氣溶膠傳播病毒,開窗通風會“引毒入室”嗎?

天天開窗通風的壹讀君 | 彤 子

2020年2月8日的上海衛健委新聞發佈會上,有衛生防疫專家強調,目前可以確定的新型冠狀病毒感染的肺炎傳播途徑主要為直接傳播、接觸傳播和氣溶膠傳播。

  • 直接傳播指患者打噴嚏、咳嗽、說話時產生的飛沫,通過呼出的氣體近距離直接被他人吸入而導致的“飛沫感染”;
  • 接觸傳播是飛沫沉積在物品表面,被手接觸後,再觸摸汙染口腔、鼻腔、眼睛等黏膜,導致“手口感染”;
  • 氣溶膠傳播是指飛沫混合在空氣中,形成氣溶膠,再被他人吸入,導致感染,相當於“空氣感染”。

在傳染病的所有傳播途徑中,空氣傳播可算是最難預防、控制且危害嚴重的傳播方式之一。空氣傳播被定義為氣溶膠(≤5微米)傳播或擴散距離大於1米,而飛沫傳播指大顆粒液滴(>5微米)擴散範圍較近。

很多人早就擔心新型冠狀病毒能通過氣溶膠傳播,如今一有專家官宣,就更慌了。

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也有不少人對氣溶膠這個詞不太瞭解。

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想了解氣溶膠傳播就要先認識一下氣溶膠。

氣溶膠是什麼?

氣溶膠(Aerosol)是由空氣中液態、固態、固液混合微粒構成的懸浮體系。由於氣溶膠在氣體介質中分散並懸浮,形成了膠體分散體系,又稱氣體分散體系

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自然氣溶膠

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人工氣溶膠:煙囪裡冒出的是氣溶膠,炸燬的粉塵也是氣溶膠

氣溶膠的微粒大小從0.001微米到100微米不等,霧、煙、霾、靄、微塵等都是天然生成或人為製造的大氣氣溶膠。當氣溶膠的濃度過高時,就會對人類健康造成威脅,特別是哮喘病人和有其它呼吸道疾病的人群,更何況氣溶膠還是細菌、病毒等病原微生物重要的“出行”工具。

現在有多項研究指出,病原微生物能夠經由空氣或空氣中的氣溶膠進行傳播擴散。包含病原體的大顆粒物質大於6 微米的,主要影響人上呼吸道;中性顆粒在2~6微米間的主要集中至呼吸道中部;而顆粒小於2微米,就會侵襲患者肺部的肺泡區域。

一些地區傳染性疾病的流行和暴發,都有它們的“功勞”。2018年2月,世界衛生組織(WHO)提出了需優先研究的10種人獸共患病病毒中,有8種病毒是經氣溶膠或密切接觸在人群中傳播的。

當然這8種病毒中絕對沒有2019-nCoV,因為那時它還沒“出生”。

面對氣溶膠兇猛的傳播勢頭,人類也不是沒有辦法,“氣溶膠濾除百分比”早就成了醫用口罩檢驗的核心標準,專治氣溶膠傳播。

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口罩濾除氣溶膠測試

圖中排氣管內的黑色物質為“氣溶膠”,在規定流速下,口罩濾除“氣溶膠”的百分數大於95%,為合格產品

患者在正確佩戴口罩的前提下,只有不到5%的病毒散播出去,經過大氣的分散體系“稀釋”,和健康人的口罩防禦,足以遏制大部分氣溶膠傳播的效能。有朋友說了,我們的口罩不是醫用外科口罩或N95口罩,那不是很危險?

其實任何種類的口罩都具有一定的氣溶膠過濾功能,只要人人都佩戴好口罩,氣溶膠傳播就沒那麼可怕。但大家在家裡時,是不戴口罩的,有些朋友慌了,覺得開窗通風都充滿了危險。

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不然......您閉氣抗病毒?

拋開病毒濃度、個體免疫力不談。開窗通風確實可能飛進來一些不明微粒,但更大作用是淡化房間內氣溶膠的濃度(重度空氣汙染狀況除外)。而且房間外的空氣,可是經“免費巨型消毒裝置”太陽長時間紫外線消毒的。

擔心開窗通風有病毒,不如擔心一下中央空調......

氣溶膠的高速路——中央空調

在SARS暴發時,香港淘大花園和北京部分醫院出現了原因不明的發病案例垂直分佈現象。

怎麼個“垂直”法呢?

北京某所醫院的住院患者發病分佈,主要集中在同一單元的7、8、12、13、14樓層(見圖1)。

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如圖所示,5~12層4、5號病房的衛生間與13~14層5、6號病房的衛生間共用同一條排風管道;12層6、8號病房的衛生間與13~14層7、9 號病房的衛生間共用同一條排風管道

病房空調的新風系統(中央空調),為設在病房、走廊的出風口24小時正壓送風。這種建築構造和送、排風系統,在理論上可以實現病毒氣溶膠或其他載體形式長距離傳送的。所以SARS病毒存在經排風管道垂直傳播的可能性

但病毒是否存在氣溶膠垂直傳播或經空氣長距離傳播的方式,至今仍是學術界樂此不疲的爭議問題。

贊成的學者們對這起SARS醫院感染傳播途徑的推測是:輸入病例(後經證實為SARS超級傳播者)的病毒“排毒量”大;衛生間空間小、通風差,SARS患者咳嗽或抽水馬桶衝便時,產生SARS氣體氣溶膠經衛生間排風管道上傳至上層病房衛生間,致該病房的兩位高齡合併多種基礎病的患者在潛伏期內相繼受染,並進一步上傳至13層的同側病房的病例。

香港學者最新的空氣動力學研究也表明,淘大花園SARS的大暴發與病例分佈提示SARS病毒存在經空氣長距離垂直或水平傳播的可能

不僅SARS病毒,1996、1998和2000年加拿大的蒙特利爾也曾報道結核桿菌和其他病原微生物經排風系統傳播,造成醫院感染暴發的案例。

當然相比中央空調的傳送功能,我們更要重視馬桶,如果沒有馬桶的幫助,離開人體的病毒也很難乘坐氣溶膠開始“旅行”。

氣溶膠的“彈射器”——馬桶!

馬桶是人類最偉大的發明之一,能迅速帶走人體排洩的廢物,把人類從惡臭的排便環境中解救出來,但看似潔淨的馬桶也暗藏衛生危機。多項研究提示,馬桶可能在氣溶膠的傳播過程中,起到非常重要的作用,尤其是醫院、地鐵、機艙、餐廳等公共場所的馬桶。簡直是細菌、病毒“出入境的國際機場”。來往的“便客”就是細菌、病毒的新“家園”。

但細菌、病毒那麼小,移動那麼慢,它們是如何抓住身手矯健的“便客”的?依靠馬桶的“彈射”功能。

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飛機彈射器一樣的馬桶

  • 沖水

曾經,有研究人員向馬桶中添加某種陽性菌種,然後沖水,在離馬桶不同距離的位置都捕捉到陽性菌種的氣溶膠顆粒,而且在沖水8分鐘後的空氣中也捕捉到微生物,由此有研究者推斷,

沖水後的馬桶使空氣中產生了某種微沫狀生物氣溶膠,這種生物氣溶膠在空氣中的含量還會隨著馬桶沖水量的增加而增大。隨後很多科研人員都對馬桶沖水後的氣溶膠擴散方式進行了研究。

Gerba的實驗發現,在馬桶中添加細菌和病毒後沖水,2小時內採集的細菌基本都在馬桶附近,而4小時和6小時後採集到的細菌則散落在衛生間的不同位置。實驗人員因此得出結論,更快下落的較大的氣溶膠微粒在馬桶附近,而體積較小的微沫則隨著空氣流動逐漸擴散到衛生間各處,並於較晚時間沉降下來。這個實驗結果告訴我們,平時少在衛生間 玩手機 逗留,衛生間只是讓你相對更衛生的空間,但一點都不衛生。

  • 虹吸
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馬桶並不是只有沖水式一種,很多人家使用的是虹吸式馬桶。

虹吸式馬桶的內部管道下方有一個S形的管道(即虹吸管),當有足夠的水量使S管內的水面越過最高點時,就會造成虹吸現象,馬桶內的水會沿S管排出馬桶,並在沖水過程中形成漩渦,這種現象可以很好地清理馬桶內的汙物。

Bound和Atkinson的實驗發現,虹吸式馬桶產生的生物氣溶膠含量僅有具備同樣沖水量的直衝式馬桶的1/14

  • 蓋馬桶蓋
氣溶膠傳播病毒,開窗通風會“引毒入室”嗎?

關閉馬桶蓋沖水也能降低微生物氣溶膠的傳播。

2012年,Best和Sandoe進行了相關實驗,將接種了艱難梭菌(Clostridiumdifficile)的糞便加入馬桶,分別使用開蓋和關蓋兩種方式沖水。結果發現開蓋沖水後被檢測到的細菌濃度是關蓋沖水的12倍多

這個實驗告訴我們,馬桶沖水一定要蓋蓋兒,這個行為的第一受益人就是自己,因為開蓋沖水的第一時間,馬桶周邊的氣溶膠含量最高,沖水人絕對跑不掉。

  • 接觸
氣溶膠傳播病毒,開窗通風會“引毒入室”嗎?

雖然能蓋蓋兒的虹吸式馬桶好,但不少中國人還是很排斥公廁裡的座便器,因為使用時有“肉體接觸”。確實,馬桶表面存在接觸式病原微生物傳播

除了沖水造成的馬桶生物氣溶膠傳播,很多研究人員也關注到馬桶本身可能造成的微生物傳播。

1956年,Hutchinson就發現了痢疾傳播與宋內志賀菌汙染的馬桶座位有關,並引發一系列相關研究。有研究發現微生物會在馬桶沖水後,會汙染馬桶座圈、馬桶蓋以及馬桶周圍區域,而這些表面汙染同樣可能造成病原微生物的傳播

而馬桶最恐怖的地方在於,它相當於一個巨型細菌培養皿,很多病原微生物,包括志賀菌、大腸桿菌、艱難梭菌、諾如病毒、以及SARS冠狀病毒等,不僅能在感染者的嘔吐物或者糞便中存活時間更久,也能夠在物體或液體表面存活幾周,有的甚至能夠存活幾個月。

當然我們也要看到病毒“可愛”的一面,比起細菌這種能自我無限繁殖的單細胞動物,病毒離開人就“不孕不育”。但渴望“生育”的它們也會乘著氣溶膠來找你。

既然氣溶膠這麼可怕......我們不如先想辦法滅掉氣溶膠吧!

氣溶膠傳播病毒,開窗通風會“引毒入室”嗎?

還記得氣溶膠的特性嗎?氣溶膠顆粒非常容易隨空氣擴散,如同倒進西湖的一瓶墨汁,只要控制住疫情的發展規模,即使是氣溶膠傳播,也沒什麼大不了的。

很多氣溶膠都是大自然的產物,火山噴發的煙塵、風吹起的土壤微粒、植物的孢子花粉、人皮膚上掉落的“人渣”......

氣溶膠會將太陽光反射到太空中,冷卻大氣;又會通過微粒散射、漫射吸收一部分太陽輻射,減少地面長波輻射,使大氣升溫;還會改變雲的存在時間,促進雲的凝結核、雨滴、冰晶形成,形成降水、降雪。

正由於氣溶膠容易進入呼吸道,醫學中也有利用氣溶膠將藥物遞送至呼吸道的治療方法。

氣溶膠不可怕,可怕的是對衛生觀念的不瞭解。開窗通風、勤洗手、有效消毒,與新型冠狀病毒的這場硬仗,我們一定贏!


參考資料:何耀, 邢玉斌, 倪彬,等. 經排風系統傳播SARS可能性的示蹤氣體實驗研究[J]. 中華流行病學雜誌, 2005, 26(1):33-35.

毛怡心, 丁培, 孫宗科. 馬桶沖水行為與微生物氣溶膠傳播[J]. 微生物學報, 2018, 58(12):26-33.

嚴延生. 需優先發展防控手段的10種人獸共患病毒病[J]. 中國人獸共患病學報, 2019, 35(03):9-19.




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