сотен миллиардов вирусных геномов в миллилитре слюны или мокроты из носа, часть которых составляет живой вирус.
Следовательно, поскольку микрон составляет одну тысячную миллиметра, мы можем рассчитать, что в то время, когда они покидают тело, будет немного вирусных частиц в большинстве аэрозолей размером пять микрон. Но может быть от десятков до сотен тысяч частиц вируса в капле размером 100 микрон. И каждый вдох, слово или кашель производит много тысяч или миллионов аэрозолей и капель самых разных размеров. Попадая в более сухой воздух за пределами нашего тела, жидкость испаряется из более крупных капель, содержащих вирус, которые затем становятся аэрозолями – количество вирусных частиц остается прежним, но они концентрируются в гораздо более мелком и легком аэрозоле. Это означает, что они могут оставаться в воздухе в течение нескольких часов и представлять опасность заражения.
Фото: https://zebra-tv.ru/
Мы знаем, что в комнате количество вируса, вдыхаемого человеком, прямо пропорционально количеству вируса, выброшенного в воздух инфицированным человеком. Проще говоря, чем больше вируса вдыхают в комнату, тем больше людей в комнате вдыхают его.
Точное количество вируса, которое вдыхает восприимчивый человек, зависит от нескольких факторов, включая близость к инфицированному человеку (или людям) и время, проведенное в закрытом помещении. Вирус более концентрирован ближе к инфицированному человеку, тогда как на расстоянии более двух метров вирус в выдыхаемом воздухе будет рассеиваться и растворяться в объеме комнаты. В этом заключается реальная опасность – в плохо вентилируемых помещениях количество вируса может накапливаться. Таким образом, если вы проведете больше времени в комнате с зараженным вирусом воздухом, вы вдохнете больше вируса.
Маски улавливают вирусные частицы
Трудно точно измерить чистую пользу масок для населения из-за огромных различий в вирусной нагрузке между людьми, независимо от того, поют ли они, кричат или разговаривают, размера внутреннего пространства и времени, проведенного в нем. Маски имеют относительно небольшое значение, когда люди выпускают всего несколько вирусов каждый час, потому что этого недостаточно, чтобы заразить другого человека. Ношение маски уменьшит количество испускаемого вируса, но насколько это поможет, зависит от того, сколько вируса испускается в первую очередь.
Следовательно, нет убедительных доказательств их эффективности, потому что их очень сложно скорректировать для всех других переменных, которые влияют на уровень передачи. Но даже без определенности в отношении точного числа случаев, мы знаем, что ношение маски позволяет улавливать некоторые из вирусов нагруженных аэрозолей и капель – что сокращает число инфекций.
Маска – одно из многих видов оружия в нашем арсенале, который также включает вакцинацию, социальное дистанцирование, вентиляцию и гигиену. Поскольку вариант омикрона быстро распространяется, количество случаев заболевания вызывает серьезное беспокойство. Как никогда важно, чтобы мы использовали все доступные средства для сокращения распространения SARS-CoV-2.
Фото: https://iz.ru/
Авторы:
Лена Цирич, доцент кафедры экологической инженерии, UCL
Эбигейл Хэтуэй, старший преподаватель, Шеффилдский университет
Бенджамин Джонс, доцент кафедры архитектуры и искусственной среды Ноттингемского университета
Крис Иддон, научный сотрудник, Искусственная среда, Ноттингемский университет