Коронавирус может передаваться c каплями слюны при разговоре

Воздушно-капельный путь передачи — основной для вируса SARS-CoV-2. Очевидно, что частицы вируса содержатся в каплях, которые вылетают изо рта и из носа заболевшего человека при кашле и чихании. Но может ли он передаваться от бессимптомного носителя при обычном разговоре? Ученые из США решили проверить это экспериментально.

Когда человек говорит, он выделяет тысячи капель слюны размером от 1 до 500 микрон. Крупные капли могут долетать до собеседника, передавая ему вирус, или оседать на поверхностях. Но остается вопрос, могут ли участвовать в его передаче совсем мелкие капли, размером 30 микрон и меньше, которые длительное время остаются в воздухе.

Ученые сконструировали экспериментальную установку, позволяющую сделать видимыми эти выделяемые при разговоре капли и заснять их на видео. Использовали зеленый лазер с длиной волны 532 нм, который при помощи специальной оптики создавал плоский луч толщиной около 1 мм и высотой 150 мм внутри кубической затемненной камеры. В момент пересечения плоскости луча капли подсвечивались на темном фоне, и картинка с этими яркими вспышками записывалась в видеоклип высокой четкости на айфон. Более крупные капли светились ярче.

Испытуемый в течение 25 секунд громко повторял одну фразу «stay healthy» — она была выбрана из-за того, что при звуке «th» выделяется особенно много капель слюны. При анализе видеоклипов исследователи вычисляли количество, размер и скорость движения капель.

Испускаемые при разговоре капли слюны уменьшаются в размерах, так как теряют воду из-за испарения, они превращаются в дегидратированые аэрозольные частицы (droplet nuclei). Горизонтальное расстояние, которое пролетает капля, зависит от скорости потока воздуха и от громкости речи. Степень дегидратации капли зависит от концентрации в слюне различных нелетучих веществ. Чем меньше становятся капли, тем медленнее они опускаются вниз. В застойном воздухе аэрозольные частицы слюны, образующиеся при разговоре, будут сохраняться в виде медленно опускающегося облака.

В проведенном эксперименте за секунду разговора образовывалось около 2 600 капель. При влажности 27% и температуре 23℃ половина капель оседала на дно камеры за 8 минут. По их конечной скорости вычислили размер дегидратированных аэрозольных частиц, а из него — исходный размер капель (12–20 микрон). Общий объем выделенной слюны составил от 60 до 320 нанолитров за 25 секунд громкого разговора.

Наконец, надо было определить вероятность передачи вируса с этим каплями. Ученые исходили из гипотезы, в соответствии с которой каждый вирион имеет независимую вероятность инфицирования. Средняя вирусная нагрузка в слюне для COVID-19 составляет 7 × 10⁶ копий вирусного генома на миллилитр. Ученые вычислили, что за одну минуту громкого разговора образуется по меньшей мере 1 000 вирионсодержащих капель, которые остаются в воздухе не менее 8 минут. И эти капли может вдохнуть другой человек, получив дозу вируса. Что касается более мелких капель (меньше 12 микрон), то вероятность содержания в них вириона составляет всего 0,01%.