Вентиляція як ключовий фактор у боротьбі з поширенням вірусів
Коронавірусне захворювання COVID-19 уже півтора року атакує планету і поки не збирається відступати. За цей час учені всього світу провели безліч досліджень, спрямованих на всебічне вивчення збудника захворювання вірусу SARS-CoV-2 і шляхів його поширення. У результаті цих досліджень фахівці дійшли висновку, що домінуючим шляхом поширення вірусу є повітряно-крапельний. Цей шлях полягає в такому: вірус потрапляє у зовнішнє середовище у великій кількості разом із краплинами слини та слизу, які виділяє хвора людина під час кашлю та чхання. Оскільки такі краплі мають певну вагу, вони досить швидко осідають на різних поверхнях у радіусі до 1,5 м від джерела. Відповідно до цих висновків фахівцями було розроблено низку ефективних профілактичних заходів із боротьби з захворюванням, що включають носіння медичних масок, дотримання необхідної дистанції між людьми, зменшення соціальних контактів тощо. Проте останні наукові дані ставлять під сумнів провідну роль повітряно-крапельного шляху поширення інфекції.
У квітні поточного року в журналі The Lancet вийшла стаття, в якій наводяться переконливі аргументи на користь переважання повітряно-аерозольного шляху передавання SARS-CoV-2. У статті автори наводять дані, що дозволяють зробити висновок про те, що віруси переважно поширюються з аерозолями – найдрібнішими часточками, що виділяються інфікованими людьми навіть при звичайній розмові. Подібні часточки можуть тривалий час перебувати в повітрі й поширюватися на десятки метрів. Такий висновок вимагає певного переосмислення правил і рекомендацій з протидії COVID-19, які були ухвалені раніше, зокрема в плані використання в приміщеннях вентиляційних систем, які сьогодні можуть стати вирішальним фактором у боротьбі з поширенням захворювання.
Десять доказів повітряно-аерозольного поширення вірусних інфекцій
Основними розповсюджувачами захворювання є суперрозповсюджувачі.
Головними двигунами пандемії COVID-19 стали так звані суперрозповсюджувачі – люди, які інфікують набагато більшу кількість людей, ніж середньостатистичний хворий. Дослідники провели детальний аналіз поведінки та взаємодії людей під час масового передавання вірусу на концертах, круїзних лайнерах, у будинках для людей похилого віку, виправних установах та інших закладах, вивчили конфігурацію приміщень та вентиляційних систем і виявили певну закономірність: вірус передавався на великі відстані великій кількості людей від одного інфікованого. Одночасне зараження великої кількості людей від одного хворого неможливо пояснити крапельним поширенням патогенів, а лише аерозольним.
Як приклад масового інфікування вірусом SARS-CoV-2 можна навести випадок із пасажирами круїзного лайнера Diamond Princess. Після того, як на ньому було виявлено першого хворого на COVID-19, лайнер був поміщений на карантин. У результаті виявилося, що з 3711 пасажирів корабля 712 осіб були інфіковані SARS-CoV-2, тобто майже кожен п'ятий.
Випадки передачі SARS-CoV-2 без контакту: доказ аерозольного шляху
У карантинних готелях зафіксовані випадки передавання вірусу між людьми, які перебували в сусідніх номерах і при цьому ніколи раніше не контактували одне з одним. Традиційно вважається, що передавання вірусу на відстань повітрям є доведеним у разі, якщо при цьому була повністю виключена можливість локального передавання повітряно-крапельним шляхом при близькому контакті. У випадку з готелями близький контакт між людьми був відсутній, тому інфікування там можна пояснити лише поширенням аерозолів.
Передача вірусу без симптомів: чому важлива вентиляція
Більшість заражень коронавірусною інфекцією у світі (за різними підрахунками, до 59%) походить від людей, які переносять захворювання у легкій безсимптомній формі або під час інкубаційного періоду. Ці люди зазвичай не кашляють і не чхають, але при цьому активно поширюють вірусне захворювання. Пояснити цей факт із точки зору крапельного розповсюдження інфекції неможливо. Єдиним поясненням цього може служити повітряно-аерозольний шлях передавання вірусу.
Вірус передається у закритих приміщеннях: роль повітря
Ризик зараження SARS-CoV-2 у приміщеннях значно вищий, ніж на відкритому повітрі й помітно знижується при увімкненій вентиляції. Ці два спостереження також добре узгоджуються з повітряно-аерозольним передаванням вірусу.
Навіть у клініках можливе зараження — що з цим робити?
У світовій практиці зафіксовано безліч випадків зараження медичного персоналу в клініках, де дотримувалися суворих заходів безпеки при контакті з хворими. Медики, як правило, використовували медичні маски, респіратори та захисні окуляри – засоби індивідуального захисту, призначені для запобігання потраплянню до органів дихання мікрокрапель, але не найдрібніших аерозолів.
SARS-CoV-2 у повітрі: докази аерозольної передачі
Автори статті констатують факт, що життєздатний вірус був виявлений у повітрі – зокрема, в пробах повітря з приміщень, де перебували пацієнти з COVID-19, а також із автомобіля інфікованої людини. Цей факт підтверджує можливість аерозольного перенесення інфекції повітряним шляхом.
З іншого боку, автори визнають, що в питанні виявлення вірусної культури в повітрі висновки різних досліджень розходяться, чому є пояснення. На думку дослідників, детектування життєздатного вірусу в повітрі є технічно складним завданням через низку причин, серед яких – обмежена ефективність деяких методів відбору проб, зневоднення вірусу під час збору або пошкодження його внаслідок ударних навантажень, що призводить до втрати життєздатності, а також інших причин.
Як доказ правильності свого висновку автори наводять приклад із безуспішними спробами виявлення в повітрі збудників інших вірусних захворювань. За їхніми словами, віруси добре всім відомих кору та туберкульозу також ніколи раніше не культивувалися з кімнатного повітря.
Повітряні фільтри в лікарнях виявляють вірус: що це означає
Дослідники наводять випадки виявлення SARS-CoV-2 у фільтрах систем очищення повітря в лікарнях із хворими на COVID-19. Фільтри розміщені на великій відстані від пацієнтів, тому краплям і бризкам, що ними виділяються, потрапити туди було неможливо. Опинитися в такому місці вірус міг лише з аерозолями.
Аерозольне зараження підтверджене експериментами на тваринах
Ще одним переконливим доказом на користь повітряно-аерозольного передавання інфекції став експеримент із тхорами, розміщеними в різних ізольованих клітках, з'єднаними між собою повітропроводами. У результаті експерименту було зафіксовано передавання SARS-CoV-2 від однієї тварини іншим через систему вентиляції. Оскільки повітропроводи мали вигини, ймовірність передавання вірусів крапельним шляхом було повністю виключене.
Всі докази — на користь повітряної передачі COVID-19
На цей час немає жодного дослідження, результати якого переконливо свідчили б проти повітряно-аерозольного шляху передавання SARS-CoV-2. Є приклади, коли людям вдавалося уникнути зараження при близькому контакті з хворими. Однак таку ситуацію можна пояснити недотриманням певних умов для ефективного передавання – наприклад, виділенням недостатньої кількості вірусів хворою людиною. Як відомо, ця кількість може бути різною в різних людей і відрізнятися на кілька порядків, що підтверджується результатами досліджень суперрозповсюджувачів. Також велике значення при передавання вірусу має стан повітряного середовища: наприклад, активний повітрообмін у приміщенні завдяки вентиляції значно зменшує ризик інфікування.
Чому інші шляхи передачі не мають таких вагомих доказів
Автори статті підкреслюють, що переконливих аргументів на користь важливості інших відомих шляхів поширення вірусної інфекції сьогодні не існує. Наприклад, основним доказом пріоритетності крапельного передавання SARS-CoV-2 є високий відсоток передавання інфекції між людьми, що знаходяться на близькій відстані одне від одного. Однак такий висновок не суперечить теорії повітряно-аерозольного передавання вірусу. Дійсно, чим більша відстань до хворої людини, тим менше шансів інфікуватися, що традиційно пояснюється обмеженими можливостями крапель, які не здатні переміщуватися на великі відстані й осідають на поверхнях у радіусі до 1,5 м від хворого. Проте така сама картина може спостерігатися і в разі перенесення вірусів аерозолями, адже інфіковане повітря з відстанню розчиняється з чистими повітряними масами і кількість вірусів в ньому значно зменшується.
Як нові дані змінюють підхід до боротьби з COVID-19
Автори дослідження стверджують, що на сьогодні існують переконливі докази активного поширення SARS-CoV-2 повітряно-аерозольним шляхом. На думку фахівців, усі інші відомі шляхи передавання вірусу також вносять свій внесок у поширення інфекції, але домінувальним є саме повітряно-аерозольний шлях. На перший погляд, такий висновок мало що змінює в нашому уявленні про механізм поширення SARS-CoV-2, адже і краплі, і аерозолі передаються повітрям. Проте він повністю зміщує пріоритети в питаннях профілактики захворювання.
Якщо вірус переважно поширюється з великими краплями респіраторних виділень, які швидко осідають на поверхнях, основними профілактичними заходами в цьому випадку є обмеження прямих контактів між людьми, використання захисних масок та респіраторів, фізичне дистанціювання, очищення та дезинфікування поверхонь, створення фізичних бар'єрів для передавання інфекції тощо. Але якщо вірус переважно передається з аерозолями, то заразитися можна шляхом їх вдихання на значно більшій відстані. Для зниження поширення вірусу повітряно-аерозольним шляхом потрібне впровадження заходів із запобігання вдиханню інфекційних аерозолів. Такі заходи включають вентиляцію, фільтрацію повітря, зменшення кількості людей і часу їхнього перебування в приміщенні, правильне використання медичних масок у приміщенні, а також вищий рівень захисту медичного персоналу та провізорів. При цьому провідну роль у боротьбі з поширенням SARS-CoV-2 автори статті відводять вентиляції.
Вентиляція забезпечує постійний рух повітря в приміщенні і необхідний повітрообмін, що перешкоджає збільшенню концентрації та накопиченню аерозолів із патогенними організмами. Завдяки безперервному припливу чистого і свіжого повітря з вулиці та витяганню відпрацьованого повітря аерозолі, що присутні в повітряному просторі приміщення, одразу виносяться назовні. Таке просте, але ефективне рішення дозволяє постійно очищувати приміщення від вірусних збудників, що ліквідує вогнище інфекції і значно зменшує ймовірність захворювання на COVID-19.
На підставі викладеної в статті інформації можна зробити декілька висновків, які передусім будуть цікаві власникам та керівникам різних закладів із великою концентрацією людей.
В офісних, виробничих та складських приміщеннях регулярне дезинфікування поверхонь і дотримання соціальної дистанції між співробітниками не є достатнім заходом у боротьбі з поширенням SARS-CoV-2. Важливим фактором тут також виступає вентиляція приміщень, яку забезпечують системи примусової вентиляції.
У кафе і ресторанах розміщення столиків на більшій відстані один від одного не є достатнім захисним заходом. Оптимальним рішенням тут може бути обслуговування клієнтів на відкритих літніх терасах і майданчиках теплої пори року. У закритих приміщеннях важливого значення набуває вентиляція, яка забезпечується регулярним провітрюванням шляхом відкривання вікон або роботою систем примусової вентиляції.
У магазинах, торговельних та торговельно-розважальних центрах поряд із дотриманням необхідної дистанції в чергах, носінням захисних масок та інших профілактичних заходів слід забезпечити необхідну вентиляцію приміщень. За наявності систем примусової вентиляції важливою умовою є їхня безперервна робота. За можливості керувати продуктивністю цих систем витрату повітря можна варіювати (наприклад, збільшувати) залежно від кількості відвідувачів.
У дитячих садках і школах домогтися постійного дотримання соціальної дистанції між дітьми та правильного носіння ними захисних масок досить проблематично. У цьому випадку важливим профілактичним заходом проти поширення SARS-CoV-2 буде регулярне провітрювання приміщень. Оптимальним рішенням може стати використання централізованих або децентралізованих систем вентиляції, які забезпечують постійний повітрообмін і виключають появу протягів. За відсутності таких систем необхідно якомога частіше проводити традиційне провітрювання шляхом відкривання вікон.
