疫情观察:气溶胶传播最可怕的是雾霾叠加效应

发布时间:2020.02.10

文章导读:2月6日发布的“警钟!疫情暴露的雾霾真相”里明确说飞沫和气溶胶传播风险在雾霾空气中会大幅度增加。


当时舆论和部分专家不支持气溶胶传播观点,其中一篇“冠状病毒气溶胶传播”文章7日被认定为谣言。


2月8日下午上海官方正式确认气溶胶传播,卫生防疫专家强调,目前可以确定的新型冠状病毒感染的肺炎传播途径主要为直接传播、气溶胶传播和接触传播。直接传播是指患者喷嚏、咳嗽、说话的飞沫,呼出的气体近距离直接吸入导致的感染;气溶胶传播是指飞沫混合在空气中,形成气溶胶,吸入后导致感染;接触传播是指飞沫沉积在物品表面,接触污染手后,再接触口腔、鼻腔、眼睛等粘膜,导致感染。


2月8日下午上海的新闻发布会上,专家强调,新冠肺炎传播途径除了直接传播、接触传播,还有气溶胶传播。这让很多人担心,飘去飘来的气溶胶,是不是一不留神就被吸入身体里了,岂不是防不胜防。有文章说,武汉传染病专家告诉记者,气溶胶没那么容易出来,也没有那么容易飘。按照勤洗手、戴口罩、少出门、不聚会、多通风等要求防范,是可以防住气溶胶的。


真的就这么简单吗?还需要注意什么?


一、气溶胶传播的相关权威论述


气溶胶(aerosol)由固体或液体小微粒分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系,其中固体或液体小微粒为0.001~100μm。液体气溶胶通常称为雾,固体气溶胶通常称为霾。


其中含有土壤微粒、工业尘埃微粒、汽车排放的微粒、细菌、微生物、植物孢子粉等。这是常有的物理现象,如大家熟知的雾霾就是巨大的气溶胶。气溶胶的消除,主要靠大气的降水、小粒子间的碰并、凝聚、聚合和沉降过程。

美国环保署2009年发布《关于空气颗粒物综合科学评估报告》指出,空气颗粒能吸附大量致癌物质和基因毒性诱变物质,给人体健康带来严重影响,包括死亡率、慢性病加剧、呼吸系统及心脏系统疾病恶化,改变肺功能及结构、影响生殖能力和人体的免疫结构等。


SARS期间,一次媒体采访钟南山院士的时候,钟院士讲到了SARS病毒的几种传播途径中就提到了气溶胶传播。


2004年,中国香港学者Yu et al.在《新英格兰医学杂志》发表论文称,通过对SARS期间香港淘大花园病例分布进行研究,发现SARS病毒可能通过空气进行传播。


2012年,荷兰学者Herfst等在《科学》发表论文,认为高致病性禽流感A/H5N1病毒无需在中间宿主中重组,可通过气溶胶或呼吸道飞沫传播,因此构成了人类大流行性流感的风险。


美国CDC(疾控预防中心)对气溶胶传播极为重视,做了长期的大量的研究。目前医学研究已经证明,气溶胶不但可引发SARS、MERS、H1N1人畜传染等疾病和猪瘟鸡瘟的大规模传播,它所导致的下呼吸道感染还是人类第四大杀手。其流行病学意义在于,易感染者在未与患病者见面的情况下,有可能因为吸入了悬浮在空气中含病毒的气溶胶微粒而被感染,当某地区疫情快速爆发,已经超过飞沫和接触传播的速度时应正视气溶胶传播。


二、关于新冠病毒气溶胶传播的特殊性


从目前武汉每天感染数据看,武汉应该考虑和正视气溶胶传播情形。从很多城市一再升级管控措施,关闭公园和公共场所,封堵交通,严格限制居(村)民出门(每户两天1人次),同时对街道进行雾炮消毒等措施则可以感受到气溶胶传播的可怕!



含有新冠病毒(直径约0.08~0.12μm)的气溶胶尺寸就在亚微米到微米的范围,在空气中可以悬浮很久,并且在空气中湍流的推波助澜下漂移到远方,冠状病毒有蛋白质膜壳的保护,可能在相当长的时间保持活性。若是被人吸入体内,就有可能导致感染新型冠状病毒。


粪口传播最近引起关注,也属于气溶胶传播,因为排泄活动中复杂的液体和气体相对运动具备产生气溶胶的流体力学条件。


大家担心病毒的气溶胶传播距离较远,这方面研究不多,即使有也没有说服力。因为气溶胶里的物质组成和物理状态非常复杂,气溶胶的差异和其他条件的差异会导致不同的并且差距非常大的结论。可以明确的一点,我们不用太担心很长距离的影响,因为病毒浓度会远远低于感染剂量,但是短距离甚至是雾霾状态的静风状态、室内空气、密集小区甚至楼宇内部,一定要注意。


值得注意的是,新冠病毒气溶胶传播的影响不在于晴好天气,因为紫外线会很容易杀死空气中包括气溶胶中的病毒,真正可怕的是雾霾天气的气溶胶传播。


三、雾霾对新冠病毒气溶胶传播的叠加影响:


瑞典科学家Joakim Larsson曾在国际期刊《微生物》发表论文,微生物是北京雾霾重要组成,是微生物“储存库”和“传播途径”,有研究表明北京雾霾中含1000多种微生物。


空气中微生物繁殖机理的有效研究手段特别是分析仪器极少,因为空气中液滴不是连续的,其水分、营养也是不连续的,某些微生物在气溶胶水滴里大量繁殖,其中营养物质是气溶胶中水溶的铵盐和硝酸盐,一旦营养物质或者水分缺乏,微生物则消亡。雾霾中大量微生物繁殖与代谢万一被某些病毒利用,则雾霾天气将会成为病毒帮凶。有些科幻小说就以病毒加雾霾为假想,万一真的发生了呢?已经有专家发出预警,生物战往往也是利用恶劣气候条件,特别是重度雾霾天气。


雾霾对新冠病毒气溶胶传播的影响评估:


1、感染者含新冠病毒的飞沫或者呼气等离开人体后,如果是干燥空气中,将很快水分蒸发,病毒缺水而丧失活力,如果遇到太阳光紫外线或者空气中的臭氧、酸性气体等很容易被彻底杀死。而在雾霾天气水分几乎不容易蒸发,其飞沫更有可能和雾霾颗粒结合,长时间呈液滴状态,病毒就能更长时间存活和分散在雾霾颗粒中,甚至不能完全排除病毒利用液滴中的微生物细胞进行复制繁殖的可能性。


2、雾霾阻隔了太阳光,不会有臭氧在空气中产生,空气中的酸性气体又会被氨气等中和(权威研究已经确认中国空气偏中性,而美国空气偏酸性),更没有紫外线对病毒的灭活作用,可以想见雾霾会使空气和相关物体表面增加多少病毒和细菌啊!


3、经常看到医疗专家们预测,春季之后气温高就会有利于减少疫情,其实本质上是紫外线对病毒的强消毒作用和空气干燥湿度低使雾霾减少后不利于病毒在人体外存活。活体病毒少了,传染病和疫情就会真正减少。


研究此次武汉疫情与雾霾关系,不难发现雾霾夹杂疫情真的很可怕!雾霾本身就影响健康,更麻烦的是病毒会更长时间存活和漂浮在雾霾空气中,提高飞沫和气溶胶传播能力。


再次提醒:雾霾天切勿开窗、散步。尤其是疫情严重的区域,每一个人都需要敬畏自然、敬畏法律、敬畏良心。


四、家庭和公共场合如何重点防范气溶胶传播?


家庭的防范建议:最好要在太阳出来两小时后再开窗,晴好白天多通风,晚上则尽量不开窗,使用空调升温和除湿功能;高度重视卫生间,地漏经常加水防止反味,多消毒,消毒条件不够的多开排风等。如果近距离有隔离病患的情况下,需要灵活掌握,注意风向和错峰开窗。


公共场所室内防范建议:加大新风量,通风最好加装消毒灭菌和湿度调节系统,尽量控制人数并要求全部戴口罩;对于个人来说,尽量不去人多场所,错峰出行,除戴口罩外,从公共场所回家要勤洗手,注意外衣和鞋。


区域防范建议:向疫情形势严峻的地方政府提个建议,雾炮消毒的效果不如人工降雨,因为短期内是无法消除雾霾的,只能尽量靠人工降雨去除气溶胶和雾霾!长期措施则是地方政府积极行动,尽快减少未来雾霾和病毒的叠加效应。


五、攻坚克难,最大限度减少雾霾和气溶胶传播的叠加效应


武汉为代表的新冠疫情还没有结束,教训深刻,治标的同时必须研究治本。


可以肯定:此次疫情出乎意料的扩散,一方面是因为相关单位对此次疫情的应对经验不足,部分专家判断失误而使时机丧失,另一方面也可能是因为武汉的雾霾天气而使病毒传播远远超出了过去的常规思维,比如雾霾中气溶胶传播途径更难以防控,连第一批专家组长都被感染的事实可见一斑。


通过此次疫情可以预见,雾霾将成为我国防疫的短板,不可避免的将成为国家和全社会的防疫负担,特别是精神负担,也将影响我国的国际形象。所以雾霾治理已经是非常紧迫的重点工作,而且别无选择,只能彻底解决这一条路。


客观上,环保治理成绩斐然,近年来最严格的环保监管降低了污染物总量,使空气质量不断改善(篇幅所限,详细见本公众号上一篇文章“警钟!疫情暴露的雾霾真相”),但春节期间疫情加雾霾压得国人心情沉重。



从化学、物理学、生物学、气象学等多维度探讨现阶段大气中污染物的物质扩散与转化关系,可以发现现阶段雾霾特点:大气污染物的排放不仅超过了环境容量,更加剧了不利气象条件,但不是传统认为的二氧化硫、氮氧化物、粉尘等诸多大气污染物,最需要重点关注和优先解决的是氨和水夹带(特别是其中的可凝结颗粒物)。


我国与美国空气质量相差巨大,虽然主要污染物的年排放量相差不算太大(如二氧化硫差不多,氮氧化物也仅为美国的1.7倍)。分析认为,氨和水夹带影响是主要差异之一,解决上述问题将能使我国空气质量显著提升,可以考虑以下两个方案:


一是打补丁,通过技术升级改造来减少现有技术对氨和水夹带的排放量。


二是走新路,自主创新十倍进步技术。时任清华大学常务副校长陈吉宁2011年就以“单位土地第二产业增加值”判断,没有十倍技术进步的话,复制欧洲和美国的治理模式都将很难成功。


当然雾霾治理还需更广泛更深入的工作,方方面面的共同努力,切实遏制病毒雾霾的叠加效应。


我们要坚信,无论多么艰辛,一定可以走出一条成功治霾防疫的自主创新之路!


期待更多的环保同仁行动起来,特别是希望环保大咖们勇担责任,尽快消除雾霾!期盼武汉尽快战胜疫情!共享蓝天白云,大众幸福安康!


徐俊伟

2020年2月9日

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