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含病毒气溶胶能随风扩散几公里?那还要不要开窗通风?

作者: 学术君

时间: 2020-02-20 16:44

近日,在上海市政府举行的疫情防控新闻发布会上,卫生防疫专家表示,新型冠状病毒感染的肺炎传播途径主要为直接传播、气溶胶传播和接触传播。

中国国家卫生健康委员会发布的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版修正版)》中,对于病毒传播途径的描述,除「经呼吸道飞沫和接触传播是主要的传播途径」外,新补充了「气溶胶和消化道等传播途径尚待明确」。

那么新型冠状病毒究竟会不会通过空气传播?开窗通风还安全吗?

病毒气溶胶确实存在

颗粒直径越小,空气粘性作用就越明显,沉降速度就越慢。一微米的颗粒在静止空气中沉降时间可达 1h 以上。而气溶胶作为空气中悬浮的颗粒物,颗粒直径一般小于 100 微米(0.1 毫米)。一旦存在空气流动,颗粒便几乎稳定分散在空气中随风而动。

北京大学环境科学与工程学院生物气溶胶实验室负责人要茂盛教授在接受新华社记者专访时表示,病毒气溶胶是生物气溶胶的一种,而飞沫其实也是生物气溶胶的一种,只不过来源于人,人呼出来的是高湿度的生物气溶胶颗粒。

如果是病人呼出的气溶胶,可能包括病毒等多种病原体。而飞沫核尺寸就在亚微米到微米的范围。因此,飞沫核在空气中可以悬浮很久,并且在空气湍流的推波助澜下飘向远方。

飞沫核中若有冠状病毒,再被人吸入体内,就有可能导致感染。此外,由于颗粒小,粘性大,气溶胶在空气湍流的推波助澜下运动的距离令人咋舌。

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此前国内外就有很多学术论文研究了其他呼吸道病毒通过气溶胶传播的情况。最著名的例子之一是澳大利亚昆士兰地区涉及 437 个马场的马流感传播事件。

这些马场间平均距离约为 1 公里,最远达 13 公里。马流感开始时,隔离政策的宣传和执行都很到位,没有马与马的近距离直接接触,但仍发现很多马被感染。原来,感染区域与风向也密切相关:马流感病毒气溶胶在固定风向的作用下可能具备公里级的超长距离的传播能力。

此外,科学家还建立了动物模型来研究病毒在哺乳动物间的传播途径,值得注意的是甲流的几内亚猪(guinea pig)模型。感染了甲流的几内亚猪会有发热症状,但是不咳嗽,这就排除了大飞沫传染的可能性。但研究发现,相距三英尺的两个笼子中的几内亚猪仍然可以被感染,这是呼吸导致的气溶胶传染模式的有力证据。还有学者发表论文,利用雪貂研究了禽流感病毒通过气溶胶传播的能力。

再比如,2004 年中国香港学者在《新英格兰医学杂志》发表论文,分析香港淘大花园多人集中感染严重急性呼吸综合征(SARS)病毒的案例,推断病毒是通过楼宇间的气溶胶传播。可见,病毒携带者哪怕不咳嗽、不打喷嚏,也可能悄无声息地不间断地释放含病毒的气溶胶,在特定条件下进行远距离传播。

病毒气溶胶致病力有限

病毒气溶胶确实有存在的可能,但并不可怕。国家抗疫医疗队党支部书记,中日友好医院疾病预防控制处处长郭丽萍在接受新华社记者采访时表示:虽然气溶胶传播比飞沫传播距离远,但相对浓度低,致病力大减。

有学者认为,呼吸道上皮细胞可能脱落并成为病毒离开人体的载体,为病毒保持活性提供条件,在气溶胶状态下,一小时后病毒都可能保持感染能力。但相关实验结果指明事实并非如此。

目前针对病毒气溶胶的研究主要集中于医院,因为医院是患者最集中的地方,形成气溶胶的可能也最大。

SARS 疫情的时候,有科研人员对于定点收治医院(小汤山医院、309 医院)的空气 SARS-CoV 污染进行了研究,在医院内部一些区域(病房区、病房阳台、内走廊、护士站、排风扇和清洁区等)的空气中有 SARS-CoV RNA 的检出,在室外空气中几乎没有检测到活的病毒。实验证明空气 SARS-CoV 广泛存在于医院的病房空气中,但是大部分已经没有活性,不具备传播能力。

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而病毒浓度或随距离急剧下降,即使病毒能通过气溶胶进行长距离传播,随着距离的增长,病毒浓度也会急剧下降,会达到远远低于感染剂量的水平。

开窗通风利大于弊

「现有措施已经考虑到气溶胶传播的可能性,不必恐慌,对于普通人来说,开窗通风利大于弊。」郭丽萍表示。

单纯的飞沫传播,一般的外科口罩即能起到防护作用,而一旦明确存在气溶胶传播,医务工作者要对传染源进行防护措施,防止病毒气溶胶聚集和散播。

对于一般的小区居民,要减少悬浮的气溶胶的影响,适当的通风措施还是必要的。

要茂盛在专访中指出,在户外没有病人的情况下,因气溶胶传播而感染病毒的概率非常小,所以我们还是可以放心到户外散步和开窗通风的。而相反,在通风条件不好的封闭或者半封闭的情况下,病毒更容易通过气溶胶传播。

在通风条件不好且比较狭小的空间里,患者呼吸、咳嗽、打喷嚏产生的携带病毒的气溶胶浓度会马上累积起来,很快升高,例如如有患者到过电梯间、饭店包间等小的密闭空间。因此,即使独自一人进出电梯间时,也要做好口罩等基本防护措施。

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此外,病毒存在附着在气溶胶颗粒上沉降到地面的可能,人在走路时可能会把地面上的病原体带起。因此去过公共场所,特别是去过医院,鞋子可能会沾有含病毒颗粒。

由于越靠近地面浓度越高,小孩由于身高原因,非常容易吸入地面扬尘中的病毒。如有病人排放物沉降在地面上,而且浓度高,一旦吸入后感染风险比较大。所以应尽量避免带领幼童进出病毒颗粒聚集的医院等公共区域,外出回来对外衣,鞋底等有可能附着病毒颗粒的地方进行消毒。

关于病毒气溶胶,上海的发布会也给了 7 个建议,做到「七个要」

  1. 要取消一切人员聚集活动,要劝阻重点疫区的亲朋好友来访;
  2. 要常开窗,多通风,保持室内空气的流通;
  3. 要做好日常家庭消毒:对门把手、桌椅、马桶坐垫等重点部位用 75% 酒精或含氯消毒液擦拭消毒;
  4. 要讲个人卫生:饭前便后用流动的水、肥皂或者洗手液来洗手,咳嗽打喷嚏时用纸巾或手肘弯曲遮掩口鼻;
  5. 要避免空气和接触传播:家庭成员要避免接触可疑症状者身体分泌物,不要共用个人生活用品;就餐时,公筷分餐,快进食,少说话,相互交流不宜近,避免握手和拥抱,拱手微笑讲礼仪;
  6. 要严格做好居家隔离:外来人员要配合相关调查,准确报告实情、主动接受隔离;需要居家隔离、观察的,应尽量与家人分住所居住,条件有限的,要分房间居住,单间隔离,同屋居住的全部家庭成员都要戴好口罩;
  7. 要密切关注家庭成员健康状况,如出现发热、咳嗽等症状,应自觉避免接触他人,佩戴好口罩后尽快到就近的发热门诊就诊,全力配合治疗。
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此外,国外 Herek Clark 团队开发了一种非热等离子体反应器 plasma,使得空气中的病原体无法感染宿主有机体,包括人。

研究人员表示,低温等离子体对空气病毒的杀灭速度和效率很可观——在不足一秒钟的时间内,超过 99% 的受试病毒被杀灭。目前科学家对这一反应器的原理和可靠性还在进一步研究中,但这也为冠状病毒的空气传播问题提供了新的可能的解决途径。

参考资料:

根据「新闻联播」微信公众号、「丁香医生」微信公众号编辑整理;其它内容来源:

魏巍. (2005). SARS 病人病房空气污染和 SARS 病毒空气分离株的基础研究及其相关病毒数据库的建立. (Doctoral dissertation, 中国人民解放军军事医学科学院).

Interim Domestic Guidance on the Use of Respirators to Prevent Transmission of SARS. Centers for Disease Control and Prevention

A new plasma reactor can eradicate airborne viruses. (n.d.). Inverse. Retrieved February 11, 2020, from https://www.inverse.com/science/a-new-plasma-reactor-can-eradicate-airborne-viruses

科普:病毒会通过气溶胶传播感染人吗-新华网. (n.d.). Retrieved February 11, 2020, from http://www.xinhuanet.com/2020-02/10/c_1125554158.htm

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