Матмодель показала накопление частиц SARS-CoV-2 в помещении с пациентом

Какова вероятность заразиться, если вы встретились с больным и пробыли с ним в одной комнате некоторое время? Модель, предложенная швейцарскими учеными, оценивает опасность при различных условиях. В качестве физических условий они выбрали однокомнатное помещение размером 50 м³, что соответствует медицинскому кабинету или небольшому офису на 2-3 человека. Модель по-разному проветривала помещение, с кратностью воздухообмена (сменой всего объема воздуха) 1, 3, 10 и 20 раз в час. Исследования рассматривали два типа больных – дышащих нормально (15 вдохов-выдохов в минуту объемом 500 мл) и часто кашляющих (каждые 30 секунд; выдыхаемый при кашле объем воздуха – 250 мл). Различалась также вирусная нагрузка (ВН) в образцах мокроты и мазках: низкая — 10³ копий генома на миллилитр, средняя – 10⁶ копий/мл и высокая – 1,3 х 10¹¹ копий/мл. Больной со средней ВН рассматривался авторами как «типичный». Время полужизни вируса в модели считали равным 1,1 часа.

Авторы использовали данные, полученные в экспериментальных установках, чтобы определить, какое количество вируса могут выделять больные при дыхании и кашле  (подробнее о таких экспериментах на PCR.news). Было подсчитано, что если больной дышит нормально, выброс вируса в микрокаплях при каждом выдохе составляет 0,0000000049 копий/см³ от больного с низкой ВН; 0,0000049 копий/см³ от больного со средней ВН и 0,6370 копий/см³ от больного с высокой ВН. При кашле, соответственно, 0,000277, 0,277 и 36 030 копий/cм³ от больного с высокой ВН.

В хорошо проветриваемом помещении с кратностью воздухообмена 10 раз в час (например, медицинском кабинете) количество вирусных частиц в помещении растет в течение 30 минут, затем выходит на плато. Если в нем находится типичный больной с нормальным дыханием, то концентрация вируса достигнет 0,0015 копий/м³; если больной кашляет — 8,779 копий/м³. Если типичный больной находится в офисном помещении (кратность воздухообмена — 3 раза в час), количество вирусных частиц продолжает расти более часа, достигая уровня 0,0043 копий/м³ при нормальном дыхании и 25,709 копий/м³ при кашле. Максимальная концентрация вируса в помещениях отмечается в случае нахождения в нем кашляющего больного с высокой ВН: 3342148 копий/м³ в офисе и 1141326 копий/м³ в медицинском кабинете.

Находясь в комфортном положении и не выполняя физические упражнения, человек в течении часа потребляет примерно 0,5 м³ воздуха; при физических нагрузках этот объем увеличивается до нескольких кубометров. Отсюда авторы делают вывод, что находясь в одном помещении с типичным не кашляющим больным, мы подвергаемся незначительному риску заражения, если соблюдаем дистанцию и правила гигиены. Однако риск увеличивается кратно, если у больного коронавирусной инфекцией имеется кашель или высокая вирусная нагрузка; в этом случае дистанция и ношение хирургических масок не гарантируют безопасности. Для развития болезни достаточно вдохнуть несколько сотен вирусных частиц, возможно, и менее. Кроме того, авторы отмечают, что количество выдыхаемых человеком аэрозолей увеличивается на порядок во время пения и громкой речи. Соответственно, если это делает человек, инфицированный коронавирусом, то растет и риск заражения окружающих его людей.

В качестве рекомендаций для повседневной жизни авторы предлагают не задерживаться дольше, чем на несколько минут, в помещении с больным человеком, имеющим высокую вирусную нагрузку. Даже с бессимптомным небезопасно работать в одной комнате. Поэтому, если на предприятии нет тестирования на коронавирус, желательно ни с кем не делить рабочее пространство.