什么样的湿度更安全?空气湿度与病毒传染性的关系。

2020/05/18 content_admin 浏览:262次

病毒如何传播?

1. 病毒通过含有病毒的颗粒传播

这些颗粒来源于咳嗽、打喷嚏、说话和呼吸等活动,在活动中产生了直径在几毫米到小于1微米之间的悬浮微粒。

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2. 颗粒大小影响传播距离

大液滴(直径> 50μm)几乎立即沉降在地面上;直径为10–50μm的颗粒会在几分钟内沉降;小颗粒(<10μm),包括来自蒸发的较大颗粒的液滴核,可在空气中停留数小时,并且很容易被吸入呼吸道深处。吸入之后,随着时间的流逝,它们会沉降在呼吸道表面上。

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3. 空气湿度影响存活时间和传播距离

细小颗粒的沉降过程,以及沉降到物体表面后的存活时间,受到空气湿度的影响,从而也影响了其整体的传染性强度。

湿度很重要!

凭借深厚的技术底蕴和探索、创新的精神,我们对世界各地多位学者的相关研究进行了总结和分析,推出了技术白皮书——《湿度控制如何降低病毒的传染性和存活率》。

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主要发现:

湿度与病毒的传染性和存活时间之间存在着明显的联系。

相关研究表明,在相对湿度(RH)处于40%-50%时,许多常见的有害病毒的惰性化速度比相对湿度≤20%时要快得多

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*参考文献请见文末

实验详情 

实验一:高湿度可降低流感的传染性

以流感病毒为例,测试了不同大小的雾化颗粒的流感传染性与相对湿度之间的关系。

主要结论:如果将相对湿度控制在45%至50%的范围内,同一气温环境下流感的传染性迅速下降至20%以下。

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实验过程流感病毒通过咳嗽动作进入检查室,NIOSH采样器从人体模型的口部、口部左右两侧10厘米处、检查室的P1和P2位置收集气溶胶样本,收集过程持续60分钟。恒温环境中(20℃),相对湿度的变化范围为7%至73%。显示保持传染性的病毒相对于咳嗽之前的百分比。
表A:显示通过病毒斑测定法(VPA)确定的所有颗粒尺寸(>4 μm、1-4 μm、<1 μm)传染性病毒的百分比。
表B–D:显示了每个气溶胶级分中传染性病毒的百分比。数据为均值6标准误差(n = 5)。

实验二:将室内相对湿度保持在约50%的水平,可降低冠状病毒在硬质表面上的存活时间。

使用传播性胃肠炎病毒(TGEV)和小鼠肝炎病毒(MHV)这两种冠状病毒代替风险性更高的SARS-CoV病毒,用来确定温度和相对湿度对冠状病毒在不锈钢上存活的影响。

主要结论:病毒在低相对湿度(20%)和高相对湿度(80%)时,比中度相对湿度(50%)时更易存活。在所有湿度条件下,病毒的失活在20℃比在4℃时发生得更快。

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TGEV和MHV两种病毒在4℃和(a)20%RH、(b)50%RH和(c)80%RH的条件下的存活率。
方框:TGEV;圆圈:MHV。误差线表示95%的置信区间(10)。
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TGEV和MHV在20℃和(a)20%RH、(b)50%RH和(c)80%RH的条件下的存活率。
实心方框:TGEV;实心圆圈:MHV;空心圆圈:样本值低于测定的检测极限值(5 log10 MPN)。误差线表示95%的置信区间。

多方实验数据拟合发现:

- 绝对湿度与病毒传播之间有直接联系。
- 病毒的存活、传播和基本传染数R0与绝对湿度呈现相关性。
- 绝对湿度较高时,病毒存活率和传播率都在较低的水平。反之,在绝对湿度较低的区域,病毒的存活率和传播率都更高。

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流感病毒存活数据来自Harper;流感病毒传播数据来自Lowen等人;R0基于来自Shaman等人的最佳拟合、绝对湿度强制、易感-感染-恢复模拟数据。
实线为最佳拟合模拟的基本传染数R0。
棕褐色区域显示出基本传染数R0的范围与10个最佳拟合模拟绝对湿度之间呈函数关系。
绝对湿度(单位为g/kg)从地面上方2米处进行测量,该数据来自美国国家环境预测中心——国家大气研究中心(NCEP-NCAR)的重新分析。

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参考文献:

(1)  The effect of environmental parameters on the survival of airborne infectious agents - Julian W. Tang - doi:10.1098/rsif.2009.0227.focus
(2)  Roles of Humidity and Temperature in Shaping Influenza Seasonality - Anice C. Lowen, John Steel
(3)  Influenza Virus Transmission Is Dependent on Relative Humidity and Temperature - Anice C. Lowen, Samira Mubareka, John Steel, Peter Palese - PLoS Pathog 3(10): e151. doi:10.1371/journal.ppat.0030151
(4)  Absolute Humidity and Pandemic Versus Epidemic Influenza - Jeffrey Shaman, Edward Goldstein, and Marc Lipsitch
(5)  Harper GJ. Airborne micro-organisms: survival tests with four viruses. J Hyg (Lond). 1961;59(4):479–486.
(6)  Shaman J, Pitzer VE, Viboud C, et al. Absolute humidity and the seasonal onset of influenza in the continental United States [electronic article]. PLoS Biol. 2010;8(2):e1000316.
(7) Kalnay E, Kanamitsu M, Kistler R, et al. NCEP/NCAR 40-year reanalysis project. Bull Am Meteorol Soc. 1996;77(3):437–471.
(8)  High Humidity Leads to Loss of Infectious Influenza Virus from Simulated Coughs - John D. Noti*, Francoise M. Blachere, Cynthia M. McMillen, William G. Lindsley, Michael L. Kashon, Denzil R. Slaughter, Donald H. Beezhold
(9)  Influenza Virus Aerosols in the Air and Their Infectiousness - Nikolai Nikitin, Ekaterina Petrova, Ekaterina Trifonova, and Olga Karpova - http://dx.doi.org/10.1155/2014/859090
(10) Effects of Air Temperature and Relative Humidity on Coronavirus Survival on Surfaces - Lisa M. Casanova, Soyoung Jeon, William A. Rutala, David J. Weber, and Mark D. Sobsey - doi:10.1128/AEM.02291-09

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