Как оценить риск распространения коронавируса в закрытых помещениях - новое приложение

Два профессора Массачусетского технологического института, Мартино З.Базант, профессор химической инженерии и прикладной математики, и Джон Буш, профессор прикладной математики,  предложили новую модель для оценки риска заражения Covid-19, которая учитывает размер помещения, количество людей в помещении, вид их деятельности, скорость вентиляции и наличие фильтрации воздуха, а также использование масок в помещении. Разработанное ими руководство для политиков, предприятий, школ и частных лиц, основанное на физике, рекомендует предел времени воздействия в различных помещениях, используя онлайн приложение.

В исследовании, опубликованном в журнале PNAS, отмечается, что ключевой особенностью модели является то, что она устанавливает конкретный лимит на продолжительность нахождения в помещении - характеристика, на которую обращали меньше всего внимания в существующей политике общественного здравоохранения.

Анализ основан на том факте, что в закрытых помещениях крошечные, содержащие вирус частицы, выделяемые людьми при разговоре, кашле, чихании, пении или принятии пищи, могут надолго оставаться в воздухе и равномерно распределяться по всему помещению воздушными потоками. Согласно авторам, в настоящее время существуют исчерпывающие доказательства, что такая передача вируса по воздуху играет существенную роль в распространении Covid-19.

По словам Буша, к исследованию их первоначально подтолкнула год назад обеспокоенность, что «правило шести футов», которым в основном руководствовались при введении многих мер, не брало в расчет возможность передачу вируса по воздуху в закрытых помещениях.

Используя по максимуму доступные данные для строго количественного подхода, модель просчитывает, учитывая ключевые факторы, характеризующие данную ситуацию, сколько в среднем времени потребуется одному человеку, чтобы заразиться коронавирусом, если один инфицированный человек входит в помещение. Вместо простого ответа “да'' или “нет '' на вопрос о том, безопасна ли данная обстановка или действие, она дает расширенное указание, как долго человек может безопасно заниматься этим - будь то несколько минут в магазине или час в ресторане или несколько часов в день в офисе или классе.

«Как ученые, мы старались всё продумать и использовать только то, что мы считали достоверными данными», - говорит Базант. «Мы на самом деле пытались использовать только то, что можем детально обосновать. Мы считаем, что наше исследование является наиболее тщательным на сегодняшний день исследованием подобного рода». Хотя каждый день появляются новые данные и остается много неясностей в отношении передачи вируса SARS-CoV-2, Базант отмечает: «Мы уверены, что наш выбор был продуманным на каждом этапе».

Буш добавляет: «Всё весьма быстро меняется. Мы отправляем документ, и на следующий день выходит дюжина связанных с ним документов, и нам нужно приложить усилия, чтобы учитывать их тоже. Это всё равно что стрелять по движущейся цели». Например, хотя их модель изначально была основана на способности исходного штамма SARS-CoV-2 распространяться с учётом эпидемиологических данных о наиболее хорошо описанных ранних случаях массового заражения, позже они добавили параметр способности к распространению, который можно скорректировать, учитывая более высокие значения темпов распространения новых появляющихся вариантов. Эта корректировка основана на том, насколько способность к распространению нового варианта вируса выше или ниже таковой у исходного. Например, для британского штамма, у которого этот показатель выше на 60 процентов, этот параметр будет установлен на 1,6.

Ученые пришли к одному определенному выводу: простое правило дистанцирования или ограничение количества людей в зависимости от вида мероприятия и размера помещения не учитывают полной картины риска в конкретных условиях. Согласно их данным, настоящий риск может быть выше или ниже.

Расчеты были проведены с учетом заключений, сделанных на основе различных массовых заражений на мероприятиях, при наличии подробных данных о количестве и возрастном диапазоне участвующих, размере помещения, виде деятельности (пение, еда, упражнения и т. д.), системе вентиляции, наличии масок, проведенном времени и, как следствие, количестве зараженных. Среди таких событий, например, двухчасовая репетиция хора пожилых в штате Вашингтон, в результате которой заразились 86 процентов участников.

Модель основана на равномерном смешении воздуха в заданном пространстве, и не отражает повышенный риск в случае непосредственного нахождения в концентрированном потоке частиц, испускаемых, например, при чихании или крике. Но в целом выглядит так, что предположение о равномерно смешанном воздухе в помещении согласуется с данными о реальных явлениях распространения, говорят авторы исследования.

«Если вы посмотрите на данное руководство по ограничению совокупного времени воздействия, вы видите, что учтены все параметры, которые, на ваш взгляд, должны быть там, - количество людей, время, проведенное в помещении, объем помещения, степень кондиционирования воздуха и так далее», - говорит Буш. «Все эти вещи интуитивно понятны, и приятно видеть, что они представлены в одном уравнении».

По словам Базанта, несмотря на то, что данные о критической значимости передачи вируса воздушно-капельным путем стали теперь очевидны, организации общественного здравоохранения изначально уделяли гораздо больше внимания мытью рук и очистке поверхностей. По его словам, на раннем этапе пандемии была занижена важность систем вентиляции и использования масок, которые могут существенно повлиять на безопасный уровень занятости.

«Я хотел бы использовать эту работу, чтобы разработать науку о воздушно-капельной передаче конкретно для Covid-19, просто принимая во внимание все факторы, доступные данные и распределение частиц при различных видах деятельности», - говорит Базант. Он надеется, что эта информация поможет людям принимать осознанные решения для своей собственной жизни: «Если вы понимаете науку, вы можете делать вещи по-другому в своем собственном доме, своем бизнесе и своей школе».

Буш приводит пример: «Моей матери больше 90 лет, она живет в доме престарелых. Наша модель ясно показывает, что полезно носить маску и открывать окно - это то, что вы можете контролировать». Он был встревожен тем, что его мать планировала посещать занятия по лечебной физкультуре, считая это безопасным только потому, что люди будут находиться на расстоянии двух метров друг от друга. Как показывает новое исследование, из-за количества людей и уровня активности это было бы на самом деле очень рискованным занятием, говорит он.

По словам Базанта, с тех пор, как они сделали приложение доступным в октябре, у них было около полумиллиона пользователей. По его словам, их отзывы помогли исследователям доработать модель. И это уже помогло повлиять на некоторые решения о возобновлении деятельности, добавляет он. Например, владелец крытого теннисного центра в штате Вашингтон, который был закрыт из-за ограничений Covid, говорит, что ему разрешили вновь открыться в январе вместе с некоторыми другими спортивными организациями с низкой занятостью, после заявления, которое он подал на основании этого руководства и информации, полученной в результате его участия в онлайн-курсе Базанта по физике передачи Covid-19.

Базант говорит, что помимо рекомендаций для конкретных помещений, новое приложение также позволяют оценить относительные достоинства различных стратегий вмешательства. Например, они обнаружили, что, хотя улучшенные системы вентиляции и использование масок имеют большое значение, системы фильтрации воздуха оказывают относительно меньшее влияние на распространение болезни. По его словам, их исследование может дать представление о том, сколько вентиляции необходимо для достижения определенного уровня безопасности.

«Базант и Буш предоставили ценный инструмент для оценки (помимо других вещей) верхнего предела времени, проведенного в совместном использовании воздушного пространства с другими», - говорит Говард Стоун, профессор механической и аэрокосмической инженерии в Принстонском университете, который не имеет отношение к данной работе. Хотя такой анализ может дать только приблизительную оценку, он говорит, что авторы «описывают такой порядок величины оценки как средство, помогающее другим судить о ситуации, в которой они могут оказаться, и как минимизировать свой риск. Это особенно полезно, поскольку подробный отдельный расчет для каждого помещения и возможного набора параметров невозможен».

There are no comments yet.
Authentication required

You must log in to post a comment.

Log in