Кімната, бар і клас: як коронавірус поширюється у повітрі

Чи безпечно знаходитись у приміщенні залежить від його площ та кількості людей в ньому. Видання Еlpais.com зробило цікаве дослідження на цю тему.

Приватний будинок

Шість людей збираються разом у приватному будинку, один з яких заражений. Близько 31% спалахів коронавірусу, зафіксованих в Іспанії, спричинені подібними заходами, головним чином між родиною та друзями.

Незалежно від того, чи буде дотримуватися безпечна дистанція, якщо шість людей проводять чотири години разом, голосно розмовляючи та не надягаючи маски для обличчя в приміщенні без вентиляції, п’ятеро з них захворіють. Це показала спеціально створена наукова модель!

Якщо люди сидять у захисних масках на обличчя, чотири людини все одно ризикують заразитися. Маски самі по собі не запобігають зараженню, якщо вплив вірусу тривалий.

Ризик зараження падає нижче одиниці, коли група використовує маски для обличчя, скорочує час перебування у гостях наполовину й провітрює приміщення.

Як поширюється коронавірус у будинку

Коронавірус поширюється по повітрю, особливо в приміщеннях. Хоча він не настільки інфекційний, як кір, зараз вчені відверто визнають роль передачі аерозолів – крихітних контагіозних частинок, які видихає заражена людина. Вони залишаються зависати в повітрі внутрішнього середовища. 

Тож як працює трансмісія? І, що ще важливіше, як ми можемо це зупинити?

Аерозолі – краплі, які ми видихаємо, діаметром менше ніж 100 мікрометрів, які можуть залишатися завислими в повітрі годинами

Краплі – частинки, розмір яких перевищує 300 мікрометрів. Вони через потоки повітря падають на землю за лічені секунди

На сьогодні органи охорони здоров’я визнають три засоби передачі коронавірусу: 

• Маленькі крапельки через розмову або кашель, які можуть опинитися в очах, роті або носі людей, що стоять поруч. 

• Забруднення поверхонь (фомітів). Хоча Центри контролю та профілактики захворювань США (CDC) вказують, що це найменш вірогідний спосіб зараження вірусом, Європейський центр з контролю та профілактики захворювань (ECDC) спостерігав поодинокий випадок виникнення фоміту Covid-19. 

• Передача аерозолями. Вдихання невидимих інфекційних частинок, які видихає інфікована людина. Вони, вийшовши з рота, поводяться так само як дим: без вентиляції аерозолі залишаються висіти в повітрі й з часом стають все щільнішими.

Відео: Elpais.com

Дихання, розмова і крик

На початку пандемії вважалося, що великі краплі, які ми видихаємо, коли кашляємо або чхаємо, є основним засобом передачі. Але зараз ми знаємо, що крики та спів у закритих, погано провітрюваних приміщеннях протягом тривалого періоду часу також збільшують ризик зараження.

Це пов’язано з тим, що розмова гучним голосом виділяє в 50 разів більше вірусних  частинок, ніж тоді, коли ми мовимо. Концентрація цих аерозолів зростає, якщо вони не розсіюються через вентиляцію. Це збільшує ризик зараження. Вчені показали, що ці частинки, які ми також випускаємо в атмосферу, просто дихаючи, можуть заразити людей, які проводять більше кількох хвилин у радіусі п’яти метрів від зараженої людини.

У наступному прикладі ми описали, які умови збільшують ризик зараження у цій ситуації.

Навесні органи охорони здоров’я не змогли зосередитись на передачі аерозолю, але останні наукові публікації змусили Всесвітню організацію охорони здоров’я (ВООЗ) та CDC визнати це. Стаття в престижному журналі Science показала, що є "переважні докази", що повітряна передача є "основним шляхом передачі" коронавірусу.

Зараз CDC зазначає, що за певних умов вони, здається, заразили інших, які були на відстані більш ніж два метри. Ці передачі відбувались у закритих приміщеннях, які мали недостатню вентиляцію. Іноді заражена людина важко дихала, наприклад, під час співу чи фізичних вправ.

Бар або ресторан

Спалахи коронавірусу на заходах та в таких закладах, як бари та ресторани, становлять важливу кількість заражень у соціальних умовах. Вони є найбільш вибухонебезпечними: кожен спалах у нічному клубі заражає в середньому 27 людей у порівнянні з лише шістьма під час сімейних зборів.

Один із таких спалахів стався в клубі в іспанському місті Кордова, де 73 людини отримали позитивні результати після нічного відпочинку. Також нещодавно вчені проаналізували спалах у барі у В’єтнамі, де 12 клієнтів заразилися вірусом.

Наприклад, у барі кількість відвідувачів зменшена до 50%. Є 15 клієнтів та три співробітники. Вікна закриті, і немає механічної вентиляції. За найгіршого сценарію, якщо не вжити заходів, 14 клієнтів заразиться через чотири години.

Якщо послідовно використовувати маски, ризик зараження падає до восьми нових випадків.

Якщо приміщення провітрюється, що можна зробити за допомогою хорошого кондиціонера, а час перебування в барі скорочується, існує ризик зараження лише однієї людини.

Школи та університети

Школи становлять лише 6% спалахів коронавірусу, зафіксованих іспанськими органами охорони здоров’я. Динаміка передачі через аерозолі в класі повністю змінюється залежно від того, хто саме являється "пацієнтом 0" – студент чи викладач.

Вчителі говорять набагато більше, ніж учні, і підвищують голос, щоб їх почули – це збільшує виділення потенційно контагіозних частинок.Заражений студент буде говорити лише зрідка. Згідно з вказівками, виданими Іспанською національною дослідницькою радою (CSIC), уряд Іспанії рекомендував провітрювати класи (навіть якщо це може спричинити дискомфорт у холодні місяці) або використовувати вентиляційні установки.

Найризикованіший сценарій – клас, де знаходиться 24 людини, без вентиляції з вчителем, який став нульовим пацієнтом. 

Якщо дві години проводити в класі з зараженим викладачем, не вживаючи жодних заходів для протидії аерозолям, існує ризик зараження 12 учнів.

Якщо всі носять маску для обличчя, кількість заражених падає до п’яти. Під час справжніх спалахів було відзначено, що будь-який з учнів може заразитися незалежно від їх наближеності до вчителя, оскільки аерозолі розподіляються хаотично навколо непровітрюваної кімнати.

Якщо під час уроку приміщення провітрюється свіжим повітрям або механічно, а заняття зупиняється через годину, щоб повністю освіжити повітря, ризик зараження різко падає.

Розрахунок ймовірності зараження людей

Для розрахунку ймовірності передачі між людьми з "групи ризику", був використаний оцінювач повітряно-крапельної передачі Covid, розроблений групою вчених на чолі з професором Хосе Луїсом Хіменесом з Університету Колорадо.

Цей інструмент спрямований на висвітлення важливості заходів, які перешкоджають передачі аерозолю. Розрахунок не є вичерпним і не охоплює всіх незліченних змінних, які можуть вплинути на передачу, але служить ілюстрацією того, як ризик зараження може бути знижений внаслідок зміни умов, які ми можемо контролювати.

Під час моделювання учасники експерименту дотримуються рекомендованої безпечної відстані, виключаючи ризик передачі через краплі. Але вони можуть заразитися, якщо одночасно не застосовувати всі можливі профілактичні заходи: правильну вентиляцію, скорочення часу зустрічі, зменшення кількості учасників та носіння масок для обличчя.

Ідеальним сценарієм, незалежно від контексту, буде відкрите приміщення, де інфекційні частинки швидко дифузуються (зменшується концентрація). Якщо не дотримуватися безпечної відстані від зараженої людини, ймовірність передачі помножується, оскільки також існує ризик зараження краплями. Ситуація погіршиться, якщо двоє людей будуть близько один до одного. Тут не допоможе навіть вентиляція.

Розрахунки, показані в трьох різних сценаріях, базуються на дослідженнях того, як відбувається передача аерозолю, з використанням реальних спалахів, які були детально проаналізовані.

Дуже доречним випадком щодо розуміння динаміки передачі в приміщенні була репетиція хору у березні у штаті Вашингтон, США. Тільки 61 зі 120 учасників хору відвідали репетицію. Вони дотримувались безпечної дистанції та гігієнічних заходів. Але вони опинилися у сценарію максимального ризику: без масок, без вентиляції, співаючи та знаходячись у замкненому просторі з іншими людьми протягом тривалого періоду.

Лише одна заражена людина передала вірус 53 людям протягом двох з половиною годин. Деякі з заражених знаходились на відстані 14 метрів (зараження відбулося аерозольним шляхом)! Двоє з тих, хто підхопив вірус, загинули.

Уважно вивчивши цей спалах, вчені змогли розрахувати, наскільки ризик міг би бути зменшений, якби вони вживали заходів проти повітряно-крапельної передачі. Наприклад, якби носили маски, ризик зменшився б вдвічі, і постраждало б лише близько 44% присутніх проти 87%. 

Якби скоротили час репетиції в приміщенні з більшою вентиляцією, заразилися б лише двоє співаків.

Ці сценарії надзвичайного поширення все частіше виявляються критично важливими для розвитку та поширення пандемії. Наявність інструментів для запобігання масовому передаванню на таких подіях – якісні захисні маски, можливість провітрювати приміщення, зменшення кількості людей та скорочення час перебування у приміщенні –  ключовий фактор контролю над ситуацією.