主要作者、大学化学学院气溶胶科学高级研究员AllenHaddrell博士说:“我们知道SARS-CoV-2与其他病一样,通过我们呼吸的空气传播。但这项研究代表了一个巨大突破,我们对这种情况发生的具体方式和原因的理解,以及最重要的是,我们可以采取哪些措施来阻止这种情况发生。
“这表明,打开窗户可能比最初想象的更有效,尤其是在拥挤且通风不良的房间里,因为新鲜空气中的CO2浓度较低,导致病更快失活。
“但这也凸显了我们全球净零目标的重要性,因为研究表明,随着气候变化的发生,大气中二氧化碳浓度不断增加,即使是轻微升高,也可以显着提高病的存活率和病感染的风险。它正在蔓延。”
在COVID-19大流行期间,二氧化碳监测仪被用来帮助估计建筑物的通风情况,因为呼出的气体中同时存在CO2和病。但这项研究揭示了CO2本身实际上如何使病在空气中存活更长时间。研究人员还发现,不同的SARS-CoV-2变体具有不同的空气稳定性,最新的omicron变体具有更长的寿命。
研究人员利用他们开发的独特生物气溶胶技术取得了这些发现,该技术称为CELEBS——控制电动悬浮和生物气溶胶提取到基质上,该技术允许在实验室生成的模拟呼出气溶胶的空气传播颗粒中测量不同SARS-CoV-2变体的存活情况。
通过在百万分之400(ppm)(正常室外空气中的水平)和6,500ppm之间改变空气中的CO2浓度,该团队证实了CO2增加之间的相关性浓度的增加与空气传播的病保持传染性的时间长度之间存在相关性空气中,增加了传播风险。
结果显示,将CO2浓度提高至800ppm(通风良好的水平)可提高病的空气稳定性。40分钟后,与清洁空气相比,当空气中含有CO2时,仍然具有传染性的病数量大约是洁净空气的10倍浓度与拥挤房间的浓度(3,000ppm)相似时,仍然具有传染性的病数量大约是洁净空气的10倍。
Haddrell博士说:“这种关系为解释为什么在某些条件下可能发生超级传播者事件提供了重要线索。含有SARS-CoV-2病的呼出飞沫的高pH值可能是传染性丧失的主要驱动因素。CO2的行为当它与飞沫相互作用时呈酸性,这会导致飞沫的pH值变得不那么碱性,从而导致其中的病以较慢的速度灭活。
“这就是为什么打开窗户是一种有效的缓解策略,因为它既可以从物理上清除房间内的病,又会使气溶胶飞沫本身对病的性更大。”
Haddrell博士补充道:“因此,这些发现不仅对我们了解呼吸道病的传播具有更广泛的影响,而且对我们环境的变化如何加剧未来流行病的可能性也有更广泛的影响。我们的研究数据表明,CO2水平上升水平上升通过延长其他呼吸道病在空气中保持传染性的时间,大气中的病可能会与其他呼吸道病的传播能力增加同时发生。”
布里斯托大学EPSRC气溶胶科学博士培训中心主任、合著者乔纳森·里德教授表示:“虽然我们还有很多不明白的地方,但我们现在对呼气的作用有了更全面的了解。呼吸道气溶胶在人与人之间传播传染性病以及控制其生存的机制中发挥着作用。
“这些发现可以作为设计缓解策略的科学基础,从而在未来的任何大流行中挽救生命。”