探討新冠病毒傳播方式及防控對(duì)策*

同濟(jì)大學(xué) 沈晉明 劉燕敏

0 引言

世界衛(wèi)生組織過(guò)去一直認(rèn)為新冠病毒(SARS-CoV-2)傳播途徑是“在無(wú)防護(hù)下通過(guò)飛沫和密切接觸在感染者和被感染者之間發(fā)生，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中或可存在因醫(yī)療操作產(chǎn)生氣溶膠而發(fā)生空氣傳播的可能”[1]。這是基于中國(guó)75 465例新冠肺炎(COVID-19)病例的分析，也被以后疫情中大量的感染事件所證實(shí)。除了疫苗外，戴口罩、社交距離與手消毒被公認(rèn)為防控最有效的三大措施。

2020年7月6日，來(lái)自32個(gè)國(guó)家的239個(gè)學(xué)者簽署的公開(kāi)信在《臨床傳染病雜志》(牛津大學(xué)學(xué)報(bào))上發(fā)表[2]，呼吁世界衛(wèi)生組織要認(rèn)識(shí)到某些醫(yī)療機(jī)構(gòu)以外場(chǎng)所的空氣傳播的風(fēng)險(xiǎn)。由于病毒空氣傳播令人捉摸不定、難以確認(rèn)，因此也最令人質(zhì)疑。世界衛(wèi)生組織在2021年5月19日更新版文件中認(rèn)為“根據(jù)目前對(duì)傳播的認(rèn)識(shí)，SARS-CoV-2傳播主要發(fā)生在被感染者與他人密切接觸時(shí)。病毒在人之間傳播的程度取決于被感染者釋放和排出的活病毒數(shù)量、被感染者與其他人的接觸類(lèi)型、發(fā)生暴露的環(huán)境及采取的預(yù)防措施?！薄霸卺t(yī)療機(jī)構(gòu)以外的環(huán)境中，最經(jīng)常發(fā)生傳播的環(huán)境是室內(nèi)、擁擠和通風(fēng)條件不好的空間，如果被感染者在那里與他人長(zhǎng)時(shí)間相處的話。這表明SARS-CoV-2在通風(fēng)條件不好或沒(méi)有通風(fēng)的擁擠和封閉室內(nèi)空間的傳播效率特別高”[3]。美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心(CDC)在2021年7月14日更新版文件中指出：“COVID-19通過(guò)感染者呼出含有病毒的飛沫和非常小的顆粒傳播。這些飛沫和顆?？赡鼙黄渌宋?，或落在他們的眼睛和口鼻中。在某些情況下，可能會(huì)污染所接觸的表面。與感染者的距離小于1.83 m(6 ft)最有可能被感染”[4]。

病毒空氣傳播是由懸浮在空氣中的飛沫核(氣溶膠)在遠(yuǎn)距離和長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持感染力而引起的傳染病原體的傳播。從流行病調(diào)查來(lái)看，2億多不同地域、不同人種、不同氣候帶的人被感染基本上都是通過(guò)飛沫和密切接觸感染。只有少數(shù)案例難以解釋。病毒不時(shí)變異，致病力可能增強(qiáng)，空氣傳播貢獻(xiàn)率會(huì)增高。目前至少可以說(shuō)，空氣傳播不是最主要傳播方式。病毒需在一個(gè)合適的細(xì)胞受體上存活，鑒于含病毒的粒子從飛沫傳播到液核空氣傳播橫跨粒徑范圍很大，而經(jīng)典理論認(rèn)為粒徑大于5 μm 是飛沫傳播，小于5 μm是空氣傳播，如以這種“非此即彼”的思維方法來(lái)討論傳播方式，則難以解決問(wèn)題。為此，本文從疫情中一些實(shí)際的典型案例探討新冠病毒的傳播方式。

1 典型案例探討傳播途徑

新冠病毒是一種新的病毒株。與幾乎所有新發(fā)現(xiàn)的病毒一樣，傳播方式至少存在一些不確定性?？諝庾鳛橐环N傳播途徑總是存在的，如果從氣溶膠力學(xué)解釋僅僅是污染物的空氣傳輸沒(méi)有什么可以爭(zhēng)議的。如果從傳染病和公共衛(wèi)生學(xué)定義空氣傳播，則指能在空中傳送，通過(guò)暴露于長(zhǎng)時(shí)間懸浮在空氣中、長(zhǎng)期存在傳染性、含病原體的小液滴和微粒而被傳播感染。那空氣傳播不僅僅是傳輸方式，而且還是被感染的結(jié)果，這就容易引起爭(zhēng)議?？諝鈧鞑サ年P(guān)鍵問(wèn)題涉及到感染者呼出液滴在空氣中的懸浮能力(浮游時(shí)間與距離)，以及如何聚集起感染劑量這兩大問(wèn)題。新冠病毒最小的吸入感染劑量，目前無(wú)人知曉。病毒在空氣環(huán)境中的存活時(shí)間，目前只有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。至今無(wú)人在空氣中采集或分離到活的新冠病毒。目前空氣采樣的檢測(cè)結(jié)果也是核酸檢測(cè)的結(jié)果。采用的聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)測(cè)定法檢測(cè)環(huán)境樣品中的核糖核酸(RNA)，也不能表示存在可以傳播的活病毒。

目前絕大多數(shù)案例的流行病調(diào)查證實(shí)了人與人之間近距離飛沫和密切接觸傳染。盡管新冠病毒對(duì)于每個(gè)人而言都是易感，但是在疫情早期，醫(yī)護(hù)人員與COVID-19患者近距離診療與護(hù)理，即使風(fēng)險(xiǎn)最高、密切接觸的家人也并非百分之百被感染，且感染率不高，難以理解。

分析被國(guó)內(nèi)外引用最多的幾個(gè)令人困惑的典型案例可知，如簡(jiǎn)單推斷為空氣傳播就會(huì)束縛探討思維。

引用最多的案例在線發(fā)表在美國(guó)疾控中心出版的《新發(fā)傳染病》雜志的一篇研究快報(bào)上[5]。案例發(fā)生在廣州一家餐廳。2020年1月23日，前排中間餐桌是來(lái)自武漢的1個(gè)家庭進(jìn)行午餐，紫色標(biāo)識(shí)的人為感染者(見(jiàn)圖1)。坐在相鄰的桌子用餐的是另外2個(gè)家庭。當(dāng)天晚些時(shí)間，有人出現(xiàn)發(fā)燒和咳嗽癥狀。截至2月5日，共有9人(紅色標(biāo)識(shí))確診感染了COVID-19。經(jīng)研究認(rèn)為是由空調(diào)通風(fēng)引起的飛沫傳播，引起傳染的關(guān)鍵因素則是橫向的空調(diào)氣流。圖1模擬了當(dāng)時(shí)就餐的空調(diào)氣流及被感染者座位情況。有的學(xué)者認(rèn)為，飛沫傳播距離不會(huì)超過(guò)2 m，即使借助于空調(diào)氣流，送風(fēng)氣流會(huì)隨著輸送距離延長(zhǎng)，風(fēng)速下降，其攜帶飛沫的能力變小，特別是空調(diào)的回風(fēng)氣流風(fēng)速更小，不可能傳染到其他9人。只有空氣傳播才有可能。有的學(xué)者認(rèn)為，空氣傳播病毒擴(kuò)散性很好，可以擴(kuò)散到全室，甚至長(zhǎng)時(shí)間遠(yuǎn)距離傳播。事實(shí)上，傳染方向性很好，除了前排外，即使是臨近的第二排餐桌也無(wú)一人被感染。難以用空氣傳播來(lái)佐證。

另一個(gè)常被引用的案例是2020年3月10日，華盛頓州斯卡吉特縣61位成員參加合唱團(tuán)練習(xí)[7]，在1個(gè)房間內(nèi)一起唱歌40 min。圖2顯示了當(dāng)時(shí)椅子的布置方式及每位合唱團(tuán)成員的位置。該合唱團(tuán)成員84%是女性，平均年齡為69歲。研究人員認(rèn)為其中1位有輕度COVID-19癥狀的感染者(紅色標(biāo)識(shí))，使得其余60人中有52人被感染(黃色標(biāo)識(shí))。當(dāng)然，可以用空氣傳播來(lái)描述這次疫情。有學(xué)者認(rèn)為：如果是空氣傳播，1位老人唱歌向前呼出的病菌量，會(huì)橫向傳播那么遠(yuǎn)？擴(kuò)散面那么大還能保持著可感染的劑量？后來(lái)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在合唱練習(xí)后，他們分成2組，在2個(gè)房間又待了50 min。接下來(lái)是15 min的休息時(shí)間，整個(gè)小組聊天，然后是吃餅干和橘子，有搬椅子等互動(dòng)行為。一些學(xué)者認(rèn)為這一案例很難作為因唱歌而引起超級(jí)空氣傳播的典型案例。

圖2 美國(guó)華盛頓州斯卡吉特縣合唱團(tuán)排位圖[7]

還有湖南省某地長(zhǎng)途客運(yùn)車(chē)的案例有時(shí)也會(huì)被引用[8]。感染者(紅色標(biāo)識(shí))于2020年1月22日12：00乘坐49座全封閉空調(diào)客運(yùn)大巴。該大巴1層為行李艙，2層為客座艙，車(chē)長(zhǎng)11.3 m，車(chē)寬2.5 m。司機(jī)座位在最靠前的次高層，除司機(jī)外共有48個(gè)客座(見(jiàn)圖3)，車(chē)輛出站時(shí)搭乘46人，在路旁接客2人。調(diào)取當(dāng)時(shí)車(chē)上的視頻發(fā)現(xiàn)，除了后排旅客上下車(chē)經(jīng)過(guò)感染者外，途中其他旅客與感染者沒(méi)有近距離接觸行為。1位被感染的旅客(粉紅標(biāo)識(shí))與感染者同程30 min就下車(chē)了，還有7位同車(chē)的旅客被感染了(橙色標(biāo)識(shí))，其中1位是無(wú)癥狀被感染者(藍(lán)色標(biāo)識(shí))。最遠(yuǎn)的2位被感染者與感染者隔了6排座位，相距約4.5 m，而鄰座卻未被感染。因此從被感染者的座位分布來(lái)看，用空氣傳播似乎不太好解釋。調(diào)研的結(jié)果還是認(rèn)為這由空調(diào)氣流引起的飛沫傳播，似乎有些勉強(qiáng)。

圖3 湖南長(zhǎng)途客運(yùn)車(chē)聚集性感染的座位圖[9]

2 探討新冠病毒新的傳播方式

要破解上述令人困惑案例，首先要探討一下病毒傳播方式與途徑。真正的空氣傳播，因擴(kuò)散性好，病毒在氣流作用下不斷分散，傳播面會(huì)很廣。與此同時(shí)很快被稀釋?zhuān)瑵舛炔粩嘞陆?，只有感染劑量很小的病菌才有可能通過(guò)空氣傳播。另外，在空氣中飄浮、分散的含病菌粒子，在空氣環(huán)境中受到溫度、濕度、陽(yáng)光(紫外線)等因素影響，活力會(huì)很快衰竭。除非該病菌的生命力很強(qiáng)(或者說(shuō)在空氣中存活時(shí)間很長(zhǎng))。至今，新冠病毒循證尚未發(fā)現(xiàn)具有這兩大特性。

聚集性COVID-19疫情往往是通過(guò)污染環(huán)境(包括空氣環(huán)境)、物品、人員接觸等多種暴露方式導(dǎo)致的。一旦空間中出現(xiàn)感染者，會(huì)不斷產(chǎn)生攜帶病毒的液滴和氣溶膠。這些液滴和氣溶膠會(huì)被絕大多數(shù)未感染者的呼出物或室內(nèi)外空氣所稀釋。這種模式下感染者呼出的飛沫，大多會(huì)在不到2 m的半徑內(nèi)迅速落地，一些飛沫不斷蒸發(fā)，剩下蛋白質(zhì)和病原微生物組成液核，可能飄浮在空氣中，形成空氣傳播。一般來(lái)說(shuō)液核含病原體非常少。只有在特定的條件下，如感染者長(zhǎng)時(shí)間停留的封閉、擁擠、通風(fēng)不良的空間，或感染者多的場(chǎng)所(如診療場(chǎng)所)，甚至在醫(yī)療操作直接產(chǎn)生氣溶膠時(shí)，攜帶病毒的氣溶膠才會(huì)累積起來(lái)，濃度會(huì)升高，才有傳染的可能。

人無(wú)論是打噴嚏、咳嗽，還是大聲唱歌、呼叫，都會(huì)噴發(fā)出大片飛沫飄散到空氣中；大多數(shù)情況下是正常呼吸、講話，會(huì)吐出小片飛沫蔓延在室內(nèi)。人所發(fā)出的這些液滴在粒徑譜上應(yīng)該是連續(xù)的，下落的較大液滴與懸浮的較小液滴之間存在著模糊的界限。如仍以5 μm粒徑作為飛沫傳播與空氣傳播的明確界限，可能不太合適。這也許是使人產(chǎn)生非此即彼的思維方法的根源。

如果按照呼出液滴粒徑的量級(jí)來(lái)分析氣溶膠形態(tài)也許更合適一些。大于10 μm的顆粒為沉降型飛沫，產(chǎn)生飛沫傳播；小于1 μm的顆粒為懸浮型液核，產(chǎn)生空氣傳播；1～10 μm的顆粒，處于液滴與液核過(guò)渡范圍，涵蓋了感染者呼吸道液滴傳播的主要粒徑范圍(2.5～10 μm)。從理論上講，1～10 μm應(yīng)是重點(diǎn)關(guān)注的粒徑范圍，可以輕易穿過(guò)鼻毛和黏膜分泌物阻擋，直達(dá)上呼吸道，是最容易引發(fā)傳染的粒徑范圍。

依據(jù)氣溶膠力學(xué)定義，氣溶膠是以固體或液體為分散質(zhì)(又稱(chēng)分散相)和氣體為分散介質(zhì)所形成的溶膠。云是液體、固體和氣體混合在一起，由數(shù)百萬(wàn)小滴水(液體)組成的，這些水滴與顆粒(固體)和各種氣體(空氣和水蒸氣)局部聚集在一起。在一定環(huán)境條件下(溫度、相對(duì)濕度、污染物種類(lèi)與污染程度)，室內(nèi)有可能形成氣溶膠云(aerosol cloud，以下簡(jiǎn)稱(chēng)氣云)。檢索國(guó)外的文獻(xiàn)，也有類(lèi)似的假設(shè)(gas cloud)[10-11]，以氣態(tài)成分為主，不可見(jiàn)。而氣云是液體、固體和氣體多相體，有時(shí)可見(jiàn)，有時(shí)不可見(jiàn)。盡管兩者定義與解釋不同，但界定雷同。由于沒(méi)有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)支撐，是從云生成的機(jī)理來(lái)推測(cè)的。美國(guó)CDC在更新版文件中也提出：“在(在通風(fēng)不足的封閉空間內(nèi))這種情況下，科學(xué)家認(rèn)為COVID-19患者產(chǎn)生的具有傳染性的較小飛沫和顆粒的數(shù)量會(huì)集聚，足以將病毒傳播給其他人。”[4]如果室內(nèi)環(huán)境封閉、通風(fēng)較差、室內(nèi)人員多、空氣中含有人的呼出物和體表分泌物(如汗味)多、餐廳與海鮮肉類(lèi)市場(chǎng)空氣中油脂與蛋白含量高(油膩氣味)、相對(duì)濕度大等，容易局部聚集形成氣云。反之，如果室內(nèi)氣流流通快，氣云很容易被打散。如果室內(nèi)污染物少、相對(duì)濕度低，則難以聚集起氣云。室內(nèi)層高會(huì)影響到氣云懸浮面的高度。特別是對(duì)于新冠病毒來(lái)說(shuō)，溫濕度等環(huán)境因素會(huì)通過(guò)影響病毒表面蛋白和脂質(zhì)膜的特性來(lái)影響病毒的生存能力。

筆者認(rèn)為，如果感染者的呼出物中這些1～10 μm粒子以氣云的形式出現(xiàn)在室內(nèi)，飄浮在空中(氣云是氣液固的聚集多相流，肉眼也許看不見(jiàn)，可以想象類(lèi)似于云霧一樣浮在空中，滯留或隨氣流蔓延、飄移)，就有可能產(chǎn)生一種新的傳播方式——?dú)庠苽鞑?。氣云說(shuō)明病毒傳播取決于粒子在空中懸浮與傳輸能力，而不僅僅是粒徑。美國(guó)CDC也以“傳播距離”來(lái)定義“飛沫傳播”為在1.83 m內(nèi)暴露于感染者呼出的較大飛沫或微粒中發(fā)生的傳播，“空氣傳播”則是在1.83 m外暴露在可在空氣中懸浮數(shù)小時(shí)的較小飛沫或微粒中發(fā)生的傳播。表1分析了氣云傳播、飛沫傳播與空氣傳播的不同特性。

表1 3種傳播方式的特性

3 氣云傳播機(jī)理與綜合控制對(duì)策

如果新冠病毒除了飛沫傳播、空氣傳播外，還存在氣云傳播方式的話，那么用氣云傳播來(lái)理解上述的不明超級(jí)傳播的案例就可以得出較為合理的解釋。如表1所述，只有氣云可以局部聚集起感染劑量，速度很小的氣流都可以推移飄浮在空中的氣云，并隨氣流特點(diǎn)呈現(xiàn)出很強(qiáng)的方向性與隨機(jī)性。如上述的第一個(gè)案例中上置的空調(diào)器送風(fēng)是有限射流，送風(fēng)速度很快下降，氣流會(huì)發(fā)散，回風(fēng)氣流速度場(chǎng)消失更快，根本無(wú)法帶動(dòng)飛沫傳播如此長(zhǎng)的距離(見(jiàn)圖1)，如果是空氣傳播，傳播面不會(huì)如此窄，方向性不會(huì)那么強(qiáng)。如第二個(gè)案例，老人唱歌發(fā)生的病菌量只有以氣云狀態(tài)才能橫向傳播那么遠(yuǎn)，擴(kuò)散面那么大還能保持著可感染的劑量。如第三個(gè)案例，被感染者的座位與感染源無(wú)規(guī)律可尋，只有氣云才能表現(xiàn)出如此強(qiáng)的傳染隨機(jī)性，而且最初感染者下車(chē)30 min后仍可傳染他人，只有氣云方式才可在車(chē)中滯留那么長(zhǎng)時(shí)間?？梢?jiàn)，氣云理論上解決了上述案例的空氣傳播難以聚集起感染劑量，而飛沫無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間懸浮、遠(yuǎn)距離傳播，傳染的方向性強(qiáng)與隨機(jī)性大等幾大困惑點(diǎn)，也能解釋其他出現(xiàn)的不明傳播案例，可使控制思路變得清晰起來(lái)。

3.1 氣云傳播特性與暴露感染

感染與病毒數(shù)量和暴露時(shí)間相關(guān)。很明顯，在室外不存在氣云傳播方式的情況下，就不可能出現(xiàn)令人困惑的傳播場(chǎng)景。為什么在室內(nèi)特定場(chǎng)合會(huì)聚集起病毒數(shù)量、達(dá)到暴露時(shí)間？對(duì)照表1，可以反證出氣云傳播的以下幾個(gè)特點(diǎn)，才是氣云的暴露感染的緣由，這無(wú)法簡(jiǎn)單用飛沫或空氣傳播來(lái)解釋。

1) 氣云能在空間局部保持最小感染劑量。不像空氣傳播難以形成病毒的感染劑量，氣云中含病毒粒子聚集在一起，不易擴(kuò)散，存活時(shí)間可能更長(zhǎng)。文獻(xiàn)[11]報(bào)道“形成云的液滴壽命可以延長(zhǎng)1 000倍，從幾分之一秒延長(zhǎng)到幾分鐘”。容易造成病毒量的局部積聚，也能較長(zhǎng)時(shí)間、較遠(yuǎn)距離保持感染劑量。凡出現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳播案例大多是氣云傳播。

2) 氣云可到達(dá)室內(nèi)空間任何地點(diǎn)。不像飛沫傳播距離短，氣云會(huì)被氣流推動(dòng)著在室內(nèi)到處飄移，飄移的距離至少達(dá)到一般尺度的室內(nèi)空間的任何地點(diǎn)。這對(duì)2 m的安全社交距離提出了挑戰(zhàn)。

3) 氣云的傳播途徑與方向性較為清晰。不像飛沫傳播，氣云跟隨氣流性能好；又不像空氣傳播擴(kuò)散性好、方向性差，氣云隨氣流傳播的途徑與方向性清晰，如飄移到易感人群呼吸器官附近，就可能被吸入造成感染(見(jiàn)圖4)。

圖4 氣云傳播模擬[10]

4) 氣云的傳播面較窄。不像空氣傳播面那么大，彌漫在整個(gè)空間中，氣云的傳播面較窄，即使感染者鄰近人員，或處于氣流流動(dòng)方向的人員，只要?dú)庠茮](méi)有到達(dá)其呼吸器官，或沒(méi)有足夠的劑量也不會(huì)被感染。這增加了被感染的隨機(jī)性。

5) 氣云懸浮面高度合適。在3 m左右層高的空間，形成的氣云懸浮面的高度基本上處于人站立的呼吸帶，傳染的風(fēng)險(xiǎn)也大。在低于2.5 m層高的空間，形成的氣云懸浮面的高度基本上處于人坐姿的呼吸帶。如果是高于4 m層高的空間，發(fā)生氣云傳染的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)小多了。

6) 氣云的暴露時(shí)間較長(zhǎng)。不像偶爾打噴嚏、咳嗽直接噴發(fā)的大量飛沫，人員絕大多數(shù)時(shí)間是正常呼吸與說(shuō)話，發(fā)出的小液滴在一定條件下形成氣云，長(zhǎng)時(shí)間蔓延、繚繞在空中，也有可能因氣流渦流而滯留在室內(nèi)局部，增加了室內(nèi)人員的暴露時(shí)間。

以上氣云傳播的幾個(gè)特點(diǎn)凸顯了傳播的不確定性、暴露感染的隨機(jī)性，對(duì)傳統(tǒng)的感染防控理論，如安全的社交距離、個(gè)人防護(hù)、暴露時(shí)間、被感染的風(fēng)險(xiǎn)或概率等均提出了挑戰(zhàn)。

3.2 控制氣云傳播的綜合對(duì)策

如上所述，與其說(shuō)控制新冠病毒在室內(nèi)空氣傳播，不如說(shuō)是控制氣云傳播。基于以上新冠病毒傳播分析，針對(duì)性提出以下3個(gè)控制途徑。

1) 避免產(chǎn)生氣云是最根本的辦法，或者說(shuō)，破壞氣云生成條件。如減少發(fā)生量(如室內(nèi)人員戴口罩，控制人員密度，室內(nèi)氣流使飛沫盡快沉降)，保持室內(nèi)良好通風(fēng)(稀釋室內(nèi)污染，避免室內(nèi)濕度積累)，用通風(fēng)氣流盡快迫使其沉降下來(lái)并從下排(回)風(fēng)口排出。

2) 一旦形成氣云，這種傳播的不確定性與感染隨機(jī)性似乎使人難以控制。其實(shí)，阻斷氣云傳播的最簡(jiǎn)單辦法是避免或消除室內(nèi)出現(xiàn)水平的橫向氣流(如圖1所示)，盡快將氣云排出去。在餐館、茶室、咖啡店、商店、會(huì)議室、辦公室等公共場(chǎng)所一般不要采用分體空調(diào)器、多聯(lián)機(jī)或風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組。宜推薦可上送下回的空調(diào)末端機(jī)組。

3) 消除氣云傳播的最簡(jiǎn)單辦法是用外力將氣云打散，通風(fēng)氣流會(huì)不斷擾亂或打散氣云。只要感染性顆粒分散開(kāi)來(lái)，濃度下降，就不具有傳染性了。將室內(nèi)相對(duì)濕度降到40%～50%也是個(gè)控制途徑，只是能耗較大。當(dāng)然，全室消毒滅菌是最有效的，是終極措施，不要頻繁采用。

以上控制加大通風(fēng)量、加強(qiáng)稀釋、避免污染集聚，上送下回氣流、避免橫向氣流，控制溫濕度的對(duì)策與目前防控對(duì)策是完全一致的，而且更有針對(duì)性。

從疫情中防控新冠病毒的思路來(lái)說(shuō)有些像制藥、醫(yī)療的環(huán)境控制，但又與生物潔凈技術(shù)不同，可以借鑒制藥、醫(yī)療控制理念來(lái)說(shuō)明與舒適性空調(diào)的差異(見(jiàn)表2)。

表2 致病菌防控思路與通風(fēng)空調(diào)控制思路的差異

針對(duì)新冠病毒特性與傳播途徑，參照表2中控制思路的差異，避免從空調(diào)常識(shí)理解或邏輯推理，舉以下幾個(gè)例子，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)防控對(duì)策及關(guān)注點(diǎn)作一說(shuō)明。

1) 整體控制還是關(guān)鍵點(diǎn)控制?？照{(diào)控制習(xí)慣于從整體、從大局上考慮問(wèn)題，如從整個(gè)空間去控制空調(diào)的溫濕度、二氧化碳濃度等參數(shù)。感染控制著重細(xì)節(jié)、關(guān)注關(guān)鍵點(diǎn)的控制，針對(duì)傳染源特性切斷傳染途徑。即便是送、回風(fēng)口布置的細(xì)節(jié)，也值得防控關(guān)注。舒適性空調(diào)對(duì)回風(fēng)口位置不太重視，與空調(diào)工位送風(fēng)相反，關(guān)鍵點(diǎn)控制更推薦采用集中送風(fēng)工位排(回)風(fēng)的方式。對(duì)于感染控制來(lái)說(shuō)，無(wú)數(shù)案例表明細(xì)節(jié)決定感控的成敗。

2) 全室稀釋還是就地沉降。舒適性空調(diào)最大的污染物是二氧化碳。室內(nèi)有人就會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，是面發(fā)生源。一般場(chǎng)所室內(nèi)的病菌只是萬(wàn)一出現(xiàn)的COVID-19患者呼出，是點(diǎn)發(fā)生源，且近距離傳播。因此控制措施不能像控制二氧化碳那樣用新風(fēng)稀釋多少倍對(duì)全室進(jìn)行稀釋來(lái)控制點(diǎn)傳染，也不能僅靠二氧化碳傳感器控制新風(fēng)量。COVID-19患者呼出的飛沫可直接傳染鄰近者，不會(huì)等待著去稀釋。病菌一旦呼出應(yīng)該盡快讓它就地沉降以阻斷傳播。就地沉降是減少暴露的最有效措施。用全室多少倍的稀釋風(fēng)量來(lái)控制點(diǎn)污染不僅能耗大，而且效果差。

3) 阻隔除菌還是適當(dāng)濾菌。新風(fēng)中無(wú)致病菌，新風(fēng)過(guò)濾主要是除塵。萬(wàn)一室內(nèi)有致病菌，從邏輯推理回風(fēng)過(guò)濾是主要的，理應(yīng)能完全阻隔致病菌進(jìn)入系統(tǒng)。但是高效HEPA過(guò)濾器阻力很高，對(duì)于民用建筑來(lái)說(shuō)難以實(shí)現(xiàn)，或者說(shuō)無(wú)可實(shí)施性。室內(nèi)空間有限，呼出的飛沫不可能在短時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)為小粒徑的液核，回風(fēng)過(guò)濾主要還是去除大粒徑的飛沫?？刂颇繕?biāo)是不讓致病菌在空間積累，選擇回風(fēng)過(guò)濾要兼顧除菌效率與阻力。GB 51039—2014《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.1.11條規(guī)定：集中式空調(diào)系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組的回風(fēng)口必須設(shè)初阻力小于50 Pa、微生物一次通過(guò)率不大于10%和顆粒物一次計(jì)重通過(guò)率不大于5%的過(guò)濾設(shè)備。該過(guò)濾效率應(yīng)該是合適的，設(shè)置在回風(fēng)口是合理的[12]。這與美國(guó)ASHRAE推薦回風(fēng)過(guò)濾等級(jí)不低于MERV13是一個(gè)道理。對(duì)于氣云來(lái)說(shuō)，用空氣過(guò)濾不僅可濾除一些顆粒物，更重要的是可以打散氣云，使氣云不能在系統(tǒng)中維持。

4) 防范集中式空調(diào)系統(tǒng)還是防范分散式空調(diào)。從常識(shí)上理解服務(wù)于多個(gè)空間的集中式空調(diào)系統(tǒng)，只要有一個(gè)空間出現(xiàn)病菌就會(huì)傳播到多個(gè)空間。疫情一開(kāi)始集中式空調(diào)就被重點(diǎn)防范，對(duì)分散式空調(diào)卻是網(wǎng)開(kāi)一面。一般公共場(chǎng)所，萬(wàn)一出現(xiàn)COVID-19患者，室內(nèi)空氣被吸入空調(diào)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)加壓，通過(guò)多級(jí)過(guò)濾、不同熱濕處理的部件，以及新風(fēng)的混合稀釋等，在送風(fēng)中不可能還維持著感染劑量。即便室內(nèi)有氣云，集中式空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)于多個(gè)房間，也不可能造成交叉感染。疫情至今沒(méi)有發(fā)生一例由集中式空調(diào)引起的大規(guī)模感染事件。而餐館、酒吧、公交車(chē)、娛樂(lè)等場(chǎng)所的分散式空調(diào)如分體空調(diào)、風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組、多聯(lián)機(jī)等，上側(cè)送上回的氣流模式，會(huì)在室內(nèi)出現(xiàn)水平橫向氣流，推移氣云四處飄移(見(jiàn)圖4)。疫情中在分散式空調(diào)空間倒不時(shí)出現(xiàn)一些聚集性感染事件，也是典型的氣云傳播的場(chǎng)所。

5) 氣流均勻分布還是氣流遏制?？照{(diào)系統(tǒng)注重溫濕度等參數(shù)均勻分布，室外的新風(fēng)不斷與室內(nèi)空氣混合、稀釋?zhuān)碚撋现v病毒濃度就不斷地下降，但從另一角度分析分布過(guò)程的細(xì)節(jié)，也許在客觀上會(huì)助力病菌傳播。因此氣流分布的方向才是關(guān)鍵，換氣量只有在合適氣流組織下才能發(fā)揮效應(yīng)。這就是為什么醫(yī)療、制藥、電子等凈化空間強(qiáng)調(diào)采用上送下回的氣流組織，就是充分發(fā)揮氣流遏制作用，使局部污染盡快沉降，減少飄移、擴(kuò)散，大大縮短暴露時(shí)間。對(duì)于動(dòng)態(tài)污染，氣流遏制比均勻分布更重要。集中式空調(diào)系統(tǒng)容易做到上送下回氣流分布，而分散式空調(diào)末端機(jī)組集空氣處理與氣流分布于一身，難以做到，需要另辟蹊徑解決這一問(wèn)題。

6) 防范送風(fēng)還是防范滲漏。從室內(nèi)污染經(jīng)空調(diào)系統(tǒng)由送風(fēng)再進(jìn)入室內(nèi)引發(fā)污染，稱(chēng)為間接污染。從常識(shí)來(lái)講室內(nèi)病菌從空調(diào)系統(tǒng)中送出，這是最可怕的事情。且不要說(shuō)病毒不可能在集中式空調(diào)系統(tǒng)中傳播，即使能傳播，只要送風(fēng)口或回風(fēng)口設(shè)置有效的空氣過(guò)濾器就難以輸出。從凈化工程角度來(lái)講，現(xiàn)在的施工與驗(yàn)收體系，幾乎很少有因風(fēng)口過(guò)濾器及其安裝出現(xiàn)問(wèn)題而引起的滲漏污染事件。而盲目增加新風(fēng)量，不考慮壓差控制，使得區(qū)域內(nèi)有序梯度壓差失控，室內(nèi)污染(病毒)氣流直接滲漏出去，在區(qū)域內(nèi)亂竄，造成污染(感染)事件常常發(fā)生。這種由室內(nèi)污染直接滲漏出去造成的污染稱(chēng)為直接污染，才是更可怕的，亂竄的滲漏氣流使人無(wú)法預(yù)測(cè)感染發(fā)生地。這就是為什么中外醫(yī)院建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范對(duì)關(guān)鍵醫(yī)療科室送風(fēng)末端過(guò)濾器要求并不高，卻強(qiáng)調(diào)區(qū)域有序梯度壓差控制的緣由。

7) 間歇運(yùn)行還是連續(xù)運(yùn)行。也許擔(dān)心空調(diào)系統(tǒng)傳播病毒，常常要求空調(diào)系統(tǒng)間歇運(yùn)行。即空調(diào)運(yùn)行一段時(shí)間后停機(jī)，再進(jìn)行自然通風(fēng)或機(jī)械通風(fēng)。要求每日通風(fēng)2～3次，每次不少于30 min。大量新風(fēng)直接進(jìn)入破壞了室內(nèi)舒適環(huán)境。卻不知空調(diào)造成的舒適環(huán)境也是抗疫措施，研究發(fā)現(xiàn)新冠病毒在低溫或高溫下依舊保持著強(qiáng)大的傳染力，而在室溫22～25 ℃、相對(duì)濕度50%～60%環(huán)境中活性最低(見(jiàn)圖5)，失活率很高[13]。大量新風(fēng)直接進(jìn)入還破壞了不同空間之間的壓差平衡，造成滲漏氣流亂竄。因此，只要空調(diào)系統(tǒng)合規(guī)，不僅應(yīng)使空調(diào)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，還應(yīng)要求提前開(kāi)機(jī)、延遲關(guān)機(jī)。穩(wěn)定的受控環(huán)境才是疫情常態(tài)化防控的需求。

圖5 新冠病毒存活率與溫濕度的關(guān)系[13]

8) 防范通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)還是關(guān)注通風(fēng)空調(diào)氣流。新冠病毒全球迅速蔓延的恐慌引發(fā)了對(duì)新冠病毒通過(guò)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)傳播的臆想，疫情期間不斷有人對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)檢測(cè)、實(shí)驗(yàn)研究、理論推測(cè)。有人在醫(yī)院回風(fēng)窗板、回風(fēng)管道及暖通空調(diào)系統(tǒng)的過(guò)濾器上發(fā)現(xiàn)了病毒的RNA，但僅檢測(cè)到病毒RNA并不意味著病毒能夠傳播疾病[14]。文獻(xiàn)[13]使用一種新的空氣采樣方法，在通風(fēng)良好、過(guò)濾和紫外線消毒(距離患者1.83 m(6 ft))的COVID-19患者病房?jī)?nèi)發(fā)現(xiàn)了活病毒顆粒，然而檢測(cè)到的活病毒濃度被認(rèn)為太低，不足以引起疾病傳播。常識(shí)推測(cè)一個(gè)空間出現(xiàn)新冠病毒似乎會(huì)通過(guò)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)感染所有服務(wù)的空間，如果從專(zhuān)業(yè)角度分析，進(jìn)入系統(tǒng)的新冠病毒會(huì)被所有服務(wù)空間的回風(fēng)所稀釋?zhuān)由闲嘛L(fēng)，使得所有服務(wù)空間的送風(fēng)中病毒濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于新冠病毒感染濃度。發(fā)生的超級(jí)聚集性感染案例都不是由送風(fēng)，而是由不當(dāng)氣流所引發(fā)的。因此，美國(guó)CDC網(wǎng)站“建筑通風(fēng)”網(wǎng)頁(yè)上顯示“雖然特定空間內(nèi)的空氣流動(dòng)可能有助于該空間內(nèi)的人之間傳播疾病，但迄今沒(méi)有明確的證據(jù)表明活病毒通過(guò)暖通空調(diào)系統(tǒng)傳播，從而導(dǎo)致同一系統(tǒng)服務(wù)的其他空間的人感染疾病。”[15]

綜上所述，疫情時(shí)期空調(diào)系統(tǒng)的對(duì)策，應(yīng)是針對(duì)新冠病毒特性與傳播途徑提出相應(yīng)防控措施，提高空調(diào)空間的防疫能力，強(qiáng)調(diào)防控措施合規(guī)、合適、合理為宜[12]，在萬(wàn)一出現(xiàn)COVID-19患者時(shí)減輕或避免發(fā)生交叉感染。新冠病毒不可能從室外空氣傳入，也不像霉菌、細(xì)菌在自然環(huán)境中到處都有(可以采用工程措施去防止其定植、繁殖與傳播)，病毒只可能由患者帶入。即使再?gòu)?qiáng)大的防范措施，一旦確認(rèn)空調(diào)服務(wù)區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)COVID-19患者或疑似患者就必須立即關(guān)閉場(chǎng)所，及時(shí)報(bào)告屬地衛(wèi)生防疫機(jī)構(gòu)緊急處置、疫情評(píng)估、徹底清洗消毒。

后疫情時(shí)期非醫(yī)療機(jī)構(gòu)空調(diào)系統(tǒng)的防控對(duì)策目的是什么？控制目標(biāo)菌是什么？如仍是防控新冠病毒傳播，除了疫苗外，戴口罩、社交距離與手消毒是最有效的措施，每個(gè)人(包括COVID-19患者)能做到這一點(diǎn)勝過(guò)各種空調(diào)控制措施。如果控制目標(biāo)是一般意義上的防控病菌交叉感染，則在GB 51039—2014《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》中就已進(jìn)行了考慮[16]，可以采用一般醫(yī)療環(huán)境控制常用的“合理?yè)Q氣、上送下回氣流分布與回風(fēng)合適過(guò)濾”這三大措施，多年來(lái)被實(shí)踐證明是經(jīng)濟(jì)、低耗、有效、成熟的。如有條件采用恒壓差變新風(fēng)量空調(diào)運(yùn)行也是可行的。相對(duì)而言，應(yīng)該更加關(guān)注空調(diào)系統(tǒng)控制水源性微生物污染(軍團(tuán)病、加濕器熱病等經(jīng)空調(diào)系統(tǒng)傳播的多是水源性病菌)及空調(diào)系統(tǒng)二次污染[17]。

4 結(jié)語(yǔ)

本文依據(jù)疫情中不明典型案例來(lái)探討新冠病毒的傳播方式，認(rèn)為這是機(jī)遇，不要簡(jiǎn)單地以不明案例佐證空氣傳播。病毒只有在整個(gè)傳輸過(guò)程中保持其感染力才有可能發(fā)生空氣傳播?？諝鈧鞑ゲ《緮U(kuò)散性很好，又難以維持感染劑量?？諝鈧鞑ナ怯袟l件的，在人數(shù)較多、通風(fēng)不佳的有限空間內(nèi)不時(shí)發(fā)生的聚集性感染，大多是氣云傳播，使人困惑的超級(jí)傳播案例均可以用氣云傳播理論得出合理的解釋?zhuān)驳玫秸J(rèn)可[18]。這使得控制思路變得清晰，對(duì)于病毒空氣傳播，破壞生成條件是最佳的抗疫對(duì)策，而不是靠消毒滅菌。但氣云這種傳播的不確定性與感染隨機(jī)性又對(duì)傳統(tǒng)的感染防控理論與對(duì)策提出了挑戰(zhàn)，是防控的新課題。

目前我們已經(jīng)擺脫了對(duì)新冠病毒全球迅速蔓延的恐慌，病毒不時(shí)出現(xiàn)變異，客觀地動(dòng)態(tài)評(píng)估所采用的防控對(duì)策與COVID-19不同傳播方式的貢獻(xiàn)率，筆者認(rèn)為對(duì)于非醫(yī)療的公共建筑應(yīng)同時(shí)采用多層次防控措施，從個(gè)人防護(hù)到整體防控。推廣一般醫(yī)療環(huán)境的防控措施，合規(guī)的新風(fēng)量、合理的氣流組織、合適的回風(fēng)過(guò)濾器。這些技術(shù)成熟、能耗不高、費(fèi)用不大、可實(shí)施性強(qiáng)，也被疫情防控所證實(shí)。總之，基于新冠病毒傳播方式循證的分析，才能使防控對(duì)策更合規(guī)、合適、合理[13]。