Наразі розуміння механізмів повітряної передачі вірусів є неповним. У статті, опублікованій у журналі «Physics of Fluids», вчені з Університету Нікосії дійшли до несподіваного висновку: навіть відносно слабкий вітер переносить хмару частинок слини на відстань, більшу за 2 м.
Для розрахунку переносу, дисперсії та випаровування частинок слини, які утворюються внаслідок кашлю людини, Таліб Дбоук, дослідник у галузі фізики та прикладних наук, із колегою використовував обчислювальну багатофазну динаміку рідин і теплообміну. Процес розсіювання крапель слини у повітря був застосований з метою створення імітації реального випадку кашлю. Вчені обчислювально дослідили вплив швидкості вітру на соціальне дистанціювання. У разі легкого кашлю людини на відкритому повітрі, температура якого становить 20 °C, і за відносної вологості у 50%, повідомляється про те, що краплини — носії захворювання — можуть переміщуватися на досить значні відстані залежно від швидкості вітру. Водночас, коли швидкість вітру приблизно дорівнювала нулю, краплини слини не розповсюджувалися більше, ніж на 2 м, що відповідає рекомендаціям стосовно соціального дистанціювання. Однак при швидкості вітру від 4 до 15 км/год, спостерігалося переміщення краплин слини на відстань до 6 м зі зниженням концентрації та розміру краплин рідини за напрямком вітру. Таким чином, результати демонструють, що дотримання соціальної дистанції 2 м може бути недостатнім.
Нагадаємо, що згідно з рекомендаціями Всесвітньої організації охорони здоров’я, прийнятими більшістю країн світу, під час пандемії коронавірусу в людних місцях необхідно дотримуватися соціальної дистанції 1,5–2 м.
Нещодавня пандемія COVID-19 підштовхнула до необхідності глибшого розуміння транспортування рідин та частинок, що виділяються з дихальних шляхів при розмові, диханні, кашлі або чханні. Транспортування частинок буде впливати на розповсюдження коронавірусу та визначати реалізацію керівних принципів соціального дистанціювання, носіння масок, багатолюдних заходів, а також повсякденних практик соціальної поведінки у приватній, громадській та діловій сферах життя.
При чханні та кашлю більші краплини утворюються зі слини, а менші за розміром — зі слизової оболонки легень та голосових зв’язок. Маленькі краплини часто невидимі неозброєним оком. Крім того, останні дослідження довели, що навіть протягом дихання людини можуть виділятися потенційно інфіковані аерозолі. А Yan et al., у свою чергу, довели, що вірус грипу міститься навіть у крихітних краплинах, що виділяються при диханні або розмові. І, хоча механізми передачі досі обговорюються, загальновизнаним є те, що передача аерозолів або дихальних краплин є критичним фактором для швидкого розповсюдження та продовження циркуляції вірусу грипу А серед людей.
Постійний комітет Національних академій з інфекційних захворювань та загроз здоров’ю ХХІ століття розглянув питання щодо того, чи може розповсюджуватися вірус SARS-CoV-2 під час розмов як доповнення до основних механізмів передачі — через кашель та чхання. Дослідна команда визначила, що поточні дані підтверджують можливість того, що SARS-CoV-2 може розповсюджуватися через аерозольні краплини, які виділяються при видихуванні пацієнтами. Однак вчені зазначили, що поки що неможливо підтвердити життєздатність коронавірусу у зразках повітря.
Точне прогнозування передачі вірусних частинок повітряним шляхом внаслідок кашлю людини визначається такими факторами моделювання реального випадку, які слід враховувати:
- первинне розподілення краплин слини згідно з їхнім розміром на початку кашльового процесу;
- «відбиток» кашлю;
- періодичність кашлю та його інтенсивність;
- методика обчислювального моделювання для відображення складних відмінностей у часі та просторі.
Повітряно-крапельна передача SARS-CoV-2 за різних умов
Отже, у разі швидкості вітру ≈0 км/год, температури повітря 20 °C, відносної вологості 50% і температури поверхні землі 15 °C вірусні краплини не розповсюджуються на відстань, яка б перевищувала 2 м, а тому дотримання дистанції 2 м за відсутності вітру є доцільним (рис. 1).
У разі швидкого вітру частинки слини рухаються швидше та долають відстань 6 м за 1,5 с (рис. 2).
Таким чином, дослідження довело, що:
- за відсутності певної швидкості вітру вірусні краплини осядуть на землю на невеликій відстані від людини, яка видихує або кашляє. Відстань, на яку переміщуються краплини, не перевищує 1 м. Окремі з краплин переміщуються на відстань до 2 м. Подібні краплини не становлять ризику для контактування осіб у разі дотримання такої відстані;
- при швидкості вітру від 4 до 15 км/год виявлено, що краплини слини можуть переміщуватися на відстань до 6 м, тому дотримання соціальної дистанції у 2 м може бути недостатнім;
- діти та дорослі низького зросту можуть піддаватися вищому ризику інфікування, якщо вони знаходяться у межах траєкторії краплин, що падають.
- Dbouk T., Drikakis D. (2020) On coughing and airborne droplet transmission to humans. Physics of Fluids 32, 053310. (https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0011960)
Катерина Приходько-Дибська
