Почему закрытые помещения по-прежнему являются основными “горячими точками” COVID-19

Знаете ли вы, что уровень углекислого газа на улице чуть выше 400 частей на миллион (ppm), а в помещении, даже, казалось бы, просторном ресторане с высокими потолками это число иногда достигает 2000 ppm - признак того, что в помещении плохая вентиляция и может возникнуть риск заражения COVID-19.

1 марта Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) опубликовала долгожданную дорожную карту по улучшению вентиляции. В документе, в разработке которого участвовала Лидия Моравска, ученый по аэрозолям из Технологического университета Квинсленда в Брисбене, Австралия, изложены конкретные цели и меры, которые предприятия и другие учреждения могут предпринять для улучшения вентиляции и повышения безопасности зданий.

Но Филомена Блуиссен, инженер-строитель из Делфтского технологического университета в Нидерландах, говорит, что «рекомендации ВОЗ являются минимальными».

 Другие ученые говорят, что нет простого решения, и точные режимы вентиляции или очистки воздуха, которые делают внутренние помещения безопасными, неизвестны. «Сложность не на том уровне, на котором вы можете - с помощью простого набора рекомендаций - решить ее», - говорит Эхсан Мусави, инженер-строитель из Университета Клемсона в Южной Каролине, изучающий качество воздуха в помещениях и вентиляцию в больницах.

Тем не менее, многие эксперты говорят, что властям известно достаточно, чтобы дать четкое представление о том, насколько важна хорошая вентиляция для безопасности в помещении, особенно в помещениях, где постоянно много людей или где маски снимаются во время еды.

Одна из проблем заключается в том, что правительства и предприятия по-прежнему тратят миллионы долларов на дезинфекцию поверхностей, говорит Хименес, атмосферный химик из Университета Колорадо в Боулдере, несмотря на доказательства того, что SARS-CoV-2 редко передается от одного человека к другому через загрязненные поверхности. И очень немногие страны вложили средства в меры по улучшению качества воздуха в помещениях.

Что делает внутренние помещения настолько опасными, так это то, что выдыхаемый вирус может накапливаться и заражать людей, которые не имеют прямого контакта с инфицированным человеком. Яркий тому пример произошел год назад во время праздника в честь Дня Святого Патрика в баре в Хошимине, Вьетнам. Двенадцать человек заразились на вечеринке, но только четверо имели тесный контакт с инфицированным. Также недавно произошли вспышки болезни в спортзалах в Чикаго, Иллинойсе и на Гавайях, несмотря на физическое дистанцирование посетителей и ограничение количества людей на занятиях по фитнесу.

Хименес и другие выступают за использование недорогих CO2-мониторов в качестве приблизительного показателя того, является ли вентиляция достаточной или нет. Как аэрозольные частицы, переносящие вирус, так и CO2 выходит с выдохом. При плохой вентиляции CO2, по словам Хименеса, накапливается вместе с вирусом. В непроверенном анализе Хименес и его соавтор Чжэ Пэн обнаружили, что риск заражения SARS-CoV-2 возрастает вместе с концентрацией CO2 в помещении.

В Тайване, Норвегии и Португалии действуют законы, ограничивающие уровень CO2 внутри помещений до 1000 ppm. Исследования, проведенные в Калифорнии и Мадриде, показывают, что уровни CO2 в школьных классах часто превышают этот уровень. Высокий уровень был связан с ухудшением умственной концентрации и увеличением количества дней болезни.

Установка четких пределов допустимого уровня CO2, по словам Хименеса, поможет обеспечить достаточную вентиляцию для снижения риска заражения. Но его работа предполагает, что в целом 700 ppm было бы лучшим пределом, и более низкие пределы должны применяться к спортивным залам и другим местам, где люди выдыхают большие объемы воздуха.

Не все согласны с тем, что CO2-мониторы является решением. Кристиан Келер, физик, изучающий образование и динамику аэрозолей в Университете Федеральных вооруженных сил в Мюнхене, Германия, говорит, что это может дать людям ложное чувство безопасности при низком уровне CO2.

Хименес утверждает, что CO2-мониторы помогут быстро определить, достаточно ли вентиляции. В августе 2020 года Федерация европейских ассоциаций по отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха (REHVA) согласилась с этим, рекомендовав устанавливать CO2 -мониторы в зданиях, где вентиляция может быть недостаточной.

 Правительство Квебека в настоящее время публикует уровни CO2 в государственных школах в Интернете, поставив целью добиться уровня ниже 1000 ppm. Но пока такой тип публичной отчетности является исключением.

Отчасти сложность установления целевых показателей вентиляции заключается в том, что неясно, какой объем вентиляции необходим для снижения уровня инфицирования. По словам Мусави, эксперименты, которые напрямую измеряют, как изменяются риски заражения при различной интенсивности вентиляции, были бы неэтичными, поскольку подвергали бы людей опасности.

Точная инфекционная доза SARS-CoV-2 также неизвестна. Но исследователи могут сделать вывод, сколько выдыхаемого вируса необходимо, чтобы вызвать инфекцию, анализируя вспышки заболеваний. Например, Хименес и его коллеги использовали детали печально известной репетиции хора в долине Скаджит в Вашингтоне, где один человек, вероятно, заразил 52 из 60 других участников, чтобы оценить количество выдыхаемого инфекционного вируса.

Хименес использовал этот подход для запуска онлайн-инструмента (который не прошел экспертную оценку) в июне 2020 года, чтобы помочь людям оценить риск заражения в различных помещениях, с масками или без них. Инструмент рассчитывает риск на основе размера комнаты, количества присутствующих людей и того, что они делают; вирусы выдыхаются с разной скоростью в зависимости от того, поют ли люди, бегают на беговой дорожке или тихо сидят.

ВОЗ рекомендует минимальную интенсивность вентиляции, составляющую 6–12 воздухообменов - когда объем воздуха в комнате полностью заменяется - в час, чтобы предотвратить перенос болезнетворных микроорганизмов в медицинских учреждениях, но для других помещений эта цифра ниже. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) устанавливает минимальные стандарты качества воздуха в помещениях. Рекомендуемые целевые показатели составляют всего 0,35 воздухообмена в час для домов, 2–3 для офисов, 5–6 для школ и 6–12 для больниц.

Но даже эти минимальные стандарты редко соблюдаются, говорит Лианчжу (Леон) Ванг, инженер-механик из Университета Конкордия в Монреале.

Ванг и его коллеги попытались оценить, какой уровень вентиляции необходим для снижения риска заражения в школах. Они измерили уровень вентиляции в классных комнатах трех школ в Монреале и обнаружили, что за час с открытыми окнами воздух в классе из 20 учеников и одного учителя заменяется менее, чем наполовину; в аналогичном помещении с механической вентиляцией за час воздухообмен был равен двум. Но этого было бы недостаточно, чтобы уменьшить индекс воспроизводимости до менее 1 - уровня, при котором пандемия начинает сокращаться, то есть когда один инфицированный студент передает вирус менее, чем одному человеку в комнате. Анализ Ванга, который еще предстоит рецензировать, предполагает, что потребуется от 3 до 8 воздухообменов в час, чтобы получить индекс воспроизводимости ниже 1 в такой ситуации.

«Стандартная вентиляция недостаточна», - говорит Ван. В другом препринте он и его коллеги подсчитали, что удвоение подачи наружного воздуха снижает вероятность заражения до 35% в местах с высокой плотностью посетителей, таких как рестораны. Но то же изменение имеет гораздо меньший эффект - снижение риска всего на 0,1% - в более крупных местах с меньшим количеством людей, таких как склады. Их анализ также показывает, что ношение маски в помещении даже более эффективно, чем замена воздуха: маски снижают риск заражения более чем на 60%, поскольку они отсекают вирус в его источнике, - говорит Ванг.

Открывать окна - это самый простой способ, который предлагают органы здравоохранения для улучшения вентиляции. Хотя это лучше, чем ничего не делать, открытое окно редко обеспечивает достаточный обмен воздуха, особенно если нет сквозняка, - говорит Келер.

Открытие окон всего на несколько минут - скажем, между занятиями - оставит большую часть вируса нетронутой, согласно измерениям воздухообмена, которые Келер и его коллеги провели в лекционной аудитории университета. В предварительном исследовании Келер обнаружил, что два окна, создающие сквозняк, должны быть открыты две трети времени, чтобы сравняться с производительностью системы отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) комнаты. А если на улице слишком жарко или холодно, люди просто не последуют этому совету. «Иногда это защищает вас, но не всегда», - говорит он.

Лучший метод это механическая вентиляция, при которой подается свободный от вирусов наружный воздух и удаляется загрязненный воздух в помещении, тем самым разбавляя концентрацию любого присутствующего вируса. В апреле 2020 года ASHRAE и REHVA рекомендовали настроить регуляторы HVAC для подачи как можно большего количества наружного воздуха и фильтрации рециркуляционного воздуха.

Но Келер говорит, что в очень немногих зданиях, особенно в более мягком климате, например в Германии, есть системы, достаточно мощные для 100% использования наружного воздуха. Большинство офисных помещений и учебных классов по всему миру снабжается только 20% наружного воздуха, а остальная часть рециркулирует для экономии энергии, потребляемой для отопления и охлаждения.

По словам Юго Ли, инженера по экологии зданий из Университета Гонконга, лучшее решение - ограничить количество людей и воздержаться от рискованного поведения. «Не кричите, не пойте и не бегите», - советует он.

Мобильные очистители воздуха, которые отфильтровывают вирусы и другие загрязнители воздуха, могут быть легко использованы как часть решения, говорит Келер, и будут более энергоэффективными, чем использование дополнительного нагрева или охлаждения наружного воздуха. Фильтры в системах HVAC также могут очищать рециркулируемый воздух.

Блуиссен и ее коллеги протестировали очистители воздуха, оснащенные высокоэффективными воздушными фильтрами, но даже на самых низких настройках допустимый уровень шума и тяги, рекомендованный европейскими и голландскими стандартами, был превышен

По словам Блуиссен, для устранения недостатков существующих систем необходимы инновации. Одна из идей - это индивидуальная вентиляция - например, сиденье, оснащенное системой, которая втягивает выдыхаемый воздух и возвращает его отфильтрованным и очищенным.

По словам Моравской, по мере распространения вакцин и снижения риска заражения окно возможностей исправить плохое качество воздуха в помещениях закрывается.

Исследователи говорят, что более пристальное внимание к вентиляции принесет пользу во время следующей пандемии - и даже когда не будет серьезных вспышек заболеваний. По словам Блуиссен, качество воздуха в помещениях «долгое время было очень плохим». «Это дает нам возможность улучшить качество воздуха в помещении не только в условиях пандемии, но и в будущем».

There are no comments yet.
Authentication required

You must log in to post a comment.

Log in