為什麼室內還是傳播新冠病毒的主要場所？_風聞

當病毒微粒在建築物內聚集積聚時，其傳播風險會增加，但目前尚不清楚如何最好的改善通風。

在德國的一所學校內，孩子們穿着外套上課，這所學校的窗户開着，以改善通風狀況

當Lidia Morawska離開家時，隨身攜帶一個光滑的、鞋子大小的設備，設備可以讓她對所去過的餐廳或辦公室有一些清醒的瞭解。在這些建築物外，她的二氧化碳監測儀讀取的數字剛過400p.p.m.，但是在室內則不同。

即使在一個看起來寬敞的、天花板很高的餐廳中，這個數字有時也會高達2000p.p.m.——這是一個房間通風不良的信號，可能是COVID-19感染的風險。視覺提示可能具有欺騙性，即使對澳大利亞布里斯班昆士蘭科技大學的氣溶膠科學家Morawska來説也是如此。Morawska 説：“普通民眾對此一無所知。”

據使用類似手持式二氧化碳測量儀的研究人員表示，在世界許多地方的咖啡館或幼兒園內的情況沒有什麼不同。這對於希望戰勝新型冠狀病毒SARS-CoV-2的人來説，是個壞消息。

幾個月來，衞生部門一直將通風不良的室內空間作為潛在的感染熱點區域。3月1日，WHO發佈了期待已久的改善通風的路線圖。Morawska參與了文件的制定，這份文件制定了具體的目標和措施，企業和其他地方可以通過採取這些措施來改善通風和使建築物更安全。

但是，荷蘭代爾夫特理工大學的建築工程師Philomena Bluyssen表示“WHO的指南是最低要求，還需要做更多的工作”。

Bluyssen 等人批評政府未能為人們提供明確的指導或資金來使室內空間更安全。一些科學家認為，這使包含從學生到上班族、從餐館顧客到囚犯在內的一大部分人面臨感染COVID-19的風險。

另一些人則認為，沒有簡單的解決辦法，而且使室內空間安全的具體通風或空氣淨化機制尚不清楚。南卡羅萊納州克萊姆森大學的建築工程師Ehsan Mousavi指出，這個複雜的問題不是你用一套簡單的建議就能解決的。他的課題是研究醫院室內空氣質量和通風。

不過，許多專家認為有關部門已經掌握足夠的關於良好的通風對室內安全的重要性的信息，尤其是在連續有人居住的空間或在吃飯時摘下口罩的地方。

緩慢的識別

2020年3月28日，WHO宣佈COVID-19為全球衞生緊急情況兩個月後，WHO在Twitter和Facebook平台上發佈了一條公共衞生信息：“事實：＃COVID19不通過空氣傳播。” 但是，證據很快證實該病毒是通過空氣傳播的，研究人員對該機構進行了嚴厲的批評。

WHO於三個月後更新了有關SARS-CoV-2傳播的建議，承認在某些社區環境中可能存在空氣傳播的可能性。更新後的建議認為，“不能排除與感染者長時間在擁擠和通風不足的場所中病毒通過空氣傳播的可能性”。

香港大學建築環境工程師Yuguo Li説，他對WHO和其他衞生部門花了這麼長時間感到失望。他説，“如果我們更早地認識到空氣傳播，我們將挽救更多人”。

WHO一位發言人表示，在大流行初期，該機構就提到了通風的重要性。

也有人認為，WHO的觀點不夠堅定。馬薩諸塞州波士頓市哈佛大學T.H. Chan公共衞生學院（Harvard T.H.Chan School of Public Health）的環境流行病學專家Joseph Allen認為，空氣傳播占主導地位，這就是為什麼通風和空氣過濾等建築控制措施有積極意義的原因。

科羅拉多大學博爾德分校（University of Colorado at Boulder）大氣化學家何塞·路易斯·希門尼斯（Jose-Luis Jimenez）表示，WHO和其他衞生部門未能明確改善室內空氣質量優先採取的措施，以減少感染COVID-19的機會他們沒有強調改善室內空氣質量的重要性。WHO應該強調的是“病毒通過空氣傳播，我們會通過呼吸吸入”。

希門尼斯（Jimenez）表示，WHO明顯的信息將確保國家衞生機構予以注意。澳大利亞、荷蘭和其他一些國家在公開聲明中仍然沒有承認空中傳播在SARS-CoV-2病毒傳播方面起着重要作用。

到今年年初，人們對通風的擔憂已達到沸點。數百名衞生保健工作者、科學家、工程師和職業健康與安全專家簽署公開信，呼籲加拿大、美國、澳大利亞、哥倫比亞和英國的政府官員解決室內空氣質量差的問題。 這些齊心協力的行動都敦促地方或國家政府採取措施減少SARS-CoV-2的室內空氣傳播。

希門尼斯（Jimenez）指出，問題之一是，儘管有證據表明SARS-CoV-2很少通過被污染的表面從一個人傳給另一個人，政府和企業仍在物體表面消毒上花費數百萬美元。相比之下，很少有國家對改善室內控制質量的措施進行投資。

希門尼斯（Jimenez）説：“如果我們花一半的精力消毒，然後將另一半精力放在通風設備上，效果將是巨大的。” 10月，德國撥出5億歐元（5.93億美元）改善公共建築（包括學校、博物館和公共辦公室）的通風。

德國和韓國的企業也可以申請政府資助，購買用於清除攜帶病毒的氣溶膠的移動空氣淨化器。相比之下，在美國，用於改善室內空氣質量的資金僅限於醫院等醫療保健提供者，直到3月11日《美國救援計劃方案》（該方案也為學校提供資金）成為法律，這一情況才有所改善。

Philomena Bluyssen（右）和她的同事研究了空氣流動並模擬了病毒顆粒

室內的威脅

室內空間如此危險的原因是，呼出的病毒可以積聚並感染與感染者沒有直接接觸的人。一個典型的例子是一年前發生在越南胡志明市一家酒吧的聖帕特里克節聚會上，12人在聚會時被感染，但只有4人與感染者有過密切接觸。最近在芝加哥、伊利諾伊州和夏威夷的健身房也爆發了類似的疫情，儘管參加健身的人離得很遠，健身課程的容量也受到限制。

自從WHO去年承認空氣傳播可能性以來，公共衞生機構就一直強調在擁擠且通風不良的空間存在風險。但莫拉夫斯卡（Morawska）指出，這個術語具有欺騙性。這會讓人想到繁忙的酒吧，但在現實生活中，任何地方都有可能變得擁擠且通風不良，而人們並未意識到這一點。

她表示，她自己在昆士蘭科技大學（Queensland University of Technology）的小辦公室，如果有人來訪並且關上門，房間很快變得通氣不良。寬敞、不擁擠的餐廳看起來通風良好，其實不然。

這是為什麼Jimenez等人主張使用廉價的CO2監測儀來粗略衡量通風是否充分的原因之一。當攜帶病毒的氣溶膠被呼出時，二氧化碳也被呼出。Jimenez指出，當通風不好時，二氧化碳會與病毒一起積聚。在一份未經審查的報告中，Jimenez和他的合著者Zhe Peng發現，感染SARS-CoV-2的風險隨着室內CO2濃度的升高而增加。

台灣、挪威和葡萄牙的法律規定，室內CO2的排放量應限制在1000p.p.m.。加利福尼亞和馬德里的研究表明，學校教室中的CO2水平經常超過該水平。高水平的CO2濃度與較差的注意力和更多的病假有關。

Jimenez指出，設定明確的CO2限值將有助於確保通風充足，進而降低感染風險。但他的研究表明700p.p.m.是一個更好的上限。健身房和其他人們空氣排出體積更大的場所應採用更低的上限值。

並不是所有人都同意CO2監測儀是解決方案。德國慕尼黑聯邦武裝部隊大學（University of the Federal Armed Forces）研究氣溶膠產生和動力學的物理學家Christian Kähler認為，CO2和病毒之間沒有關聯，當CO2水平低時，這可能給人一種虛假的安全感。

Jimenez認為，CO2濃度可以快速指示通風是否足夠。2020年8月，歐洲供暖、通風和空調協會聯合會（Federation of European Heating, Ventilation and Air Conditioning Associations, REHVA）建議在通風可能不足的建築物中安裝CO2濃度監測儀。

去年年底，加拿大蒙特利爾的老師秘密的測量了教室中的CO2水平，並將其發現告訴了媒體。魁北克政府現在正在網上發佈公立學校的CO2水平，目的是使所有CO2水平控制在1000p.p.m.以下。但到目前為止，這種類型的公開報告還是個例。

沒有設定標準

設定通風目標的部分困難在於，尚不清楚需要多少通風才能將感染率降低到可接受的水平。Mousavi指出，直接測量感染風險隨通氣水平變化是不道德的，因為這會使人們處於危險之中。

SARS-CoV-2的確切感染劑量也是未知的。但是研究人員可以通過分析疾病暴發來推斷需要呼出多少病毒才能引起感染。例如，Jimenez和同事們使用了華盛頓斯卡吉特山谷一個臭名昭著的合唱團彩排中的細節——其中1人感染了其他60名參加者中的52人，來估算傳染性病毒的排放量。

Jimenez使用這種方法在2020年6月啓動了一個在線工具（尚未經過同行評議），以幫助人們評估帶或不帶口罩時室內空間的感染風險。該工具根據房間大小、在場人數和正在做的事情來計算風險，病毒被呼出的速率取決於人們是唱歌、跑步機上跑步還是安靜地坐着。

WHO建議醫療保健相關場所每小時換氣的最低速率為6–12次也就是應更換房間中的全部空氣，以防止空氣傳播病原體在衞生保健機構中傳播。但其他場所的換氣率要低一些。美國供熱、製冷和空調工程師協會（ASHRAE）制定了室內空氣質量的最低標準。推薦的目標是家庭每小時換氣量低至0.35次，辦公室每小時2–3次，學校每小時5–6次，醫院每小時6-12次。

但是，蒙特利爾康考迪亞大學（Concordia University）的機械工程師Liangzhu (Leon) Wang表示，即使是最低標準也很少達到。儘管專家認為需要更多的通風以降低感染的風險，但他們在通風程度上有分歧。對於學校，艾倫（Allen）建議每小時換氣4–6次，這可以通過室外空氣通風、過濾或補充空氣淨化來實現。卡勒（Kähler）則建議每小時至少換氣6次。

Wang和他的同事們試圖估算出在校需要多大通風水平來降低感染風險。他們測量了蒙特利爾3所學校的教室的通風率，發現一個有20個學生和1個老師的教室的窗户每小時交換的空氣少於一半（自然通風）；另一間具有機械通風的類似房間，每小時換氣兩次。即使這樣也不足以將傳染數量減少到小於1（足以遏制疫情的水平）。該值意味着一個受感染的學生將病毒傳播給房間中其他人的數量小於1。Wang的分析有待同行審議，該分析表明，在這種情況下，每小時需要進行3-8次換氣才能使傳染數量低於1。

Wang表示，標準的換氣次數不夠。在他的另一篇論文預印本中，他和他的同事們估計，在餐廳等人員密集的場所，使室外空氣增加一倍可將感染幾率降低高達35％。但在倉庫等人員較少的大型場所中，相同的改變所產生的影響要小得多，只降低了0.1％的風險。他們的分析還表明，在室內戴口罩比換空氣更有效，口罩可將感染風險降低60%以上，因為口罩將病毒從源頭切斷。

淨化空氣

開窗通風是衞生部門推薦的改善通風的最簡單方法。Kähler表示，儘管開窗通風總比什麼都不做要好，但這很少能將室內和室外的空氣進行足夠的交換，尤其是在沒有對流的情況下。

根據Kähler和他的同事在大學報告廳做得空氣交換測量結果，只要開窗幾分鐘（如課間），大部分病毒還是呆在室內不變。在Kähler一項研究的預印本中，發現需要三分之二的時間打開兩扇能夠形成穿堂風的窗户，才能達到房間供暖、通風和空調系統的性能相當。而且，如果外面的天氣太冷或太熱，人們將根本不會遵循這個建議。他説：“開窗通風有時是有效的，但不總是這樣”。

更好的方法是進行機械通風。這樣可以吸入不含病毒的室外空氣，並清除受污染的室內空氣，從而稀釋存在的任何病毒。2020年4月，ASHRAE和REHVA建議設置HVAC控制裝置，以吸入儘可能多的室外空氣並過濾再循環空氣。

但是Kähler認為很少有建築物，特別是像德國等氣候温和的情況下，有足夠強大的系統來使用100％的室外空氣。世界上大多數辦公場所和教室都只獲得20％的室外空氣，其餘的空氣則進行再循環以節省供暖和製冷的能源消耗。

Li認為，人們應當停止因增加通風而造成的環境成本。在許多情況下，現在加強通風系統將意味着一旦疫情威脅消退，就將其移除。他認為，更好的解決方案是限制室內人員的數量並遏制危險行為。他建議：“不要大聲喊叫，不要唱歌，不要奔跑。”

Bluyssen提出，啓動建築物通風的另一個缺點是房間會變得通風又嘈雜，因為系統不是為此而設計的。

Kähler認為，用於過濾病毒和其他空氣中污染物的移動式空氣淨化器可以很容易地作為解決方案的一部分，並且比對外部空氣進行額外的加熱或製冷更節能。暖通空調系統中的過濾器還可以淨化再循環的空氣。

Bluyssen和她的同事在受控環境中對裝有高效顆粒空氣過濾器的空氣淨化器進行了測試。在某些情況下，空氣淨化器在消除由充氣肥皂泡模擬的氣溶膠方面的性能優於通風系統。但是，即使在最低設置下，空氣淨化器也超過了歐洲和荷蘭標準所建議的可接受的噪聲水平和通風水平。

Bluyssen認為，需要用創新來解決當前系統的不足，我們需要尋找簡單、可負擔的解決方案。她正在研究的一個想法是個性化通風——比如，一個座位上安裝了一個系統，可以把呼出的空氣吸走，然後過濾和清潔並返回，有各種各樣的可能性。

但是Mousavi提示，最大的問題是人們對已經使用的系統瞭解得還不夠。我們需要更多地瞭解這些技術以及它們的性能。這樣ASHRAE、WHO或其他機構的建議才能基於明確的科學。他補充説：“現在是我們建立基礎的時候了。”

Morawska表示，隨着疫苗的推出和感染風險的降低，解決不良室內空氣質量的機會之窗正在關閉。現在這還沒有過去，但是明年可能為時已晚。

研究人員指出，在下一次大流行期間，甚至在沒有重大疾病暴發的時候，更加關注通風將帶來好處。Bluyssen表示，室內空氣質量“很長一段時間以來一直很糟糕”。這為我們提供了機會，不僅可以改善大流行情況下的空氣質量，而且可以改善未來的整個室內環境質量。

參考文獻：

Dyani Lewis. Why indoor spaces are still prime COVID hotspots[J]. Nature. 2021 Apr;592(7852):22-25.doi: 10.1038/d41586-021-00810-9.