保持低感染风险需要50倍的室内通风
随着SARS-CoV-2变体的不断进化,建筑科学家和空气质量专家评估了将感染风险保持在1%以下所需的房间换气率,得出的结论是,欧米克龙及其子系对换气的要求比人类在2020年春天首次发现该病毒时高出约50倍。
研究人员在该杂志上发表的一篇论文中报告了他们的发现建筑模拟.
针对导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒的疫苗创造了科学奇迹,从根本上降低了与该疾病相关的死亡率和发病率。但是,正如世界卫生组织在2022年7月关于大流行的最新报告中警告的那样,令人关注的欧微米变种的子谱系继续演变,全球感染SARS-CoV-2变种的总体风险仍然很高。
正是在这种背景下,研究人员旨在评估病毒在密闭空间通过空气传播的风险如何从2020年出现的原始菌株转变为在大流行过程中不同时期占主导地位的三种后代菌株:alpha、delta和目前的omicron。
尽管接种疫苗有明显的好处,但研究人员怀疑,在密闭空间通过空气传播的风险可能更高,因此应采取相应的预防措施通风需要重新评估。
研究人员获得了三种SARS-CoV-2变体(alpha、delta和omicron)的量子生成速率值或“q”。量子这个词在这种情况下没有任何关系量子物理学,而是指引起感染所需的病毒颗粒(“病毒粒子”)的最小剂量。量子生成速率描述了一个受感染的人每小时产生多少量子。
q值随着时间的推移稳步增加(有助于增加传播性)。原始SARS-CoV-2菌株的q值为每小时14-48量子(或剂量)。研究人员计算出alpha变体的q值为每小时89-165量子(或剂量);delta型的q值为312-935量子每小时;而欧米克隆变体的q值为每小时725 - 2345量子。
然后,研究人员将这些q值代入所谓的威尔斯-莱利方程中,这是一种简单、快速的计算,可以估计一个人在房间或建筑物中不同通风速率下感染空气传播疾病的可能性。
通风速率是指新鲜空气流入房间或建筑物的速率,以立方米/小时为单位。
威尔斯-莱利认为,在一段时间内,q值越大,换气频率越低,感染的风险就越大。因此,增加在该房间或建筑物中停留的时间会进一步增加风险。所有的建筑都是不同的,许多额外的变量会改变真实世界的q值,但威尔斯-莱利方程为平均建筑提供了一个可用的原始估算。
从计算中跳出来的数字告诉你,在给定的q值每小时下,什么样的通气频率能使感染风险保持在1%以下。
威尔斯-莱利对所产生的病毒祖先菌株的计算表明,如果一个人被感染的几率低于1%,如果一个人在那里待15分钟,房间或建筑物的通风速率必须达到每小时100-350立方米,如果在那里待3小时,通风速率必须达到每小时1200-4000立方米。
研究人员发现,对于所有三种类型的担忧,换气率必须大幅提高,以确保感染概率低于1%。
对于阿尔法来说,这意味着暴露15分钟时的通风速率为650 - 1200立方米/小时,暴露3小时时的通风速率为8000 - 14000立方米/小时。
而delta的流速则进一步上升,15分钟达到2200 ~ 6800立方米/小时,3小时达到2.6 ~ 8万立方米/小时。
在“omicron”型(不区分亚层)中,通风速率在15分钟内达到了5400 ~ 17000立方米/小时,在3小时内达到了64000 ~ 250000立方米/小时。
“在没有任何额外措施的情况下,这意味着alpha变体北京清华大学(Tsinghua University)教授赵斌(Bin Zhao)说,“而delta和omicron变种所需要的通气速率分别大约是其20倍和50倍。”这是很难满足实际的建筑工程”。
然而,好消息是,如果感染者和易感者都戴着N95口罩,将感染风险保持在1%以下所需的通气量降低到这些报告值的百分之一左右。
研究人员还发现,在没有N95口罩的情况下,空气净化器在减少传播方面是无效的。
这意味着,防止长时间暴露在密闭空间对于降低SARS-CoV-2通过空气传播的风险仍然至关重要。
更多信息:Dai Hui等,COVID-19感染概率与通气频率之间的关联:SARS-CoV-2变体的更新,建筑模拟(2022)。DOI: 10.1007 / s12273 - 022 - 0952 - 6