Wie Coronavirus in mikroskopischen Tröpfchen durch die Luft driftet

Wie Coronavirus in mikroskopischen Tröpfchen durch die Luft driftet Von Ihrer Lunge in die Luft um Sie herum tragen Aerosole Coronavirus. Peter Dazeley / Die Bilddatenbank über Getty Images

In den 1970er Jahren, als ich in Südkalifornien aufwuchs, war die Luft war so verschmutzt dass ich regelmäßig von der High School nach Hause geschickt wurde, um „Schutz vor Ort“ zu suchen. Es scheint nicht viel Gemeinsamkeiten zwischen dem Bleiben zu Hause aufgrund von Luftverschmutzung und dem Bleiben zu Hause zur Bekämpfung der Coronavirus-Pandemie zu geben, aber im Grunde haben beide viel mit Aerosolen zu tun.

Aerosole sind die winzigen schwimmenden Verschmutzungsstücke, aus denen der berühmte Smog von Los Angeles besteht, die Staubpartikel, die Sie in einem Sonnenstrahl schweben sehen, und auch die kleinen Flüssigkeitströpfchen, die beim Sprechen, Husten oder Atmen aus Ihrem Mund entweichen. Diese kleinen Stücke schwimmender Flüssigkeiten können Stücke des Coronavirus enthalten und einen wesentlichen Beitrag zur Ausbreitung leisten.

Wenn Sie jetzt nach draußen gehen, werden Sie wahrscheinlich Menschen sehen, die Masken tragen und soziale Distanzierung üben. Diese Aktionen sollen zum großen Teil Menschen davon abhalten Aerosole verteilen oder einatmen.

Ich bin Professor für Maschinenbau und Aerosole und Luftverschmutzung untersuchen. Je mehr Menschen verstehen, wie Aerosole wirken, desto besser können Menschen vermeiden, das Coronavirus zu bekommen oder zu verbreiten.

In der Luft und überall

Wie Coronavirus in mikroskopischen Tröpfchen durch die Luft driftet Aerosole sind überall. slobo / E + über Getty Images

Ein Aerosol ist ein Klumpen kleiner flüssiger oder fester Partikel, die in der Luft schwimmen. Sie befinden sich überall in der Umwelt und können aus allem bestehen, was klein genug ist, um zu schwimmen, wie Rauch, Wasser oder Speichel, der Coronaviren trägt.

Wenn eine Person hustet, spricht oder atmet, wirft sie irgendwo dazwischen 900 bis 300,000 flüssige Partikel aus ihrem Mund. Diese Partikel Bereich in der Größe von mikroskopisch - tausendstel der Breite eines Haares - bis zur Größe eines feinen Strandsandkorns. Ein Husten kann sie mit Geschwindigkeit reisen lassen bis zu 60 Meilen pro Stunde.


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Die Größe der Partikel und die Luftströme beeinflussen, wie lange sie in der Luft bleiben. In einem stillen Raum können winzige Partikel wie Rauch in der Luft bleiben bis zu acht Stunden. Größere Partikel fallen schneller aus der Luft und landen nach wenigen Minuten auf Oberflächen.

Wenn Sie einfach in der Nähe anderer Menschen sind, kommen Sie ständig mit Aerosolen aus ihrem Mund in Kontakt. Während einer Pandemie ist dies etwas besorgniserregender als normal. Die wichtige Frage ist jedoch nicht, ob es ausgeatmete Aerosole gibt, sondern wie ansteckend sie sind.

Wie Coronavirus in mikroskopischen Tröpfchen durch die Luft driftet Das Coronavirus ist klein und kann leicht von Speichelpartikeln in der Luft transportiert werden. fotograzia / Moment über Getty Images

Aerosole als Virusabgabesysteme

Das neue Coronavirus SARS-CoV-2 ist winzig und hat einen Durchmesser von etwa 0.1 Mikrometern - ungefähr 4 Millionstel Zoll. Aerosole, die von Menschen beim Atmen, Sprechen und Husten produziert werden, liegen in der Regel zwischen etwa 0.7 Mikron zu herum 10 Mikron - für das bloße Auge völlig unsichtbar und leicht in der Luft schwebend. Diese Partikel sind meist biologische Flüssigkeiten aus Mund und Lunge von Menschen und kann Teile des virengenetischen Materials enthalten.

Die Forscher wissen noch nicht, wie viele einzelne SARS-CoV-2-Stücke ein Aerosol enthalten kann, das durch den Husten einer infizierten Person produziert wird. In einer Preprint-Studie, die derzeit einer Peer-Review unterzogen wird, verwendeten die Forscher ein Modell, um abzuschätzen, dass eine Person, die in einem Raum steht und spricht, bis zu bis zu XNUMX% freisetzen kann 114 infektiöse Dosen pro Stunde. Die Forscher sagen voraus, dass diese aerosolisierten Speichelstücke leicht andere Menschen infizieren würden, wenn dies in öffentlichen Innenräumen wie einer Bank, einem Restaurant oder einer Apotheke geschehen würde.

Eine andere zu berücksichtigende Sache ist, wie leicht diese Partikel einzuatmen sind. In einer kürzlich durchgeführten Computermodellstudie stellten die Forscher fest, dass Menschen höchstwahrscheinlich Aerosole von einer anderen Person einatmen würden, die im Sitzen spricht und hustet weniger als 6 Fuß entfernt.

Während dies schlecht scheint, ist der eigentliche Prozess von der Exposition gegenüber Infektionen ein kompliziertes Zahlenspiel. In Aerosolen gefundene Viruspartikel werden häufig beschädigt. Eine Studie, die sich mit dem Grippevirus befasste, ergab dies nur 0.1% der Viren von einer Person ausgeatmet sind tatsächlich ansteckend. Das Coronavirus beginnt auch zu sterben, sobald es den Körper verlassen hat und in der Luft lebensfähig bleibt bis zu drei Stunden. Und natürlich enthält nicht jedes Aerosol einer infizierten Person das Coronavirus. Es gibt viele Chancen.

Beamte des öffentlichen Gesundheitswesens wissen immer noch nicht, ob direkter Kontakt, indirekter Kontakt durch Oberflächen oder Aerosole die Hauptursache sind Übertragungsweg für das Coronavirus. Aber alles, was Experten wie ich über Aerosole wissen, deutet darauf hin, dass sie ein wichtiger Übertragungsweg sein könnten.

Wie Coronavirus in mikroskopischen Tröpfchen durch die Luft driftet Ausbrüche durch Aerosole wurden mit Restaurants, Geschäften und vielen anderen öffentlichen Orten in Verbindung gebracht. AP Foto / Vincent Yu

Nachweis der Aerosolübertragung

Es ist fast unmöglich, die Übertragung von Viren in Echtzeit zu untersuchen. Daher haben sich die Forscher der Umweltprobenahme und der Kontaktverfolgung zugewandt, um die Ausbreitung des Coronavirus in Aerosolen zu untersuchen. Diese Forschung geht extrem schnell voran und das meiste davon wird noch von Experten begutachtet, aber diese Studien bieten äußerst interessante, wenn auch vorläufige Informationen.

Um die Umgebung zu testen, probieren die Forscher einfach die Luft aus. In Nebraska fanden Wissenschaftler SARS-CoV-2 in der Luft in einem Krankenhaus. In China fanden Wissenschaftler das Virus auch in der Luft von eine Reihe von Krankenhäusern sowie ein Kaufhaus.

Umweltproben allein können jedoch keine Aerosolübertragung nachweisen. Das erfordert Kontaktverfolgung.

Ein Restaurant in Guangzhou, China, war am 23. Januar Schauplatz eines kleinen Ausbruchs und bietet direkte Hinweise auf die Übertragung von Aerosolen. Forscher Ich glaube, dass eine infizierte, aber asymptomatische Person an einem Tisch im Restaurant saß. Aufgrund der Luftströmungen, die aufgrund der Klimaanlage im Raum zirkulieren, infizierten sich Personen, die an zwei anderen Tischen saßen. wahrscheinlich wegen Aerosolen.

Insgesamt deuten die Beweise darauf hin, dass es viel ist riskanter drinnen zu sein als draußen. Der Grund ist der fehlende Luftstrom. Es dauert zwischen 15 Minuten und drei Stunden damit ein Aerosol nach draußen gesaugt wird durch ein Belüftungssystem oder aus einem offenen Fenster schweben.

Eine weitere Preprint-Studie zu Ausbrüchen in Japan legt nahe, dass die Chancen einer direkten Übertragung nahezu gleich sind In Innenräumen 20-mal höher nach draußen. In Singapur führten die Forscher die ersten drei Ausbrüche direkt auf a zurück wenige Geschäfte, ein Bankettessen und eine Kirche.

Sobald sie draußen sind, verschwinden diese potenziell infektiösen Aerosole in der Weite der Atmosphäre und sind viel weniger besorgniserregend. Es ist natürlich möglich, das Virus draußen zu fangen, wenn Sie in engem Kontakt mit einer kranken Person stehen, aber dies scheint sehr selten zu sein. Forscher in China fanden das nur einer von 314 Ausbrüchen Sie konnten auf Kontakt im Freien zurückgeführt werden.

In letzter Zeit gab es Bedenken Aerosolübertragung beim Laufen und Radfahren. Während sich die Wissenschaft noch weiterentwickelt, ist es wahrscheinlich ratsam, anderen Bikern oder Läufern etwas mehr Raum als normal zu geben.

Wie Coronavirus in mikroskopischen Tröpfchen durch die Luft driftet Das Tragen von Masken und soziale Distanzierung verringern das Risiko, Aerosole zu verbreiten oder einzuatmen. AP Foto / Gerald Herbert

So reduzieren Sie die Aerosolübertragung

Bei all dem Wissen darüber, wie Aerosole hergestellt werden, wie sie sich bewegen und welche Rolle sie bei dieser Pandemie spielen, stellt sich die offensichtliche Frage: Was ist mit Masken?

Die Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten empfehlen das Tragen einer Gesichtsmaske jede öffentliche Einstellung wo soziale Distanzierung schwer zu tun ist. Dies liegt daran, dass hausgemachte Masken wahrscheinlich einen vernünftigen Job machen, um zu verhindern, dass Aerosole Ihren Mund verlassen. Der Beweis unterstützt im Allgemeinen ihre Verwendung und weitere Untersuchungen zeigen, dass Masken bei sehr effektiv sein können Reduzierung von SARS-CoV-2 in der Luft. Masken sind nicht perfekt und derzeit laufen weitere Studien, um herauszufinden, wie effektiv sie wirklich sind, aber nehmen diese kleine Vorsichtsmaßnahme könnte helfen, die Pandemie zu verlangsamen.

Befolgen Sie außer dem Tragen einer Maske den gesunden Menschenverstand und die Anleitung von Beamten des öffentlichen Gesundheitswesens. Vermeiden Sie überfüllte Innenräume so weit wie möglich. Übe soziale Distanzierung sowohl drinnen als auch draußen. Waschen Sie Ihre Hände häufig. All diese Dinge verhindern die Ausbreitung des Coronavirus und können Sie davon abhalten, es zu bekommen. Es gibt zahlreiche Hinweise darauf, dass COVID-19 durch Einatmen von Partikeln aus der Luft übertragen wird. Durch sorgfältiges Befolgen der Empfehlungen von Experten können Einzelpersonen jedoch das von ihnen ausgehende Risiko minimieren.

Über den Autor

Shelly Miller, Professorin für Maschinenbau und Umwelttechnik, University of Colorado Boulder

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.


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