这感觉像是一场不对称的战斗。在一边,我们有科学家、流行病学家、传染病医生、临床医生、工程师——许多不同的医学界专家——争辩说,新冠病毒通过气溶胶(即,能够长时间悬浮在空气中,传播距离远远超过我们被告知要遵守的六英尺间隔的微小飞沫)传播既真实又危险。在另一边,是疾病控制中心(CDC)和世界卫生组织(WHO),直到最近才承认气溶胶传播是可能的,但不一定是很可能的。
虽然观看专家与政府机构对抗并不总是引人入胜的事情,但这场特殊的战斗却非常重要。它对我们国家如何处理这场流行病,以及我们未来做出什么决定具有重大影响——而且这些决定需要尽快做出,而不是更晚。
在某种程度上,这是一场关于飞沫与气溶胶的讨论。今年您可能已经听过很多关于飞沫的信息:它们的尺寸较大,可能是由说话、喊叫、唱歌、咳嗽或打喷嚏的人呼出的。这些飞沫传播不远,很快就会落到地面,这也是为什么大约六英尺的“社交距离”被认为是安全距离的原因之一。
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另一方面,气溶胶非常微小,几乎比人类头发小10,000倍。它们的传播距离更远——20到30英尺——并且可以在空气中停留数分钟到数小时,感染他人。什么构成与气溶胶的安全距离更难定义,尤其是在通风不良的拥挤室内空间中。选择安全口罩也变得困难:例如,在过滤掉这些微小的病毒气溶胶时,N95呼吸器比不合适的布口罩更可取。由于这些和其他原因,医学界的一些人怀疑,我们的卫生机构一直不愿接受关于新冠病毒空气传播的数据——因为如果他们这样做,他们就承认了一个比我们迄今为止处理的问题更具挑战性的问题。
这种不情愿引发了一场史诗般的回应。在一个几乎前所未有的举动中,来自32个国家的239名科学家在7月份给世卫组织写了一封公开信,敦促该机构承认,较小的气溶胶颗粒可以通过空气传播冠状病毒。该组织的回应是随后更新了其立场,声明气溶胶传播“不能排除”。这并不是一个光辉的认可——尽管该组织的一位发言人指出,“我们有关于该主题的大量指导,并在新闻发布会和其他场合反复谈到保持室内空间通风良好的重要性,正是因为在这些环境中存在气溶胶传播的可能性。世卫组织为公众以及管理公共场所和建筑物和医疗机构的人员提供了问答形式的建议。”
与此同时,美国疾病控制与预防中心(CDC)周末在其网站上发布,称气溶胶传播可能是“病毒传播的主要方式”,然后又退缩并从其网站上删除了该内容,声称该语言是“错误发布”的一些拟议更改的草案。
这是一个主要观点,而不是次要观点。病毒的气溶胶携带意味着任何室内人员聚集的区域——想想餐馆、酒吧、教堂、学校、集会——都可能成为疾病的传播者,并且根据人数,可能成为超级传播者。这些很可能是通风不良的地方,人们不仅彼此靠近,而且可能大声说话、喊叫、唱歌、欢呼或喝倒彩等等。
气溶胶传播的观点既不新鲜,也没有争议。多种疾病,包括麻疹、水痘和肺结核,已被证明是通过气溶胶传播的。患流感的患者的呼出气体中含有病毒,并且病毒已被证明存在于空气中。对于其他一些病毒也是如此,包括在婴儿中发现的病毒。中国武汉的科学家在医院区域的空气中发现了冠状病毒RNA颗粒,尽管他们尚未证明这些颗粒具有传染性。内布拉斯加大学的实验室工作人员公布了他们的发现,他们也在空气中鉴定出冠状病毒RNA。
美国供暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)流行病工作组主席威廉·巴恩弗莱斯说:“在许多这些室内超级传播事件中,我们有相当强的间接证据表明,一定存在气溶胶或空气传播的重要组成部分。”巴恩弗莱斯列举了几个例子,包括中国广州的一家餐馆,其中多名彼此没有直接接触的人因一名个体而受到感染,以及华盛顿州的一次合唱团排练,据推测,唱歌引起的飞沫和气溶胶传播使53人患病,其中两人死亡。
研究员比约恩·比尔尼尔在一封电子邮件采访中分享了他的工作,该工作发表在预印本(一篇未经同行评审的论文)中,该论文证明了受感染者如何继续呼出一团飞沫和气溶胶。比尔尼尔说,这些“随着时间的推移会累积到对房间里每个人都危险的浓度”。虽然我们不确切知道感染人需要多少病毒或在什么浓度下感染,但这些例子表明,在某个时候,阈值会达到,吸入的气溶胶很可能是罪魁祸首。
北京大学工程学院教授、环境科学专家姚茂盛表示:“气溶胶传播在室内环境中起着重要作用,不容忽视。”
解决室内区域气溶胶(和飞沫)传播挑战的大部分解决方案是通风。“如果人们在大流行期间使用再循环空气,那将是危险的,因为你只会将病毒循环传播,”姚说。相反,通风的目标是将建筑物内部的空气——以及其中包含的任何污染物——排出,并用来自外部的清洁空气替换它。
根据姚和美国疾控中心的说法,做到这一点的一个好方法是通过打开门窗来增加室外通风。专家表示,这可以极大地改变建筑物的空气流量。“尽可能打开所有窗户。室外空气具有更大的稀释能力,因为空间很大,”姚说。巴恩弗莱斯说,在某些情况下,可以将风扇放置在一个窗户附近,同时打开其他窗户,以产生强制通风。
当然,没有什么是完美的。根据需要的不同,通风可能很昂贵,而且一些建议可能会消耗大量能源。暖通空调(供暖、通风和空调)系统中的风扇在室外空气交换量方面受到限制——但越多越好,ASHRAE指南建议这些设备尽可能长时间运行,如果可能的话,24/7 全天候运行。
高效空气过滤和消毒非常重要。应在不降低气流的情况下尽可能升级暖通空调系统中的过滤器。ASHRAE 论文建议使用 MERV-13 过滤器或允许的最高级别过滤器,这些过滤器可以过滤非常小的传染性颗粒。如果暖通空调设备不能使用更高等级的过滤器,请考虑使用带有 HEPA(高效微粒空气)过滤器的便携式空气净化器来进一步消毒空气。
关于紫外线。巴恩弗莱斯说,“冠状病毒就是冠状病毒”,之前的研究发现,紫外线可以灭活其他冠状病毒,如 SARS-CoV-1 和 MERS(中东呼吸综合征)。紫外线灯具可以安装在天花板或墙壁上,或放置在通风管道内以中和病毒和细菌。最大的限制是辐射可能对皮肤和眼睛造成健康危害,这就是为什么灯具被放置在高处,远离人群的原因。
在这方面,前景广阔。一种更新的紫外线技术,采用较低波长的光,称为远紫外线-C光,似乎可以在没有潜在健康问题的情况下工作。在之前的研究中,远紫外线-C 光杀死了空气中的流感病毒,在自然杂志的一项研究中,它被证明可以灭活其他空气传播的冠状病毒。根据结果,在有人活动的公共区域暴露于远紫外线-C 光下,大约在 8 分钟内可灭活 90% 的病毒,在 25 分钟内可灭活 99.9% 的病毒。研究人员预计它对新冠病毒的作用类似。让我们密切关注这一点。
包括世卫组织和美国疾控中心等专家推荐的其他缓解措施包括在室内戴口罩、保持社交距离、减少室内人员数量,以及可能安装飞沫屏障。然而,屏障可能会以实际上传播病毒的方式与气流模式相互作用。巴恩弗莱斯建议寻求专家的帮助,以确保安装的东西确实有帮助。
就是这样。打开门窗,加强暖通空调循环/室外空气交换,并考虑让设备 24/7 全天候运行。如果可以,安装高级别过滤器。考虑购买额外的便携式空气净化器,减少建筑物内的人员,并采用紫外线技术。
撇开管理机构的不情愿不谈,预防室内人与人之间的新冠病毒气溶胶传播可能会改变游戏规则。良好的通风本身应该有助于避免我们所看到的一些超级传播事件,并帮助我们所有人恢复我们渴望的常态。对于空气传播的新冠病毒,除了戴口罩、保持社交距离和洗手之外,我们还可以做更多的事情。现在是时候加快我们的步伐,更多地像试图帮助我们解决这个问题的工程师那样思考了。