Begrijpen hoe door de lucht verspreide Covid-19 of andere respiratoire virussen besmettelijk blijven en uren of dagen in de lucht blijven zweven, is van vitaal belang om de biosafeid van openbare voorzieningen te verhogen.
Het is ook van vitaal belang om Covid-19 luchtbemonstering problemen te begrijpen, zodat de microbiologische kwaliteit van de binnenlucht in openbare ruimten kan worden gecontroleerd.
Inzicht in het mechanisme van de verspreiding van ademhalingsvirussen in de lucht, en het verwerven van know-how om deze virussen te verzamelen en op te sporen, zullen helpen het risico van overdracht via de lucht via het ventilatiesysteem en/of de aeraulica van gebouwen te verminderen.
Welke ernstige gebeurtenis in 2003 heeft aangetoond dat het risico van besmetting van de lucht door respiratoire virussen en met name het coronavirus in gebouwen niet licht moet worden opgevat?
SARS Coronavirus aerosols vectoren van besmetting in 2003.
Respiratoire emissies bron van Covid-19 luchtbesmetting.
De Covid-19-pandemie was nodig om de rol te begrijpen van de emissies van de luchtwegen van symptomatische of asymptomatische geïnfecteerde Sars-Cov-2-personen.
Een aanzienlijk deel van de respiratoire partikels, uitgestoten tijdens ademen, spreken, zingen, niezen, hoesten en gillen produceren micron- of submicron-emissies, genoemd die zeer lang in de lucht blijven hangen. Maar hoe lang?
Een video van de Japanse televisie NHK neemt ons mee door deze in de lucht zwevende deeltjes en beantwoordt deze vraag.
Covid-19 en andere respiratoire virussen zweven urenlang in de lucht in een afgesloten ruimte.
Deze video van de Japanse NHK-televisie met Engelse ondertitels belicht de microdeeltjes die tijdens een gesprek of tijdens een nies worden uitgezonden en die besmet kunnen zijn met Covid-19 & andere virussen van de luchtwegen (bron video NHK Japan)
De aërodynamische grootte van de meeste deeltjes die tijdens het ademen worden uitgestoten, varieert tussen 0,1 micron en 10 micron (1).
Microdruppeltjes die aanwezig zijn in een door de lucht verspreide Covid-19 of andere besmetting met een respiratoir virus, bevatten watermoleculen die zeer snel verdampen.
Deze verdampingssnelheid van het water vermindert de grootte van deze micro-druppeltjes aanzienlijk, waardoor ze veranderen in “druppelkernen”. Deze deeltjes kunnen uren of zelfs dagen in de luchtstroom zweven en belangrijke vectoren van besmetting worden.
Maar kunnen deze ademhalingsemissies lang besmettelijk blijven? Laten we eens kijken wat enkele wetenschappelijke studies aantonen.
Covid-19 virus overleeft in aërosolen van enkele uren tot enkele dagen in een besloten omgeving.
Wij hadden geen gegevens over de overlevingsgraad van Covid-19 in aërosols, maar een Amerikaanse studie gepubliceerd door virologen bevestigt dat het Sars-Cov-2 coronavirus levensvatbaar blijft in lucht. Tests voor de overleving van Covid-19 virionen in aërosols werden echter gestopt na 3 uur, maar coronavirussen zijn in staat om veel langer te overleven (2).
Lees voor meer details ons engelstalige LinkedIn-artikel waarin de resultaten worden geanalyseerd.
De risico’s van besmetting via de lucht door respiratoire virussen zijn lange tijd tot een minimum beperkt gebleven, maar toch is de monitoring ervan nu belangrijk. Welke respiratoire virussen naast Sars-Cov-2-varianten moeten ook worden gemonitord?
Andere respiratoire virussen in biologische aërosolen.
Maar wat maakt dat Covid-19 en andere respiratoire virussen zo lang in de lucht kunnen blijven zweven zonder sedimentatie? 3 factoren beïnvloeden het drijfvermogen van respiratoire emissies.
3 factoren die virale ademhalingsemissies in de lucht laten zweven.
Eerste factor: luchtstroomsnelheid kan de sedimentatiesnelheid van het respiratoire deeltje tegengaan en de verblijftijd ervan in de lucht verlengen.
Tweede factor: de aërodynamische diameter van de ademhalingsdeeltjes: hoe kleiner de diameter, hoe langer de deeltjes in de lucht blijven zweven of zelfs voor altijd.
Derde factor: hygrometrie en temperatuur kunnen de verdamping van watermoleculen binnenin de ademhalingsdeeltjes versnellen. Deze verdamping vermindert aan zienlijk de grootte en het gewicht van deze uitgestoten deeltjes die in “druppelkernen” zijn veranderd.
Maar wat zijn deze “druppelkernen”, en wat is hun rol in de ademhalingsaërosolen?
Druppelkernen zijn de belangrijkste vectoren van Covid-19 luchtbesmetting.
Wat is een druppel kern?
Druppelkernen zijn microdruppeltjes die door verdamping zijn opgedroogd en hun oorspronkelijke volume hebben verkleind tot zeer kleine deeltjes (gewoonlijk met een diameter tussen 0,1 en 5 µm).
Hoe dragen respiratoire druppelkernen bij tot de luchtbesmetting?
De menselijke ademhalingsemissies die vrijkomen bij ademen, praten, niezen, hoesten, schreeuwen en zingen zijn microdruppeltjes die watermoleculen, speekselproteïnen, zouten en andere componenten, zoals oppervlakte-actieve stoffen, bevatten.
Afhankelijk van de omgevingsomstandigheden verliezen deze ademhalingsdruppeltjes zeer snel hun watermoleculen, waardoor hun aërodynamische diameter en hun gewicht drastisch afnemen …
Dit krimpen door verdamping draagt er in hoge mate toe bij dat deze druppelkernen in suspensie blijven in de lucht, en zich over grote afstand kunnen verspreiden, afhankelijk van de stromingssnelheid van de binnenlucht of van de windsnelheid buiten, zoals hiernaast wordt getoond.
De aërodynamische diameter van de Sars-Cov-2 druppelkernen is kleiner dan 5 micron. Om precies te zijn, de meeste van deze druppelkernen zijn kleiner in diameter dan één micron, en andere rond 0,1 micron.
Het verzamelen in lucht van deze kleine afmetingen is een echte uitdaging voor de meeste luchtmonsternemers!
Maar wat zal bijdragen tot de overleving van virussen en Sars-Cov-2 in het bijzonder, binnen een “druppel kern”?
4 factoren verhogen of verminderen de overleving van respiratoire virussen in de lucht.
Het natte gas puff emitteert met ademhalingswegen.
Luchtvochtigheid.
Luchttemperatuur.
De organische bestanddelen in het respiratoire deeltje
Als deze factoren de overleving en het drijfvermogen van respiratoire virussen in de lucht bevorderen, wat is dan het nut om ze in aërosolen te kunnen verzamelen?
Waarom respiratoire virussen in de lucht bemonsteren dat is logisch...
In besloten omgevingen, zoals ziekenhuizen, verpleeghuizen, scholen, kantoorgebouwen, vliegtuigen of cruiseschepen, is luchtbemonstering van Covid-19-aërosolen zinvol, omdat het dagen spaart voor profylactische maatregelen en de verspreiding van besmettingsclusters voorkomt.
Maar welke luchtbemonsteringstechnologie is geschikt voor het verzamelen van virale bioaerosolen in de binnenlucht? Hoe komt u daarachter?
Covid-19 luchtbemonstering problemen...
We kunnen alleen detecteren wat we in lucht kunnen verzamelen…
Dit is waar, wanneer het gaat om het verzamelen van Covid-19 coronavirus en andere respiratoire virussen uit de lucht.
Ademhalingsvirussen kunnen niet in aërosolen worden opgespoord als we niet weten welke luchtbemonsteringstechnologie we moeten gebruiken om ze efficiënt te bemonsteren. Er zijn Covid-19 luchtbemonsterings problemen op te lossen.
Daarom is het van vitaal belang te begrijpen aan welke technische vereisten aërosolbemonsteringsapparaten moeten voldoen om efficiënt Sars-Cov-2 (Covid-19) en andere in de lucht aanwezige respiratoire virussen te kunnen verzamelen. Laten we eens kijken naar enkele van deze specificaties.
5 vereisten voor luchtbemonsteringsapparaten om efficiënt respiratoire virussen te verzamelen.
Welke biologische luchtmonsternemers voldoen aan deze eisen?
Zoek ook uit
welke cycloon-luchtmonsternemer met bevochtigde wand met succes werd gebruikt voor luchtbemonstering in echte Covid-19 (Sars-Cov-2) luchtverontreinigingssituaties in ziekenhuizen in Wuhan en waarom….
Waarom werd de high flow elektrostatische dipool filter vangtechnologie geselecteerd voor Covid-19 luchtbemonstering in Singapour, Noorwegen & Frankrijk en waarom…
Wetenschappelijke bibliografie
- Documentary Research of Human Respiratory Droplet Characteristics, Hualing Zhanga et al, Procedia Engineering 121 ( 2015 ) 1365 – 1374
- Aerosol and surface stability of HCoV-19 (SARS-CoV-2) compared to SARS-CoV-1 Neeltje van Doremalen et al. medRxiv 2020.03.09.20033217
- Survival Characteristics of Airborne Human Coronavirus 229E, K. IJAZ et al, J. gen. Virol. (1985), 66, 2743-2748
- Aerodynamic characteristics and RNa concentration of SARs-CoV-2 aerosol in Wuhan Hospitals during Covid-19 outbreak , Liu. Y et al, bioRxiv, 2020.