V 70. letech, kdy jsem vyrůstal v jižní Kalifornii, bylo ovzduší tak znečištěné, že mě ze střední školy pravidelně posílali domů, abych se „ukryl na místě“. Mohlo by se zdát, že mezi pobytem doma kvůli znečištěnému ovzduší a pobytem doma kvůli boji s pandemií koronaviru není mnoho společného, ale v podstatě obojí má hodně společného s aerosoly.
Aerosoly jsou drobné vznášející se kousky znečištění, které tvoří proslulý smog v Los Angeles, prachové částice, které vidíte vznášet se ve slunečním svitu, a také malé kapičky tekutiny, které vám unikají z úst, když mluvíte, kašlete nebo dýcháte. Tyto malé kousky plovoucích tekutin mohou obsahovat kousky koronaviru a mohou významně přispívat k jeho šíření.
Pokud se právě teď projdete venku, je pravděpodobné, že uvidíte lidi v rouškách a praktikující společenský odstup. Tato opatření mají z velké části zabránit tomu, aby lidé šířili nebo vdechovali aerosoly.
Jsem profesorem strojního inženýrství a studuji aerosoly a znečištění ovzduší. Čím lépe lidé pochopí, jak aerosoly fungují, tím lépe se mohou vyhnout nákaze nebo šíření koronaviru.
Vzduchem a všude
Aerosol je shluk malých kapalných nebo pevných částic vznášejících se ve vzduchu. Jsou všude v životním prostředí a mohou být tvořeny čímkoli, co je dostatečně malé na to, aby se vznášelo, například kouřem, vodou nebo slinami přenášejícími koronaviry.
Když člověk kašle, mluví nebo dýchá, vyvrhne z úst 900 až 300 000 tekutých částic. Velikost těchto částic se pohybuje od mikroskopických – tisícina šířky vlasu – až po velikost zrnka jemného plážového písku. Při zakašlání se mohou pohybovat rychlostí až 60 mil za hodinu.
Velikost částic a vzdušné proudy ovlivňují, jak dlouho zůstanou ve vzduchu. V nehybné místnosti mohou drobné částice, jako je kouř, zůstat ve vzduchu až osm hodin. Větší částice padají ze vzduchu rychleji a dopadají na povrch po několika minutách.
Jen tím, že se nacházíte v blízkosti jiných lidí, přicházíte do neustálého kontaktu s aerosoly z jejich úst. Během pandemie je to o něco znepokojivější než obvykle. Důležitou otázkou však není, zda vydechované aerosoly existují, spíše jak moc jsou infekční.
Aerosoly jako přenosové systémy virů
Nový koronavirus SARS-CoV-2 je malý, má průměr asi 0,1 mikronu – zhruba 4 miliontiny palce. Aerosoly, které lidé produkují při dýchání, mluvení a kašli, mají obecně velikost od asi 0,7 mikrometru do přibližně 10 mikrometrů – pouhým okem jsou zcela neviditelné a snadno se vznášejí ve vzduchu. Tyto částice jsou většinou biologické tekutiny z lidských úst a plic a mohou obsahovat kousky genetického materiálu virů.
Výzkumníci zatím nevědí, kolik jednotlivých kousků SARS-CoV-2 může obsahovat aerosol produkovaný kašlem nakažené osoby. V jedné preprintové studii, což znamená, že je v současné době v recenzním řízení, však vědci pomocí modelu odhadli, že člověk stojící a mluvící v místnosti může uvolnit až 114 infekčních dávek za hodinu. Vědci předpokládají, že tyto aerosolové kousky slin by snadno nakazily další lidi, pokud by se tak stalo ve veřejných vnitřních prostorách, jako je banka, restaurace nebo lékárna.
Další věcí, kterou je třeba zvážit, je, jak snadno lze tyto částice vdechnout. V nedávné studii počítačového modelu vědci zjistili, že lidé by s největší pravděpodobností vdechli aerosoly z jiné osoby, která mluví a kašle, když sedí ve vzdálenosti menší než 6 stop.
Ačkoli to vypadá špatně, skutečný proces od expozice k infekci je složitá hra čísel. Často dochází k poškození virových částic, které se nacházejí v aerosolech. Studie zabývající se virem chřipky zjistila, že pouze 0,1 % virů vydechovaných člověkem je skutečně infekčních. Koronavirus také začne odumírat, jakmile opustí tělo, a zůstává životaschopný ve vzduchu až tři hodiny. A samozřejmě ne každý aerosol pocházející od infikované osoby obsahuje koronavirus. Je zde velká náhoda.
Odborníci na ochranu veřejného zdraví stále nevědí, zda je hlavní cestou přenosu koronaviru přímý kontakt, nepřímý kontakt přes povrchy nebo aerosoly. Ale vše, co odborníci jako já vědí o aerosolech, naznačuje, že by mohly být hlavní cestou přenosu.
Důkazy o přenosu aerosolem
Téměř nemožné je studovat přenos viru v reálném čase, proto se vědci obrátili na odběr vzorků z prostředí a sledování kontaktů, aby se pokusili studovat šíření koronaviru v aerosolech. Tento výzkum probíhá nesmírně rychle a většina z nich je stále ve fázi odborného posuzování, ale tyto studie nabízejí nesmírně zajímavé, i když předběžné informace.
K testování prostředí vědci jednoduše odebírají vzorky vzduchu. V Nebrasce našli vědci v nemocnici SARS-CoV-2 přenášený vzduchem. V Číně našli vědci virus také v ovzduší několika nemocnic a také v obchodním domě.
Samotný odběr vzorků z prostředí však nemůže prokázat přenos aerosolem. To vyžaduje vysledování kontaktů.
Jedna restaurace v čínském městě Guangzhou byla 23. ledna místem malého ohniska nákazy a nabízí přímý důkaz přenosu aerosolem. Vědci se domnívají, že u stolu v restauraci seděla jedna nakažená, ale bezpříznaková osoba. Vzhledem k proudům vzduchu, které v místnosti cirkulovaly kvůli klimatizaci, se lidé sedící u dvou dalších stolů nakazili pravděpodobně aerosoly.
Všechny důkazy naznačují, že je mnohem rizikovější být uvnitř než venku. Důvodem je nedostatečné proudění vzduchu. Trvá 15 minut až tři hodiny, než je aerosol nasát ven ventilačním systémem nebo vyplaven otevřeným oknem.
Další preprintová studie epidemií v Japonsku naznačuje, že pravděpodobnost přímého přenosu je téměř 20krát vyšší uvnitř než venku. V Singapuru výzkumníci vystopovali první tři ohniska přímo v několika obchodech, na banketu a v kostele.
Poté, co se tyto potenciálně infekční aerosoly dostanou ven, zmizí v rozprostřené atmosféře a představují mnohem menší problém. Samozřejmě je možné chytit virus venku, pokud jste v těsném kontaktu s nemocným člověkem, ale to se zdá být velmi vzácné. Výzkumníci v Číně zjistili, že pouze jedno z 314 ohnisek, která zkoumali, bylo možné vysledovat z venkovního kontaktu.
V poslední době se objevily obavy z přenosu viru aerosolem při běhu a jízdě na kole. I když se vědecké poznatky v této oblasti stále vyvíjejí, je pravděpodobně rozumné dát ostatním cyklistům nebo běžcům o něco více prostoru než obvykle.
Jak snížit přenos aerosolů
Při všech těchto znalostech o tom, jak aerosoly vznikají, jak se pohybují a jakou roli hrají v této pandemii, vyvstává zřejmá otázka: Co s maskami?“
Centrum pro kontrolu a prevenci nemocí doporučuje nosit obličejovou masku na všech veřejných místech, kde je obtížné dosáhnout sociálního odstupu. Je to proto, že podomácku vyrobené masky pravděpodobně odvádějí rozumnou práci při blokování aerosolů, které opouštějí vaše ústa. Důkazy obecně podporují jejich používání a přicházejí další výzkumy, které ukazují, že masky mohou být velmi účinné při snižování výskytu SARS-CoV-2 ve vzduchu. Masky nejsou dokonalé a v současné době probíhají další studie, které mají zjistit, jak jsou skutečně účinné, ale přijetí tohoto malého preventivního opatření by mohlo pomoci zpomalit pandemii.
Jinak než nošením masky se řiďte zdravým rozumem a pokyny úředníků veřejného zdravotnictví. Co nejvíce se vyhýbejte přeplněným vnitřním prostorám. Praktikujte společenský odstup uvnitř i venku. Často si myjte ruce. Všechny tyto věci fungují jako prevence šíření koronaviru a mohou pomoci zabránit tomu, abyste se jím nakazili. Existuje značné množství důkazů, že se virus COVID-19 přenáší vdechováním částic přenášených vzduchem, ale pečlivým dodržováním rad odborníků mohou jednotlivci minimalizovat riziko, které představují.
.