Reduzierung von SARS-CoV-2 in der gemeinsam genutzten Raumluft

Zu den Methoden zur Reduzierung der Konzentration von SARS-CoV-2-Partikeln in der Raumluft gehören Belüftung, Filterung und Desinfektion

Januar 2023
Reduzierung von SARS-CoV-2 in der gemeinsam genutzten Raumluft
  • Durch einfaches Lüften können Infektionen um 39 % reduziert werden.
  • Durch Luftfiltration können Infektionen um 65 % reduziert werden.
  • Durch Filtration und Masken können Infektionen um 90 % reduziert werden.

SARS-CoV-2 vermehrt sich in den Atemwegen und verbreitet sich durch die Ausatmung infektiöser Atemwegspartikel. Die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung steigt , je länger sich eine nicht infizierte Person mit einer infizierten Person in einem geschlossenen Raum aufhält . Eine Infektion kann nicht nur durch die Übertragung von ausgeatmeten Atempartikeln einer infektiösen Person über kurze Entfernungen erfolgen, was zu einer Ablagerung auf der Schleimhaut oder durch die Inhalation ausgeatmeter Atempartikel einer nicht infizierten Person führt.

Eine Infektion kann auch durch Fernübertragung durch Einatmen infektiöser Atemwegspartikel erfolgen, die über längere Zeiträume (möglicherweise, nachdem die infektiöse Person nicht mehr anwesend ist) und über größere Entfernungen (mehr als einige Meter) in der Luft schweben.

Da kein einzelner Ansatz zu 100 % wirksam bei der Vorbeugung von COVID-19 ist, wirken Präventionsmaßnahmen am besten, wenn sie kombiniert werden , einschließlich Impfstoffen und nicht-pharmakologischer Interventionen, die das Einatmen infektiöser Partikel reduzieren.

Community-Maskierung und physische Distanzierung , die beide die Wahrscheinlichkeit verringern können, virushaltigen Partikeln zu begegnen und diese einzuatmen, haben große Aufmerksamkeit erhalten. Allerdings besteht in der Öffentlichkeit weniger Bewusstsein für bestehende Raumluftempfehlungen , die die Anzahl virenhaltiger Partikel in der Raumluft direkt reduzieren und damit das Risiko des Einatmens dieser Partikel aus der Gemeinschaftsluft verringern können.

Zu den Methoden zur Reduzierung der Konzentration von SARS-CoV-2-Partikeln in der Raumluft gehören Belüftung, Filterung und Desinfektion .

Über den Nutzen spezifischer Interventionen und Kombinationen unter verschiedenen Umständen muss noch viel gelernt werden. Beobachtungsstudien und Modellierungen deuten jedoch auf eine erhebliche Wirksamkeit dieser Strategien hin, wenn sie allein, in Kombination und mit anderen Ansätzen eingesetzt werden.

Beispielsweise war in einer Studie aus dem Jahr 2020, an der 169 Grundschulen in Georgia teilnahmen, die Inzidenz von COVID-19 in 87 Schulen, die die Belüftung verbesserten, um 39 % niedriger als in 37 Schulen, die dies nicht taten (35 % niedriger in 39 Schulen, die die Belüftung allein durch Verdünnung verbesserten). [Inzidenzraten: 2,94 vs. 4,19 pro 500 eingeschriebene Schüler] und 48 % niedriger in 31 Schulen, die die Belüftung durch Verdünnung in Kombination mit Filterung verbesserten [Inzidenzraten: 2, 22 vs. 4.

Ein Simulationsmodell ergab, dass die Filtration mit zwei hocheffizienten Partikelluftreinigern (HEPA) allein oder in Kombination mit der Verwendung von Masken die Exposition gegenüber infektiösen Partikeln potenziell um etwa 65 % bzw. 90 % reduzieren könnte .

Bisher wurden Maßnahmen zur Verhinderung der Übertragung von SARS-CoV-2 durch Verringerung seiner Konzentration in der Luft nur begrenzt und uneinheitlich umgesetzt. Ein Bericht im Morbidity and Mortality Weekly Report hebt die erhebliche Heterogenität und Ungleichheit hervor, die Schulen bei der Umsetzung dieser Maßnahmen melden. In diesem Bericht, der auf einer landesweit repräsentativen Stichprobe von 420 Schulen im Jahr 2022 basiert, wurden häufig kostengünstige Interventionen (Öffnen von Fenstern und Türen), aber teurere , ressourcenintensivere Strategien wie die Verbesserung von Heizung und Belüftung eingesetzt. und Klimaanlagen (HVAC-Systeme) wurden deutlich seltener genutzt.

Schulen in ländlichen Gebieten oder Gebieten mit mittlerer Armut (wo 26 % bis 75 % der Schüler Anspruch auf kostenlose oder ermäßigte Mahlzeiten haben) führten am seltensten verschiedene Maßnahmen durch.3 Vergleichbare Missverhältnisse dürften in anderen Innenräumen, von zu Hause bis zu, bestehen Unternehmen und große öffentliche Räume wie Flughäfen.

Die Reduzierung von Schadstoffen in der Gemeinschaftsluft durch die Verbesserung der Luftaufbereitungssysteme in Gebäuden ist eine attraktive und weitreichend wirksame bauliche Maßnahme, die keine wiederholten Einzelmaßnahmen erfordert.

Eine Person kann eine Maske tragen, Fenster und Türen öffnen, Ventilatoren und Lüftungsöffnungen einschalten und tragbare Luftreiniger verwenden. Wie die Fluoridierung von Trinkwasser zur Vorbeugung von Karies und Verbesserungen im Straßen- und Fahrzeugdesign zur Erhöhung der Verkehrssicherheit können bauliche Eingriffe, die die Konzentration von SARS-CoV-2-Partikeln in der Luft reduzieren, mehr Menschen mit weniger individuellem Aufwand schützen. Solche Strategien werden immer wertvoller, da die Gesellschaft lernt, mit COVID-19 zu koexistieren und die Menschen wieder dazu zurückkehren, Innenräume zu teilen.

Es gibt eine wachsende Liste von Optionen für bauliche Eingriffe zur Vorbeugung von COVID-19 durch Verdünnung, Filterung und Desinfektion der gemeinsam genutzten Raumluft. Modernisierungen, Verbesserungen oder Konfigurationsänderungen des Lüftungssystems können die Konzentration viraler Partikel reduzieren, indem Außenluft zur Verdünnung potenzieller Schadstoffe zugeführt wird. Durch den Einsatz von Luftfiltern mit höheren MERV-Bewertungen (Minimum Efficiency Reporting Value) in HLK-Systemen können Atemwegspartikel effektiver aus der Umluft gefiltert werden. Im Handel erhältliche, tragbare HEPA-Luftreiniger können dasselbe für einen einzelnen Raum tun, ohne das bestehende Lüftungssystem des Gebäudes zu verändern. Diese Geräte können besonders in Bereichen nützlich sein, in denen sich Personen aufhalten, bei denen ein höheres Risiko besteht, an COVID-19 zu erkranken oder sich anzustecken.

Durch den American Rescue Plan hat der Kongress fast eine halbe Billion Dollar bereitgestellt (350 Milliarden Dollar für Landes-, Kommunal- und Stammesregierungen und 122 Milliarden Dollar für Schulen), von denen etwa die Hälfte noch für die Verbesserung der Raumluftqualität in kleinen und industriellen Betrieben zur Verfügung steht Umgebungen, Gewerbegebäude, Wohnungen für einkommensschwache Menschen, Verkehrsknotenpunkte und Schulen.

Um sicherzustellen, dass diese Ressourcen optimal genutzt werden, und um die Öffentlichkeit vor ineffektiven oder potenziell schädlichen Technologien zu schützen, hat die Environmental Protection Agency (EPA) kürzlich im Rahmen der Clean Air Challenge Leitlinien für Gebäudeeigentümer und -betreiber herausgegeben. Agenturgebäude. 5In den Leitlinien der Centers for Disease Control and Prevention (CDC) werden auch bewährte Maßnahmen zur Verbesserung der Belüftung und Filterung in Gebäuden hervorgehoben. 6 Das CDC stellt auch interaktive Tools für Privathaushalte und Schulen bereit, um die Auswirkungen einfacher Änderungen wie dem Öffnen von Fenstern, der Aktualisierung von HVAC-Filtern oder der Verwendung eines HEPA-Luftfilters auf die Raumluftqualität abzuschätzen.

Das Abwägen von Wirksamkeit, Gerechtigkeit und Durchführbarkeit bedeutet, dass die optimalen Interventionen je nach Situation und Situation variieren.

Viele Verbesserungen an der Belüftung und Filterung können kostenlos oder mit geringen Kosten (< 100 $) durchgeführt werden , darunter das Öffnen von Fenstern, die Inspektion und Wartung von HVAC-Systemen sowie der Einsatz von Ventilatoren zur Steigerung der Wirksamkeit geöffneter Fenster. Tragbare HEPA-Luftfilter können für jeweils ein paar hundert Dollar hinzugefügt werden.

Umwelt- oder Sicherheitsaspekte (z. B. extreme Temperaturen, Sturzgefahr, Kriminalität) können kostengünstige Eingriffe wie das Öffnen von Fenstern unter bestimmten Umständen weniger durchführbar machen. In ressourcenarmen Umgebungen stehen möglicherweise weniger Ressourcen zur Verfügung, um solche Bedenken auszuräumen (z. B. die Umwandlung nicht zu öffnender Fenster in hohen Stockwerken in zu öffnende Fenster mit Fensterschutzgittern). Obwohl DIY-Optionen nicht als dauerhafte Lösungen empfohlen werden, können sie kostengünstiger sein und bei ordnungsgemäßer Konstruktion in ressourcenbeschränkten Umgebungen praktischer sein als kommerzielle Optionen.

Am teuersten sind große bauliche Verbesserungen, wie zum Beispiel neue oder modernisierte HLK-Systeme in öffentlichen Gebäuden; Allerdings verbessern diese strukturellen Veränderungen die Luftqualität in Innenräumen für viele Menschen gleichzeitig und können auch zu Energieeinsparungskosten führen. CDC, EPA, ASHRAE und andere Organisationen haben freiwillige Empfehlungen und Richtlinien für HVAC-Systeme.

Schulen, die die verfügbaren Mittel nutzen, um diesen Empfehlungen zu folgen, können die Gesundheit und Sicherheit aller Schüler und Mitarbeiter verbessern. Unternehmen, die HVAC-Systeme aufrüsten, profitieren nicht nur von Energieeffizienz und künftigen Kosteneinsparungen, sondern machen auch die Umwelt für alle Mitarbeiter und Kunden sicherer, insbesondere für wichtige Mitarbeiter, die möglicherweise mit einer großen Anzahl von Personen im Publikum interagieren müssen.

Es stehen mehrere Methoden zur Verfügung, um zu bewerten, ob Verbesserungen funktionieren. Kohlendioxidmonitore können Aufschluss darüber geben, wie gut ein Aufenthaltsraum belüftet ist. Luftstrommessgeräte und Prüfgastests können die Lüftungsraten direkt überprüfen. Aerosolsensoren können die Wirksamkeit von Filtersystemen bestimmen.

Eine Verbesserung der Luftqualität hat das Potenzial, nicht nur SARS-CoV-2-Infektionen, sondern auch Infektionen durch andere Atemwegsviren und -bakterien, reaktive Atemwegserkrankungen (z. B. Asthma), die durch Antigene ausgelöst werden, sowie Lungen- und Herz-Kreislauf-Schäden durch das Einatmen schädlicher Atemwegspartikel zu reduzieren ( (z. B. Waldbrände, Smog) und Toxizität durch das Einatmen flüchtiger organischer Verbindungen . Jetzt bietet sich alle Jahrzehnte die Möglichkeit, die Luftqualität in öffentlichen und privaten Innenräumen nachhaltig zu verbessern, das Risiko einer Ansteckung mit COVID-19 zu verringern und die Gesundheit und Sicherheit von Schulen, am Arbeitsplatz und bei Verbrauchern zu verbessern.