Классные эксперименты показывают, как может распространяться коронавирус и кто подвергается наибольшему риску. Том Вернер через Getty Images

Частицам коронавируса, переносимым по воздуху, не требуется много времени, чтобы пройти через комнату. Сначала только люди, сидящие рядом с инфицированным выступающим, подвергаются высокому риску, но по мере продолжения собрания или занятия крошечные аэрозоли может распространяться.

Однако это не означает, что все сталкиваются с одинаковым уровнем риска.

As инженер, Я проводил эксперименты по отслеживанию движения аэрозолей, в том числе в диапазоне размеров может переносить вирусы.

То, что я обнаружил, важно понимать, поскольку все больше людей возвращаются в университеты, офисы и рестораны и все больше встреч переносятся в закрытые помещения по мере снижения температуры. Он указывает на зоны повышенного риска в комнатах и ​​почему правильная вентиляция имеет решающее значение.

Как мы видели с президентом Дональдом Трампом и другими в Вашингтоне, коронавирус может быстро распространиться в непосредственной близости, если не будут приняты меры предосторожности. Кампусы университетов также борются с COVID-19. Случаи среди 18–22-летних более чем в два раза на Среднем Западе и Северо-Востоке после открытия школ в августе.

По мере увеличения количества случаев заболевания возрастает и риск для любого, кто проводит время в этих комнатах.

Эксперимент показывает, кто подвергается наибольшему риску

Большинство современных моделей, описывающих роль вентиляции в судьба переносимых по воздуху микробов в комнате Предположим, что воздух хорошо перемешан с равномерной концентрацией частиц. В плохо проветриваемом помещении или небольшом пространстве это, скорее всего, так. В этих сценариях вся комната является зоной повышенного риска.

Однако в больших помещениях, таких как классные комнаты, хорошая вентиляция снижает риск, но, вероятно, не равномерно. Мои исследования показывают, что степень риска во многом зависит от вентиляции.

Чтобы понять, как может распространяться коронавирус, мы вводили в комнату аэрозольные частицы, похожие по размеру на человеческие, а затем отслеживали их с помощью датчиков. Мы использовали университетскую классную комнату размером 30 на 26 футов, рассчитанную на 30 студентов, у которых была система вентиляции, соответствующая требованиям. рекомендуемые стандарты.

Когда мы выпускали частицы в передней части класса, они доходили до задней части комнаты в течение 10-15 минут. Однако из-за активной вентиляции в комнате концентрации в задней части, примерно в 20 футах от источника, составляли примерно одну десятую от концентраций вблизи источника.

Это говорит о том, что при соответствующей вентиляции самый высокий риск заражения COVID-19 может быть ограничен небольшим количеством людей рядом с зараженным динамиком. Однако по мере увеличения времени, проведенного в помещении с инфицированным динамиком, риск распространяется на всю комнату, даже если вентиляция хорошая.

{vembed Y = GSPv04IJvpI}

CDC наконец признают риск аэрозоля

В прошлом передача респираторных заболеваний была сосредоточена на роли более крупных частиц, которые образуются при чихании и кашле. Эти капли быстро падают на землю, и социальное дистанцирование и носить маску может во многом предотвратить заражение от них.

Сейчас большую озабоченность вызывает роль крошечные частицы, известные как аэрозоли которые генерируются, когда мы говорим, петь или даже просто дышать. Эти частицы, часто размером менее 5 микрометров, могут выходить из тканевых масок для лица и задерживаться на воздухе примерно до 12 часов. Центры по контролю и профилактике заболеваний наконец признал этот риск 5 октября после того, как Трамп был госпитализирован и несколько других людей в администрации или близких к ней дали положительный результат на COVID-19.

Хотя эти более мелкие частицы в среднем несут меньше вируса, чем более крупные частицы, которые люди выделяют при кашле или чихании, высокая инфекционность SARS-CoV-2 в сочетании с высокая вирусная нагрузка до появления симптомов делает эти частицы важными для передачи болезней воздушно-капельным путем.

Насколько хватит вентиляции?

Чтобы свести к минимуму передачу COVID-19 в помещении, совет CDC рекомендация заключается в устранении источника заражения. Дистанционное обучение эффективно помогает во многих университетских городках. При очном обучении технические средства, такие как вентиляция, перегородки и фильтрующие устройства, могут напрямую удалять частицы из воздуха.

Из всех технических средств контроля вентиляция, вероятно, является наиболее эффективным средством минимизации распространения инфекции.

Понимание того, как вентиляция снижает риски заражения COVID-19, начинается с воздухообмена. Один воздухообмен в час означает, что воздух, подаваемый в комнату за один час, равен объему воздуха в комнате. Скорость обмена воздуха колеблется от менее одного для дома вокруг 15-25 для операционных.

Для классных комнат текущие нормы расхода первичного воздуха соответствуют примерно шести воздухообмену в час. Это означает, что каждые 10 минут количество воздуха, поступающего в комнату, равно ее объему.

Насколько высока концентрация, частично зависит от количества людей в комнате, количества их выбросов и скорости воздухообмена. В связи с тем, что социальное дистанцирование сокращает количество учащихся в классах наполовину и все носят маски, воздух во многих помещениях теперь фактически чище, чем был до пандемии.

Части комнаты, которых следует избегать

Важно помнить, что не все части комнаты подвержены одинаковому риску.

Углы комнаты, вероятно, будут иметь меньший воздухообмен, поэтому частицы могут задерживаться там дольше.

Близость к вентиляционному отверстию может означать, что частицы, переносимые воздухом из остальной части комнаты, могут захлестнуть вас. Исследование вентиляция в ресторане в Китае проследил его роль в нескольких заболеваниях COVID-19 среди посетителей.

Около 95% частиц в комнате будет удалено при правильной работе система вентиляции за 30 минут, но зараженный человек в комнате означает, что эти частицы также постоянно испускаются. Скорость удаления частиц можно ускорить за счет увеличения скорости воздухообмена или добавления других технических средств управления, таких как блоки фильтрации. Открытие окон также часто увеличивает эффективный воздухообмен.

По мере того как школы, рестораны, торговые центры и другие общественные места начинают размещать в помещениях все больше людей, понимая риски и соблюдая правила Рекомендации CDC может помочь свести к минимуму распространение инфекции.

Эта история была дополнена (октябрь 2020 г.) недавно выпущенным руководством CDC по аэрозолям.

Об авторе

Суреш Дханияла, Баярд Д. Кларксон, заслуженный профессор механической и авиационной техники, Университет Кларксона

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Похожие книги:

Тело ведет счет: мозг, разум и тело в исцелении травмы

Бессель ван дер Колк

Эта книга исследует связи между травмой и физическим и психическим здоровьем, предлагая идеи и стратегии для исцеления и восстановления.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Дыхание: новая наука об утерянном искусстве

Джеймс Нестор

Эта книга исследует науку и практику дыхания, предлагая идеи и методы для улучшения физического и психического здоровья.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Парадокс растений: скрытые опасности «здоровой» пищи, вызывающие болезни и увеличение веса

Стивен Р. Гандри

Эта книга исследует связи между диетой, здоровьем и болезнями, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Код иммунитета: новая парадигма настоящего здоровья и радикального омоложения

Джоэл Грин

Эта книга предлагает новый взгляд на здоровье и иммунитет, опираясь на принципы эпигенетики и предлагая идеи и стратегии для оптимизации здоровья и старения.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Полное руководство по голоданию: исцелите свое тело с помощью прерывистого, чередующегося и длительного голодания

д-р Джейсон Фанг и Джимми Мур

Эта книга исследует науку и практику голодания, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа