免费在线应用程序计算室内空间中Covid-19传输的风险

COVID-19传播概念

通风在传播中的重要作用新型冠状病毒肺炎已经被研究人员量化,他们发现在通风良好的空间中,病毒在几秒钟内比两米进一步蔓延,并且更容易传播长时间的谈话而不是通过咳嗽。

研究结果发表在杂志上英国皇家学会学报A据表明,单独的社会疏散措施不提供从病毒的充分保护,进一步强调通风和面部面具的重要性,以减缓Covid-19的传播。

来自剑桥大学的研究人员和伦敦帝国理工学院,使用数学模型来展示如何SARS-CoV-2——导致COVID-19的病毒——在不同的室内空间传播,取决于空间大小、占用率、通风情况以及是否佩戴口罩。这些模型也是免费在线工具的基础,Airborne.cam它帮助用户了解通风和其他措施如何影响室内传播的风险,以及这种风险如何随时间变化。

研究人员发现,当两个人处于通风良好的空间时,既不戴着面具,长时间的谈话更可能蔓延到病毒而不是短期咳嗽。说话时,我们呼出较小的液滴,或气溶胶,在房间周围很容易蔓延,并且如果通风不足,则会积累。相反,咳嗽驱逐出更多的大液滴,在发射后更有可能沉降表面。

当口罩未穿着时,气溶胶仅在两米处涂抹超过两米的几秒钟,这意味着在没有通风的情况下的物理偏移是不足以提供长时间暴露时间的安全性。然而,当任何类型的面具都磨损时,它们会减慢呼吸的势头并过滤一部分呼出的液滴,反过来减少可以通过空间传播的气溶胶中的病毒量。

科学共识是,绝大多数COVID-19病例通过室内传播——无论是通过气溶胶还是飞沫。正如夏秋两季预测的那样,由于北半球冬天已经到来,人们在室内呆的时间也越来越长,COVID-19病例数量也相应增加。

“Our knowledge of airborne transmission of SARS-CoV-2 has evolved at an incredible pace, when you consider that it’s been just a year since the virus was identified,” said Dr. Pedro de Oliveira from Cambridge’s Department of Engineering, and the paper’s first author. “There are different ways to approach this problem. In our work, we consider the wide range of respiratory droplets humans exhale to demonstrate different scenarios of airborne viral transmission — the first being the quick spread of small infectious droplets over several meters in a matter of a few seconds, which can happen both indoors and outdoors. Then, we show how these small droplets can accumulate in indoor spaces in the long term, and how this can be mitigated with adequate ventilation.”

研究人员使用数学模型来计算呼出颗粒物中所含的病毒数量,并确定这些颗粒物是如何蒸发和在物体表面定居的。此外,他们利用病毒的特征,如在受感染个体中的衰减率和病毒载量,来评估在室内环境中由于受感染的人正常说话或短时间咳嗽而传播的风险。例如,他们发现,在一个典型的演讲教室里讲了一个小时后,感染的风险是很高的,但在通风充足的情况下,感染的风险可以显著降低。

基于他们的模型,研究人员现在建立了Airborbe.cam,一个可由管理公共空间的那些免费的开源工具,例如商店,工作场所和教室,以确定通风是否足够。该工具已经在剑桥大学的几个学术部门使用。该工具现在是大学任何高风险空间的要求,使部门能够轻松识别确保气溶胶不允许成为健康风险所需的危险和控制措施的变化。

“这个工具可以帮助人们利用流体力学做出更好的选择,适应他们的日常活动和环境,以抑制风险,为自己和他人,”合著者Savvas Gkantonas说,他与德奥利韦拉博士一起领导了这款应用的开发。

“我们正在观察气溶胶和液滴传输的各个方面,以了解咳嗽和发言的流体力学,”Epaminondas Mastorakos高级作者,也来自工程系。“湍流的作用以及它如何影响到重力沉降的液滴,并且尤其是在空气中仍然在空气中脱落的是。我们希望这些和其他新结果将在应用程序中实现为应用程序中的安全因素,因为我们继续调查。“

机载的不断发展。剑桥企业和丘吉尔学院(Churchill College)支持的cam很快就可以在移动平台上使用了。

参考:2021年1月20日,英国皇家学会学报A
DOI: 10.1098 / rspa.2020.0584

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