Качество воздуха как важная мера профилактики вирусных инфекций. Наш подписчик, студент медуниверситета Эмиль Гизатуллин…

Качество воздуха как важная мера профилактики вирусных инфекций. Наш подписчик, студент медуниверситета Эмиль Гизатуллин привлек внимание к важной теме

Качество воздуха как главная профилактика вирусных инфекций

«Было обнаружено, что открывание окон является эффективным методом вентиляции, который повышает качество воздуха в помещении; желательно открывать их шире и на продолжительное время. Открытие окна в основном направлении ветра в регионе и окна на противоположном фасаде позволяет воздуху более эффективно проходить через внутренние помещения ( Hayashi et al., 2020).

Установлено, что естественная вентиляция высокой интенсивности снижает риск передачи вируса. Этого можно добиться, открыв окна/двери на противоположных фасадах, если позволяют погодные условия ( Alonso et al., 2021 ; Amoatey et al., 2020 ; Bonell et al., 2020 ; Hayashi et al., 2020 ; Stabile et al. , 2021 ). Шен и др. (2021)проанализировали эффективность различных стратегий контроля с точки зрения их потенциала снижения риска; результаты показали, что 100-процентная вентиляция наружным воздухом приведет к снижению риска заражения на 27%

Люди проводят около 90% ( EPA, 2018 ) своего времени внутри зданий; следовательно, IEQ является важным фактором, влияющим на здоровье, комфорт, удовольствие и производительность.

В допандемическую эпоху достижение надлежащего теплового комфорта в зданиях имело приоритет над хорошим IEQ. Обычные системы HVAC работают по принципу управления подачей свежего воздуха, чтобы минимизировать нагрузку на отопление/охлаждение здания и, следовательно, привести к рециркуляции воздуха во внутренних помещениях. Новая проблема возникла в связи с распространением SARS-CoV-2, что потребовало повышения IEQ и уделения приоритетного внимания мерам вентиляции для контроля распространения болезни.

Основным подходом к минимизации уязвимости человека или продолжительности воздействия опасных микроорганизмов в замкнутом пространстве является повышение степени разбавления воздуха. Вентиляция — это эффективная инженерная стратегия, которая обеспечивает движение воздуха, способствующее разбавлению и рассеиванию аэрозольных частиц ( Nembhard et al., 2020 ; Santos et al., 2020 ). Вентиляция или процесс замены загрязненного воздуха в помещении чистым наружным воздухом является наиболее важным фактором в обеспечении надлежащего качества воздуха в помещении ( CDC, 2021 ; EPA, 2021 ; Van Tran et al., 2020).). Вентиляция была признана жизненно важной стратегией борьбы с распространением и передачей болезней, передающихся воздушно-капельным путем, таких как COVID-19, международными агентствами, такими как ASHRAE, ВОЗ и REHVA ( ASHRAE, 2020b ; REHVA, 2020a ; ВОЗ, 2021a ).

Следующие меры были рекомендованы различными исследователями для минимизации капель жидкости и частиц в воздухе из внутренних помещений для предотвращения передачи вирусов, что включает в себя увеличение скорости вентиляции, сокращение рециркуляции застоявшегося загрязненного воздуха, внедрение естественной вентиляции, персонализированная вентиляция, персонализированные вытяжные системы,регулирование влажности и контроль температуры ( Qian and Zheng, 2018 ; Raj et al., 2020 ; Sloan Brittain et al., 2020 ).

С учетом дальности распространения (1–2 м) кашля и чихания, характеристик диаметра частиц SARS-CoV-2, скорости оседания аэрозоля и воздушного потока в помещении вентиляция помещений представляется наиболее эффективной стратегией снижения заболеваемости SARS-CoV. 2 уровня в аэрозолях ≤10 мкм ( Hayashi et al., 2020 ). В благоприятных условиях вероятность испарения мельчайших капель (диаметром ≤60 мкм) в зародыши капель (диаметром <10 мкм) больше, а конечная скорость осаждения частицы размером <10 мкм составляет <0,3 см/с; таким образом, с инфекционными биоаэрозолями можно бороться с помощью соответствующих стратегий воздушного потока в помещении и адекватных уровней вентиляции ( Kenichi Azuma et al., 2020 ). Уравнение Уэллса-Райли утверждает , что ( Аткинсон и др., 2016 ; Райли и др., 1978 ; Уэллс, 1955 ),
(1)
P=D/S=1-exp(-Ipqt/Q)
P = вероятность заражения для восприимчивых

D = количество случаев заболевания

S = количество восприимчивых

I = количество больных

p = частота дыхания/человек (м 3 /с)

q = скорость генерации квантов больным человеком (квантов/с)

t = общее время воздействия (с)

Q = скорость подачи наружного воздуха (м 3 /с)

Согласно уравнению (1) скорость воздухообмена обратно пропорциональна концентрации загрязняющих веществ в помещении. Следовательно, адекватная вентиляция свежим воздухом с приемлемой скоростью воздухообмена на улице поможет смягчить передачу вируса ( ASHRAE, 2019 ; Widder and Haselbach, 2017 ). ВОЗ рекомендовала минимальную скорость вентиляции для различных застроенных помещений, чтобы повысить и обеспечить стандартные уровни вентиляции в застроенных помещениях ( ВОЗ, 2021c ).

Преобладающее направление воздушного потока внутри помещения должно быть от свежей зоны к менее свежим или загрязненным зонам; в противном случае следует применять такие стратегии, как эффект дымовой трубы, установка настенных/оконных вытяжек или вихревых приборов, чтобы исправить направление воздушного потока ( ВОЗ, 2021c ).

Было установлено, что воздушно-капельный вирус может оставаться заразным в воздухе в течение нескольких часов, а загрязняющие вещества, такие как твердые частицы (PM 10 , PM 2,5 ), двуокись азота (NO 2 ), двуокись серы (SO 2 ), окись углерода(CO), озон (O 3 ), двуокись углерода (CO 2 ), общее количество летучих органических соединений (TVOC) и другие загрязнители воздуха может повысить заболеваемость, распространение и смертность от вирусных заболеваний.

Входящий наружный воздух может очищаться с помощью высокоэффективных фильтров для твердых частиц (HEPA) для удаления инфекционных агентов и загрязняющих веществ ( Кумар и Моравска, 2019 г. ; Назаренко, 2021 г.).). НЕРА-фильтры эффективно снижают биоаэрозоли, поскольку удаляют не менее 99,95 % частиц диаметром 0,3 мкм и более, вызывая при этом лишь низкие перепады давления ( Blocken et al., 2020 ; Lowther et al., 2020 ). Было обнаружено, что использование фильтров HEPA в течение всего дня эффективно снижает концентрацию PM 2,5 (снижение на 31–72 %) в помещениях, а использование воздушных фильтров в течение всего дня может привести к снижению смертности, связанной с загрязнение воздуха внутри помещений ( Liao et al., 2019). Было обнаружено, что в закрытых помещениях, таких как операционные (OR), изолированные комнаты для инфекций, передающихся воздушно-капельным путем (AIIR) и защитные среды (PE), сочетание фильтрации HEPA с рециркуляцией воздуха HVAC очень эффективно. Эти системы очищают воздух, одновременно удаляя (путем фильтрации) и разбавляя (путем рециркуляции) примеси из помещения ( Mousavi et al., 2021 ). Капитальные затраты на HEPA-фильтр низкие, но он имеет высокие эксплуатационные и энергетические затраты. Сообщалось о снижении эффективности в диапазоне размеров частиц 200–250 нм, когда очистители воздуха на основе фильтров HEPA тестировались в лабораторных условиях в Китае, и это имеет решающее значение, поскольку частицы с такими размерами присутствуют в мегаполисах и могут проникать в атмосферу. ограждающие конструкции и остаются подвешенными в воздухе (Lowther et al., 2020 ) и может выступать вирусоносителем.

Устройство HYLA-EST, коммерческий очиститель воздуха, основанный на системе фильтрации с водяной баней, которая пропускает воздух без необходимости в каком-либо другом фильтре, было испытано ( Fermo et al., 2021 ). Результаты показали, что устройство HYLA-EST успешно снижает концентрацию частиц в воздухе и уровень летучих органических соединений. В эксперименте, проведенном в жилом помещении, PM 10 и PM 2,5 уровни были снижены примерно на 90% и 80% соответственно. Кроме того, использование устройства HYLA в качестве очистителя воздуха привело к снижению примерно на 40% концентрации летучих органических соединений порядка сотен частей на миллиард до более чем 1 части на миллион. Таким образом, можно сделать вывод, что устройство HYLA-EST может эффективно контролировать риск заражения воздушно-капельным путем за счет улучшения качества воздуха в помещении.

Мобильные очистители воздуха были протестированы в классах и признаны реалистичной и выполнимой мерой, которую можно легко внедрить во время продолжающейся пандемии, особенно когда нет стационарных систем вентиляции, а естественная вентиляция невозможна ( Curtius et al., 2021 ). Экспериментальное исследование было проведено Curtius et al. (2021) с использованием имеющихся в продаже мобильных очистителей воздуха, оснащенных HEPA-фильтрами с эффективностью 99,97 % для поглощения частиц размером 0,1–0,3 мкм. Человек, находящийся в течение 2 часов в замкнутом помещении с высокоинфекционным человеком, модель Philips 2887 /10 промышленный очиститель воздуха с общей скоростью воздухообмена 5,7 ч −1уменьшает вдыхаемую инфекционную дозу в 6 раз. Фильтры из очистителей следует считать медицинскими отходами , их следует собирать, дезинфицировать и утилизировать с осторожностью, чтобы избежать вторичного заражения ( Zhao et al., 2020 ).

Обзорное исследование роли относительной влажности в передаче вируса показало, что вероятность распространения SARS-CoV-2 воздушно-капельным путем выше в сухих помещениях (относительная влажность < 40%), чем во влажных условиях (относительная влажность > 90%). ( Ahlawat et al., 2020 ) и поддержание уровня относительной влажности от 50% до 60% может снизить долгосрочное присутствие коронавируса ( Jin et al., 2021 ). Радж и др. (2020)

Другая улучшенная стратегия контроля версий была предложена Меликовым и др. (2020) в своем исследовании по снижению передачи респираторных инфекционных заболеваний воздушно-капельным путем внутри помещений, что может быть достигнуто за счет обеспечения периодических перерывов в заполнении застроенных помещений и рекомендации всем пользователям периодически выходить из помещения (с короткими перерывами). Исследование, проведенное Суном и Чжаем ( Sun and Zhai, 2020 ), показало, что сочетание мер надлежащего социального дистанцирования (которого можно добиться за счет уменьшения заполняемости) вместе с высокой эффективностью вентиляции может значительно снизить риск передачи коронавируса.

Меликов и др. (2020) пришли к выводу, что умеренное увеличение объема помещения (в проверяемом классе объем увеличивался за счет повышения высоты потолка) снижало заболеваемость воздушно-капельным путем. Сообщалось, что при увеличении объема помещения примерно на 17% фракция поступления уменьшается на 2,8%.

Ботанические биофильтры представляют собой активированные системы, которые обеспечивают движение воздуха через субстрат для выращивания растений, чтобы увеличить скорость, с которой атмосферная среда в помещении подвергается воздействию компонентов системы «растение-субстрат», которые активны в удалении загрязнителей воздуха ( Irga et al., 2017 ). Система продемонстрировала эффективность удаления 53,35 ± 9,73 % для TSP, 53,51 ± 15,99 % для PM 10 и 48,21 ± 14,71 % для PM 2,5 при максимальном эффективном расходе воздуха. Кроме того, способность системы удалять летучие органические соединения и CO 2 , а также контролировать температуру и влажность ставит ее впереди многих небиологических систем в качестве простой системы улучшения качества воздуха в помещении.

Эти стратегии требуют вмешательства на нескольких уровнях, включая вмешательство в конструкцию здания, использование различного оборудования, изменение поведения жильцов и различные другие политические меры для поддержки этих вмешательств.»
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935122009069?via%3Dihub

A review of strategies and their effectiveness in reducing indoor airborne transmission and improving indoor air quality

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935122009069?via%3Dihub

Airborne transmission arises through the inhalation of aerosol droplets exhaled by an infected person and is now thought to be the primary transmissio…